Лазерный теодолит Советский патент 1991 года по МПК G01C1/02 

прнч-рмные г. обье типом cj через отражаю щий элемент 4 выполненный с отверстием, гопсмым : оптической осью обь ктивл 5 Парный и второй фокусирующие компонуя ты оптически сопряжены с лазером 1 с по мощью с нею подл 3 причем расстояние

между ними выбрано из усповия полного заполнении лазерным излучением эпертуры второго фокусирукицего компонента что позволило сформировать лазерную марку с кольцевой интерференционной структурой 1 ил

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано при разработке лазерных систем, предназначенных для измерения углов и задания референтного направления. Целью изобретения является повышение точности. Теодолит содержит зрительную трубу с объективом 5 и отражающим элементом 4, установленным на пересечении оптической оси объектива 5 и горизонтальной оси вращения зрительной трубы, и последовательно установленные лазер 1, первый фокусирующий компонент и второй фокусирующий компонент, оптически сопряженные с объективом 5 через отражающий элемент 4, выполненный с отверстием, соосным с оптической осью объектива 5. Первый и второй фокусирующие компоненты оптически сопряжены с лазером 1 с помощью световода 3, причем расстояние между ними выбрано из условия полного заполнения лазерным излучением апертуры второго фокусирующего компонента, что позволяет сформировать лазерную марку с кольцевой интерференционной структурой. 1 ил.

Изобретение относится к геодезическо у приборостроению и может быть иг.ппль оаано при разработке лазерных систем, редназначенных для измерения углов и за ания референтною направления

Цель изобретения повышение точноти зл счет формирования лазерного пучка кольпевои интерференционной структу- ои

Мл черте:м изображена принципиаль ная лазерною теодолита

УсфОйс1во содержит источник 1 види мого лазерного излучения фокусировочную систему 2 и 2 лазерного излучения свето вод 3, отражающий элемент 4 снабженный центральным отверстием и установленный под углом 45° между объективом 5 и фоку- сировочнои линзой 6, сетку 7 и окуляр 8 зрительной трубы Центр отражающего элемента 4 совмещен с точкой пересечения оп тической оси зрительной трубы и оси ее сращения. Линзы фокусировочной системы 2 и 2 установлены жестко пс ходу лазерного излечения, например в полых горизонтальной и вертикальной осях теодолита i л к, ч го их лквивален гный фокус совмещен посредством отражающего элемента 4 с передним фокусом объектива 5 Фокусировочнпл система 2 и 2 содержит две одиночные линзы расстояние I между которыми определяют соотношением

L 0 - % )

где D) диаметр входного зрачка,

DT диаметр второго фокусирующего компонента 2 ;

± знак, соответствующий знаку фокусного расстояния первого фокусирующе го компонентл2

f - фокусное расстояние первого фокусирующего юмпомента 2

Отражающие элемент 4 может быть выполнен п виде плоского эллипсовидного зеркала ч. тонким зеркальным п окрыти- ем на максимум отражения лазерного излучения О т черт, тие в зеркале может быть таюке -тмит обидной формы диаметр ттро- екции о1 пергтич м ) плоскость: перигндику лприу-п пп i им -- . mi оси зрительной трубы и

проходящую через точку пересечения плоскости отражающей поверхности элемента 4 с осью, должен быть равен 0,5 светового диаметра трубы в этой плоскости Световод 3 может быть выполнен в виде системы зеркал, размещенных под углом 45° к оптической оси лазерного излучения или призм таких как АР-900 или БП-900.

Устройство работает следующим обра0 зом.

Лазерный пучок света от источника 1 лазерного излучения, расширяясь после входной линзы 2 системы, полностью заполняет световом диаметр второй линзы 2 си5 сгемы Это вызывает виньетирование и образование дифракционных колец после неё. Таким образом, после фокусировочной системы пучок лучей становится негомо- центричным, причем это особенно прояв

0 ляется в периферийной области пучка, что позволяет выполнять отражающий элемент с центральным отверстием и получать на выходе устройства коллимированный пу чок, включающий и разнонаклонные лучи.

5 в результате интерференции которых лазерная марка формируется начиная с 3 5 метров от теодолита по всей протяженности действия лазерного пучка света в виде концентрических колец с четко выражен

0 ным светлым центром.

Формирование центра марки по всей протяженности действия света, начиная с 3-5 метров, без перемещения линз фокусировочной системы позволяет один раз при

5 настройке теодолита выставить относи тельно визирной оси визуального канала наклоном зеркала 4 лазерный пучок сЪега и затем по положению центра лазерной марки, наблюдаемой в зрительную трубу

0 относительно центра сетки нитей судить о стабильности положения визирной оси при настройке теодолита и во время работы при перефокусировании визуального канала на разноудаленные объекты.

5Повышение точности визирования при

наведении на лазерную марку за счет полного задействования приосевой области визуального канала и наведения на марку р виде мишени с четкими краями и центром

0 позволяет использовать теодолит при про

ведении специальных высокоточных работ в маркшейдерском деле и инженерной геодезии, например при проведении горных выработок встречными забоями, метро- и туннелестроении

Теодолит может работать в автоколлимационном режиме и использоваться в работах, связанных с контролем положения различных объектов.

Схема теодолита позволяет конструктивное разобщение с лазерным блоком, что делает возможным выполнение лазерного блока во взрывобезопасном исполнении и использование теодолита на объектах газо- и угледобывающей промышленности.

Формула изобретения Лазерный теодолит, содержащий зрительную трубу с объективом и отражающим элементом, установленным на пересечении оптической оси объектива и горизонтальной оси вращения зрительной трубы, и последо0

вательно установленные лазер, первый фокусирующий компонент и второй фокусирующий компонент, входной зрачок которых оптически сопряжен с объективом через отражающий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, отражающий элемент выполнен с отверстием, расположенным на оптической оси объектива, а расстояние L между первым и вторым фокусирующими компонентами определено соотношением

Ьл

L Ј

(1±

Di/

f.

где Di - диаметр входного зрачка;

D2 - диаметр второго фокусирующего элемента;

± - знак, соответствующий знаку фокусного расстояния первого фокусирующего компонента;

f - фокусное расстояние первого фокусирующего компонента,