Оптико-механический мультипликатор Советский патент 1987 года по МПК G01M11/00 

стие, вьтолненное диаметром, равным диаметру выходного зрачка системы ввода, на призму 1. Многократно отра- женньй от граней призмы 1 и отражателя 2 параллельньй пучок попадает че.1

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть ис- Пользовано в оптических и оптико- электронных измерительных приборах для увеличения точности измерения.

Целые изобретения является увеличение скорости вращения изображения.

На фиг. 1-3 показано вращение изображения при каждом прохождении оптического вращателя изображения; на фиг. 4 - движение главного луча по поверхности отражателей и вращателя при каждом прохождении последнего; на фиг. 5 - схема оптико-механического мультипликатора (для упрощения в качестве вращателя изображения показана призма Деве).

На фиг. 1 показана расположение предмета А и егаг изсЙ5ражения, прошедшего через оптический вращатель изображения после его поворота против часовой стрелки, плоскости g, проходящей через главную оптическую ось вращения, плоскости с, проходящей через главную оптическую ось и перпендикулярно плоскости g, а также положение d, которое занимает плоскость g после поворота вращателя на 20°.

На фиг. 2 показано взаимное положение предмета А его изображения А при втором обратном проходе оптического вращателя. Предметом в данном случае является А , но из-за наличия отражателя оно повернуто на 40 в противоположную сторону вращения вращателя. Используя главную оптическую ось вращателя как ось симметрии, не трудно найти положение изображения - оно повернуто ьа угол 80 в сторону вращения оптического вращателя изображения (фиг. 2).

На фиг. 3 аналогичным образом найдены положения предмета А и изображения . Изображение повернуто на

рез телескопическую систему 10 на анализатор I1. При повороте призмы 1 на некоторый угол jb изображение смещается в плоскости анализа на угол i |5 , где 1-коэф.передачи мультипликатора.Зил.

О

5

0

5

0

5

0

5

120° в сторону вращения оптического вращателя изображения.

Таким образом, скорость вращения изображения определяется формулой

0 2nQ,(1),

где п - число проходов светового луча через оптический вращатель изображения; S - скорость вращения оптического вращателя изображения. Как видно из формулы (1), изменяемым параметром является п - число проходов светового луча через вращатель. Это число определяется взаимным расположением отражателей, основное свойство которых - изменять на противоположное направление вращения светового потока перед каждым последующим прохождением оптического вращателя, а также обеспечивать сдвиг светового потока, по поверхности вращателя при каждом последующем прохождении. Таким свойством обладают уголковые отражатели.

На фиг. 4 показано взаимное расположение ребер f и отражателей, оси вращения вращателя (она направлена перпендикулярно поверхности чертежа и совпадает с главной оптической осью - т. В ). Ось вращения вращателя проходит через точку пересечения ребра нижнего отражателя и плоскости симметрии т, проходящей через главную оптическую ось оптического вращателя изображения. Световой луч при первом проходе вращателя совпадает с оптической осью и осью вращения. Точками показано отражение главного луча от отражателей с ребрами , . Например, т. 2Н обозначает второй проход через вращатель, первое отражение на нижнем отражателе. Точка 2н - второй проход через вращатель, второе отражение на нижнем отражателе. После точки 5R

(первое отражение на верхнем отражателе после пятого прохода через вращатель) картина повторяется в обратном направлении. Отражатель 2 сдвинут на расстояние а от оси вращения. Величина а зависит от сечения светового пятна и определяет габариты оптического вращателя изображения; на количество прохождений через вращатель не влияет. Кроме того, отражатель f повернут, образуя своим ребром и ребром f угол об. От величины этого угла зависит количество прохождений луча через оптический враУстройство работает следующим образом.

Осветитель 5 через телескопическую систему 6 освещает предмет 7 (растр с равными прозрачными и непрозрачными секторами), телескопическая система 8 уменьшает сечение светового пучка до первоначального размера. Затем параллельный пучок, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, через отверстие в уголковом отражателе 3 многократно (в зависимости от взаимного разворота отражателей 2 и 3) проходит оптический

-5

fO

щатель. Количество прохождений опре- врщатель изображения и возвращается обратно через отверстие в отражателе 3, проходит полупрозрачное зер10,

деляется формулой

П - 2, дрО

а угол об ,

где -.К 1,2,3,

Например, при К 2 получают 16 прохождений светового пучка через вращатель, а о 22°30 . Чем выше значение К, тем более жесткие требования предъявляются к оптике.

Соотношение угловых скоростей вращателя и изображения, передаваемого через него, остается постоянным, определяется целым числом практически без погрешности. Это приводит к увеличению точности измерения, так как основная погрешность приборов, использующих масштабное преобразование при измерении, заключается в нестабильности и неточности коэффициента преобразования.

Оптико-механический мультипликатор (фиг, 5) состоит из оптического вращателя изображения 1 - призмы-Дове,

20

25

кало 9 и телескопическую систему попадает на анализатор I1 - такой же растр как и 7. Пока вращатель изображения неподвижен, изображение предмета 7 тоже неподвижно. При повороте вращателя изображения на угол. , изображение поворачивается в плоскости анализа на угол 1Л, где i - коэффициент передачи оптико-механического мультипликатора.

720 -0630

( - 90° VoS 9

где k О,1...).

тановленных по автоколлиматору таким образом, что нормали к их ребрам па раплельны оси вращения, одно ребро сдвинуто в сторону от оси вращения

Оптико-механический мультипликатор по сравнению с механическим мультипликатором имеет точность ,и стабильность коэффициента передачи на 35 порядок Bbmie, так как в данном устройстве повышена точность изготовления деталей. Точность коэффициента передачи повьшает точность оп„ „ -тического измерительного прибора,

отражателей 2 и 3, предварительно ..„

4U Мультипликатор может быть применен

как в приборах для угловых измерений, так и в приборах для линейных измерений. Функции оптико-механического

мультипликатора, аналогичны функции на величину сечения светового потока - и развернуто на требуемый угол об по отношению к первому ребру корпуса призмы Дове, системы ввода светового noTOKia, состоящей из осветителя (оп- тический квантовый генератор) 5, те- «j лескопической системы 6, предмета 7, телескопической системы 8 с фокусирующим элементом, полупрозрачного зеркала 9, системы анализа поворота изображения, включающей в себя телеско- с Оптико-механический мультиплика- пическую систему 10, анализатор 11, механического привода 4, состоящего из зубчатой передачи 12 и шкалы поворота 13 вращателя изображет1я.

отсчетного микроскопа, который определяет величину домера (дробную часть), разбивая процесс измерения на два этапа. Оптико-механический мультипликатор исключает второй этап, повышая тем самым производительность труда.

Формула изобретения

тор, содержащий оптический вращатель изображения с механическим приводом, систему ввода светового потока и систему анализа поворота изображения.

835744

Устройство работает следующим образом.

Осветитель 5 через телескопическую систему 6 освещает предмет 7 (растр с равными прозрачными и непрозрачными секторами), телескопическая система 8 уменьшает сечение светового пучка до первоначального размера. Затем параллельный пучок, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, через отверстие в уголковом отражателе 3 многократно (в зависимости от взаимного разворота отражателей 2 и 3) проходит оптический

-5

fO

врщатель изображения и возвращается обратно через отверстие в отражателе 3, проходит полупрозрачное зер10,

кало 9 и телескопическую систему попадает на анализатор I1 - такой же растр как и 7. Пока вращатель изображения неподвижен, изображение предмета 7 тоже неподвижно. При повороте вращателя изображения на угол. , изображение поворачивается в плоскости анализа на угол 1Л, где i - коэффициент передачи оптико-механического мультипликатора.

720 -0630

( - 90° VoS 9

где k О,1...).

мультипликатора, аналогичны функции - Оптико-механический мультиплика-

отсчетного микроскопа, который определяет величину домера (дробную часть), разбивая процесс измерения н два этапа. Оптико-механический мультипликатор исключает второй этап, повышая тем самым производительность труда.

Формула изобретения

Оптико-механический мультиплика-

тор, содержащий оптический вращатель изображения с механическим приводом, систему ввода светового потока и систему анализа поворота изображения.

отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости вращения изображения, он снабжен двумя прямоугольными двухгранными зеркальными отражателями, установленными по обе стороны оптического вращателя изображения ребрами двугранного угла перпендикулярно оси вращения, в первом из которых по ходу луча выполнено отверстиё, диаметр которого равен диа- О величину диаметра выходного зрачка

метру выходного зрачка системы ввода

светового потока и центр которого совпадает с ребром двугранного угла и с осью вращения оптического вращателя изображения, ребро двугранного угла второго отражателя развернуто вокруг оси вращения относительно ребра первого отражателя на угол oi 90/2, где К 0,1,2,3 и сдвинуто относительно оси вращения на

системы ввода светового потока,

///

fn

fpuff.

составитель В. Дринь Редактор Л. Повхан Техред Л.Серд око ва

Заказ 7428/38 Тираж 776Подписное

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

Корректор Е. Сирохман

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить скорость вращения изображения. Мультипликатор содержит оптический вращатель изображения в виде призмы 1 Дове, по обе стороны которого установлены прямоугольные двугранные зеркальные отражатели 2 и 3. Световой поток от осветителя 5 освещает предмет 7 и, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, проходит через отвер(Л ю 00 со СП tffufS