Устройство для задания опорной световой плоскости Советский патент 1989 года по МПК G01C5/00 G01C15/12 

л

//

Ю

со оо сх а г

jiy 2, выполненную с частично прозрачной первой отражающей гранью и дополненную оптическим клином 5 до плоскопараллельной пластины, вторую пентапризму 4, обращенную к элементу развертки 6,- Входные окна первой 3 и второй 4 пентапризм обращены к объективу 9, а рабочие сечения первой 3 и второй 4 пентапризм параллельны. 1 ил.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано при проведении разбивочных работ в строительстве, а также при монтаже технологического оборудования в машиностроении. Изобретение позволяет повысить точность путем контроля флуктуаций оптической оси. Устройство содержит последовательно установленные на оптической оси лазер 1, поворотное зеркало 2, элемент развертки 6, выполненный в виде частично отражающего стеклянного цилиндра, установленного на двухкоординатном подвесе 7 и снабженного двухкоординатным демпфером 8, объектив 9, экран 10, размещенный горизонтально в фокальной плоскости объектива 9, окуляр 11, первую пентапризму 3, обращенную входным окном к поворотному зеркалу 2, выполненную с частично прозрачной первой отражающей гранью и дополнительную оптическим клином 5 до плоскопараллельной пластины, вторую пентапризму 4, обращенную к элементу развертки 6. Входные окна первой 3 и второй 4 пентапризм обращены к объективу 9, а рабочие сечения первой 3 и второй 4 пентапризм параллельны. 1 ил.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано при проведении р-1зби- вочных работ в строительстве, а также при монтаже технологического оборудования в машиностроении.

Целью изобретения является повышение точности путем контроля флуктуации оптической оси.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит последовательно установленные на оптической оси лазера 1 поворотное зеркало 2, две

пе нтаприэмы 3 и 4, оптический клин 5 цилиндрический элемент 6 развертки j(например, прозрачный цилиндр, стеклянный капилляр или стеклянный цилиндр, образующая поверхность которого посеребрена), двухкоординатный подвес 7 (нитяной, струнный или Кар- дановый), двухкоординатный демпфер 8 (например, жидкостной, воздушный или электромагнитный), объектив 9, апертура которого перекрывает оба выходных световых окна пентапризм 3 и 4, экран 10 (например, матовые стекла), расположенный горизонтально в фокальной плоскости объектива, и окуляр 11, расположенный за экраном 10,

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от лазера 1 направляется поворотным зеркалом 2 в пентапризму 3, дополненную оптическим клином 5 до плоскопараллельной пластины в направлении оптической оси. Часть лазерного пучка проходит сквоз пентапризму 3 как через плоскопарал- лельную пластину и попадает на цилиндрическую поверхность элемента 6 развертки. Другая часть лазерного пучка, отразившись от рабочих граней пентапризмы 3, направляется в объектив 9, который формирует в своей фокальной плоскости (на поверхности экрана 10) световое пятно (т.А). При

5

0

5

0

5

0

5

0

5

падении лазерного пучка на цилиндрическую поверхность элемента 6 развертки световые лучи частично отражаются от цилиндрической поверхности, частично дифрагируют на краях образующей цилиндра (при использовании прозрачного цилиндра) и частично проходят, преломляясь, насквозь, а при Использовании стеклянного капилляра дифракционные эффекты усиливаются за счет дифракции на краях образующей поверхности внутреннего цилиндра. При этом лазерный пучок развертывается в световую плоскость и. ее можно наблюдать на произвольно расположенном экране 12,

Пространственная ориентация световой плоскости определяется положением геометрической оси цилиндрического развертывающего элемента 6 и углом падения лазерного пучка на цилиндрическую образующую в меридиаль- ной плоскости. Для горизонтальной ориентации световой плоскости необходимо обеспечить строго вертикальное положение геометрической оси цилиндрического развертывающего эле- мента 6 и перпендикулярность падения лазерного пучка на образукмдую цилиндра, В устройстве предусмотрен

двухкоординатный подвес 7, обеспечивающий вертикальность положения развертывающего элемента, аналогично действию нитяного отвеса. Для устранения влияний возможных высоко 1ас- тотных колебаний и уменьшения времени самоустановки при низкочастотных колебаниях большой амплитуды в устройство введен двухкоординатный .демпфер 8 (на чертеже показан вариант жидкостного демпфера). Таким образом обеспечивается самоустановка цилиндрического развертывакхцето элемента 6 в положение местной вертикали.

Контроль за угловым положением лазерного нучка относительно цилиндрической поверхности развертываюшего элемента 6 осуществляется при по мощи оптической системы, состоящей из двух Лентапризм 3 и 4, оптическо го клина 5, объектива 9, экрана 10 и окуляра 1I, При развертке в свето вую плоскость часть отраженных от цилиндрической поверхности элемента 6 лучей попадает во входное окно пентапризмы 4, где они, отразившись от рабочих граней пентапризмы 4, направляются в перпендикулярном направлении и попадают в объектив 9. Так как в объектив попадает расходящийся плоский пучок лучей, то в сво ей фокальной плоскости (на экране 10) он формирует световую полоску (отрезок ВС). Через окуляр II можно наблюдать на экране 10 взаимное расположение светового пятна (т.А), образуемого частью прямого лазерного пучка и световой полоски (отрезок ВС), образованного отраженным в обратном ходе лазерным пучком при его развертке в световую плоскость. Поворотом зеркала 2 в меридиальной плоскости добиваются совмещения положения светового пятна и световой полоски на экране 10. При этом угол падения лазерного пучка на поверхность развертывающего элемента 6 равен 90 .

Оптическая система контроля углового положения лазерного пучка является практически нерасстраиваемой благодаря отсутствию влияния угловых наклонов самих призм в меридиальной плоскости. Контроль за положением лазерного пучка может осуществляться автоматически при использовании фотоэлектрического анализатора, уста

новленного в фокальной плоскости объектива 9.

Таким образом, устройство позволяет осуществить стабильную высокоточную развертку лазерного пучка в горизонтальную опорную световую ппоскесть.

Формула изобретения

Устройство дпя задания опорной световой ппоскости, содержащее последовательно установленные на опти- 15 ческой оси лазер, поворотное зеркало и элемент развертки, установленный с вертикально ориентированной геометрической осью, и объектив, о т - ли- чающееся тем, что, с це20 лью повьппения точности путем контроля флуктуации оптической оси, в него . введены экран, расположенный горизонтально и совмещенный с фокальной плоскостью объектива, окуляр, уста25 новленный за экраном, двухкоординат- ные подвес и демпфер.элемента развертки, выполненного в виде частично отражающего стеклянного цилиндра, геометрическая ось которого .ортого30 напьна оптической оси, первая пента- призма, обращенная входным окном к поворотному зеркалу, выполненная с частично прозрачной первой отражающей

гранью и дополненная оптическим КЛИЧЕ ном до плоскопараллельной пластины в направлении оптической оси, вторая пентапризма, обращенная входным окном к элементу развертки, причем выходные окна первой и второй пента- 40 призм обращены к объективу, а рабочие сечения первой и второй пента- призм параллельны.