Способ изготовления световозвращателя

 

Использование: производство призменных световозвращателей. Сущность изобретения: на автоколлимационном устройстве, направленном на световозвращатель, определяют разность размеров изображения диафрагмы при фокусировке на бесконечность и на минимум изображения. По этим результатам аналитически определяют кривизну поверхности входной грани световозвращателя , соответствующей минимальной диаграмме направленности отраженного излучения. Затем со световозвращателем временно скрепляют три клина, выступающих ребрами на одинаковое расстояние от поверхности входной грани, и производят обработку входной грани вместе с клиньями (в сепараторе) на планшайбе со сферической поверхностью. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 02 В 5/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872301/10 (22) 29.08.90 (46) 15.01,93. Бюл. ¹ 2 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) Л.Ф. Плиев, Т.Е. Соловьева, Т,П. Старцев и Т.И. Хорошева (56) Бондаренко И.Д. Методы контроля качества изготовления оптических уголковых отражателей, "Оптико-механическая промышленность", 1985, ¹ 7, с. 54 — 58.

Авторское свидетельство СССР

¹ 756337, кл. 6 02 В 7/18, 1964. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОВОЗВ РАЩАТЕЛЯ (57) Использование: производство призменн ых световозвращателей, Сущность изобреИзобретение относится к оптико-механической промышленности, в частности к производству призменных световозвращателей (СВП), Эффективность световозвращателя определяется диаграммой направленности отраженного излучения. Она зависит от отклонения двугранных углов между отражающими гранями от прямого, кривизны отражающих и входной граней, неоднородностей материала призмы. В результате действия всех этих факторов диаграмма расширяется и эффективность уменьшается (см,И.Д,Бондаренко "Методы контроля качества изготовления угол ковых отражателей", ОМП, 1985 г., N 7, стр. 54 — 58).

Известен способ изготовления оптических уголковых отражателей по а.с. СССР №

ЫЛ 1788490 А1 тения: на автоколлимационном устройстве, направленном на световозвращатель, определяют разность размеров изображения диафрагмы при фокусировке на бесконечность и на минимум изображения. По этим результатам аналитически определяют кривизну поверхности входной грани световозвращателя, соответствующей минимальной диаграмме направленности отраженного излучения. Затем со световозвращателем временно скрепляют три клина, выступающих ребрами на одинаковое расстояние от поверхности входной грани, и производят обработку входной грани вместе с клиньями (в сепараторе) на планшайбе со сферической поверхностью. 4 ил.

756337, в котором производят механическую обработку трех жестко связанных взаимноортогональных отражающих QQ плоскостей в виде правильной трехгранной р пирамиды из стекла, У пирамиды срезаны трехгранные вершины при основании. С помощью автоколлимацион ного устройства О измеряют величину отклонений двугранных углов от прямого, аналитически рассчитыва- ют угол компенсационного клина. Обрабатывают пластину из стекла с расчетной д величиной клиновидности, разрезают ее на шесть треугольных пластин и закрепляют эти пластины в плоскости светового отверстия пирамиды, т.е. шестигранника основания. При этом попарно ориентируют плоскости главного сечения пластин в противоположные стороны у двух противоположных секторов основания пирамиды.

1788490

5 На фиг, 1 — 4 представлены отдельные фазы изготовления световозвращателя по заявляемому способу, где 1 — стеклянная

40

50

Этот способ является более технологичным как с точки зрения обработки, как и возмо>кности активного воздействия на процесс производства. Однако ему присущи два серьезных недостатка. Первый из них заключается в том, что клином учитываются только ошибки в изготовлении двугранных углов, тогда как эффективность световозвращателя зависит также от кривизны отражающих и входной граней и неоднородностей материала призмы, Второй закл1очается в том, что при малых величинах клиновидности, соответствующей высокой точности изготовления призм, резко возрастает трудоемкость изготовления пластин, т.к. они должны быть выполнены с заданным отступлением от плоскопараллельности в несколько интерференционных полос.

Цель изобретения — повышение эффективности световозвращателя. Эта цель достигается усовершенствованием известного способа изготовления световозвращателя, который заключается в механической обработке трех жесткосвязанных взаимно ортогональных отражающих плоскостей в виде правильной трехгранной пирамиды из стекла с отрезанными трехгранными вершинами при основанли и контроле качества изготовления на автоколлимационном устройстве.

Отличительными признаками заявляемого способа является следующая совокупность действий: вырезают из плоскопараллельного листа пластину в форме основания пирамиды; временно соеди- 3 няют ее с основанием пирамиды, изготавливают три стеклянных клина, одну боковую грань которых обрабатывают по форме поверхности среза угла основания пирамиды. Временно соединяют их с этими срезами так, чтобы острые ребра клиньев находились в плоскости наружной поверЯности пластины. Затем отделяют пластину . от основания пирамиды и производят механическую обработку основания пирамиды вместе с клиньями в сепараторе на планшайбе со сферической обрабатывающей поверхность о, а после завершения обработки отделяют клинья, при этом радиус кривизны планшайбы и его знак определяют исходя из сопоставления диаметров изображения диафрагмы автоколлимационного устройства при фокусированиях его на бесконечность и на минимум величины изображения и направления перефокусировки.

Таким образом заявленный способ соответствует критерию "новизна". Заявитель не обнаружил технических решений, имеющих сходные признаки с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа и других технических решений в данной области, а следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями. пирамида со срезанными трехгранными вершинами при основании, 2 — плоскопараллельная пластина, 3 — клин из стекла, 4— планшайба со сферической поверхность о.

На фиг.1 показана стеклянная пирамида 1 со срезанными под прямыми углами трехгранными вершинами при основании.

По срезам к пирамиде 1 временно прикреплены три клина 3 из стекла, образуя единый блок.

На фиг,2 показаны временно соединенные с пирамидой 1 плоскопараллельная пластина 2 и клин 3, На фиг,3 и 4 — обработка на планшайбе 4 сблокированных пирамиды

1 и клиньев 3, Возмо>кный вариант изготовления световозвращателя по заявляемому способу заключается в следующем. Изготавливают правильную трехгранную пирамиду из стекла и срезают трехгранные вершины при основании. После полировки всех граней контролируют качество изготовления световозвращателя 1 на автоколлимационном устройстве, Для этого производят измерение размеров изобрах<ения точечной диафрагмы, образованного лучами, отраженными от внутренних поверхностей граней пирамиды

1 при освещении потоком света от автоколлиматора через входную грянь пирамиды.

Вырезают из плоскопараллельного листа пластину 2 по форме основания пирамиды t и временно соединяют ее с основанием пираМиды 1, ИзготавливаЮт три стеклян ILIx клина 3, Поскольку срезы трехгранных вершин при основании пирамиды 1 плоские, грань клина 3, примыкающая к поверхности среза, тоже обрабатывается в виде плоскости, Затем временно соединяют клинья 3 со срезами пирамиды 1 так, чтобы острые ребра находились в плоскости нару>хной поверхности пластины 2 (см.фиг.2), После этого отделяют пластину 2 от основания пирамиды 2. Далее устанавливают пирамиду 1 вместе с временно прикрепленными клиньями 3 на план шайбу со сферической обрабатывающей поверхностью 4 (см. фиг.3) и обрабатывают в сепараторе (на рисунках не указан). После завершения обработки входная грань пирамиды 1 вместе с временно прикрепленными клиньями 3 примет форму поверхности планшайбы 4 (см.фиг,4). Тогда отделяют клинья 3 от призмы 1 и на этом изготовление световозвращателя заверша1788490

15 ется {вопрос об оптических покрытиях отражающих граней в заявляемом способе не рассматривается). Радиус кривизны планшайбы, на которой производится доводка входной грани призмы 1, определяется следующим образом. Измерения размеров изображения точечной диафрагмы автоколлиматора производят дважды. Сначала при фокусировке автоколлиматора на бесконечность фиксируют размер изображения "d1" и производят фиксацию положения плоскости изображения, Затем перефокусируют автоколлиматор до получения минимального размера изображения "d2" фиксируют этот размер и положение плоскости изображения. По разности двух положений плоскости изображения определяют знак радиуса кривизны, а величину радиуса определяют, пользуясь соотношением

R

arctg (— )

d1 — d2 где Оо — диаметр рабочей апертуры входной грани пирамиды

Л вЂ” длина волны осветителя коллиматора и il, — показатель преломления материала пирамиды

f — фокусное расстояние объектива автоколлиматора

d1 — d2 — разность зафиксированных диаметров изображения диафрагмы автоколлиматора.

По заявляемому способу были изготовлены пробные экземпляры световозвращателей в количестве 4 шт. Фиксация положения плоскостей фокусировки на бесконечность и при фокусировке на минимум размера изображения производилось с использованием устройства, реализующего

"Способ определения величины фокусного расстояния и положения заднего фокуса оптической системы" по а.с, СССР Кь 932341, а измерения размера изображения — с использованием "Устройства анализа диаграмм направленности источника светового излучения" по а.с; СССР -843308. Радиусы кривизны планшайб для всех призм были определены разные, причем стрелки прогиба лежали в пределах от 0,5 до 3 интерференционных. колец на диаметре входной грани пирамиды. Во всех случаях получено повышение эффективности световозвращателей, что видно из приведенной ниже таблицы диаграмм направленности до и после доводки пирамид.

Теоретическая величина диаграммы направленности по уровню 0,5 от максимума

55 для пирамид составляет 5,2 угл.сек. {d -25;6 мм, 1 = 0,53 мкм). Таким образом, полностью подтвердилась высокая точность изготовления световозвращателей по предлагаемому способу.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что возможно получение световозвращателей с самой высокой теоретически достижимой эффективностью. Для световозвращателя под МЗ энергия на приемнике увеличилась с 5 до 93 от теоретически достижимой. Тем самым после доводки один световозвращатель с диаграммой 5,4" обеспечивает такой же сигнал, какой до доводки обеспечивали только 15 серийных световозвращателей с диаграм-. мой 24.4".

Формула изобретения

Способ изготовления световозвращателя, заключающийся в механической обработке трех жестко связанных взаимно ортогональных отражающих плоскостей в виде правильной трехгранной пирамиды из оптического материала со срезанными трехгранными вершинами при основании, механической обработке основания пирамиды и контроле изготовления на автоколлимационном устройстве, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности световозвращателя, перед механической обработкой основания соединяют с основанием, пирамиды дополнительно иэготовленну}з плоскопараллельную пластину, выполне::+ ную по форме основания пирамиды, допол нительно изготавливают из оптическсг материала три клина, одну боковую гр:.нь которых обрабатывают по формс поверхности среза угла основания пирамиды, соединяют их с этими срезами так, чтобы острые ребра клиньев находились в плоскости наружной поверхности пластины, затем отделяют пластину от основания пирамиды, механическую обработку основания пирамиды производят вместе с клиньями в сепараторе на планшайбе со сферической обрабатывающей поверхностью, после механической обработки отделяют клинья, при этом радиус кривизны планшайбы и его знак определяют при контроле качества изготовления световозвращателя автоколлимационным методом путем сравнения диаметров изображения диафрагмы автоколлимационного устройства при фокусированиях его на бесконечность и на минимум величины изображения и направления перефокусировки.

1788490

Составитель Л.Плиев

Техред М. Моргентал

Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 72 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного-комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5