Добрынина Татьяна Петровна, Карасев Вадим Вадимович, Лавров Вадим Анатольевич, Старцев Тимофей Петрович
Приоритеты:
подача заявки: 1989-11-09
публикация патента: 10.03.1995
Использование: в оптическом геодезическом приборостроении. Сущность изобретения: устройство содержит микроскоп, два объектива с общей фокальной плоскостью, три отражательных элемента, расположенных в вершинх прямоугольного равнобедренного треугольника, и диафрагму. Объективы расположены по катетам треугольника. Плоскость диафрагмы совмещена с общей фокальной плоскостью объективов. Два отражательных эемента в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью расположены либо по одному из патентов, либо по гипотенузе треугольника, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих граней. Если первые два отражательных элемента расположены по катету треугольника, то третий элемент выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в одной из прямоугольных призм, расположенной при вершине острого угла треугольника, а диафрагма размещена на другом из катетов треугольника. Если первые два отражательных элемента расположены по гипотенузе треугольника, то третий отражательный элемент выполнен в виде двух одинаковых полупентапризм, установленных симметрично в вершине прямого угла треугольника, а диафрагма размещена в вершине прямого угла и установлена между полупентапризмами. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЧЕТА ПО ЛИМБУ УГЛОМЕРНОГО ПРИБОРА, содержащее микроскоп, выполненный с возможностью оптического сопряжения с двумя диаметрально противоположными участками лимба через два объектива с общей фокальной плоскостью и три отражательных элемента, расположенных в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника, два отражательных элемента в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью, один из которых расположен в вершине треугольника, противолежащей первому катету, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отсчитывания, оно снабжено диафрагмой, плоскость которой совмещена с общей фокальной плоскостью объективов, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих поверхностей, две из которых составляют угол в 45o. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что третий отражательный элемент выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в первом отражательном элементе и установлен в вершине треугольника, противолежащей второму катету, а диафрагма размещена на одном из катетов треугольника. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что третий отражательный элемент выполнен в виде двух равных частей пентапризмы, разделенной по биссектрисе угла 45o, обращенных друг к другу плоскостями раздела и расположенных симметрично относительно высоты треугольника, а диафрагма установлена между ними. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что плоскости разреза частей пентапризмы склеены друг с другом, а диафрагма выполнена в виде покрытия на плоскости раздела одной из частей пентапризмы.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим угломерным приборам. Известные устройства для отсчета по лимбам угломерных приборов имеют оптические схемы, ход лучей в которых пересекает вертикальную и горизонтальную оси вращения, что не позволяет уменьшать габариты угломерных приборов. При огибании оси вращения по трем сторонам прямоугольника в теодолитах вводят не менее двух дополнительных призм, что делает систему более сложной и трудоемкой в изготовлении. Известно устройство для отсчета по лимбам угломерных приборов, где огибание оси вращения производится по двум сторонам равнобедренного прямоугольного треугольника. В вершинах этого треугольника установлены три прямоугольные призмы, а между ними два объектива проекционной системы, сопрягающей деления двух диаметрально противоположных участков лимба. Недостатком такого устройства является то, что штрихи первого участка лимба строятся проекционной системой и перемещаются ортогонально штрихам второго участка лимба и отсчет определяется по месту пересечения штрихов. В другом известном устройстве прямоугольная призма, установленная в вершине прямого угла треугольника, выполнена с крышей. Это создает разворот изображения штрихов первого участка лимба на 90o и штрихи двух диаметрально противоположных участков лимба оказываются параллельными друг другу, что позволяет использовать высокоточное отсчитывание известными способами. Недостатком известного устройства является использование крыши в прямоугольной призме, что вызывает двоение изображения и снижение точности отсчитывания. Кроме того, в известном устройстве на отсчете сказывается биение плоскости лимба относительно оси вращения прибора. Целью изобретения является повышение точности отсчитывания за счет исключения двоения изображения и создания телецентрического хода лучей. Указанная цель достигается усовершенствованием известного устройства для отсчета по лимбу угломерного прибора, содержащего микроскоп, выполненный с возможностью оптического сопряжения с диаметрально противоположными участками лимба через два объектива с общей фокальной плоскостью, и три отражательных элемента, расположенных в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника. Два отражательных элемента выполнены в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью, причем один из них расположен в вершине треугольника, противолежащей первому катету. Кроме того, устройство снабжено диафрагмой, плоскость которой совмещена с общей фокальной плоскостью объективов, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих поверхностей, две из которых составляют угол в 45o. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в первом отражательном элементе, и установлен в вершине треугольника, противолежащей второму катету, а диафрагма размещена на одном из катетов. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде двух равных частей пентапризмы, разделенной по биссектрисе угла 45o, обращенных друг к другу плоскостями раздела и расположенных симметрично относительно высоты треугольника, а диафрагма установлена между ними. Плоскости раздела частей пентапризмы могут быть склеены друг с другом, а диафрагма выполнена в виде покрытия на плоскости раздела одной из частей пентапризмы. Изобретение иллюстрируется двумя примерами исполнения, изображенными на фиг.1 и 2. Свет от источника (не показан) проходит лимб 1, первую прямоугольную призму 2, первый объектив проекционной системы 7(1). Отражательный элемент, расположенный в вершине прямоугольного равнобедренного треугольника, состоит из второй прямоугольной призмы 3 (фиг.1) или из двух полупентапризм 4 и 5 (фиг. 2). Свет проходит диафрагму 6 и через второй объектив 7(2) проекционной системы попадает в третий отражающий элемент, которым является пентапризма 8 (фиг.1) или вторая прямоугольная призма 3 (фиг.2). Далее свет идет через второй участок лимба 1 в микроскоп 9. Устройство работает следующим образом. Объективы 7(1) и 7(2) строят изображения штрихов участка лимба, прилегающего к первой прямоугольной призме, в плоскости штрихов второго, диаметрально противоположного, участка лимба, примыкающего к микроскопу отсчетной системы 9. При этом штрихи второго участка лимба и изображения штрихов первого участка лимба параллельны друг другу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.1, при поворотах лимба 1 штрихи диаметрально противоположных участков лимба смещаются навстречу друг друга. Они могут участвовать в коинцидентном способе отсчитывания по лимбу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.2, одиночные штрихи первого участка лимба 1 могут быть наложены на штрихи второго участка лимба, образуя биссекторы, и при поворотах лимба 1 смещаются совместно. Сдвоенные штрихи могут участвовать в биссекториальном способе отсчитывания по лимбу. За счет установки диафрагмы 6 в плоскости совмещения фокусов объективов 7(1) и 7(2) устройство имеет телецентрический ход лучей, за счет чего на точности отсчитывания не сказываются биения плоскости лимба относительно плоскости, ортогональной оси вращения. Отсутствие крышеобразных поверхностей отражения исключает влияние двоения изображений штрихов.