Способ задания опорной световой плоскости Советский патент 1987 года по МПК G01C9/06 

Изобретение откосится к геодезии, в частности к способам задания опорной световой плоскости, и может быть использовано при создании приборов,применяемых в строительстве,

Целью изобретения является упрощение известного способа за счет уменьшения количества операций,выполняемых при его осуществлении.

На фиг.1 изображена принципиаль- ная схема устройства, реализующего предложенный способ задания опорной световой плocкocтиJ на фиг.2 - рисунок, поясняющий вывод зависимости.

Устройство (фиг,1) содержит источ ник света (лазер) 1, коллимирующую оптическую систему, представляющую собой обратную.телескопическую систему, из окуляра 2 и объектива 3. Призма 4 установлена в направляющих с возможностью вращения и кинематически связана с приводом (не показаны) , Ось вращения призмы 5 пересекает оптическую осью в точке N, Положение точки N задается расстоянием Сот точки пересечения плоскости S проходящей через линию пересечения отражающих граней 5 и 6 пентапризмы 4, до ее оси вращения. При этом указанная плоскость 5 перпендикулярна оси. вращения пентапризмы 4, Величина отрезка С удовлетворяет приведенному выше равенству.

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 генерирует световой поток, Коллимирующая оптическая система 2 и 3 уменьшает его расходимость. Вращающаяся пентапризма 4 разворачивает сколлимированный световой поток в опорную световую плоскость. При этом опорная светая плоскость оказывается перпендикулярной оптической оси и проходит через точку К на оси вращения пентапризмы, удален- ную на плоскости 5 на расстояние а, равное расстоянию от линии 1 пересечения отражающих граней 5 и 6 до оси вращения пентапризмы 4,

На фиг.2 показана система двух плоских зеркал 5 и 6 (такая система представляет собой частный случай пентапризмы при ) с углом при вершине . Точки К и N являются оптически српряженными, т.е. в пока- занной двухзеркальной системе одна из них является изображением другой Из законов геометрической оптики известно, что при равенстве угла

0

5

5

0 5

0 5

0

между плоскими зеркалами 45°, сопряженные точки лежат на одной прямой и расстояние между ними (отрезок KN) равно удвоенной величине расстояния (отрезок LM) от линии Т пересечения зеркал 5 и 6 до прямой, соединяющей эти точки. При этом ПЛОСКОСТЬ-6

проходящая через линию 1 пересечения зеркал 5 и 6, перпендикулярна от1 ез- ку NK прямой, соединяющей сопряженные точки N и К, и делит его пополам, т.е.

NM Ж LM

Кроме того известно, что все лучи, выходящие из одной точки, после прохождения через идеальную оптическую систему (а система плоских зеркал является безаберационной, т.е. идеальной) Собираются в одной, сопряженной в ней точке, Б рассматриваемом устройстве любой из лучей,идущий в точку N,последовательно отражаясь от зеркал 6 и 5, приходит в точку К . При этом вошедший и выходящий лучи перпендикулярны.

Из этого следует, что если оптическую ось светового потока направить в точку N, то на выходе из системы зеркал она проходит через вторую сопряженную точку /(, Вращение системы зеркал вокруг оси не приводит к переориентации сопряженных точек, а значит оптическая ось описывает конус, вершина которого совмещена с точкой М ,

В рассматриваемом случае образующая конуса перпендикулярна его оси, /поэтому коническая поверхность, описываемая оптической осью, превращается в плоскость. При этом образованная плоскость проходит через точку М

Отличие пентапризмы от системы зеркал состоит в том, что к системе зеркал добавлена плоскопараллельная пластинка с показателем преломления п и толщиной d, равной длине хода луча в призме.

Известно, что наличие плоскопараллельной пластинки приводит к продольному смещению величина которого равна

д d (-)

где d и п - толщина и показатель

преломления пластинки.

312835

Для пентапризмы величина d хода вдоль оси ссяза:на с ее световым диаметром D соотношением

d 3,414 D Поэтому

й 3,414 D С

п - 1 п

Следовательно, точка пересечения оси вращения пентапризмы с оптической осью светового потока должна отличаться от точки пересечения оси вращения системы зеркал на величину

Формула изобретения

Способ задания опорной световой уп плоскости, при котором световой поток коллимируют, ориентируют в направлении, перпендикулярном задавае

O

304

мой опорной световой плоскости, и направляют в пентапризму, вращая которую разворачивают световой поток в опорную световую плоскость, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения способа, сколлимиро- ванный световой поток направляют в точку на оси вращения пентапризмы, удаленную от плоскости, проходящей через линию пересечения отражающих граней призмы и перпендикулярной ее оси вращения, на расстояние С, определяемое из соотношения

15

С а - 3,414 D

п - 1 п

а - расстояние от линии пересечения отражающих граней призмы до оси ее вращения, D - световой диаметр призмы, п - показатель преломления материала призмы

Изобретение относится к геоде- , ЗИН и позволяет упростить способ задания плоскости. Коллимирующей оптической системой 2,3 уменьшают расходимость светового потока лазера 1, разворачиваемого затем вращающейся пентапризмой 4 в опорную световую плоскость. Эта плоскость перпендикулярна оптической оси и проходит через точку К на оси вращения пента- призмы 4, удаленную от плоскости, проходящей через линию пересечения отражающих граней 5 и 6 призмы на определенное расстояние. 2 ил. (Л ч ЕЗ эо САЭ сл 00

Редактор Н. Слободяник

Составитель Ю. Межуев

Техред М.Ходанич Корректоре. Черни

Заказ 7426/36Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4