УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ПОЛЕ ЗРЕНИЯ ОКУЛЯРА УГЛОМЕРНОГО ПРИБОРА Российский патент 1995 года по МПК G01C1/00 G02B5/04 G02B27/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в угломерных приборах типа теодолитов, тахеометров, гониометров.

Известны комбинации из сложных призм для дальномеров [1]
В них линиями раздела служат либо линии соединения двух призм (два параллелепипеда, пентапризма со смещенной частью), либо ровный край отражающего слоя, нанесенного на одной из призм до их склейки (прямоугольная и клиновидная призмы и призмы из дальномера).

Известны системы устройства для совмещения изображений в угломерных приборах, которые позволяют получить тонкую линию раздела между двумя изображениями, например штрихов противоположных сторон лимба или изображением рейки и линиями номограммы [2] При этом используются системы с двумя призмами, например два склеенных по общей грани параллелепипеда, пентапризма со смещенной частью, прямоугольная призма, склеенная с клиновидной призмой.

Недостатком таких устройств для совмещения изображений является то, что они рассчитаны только на два совмещаемых изображения.

Целью изобретения является получение возможности совмещения трех изображений.

Цель достигается тем, что усовершенствуются известные устройства для совмещения изображений в угломерных приборах, состоящие из двух призменных элементов.

Усовершенствование заключается в том, что в него вводится плоская пластина, установленная между призменными элементами и склеенная с ними, причем по меньшей мере одна наружная грань пластины параллельна фокальной плоскости окуляра угломерного прибора.

Ребра склеенных призменных элементов могут располагаться в фокальной плоскости окуляра угломерного прибора и служить линиями совмещения.

На плоскостях склейки могут быть нанесены отражающие слои, равные края которых располагаются в фокальной плоскости окуляра угломерного прибора.

В устройство с отражающими слоями может быть введена по меньшей мере одна дополнительная пластина, равная по размерам первой пластине и склеенная ней по общей поверхности, на которой нанесена линия сетки, установленная в фокальной плоскости окуляра зрительной трубы, при этом первая пластина склеена с первой призмой, а вторая пластина с второй призмой.

В этом устройстве по меньшей мере на одну наружную грань пластины и соответствующие грани призм может быть наклеена плоскопараллельная пластина, параллельная фокальной плоскости окуляра угломерного прибора, или плосковыпуклая коллективная линза.

Изобретение иллюстрируется примерами исполнения, изображенными на фиг. 1-6.

На фиг. 1-6 обозначены: первый призменный элемент 1, второй призменный элемент 2, пластина 3, ребра призменных элементов в фокальной плоскости окуляра 4, края отражающих слоев 5. Ход лучей показан стрелками 6-8.

Кроме того, в устройство могут быть введены дополнительная пластина 9, коллективная линза 10, линия сетки 11. При этом на чертеже обозначены: передняя линия окуляра 12, передняя главная плоскость 13 окуляра, плоскопараллельная пластина 14, изображение в левой части поля зрения окуляра 15, изображение в правой части поля зрения окуляра 16, изображение в центральной части поля зрения окуляра 17.

На фиг. 1 изображен вариант исполнения с двумя параллелепипедами 1,2 и пластиной 3; на фиг. 2 вариант с пентапризмой 1 со смещенной частью 2 и пластиной 3; на фиг. 3 вариант с прямоугольными призмами 1 и 2 и пластиной 3; на фиг. 4 вариант исполнения устройства с двумя прямоугольными призмами 1 и 2 и пластиной 3, дополненный коллективно линзой 10; на фиг. 5 изображен вариант исполнения с дополнительной пластиной 9, линией сетки 11, плоскопараллельной пластиной 4 и коллективом 10.

На фиг. 4 и 5 изображены также передняя линза окуляра 12 и передняя главная плоскость окуляра 13. На фиг. 6 изображено поле зрения окуляра угломерного прибора типа тахометра, в котором центральная часть поля зрения окуляра содержит изображение предметов местности и, в частности, рейки, а в левой и правой частях поля зрения окуляра изображается линия дальномерной и высокомерной диаграмм. Изображение рейки установлено вплотную к линии раздела левого и центрального полей и возможен отсчет по линиям диаграмм, как это производится в тахеометре Гаммеpа-Феннеля.

Излучение от трех независимых источников поступает на три входа устройства, показанных ходом лучей 6-8. После прохождения двух призм 1 и 2, пластины 3 излучения выходит единым потоком 6-8, причем три изображения, построенные этими потоками, отделены друг от друга тонкими разделяющими гранями, которыми являются ребра призмы 4 или края отражающих слоев 5.

Работу устройства для совмещения изображений рассмотрим на примере совмещения изображений трех объектов, которые строятся тремя оптическими системами. Например, в центре объективов зрительной трубы строится изображение рейки, в одной из боковых секций поля зрения строится изображение дальномерной номограммы, а в другой высотомерной номограммы. В варианте устройства на фиг. 1 свет от объектива зрительной трубы 7 проходит через пластину 3 и изображает рейку в плоскости ребер 4. Свет от дальномерной монограммы 6 проходит параллельно оси зрительной трубы, попадает в призму 1 и строит изображение в той же плоскости. Аналогичным лучом 8 происходит построение высотомерной номограммы через призму 2. Все три изображения оказываются построенными в одной плоскости и могут одновременно рассматриваться через окуляр. Линии раздела тонкие ребра 4 на выходе устройства позволяют производить отсчет рейки по линии номограммы.

Вариант устройства, изображенный на фиг.2, отличается тем, что свет от номограммы поступает под углом 90^о к оси зрительной трубы, а ребра призм 4 находятся на входе устройства.

Фиг. 3 соответствует случаю, когда свет от номограмм поступает под углом 90^о к оси зрительной трубы, а линиями раздела служат ровные края отражающих слоев 5, находящихся внутри устройства. Как и на остальных рисунках, свет от объектива зрительной трубы 7 проходит устройство через плоские грани на входе и выходе устройства.

В случае, изображенном на фиг.3, края призм и пластины, склеенные между собой, могут попадать в ход лучей, идущих к окуляру, и ухудшать условия наблюдения совмещаемых предметов. Опытные измерения показали, что ребра призм и пластинок, угол при которых меньше прямого, из-за микросколов имеют ширину 0,03-0,09 мм. Хотя они находятся далеко от фокуса окуляра и их изображения наблюдатель не видит, получается некоторое затенение изображения.

В связи с этим на наружную грань пластины и прилегающие грани призм наклеена плоскопараллельная пластина или плосковыпуклая коллективная линза. Клей заполняет полости микросколов, и затемнение за счет этого практически становится незаметным. Естественно, что показатели преломления клея и стекол с микросколами должны быть согласованы. Плоскопараллельная пластина или плосковыпуклая коллективная линза может иметь и другой показатель преломления.

Преимущество данного устройства заключается в том, что появляется возможность одновременной оценки (и считывания) взаимного положения трех объектов наблюдения вместо отдельных отсчитываний по разным отсчетным устройствам, что позволяет ускорить проведение угломерных работ.

Использование: в угломерных приборах типа теодолитов, тахеометров, гониометров. Сущность изобретения: устройство содержит два призменных элемента и расположенную между ними и склеенную плоскую пластину, причем по меньшей мере одна наружная грань пластины параллельна фокальной плоскости окуляра угломерного прибора. При этом ребра призменных элементов расположены в фокальной плоскости окуляра, на плоскостях склейки нанесены отражающие слои. Кроме того, в устройство может быть введена дополнительная пластина, склеенная с первой по общей поверхности, на которой нанесена сетка. При этом по меньшей мере на одну наружную грань пластины и соответствующие грани призм может быть наклеена плоскопараллельная пластина или плосковыпуклая линза. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ПОЛЕ ЗРЕНИЯ ОКУЛЯРА УГЛОМЕРНОГО ПРИБОРА, состоящее из двух призменных элементов, причем линия раздела изображений расположена в фокальной плоскости окуляра, отличающееся тем, что в него введена плоская пластина, установленная между призменными элементами и склеенная с ними, причем по меньшей мере одна наружная грань пластины параллельна фокальной плоскости окуляра угломерного прибора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ребра склеенных призменных элементов, служащие линией совмещения изображений, расположены в фокальной плоскости окуляра угломерного прибора. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на плоскостях склейки нанесены отражающие слои, границы которых, служащие линией совмещения изображений, располагаются в фокальной плоскости окуляра угломерного прибора. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в него введена по меньшей мере одна дополнительная пластина, равная по размерам первой пластине и склееная с ней по общей поверхности, на которой нанесена линия сетки, установленна в фокальной плоскости окуляра, при этом первая пластина склеена с первой призмой, а вторая пластина с второй призмой. 5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что по меньшей мере на одну наружную грань пластины и соответствующие грани призм наклеена плоскопараллельная пластина, параллельная фокальной плоскости окуляра угломерного прибора, или плосковыпуклая коллективная линза.