Прибор для получения неподвижного изображения вращающейся шкалы или других элементов Советский патент 1935 года по МПК G02B27/32 G02B5/04 

Изобретение составляет прибор, пред ставляющий оптическую систему для получений неподвижного изображения вращающихся элементов, например, шкалы и стрелки. Прибор основан на совокупности свойств плоского зеркала и видимых в нем изображений. При взаимном вращении и предмета и зеркала отраженный луч (изображение) вращается вдвое быстрее зеркала и в том же направлении; при неподвижном зеркале изображение вращающегоЬя предмета имеет ту же скорость, но направление обратное. Наблюдая вращающийся предмет через зеркало, поворачиваемое вдвое медленнее в том же направлении, получают неподвижное изображение предмета, например, соответствующими поворотами зеркала можно остановить изображение движущейся секундной стрелки часов.

На приложенном чертеже фиг. 1 дает схему, поясняющук) действие прибора; фиг. 2 - схему прибора согласно изобретению; фиг. 3 - вид прибора сбоку с частичным разрезом; фиг. 4 - вид прибора сверху.

Две прямоугольные призмы I и II (фиг. 1) своими гипотенузными зеркальными плоскостями приближают изобра(236)

жение стрелки а и соответствующей части щкалы к оси вращения тп.

Дальще это изображение а проходит через панорамную, оборачивающую призму III - тоже прямоугольную с полным внутренним отражением и со срезанным прямым углом. Лучи, параллельные гипотенузной плоскости, выходят наружу, располагаясь симметрично по другую сторону оси и оставаясь параллельным своему первоначальному направлению. Получится обратное изображение Oj, которое, отражаясь от зеркальной плоскости призмы IV, дает прямое изображение а в вертикальной плоскости. Первые две призмы должны вращаться синхронно со щкалой вокруг оси тп, а панорамная - в том же на правлении, но с угловой скоростью, в два раза меньшей. Тогда изображение ffg будет неподвижным. Действительно, в пакорамной призме катетная плоскость преломляет падающие лучи и направляет их на гипотенузную плоскость, от которой происходит отражение, как от зеркала. Если эту призму вращать вокруг оси тп, то изображение, прощедщее через нее, будет вращаться с удвоенной скоростью, но в том же направлении; отраженный луч вращается в два раза быстрее зеркала, а повороты призм I и II при неподвижной призме Ш создают вращение изображения йГз с |той же скоростью в про/ивоположном направлении. Следовательно, чтобы остановить изображение Яд или уничтожить его вращение, необходимо призму III вращатьв два раза медленнее в направлении, противоположном вращению а и совпадающем с вращением призмы 1 и II, то-есть, если не требуется увеличений, через призму IV будет видно неподвижным прямое изображение а стрелки и соответствующих делений шкалы.

Наблюдение можно производить при любой скорости движения (и притом непрерывно) во все время движения. Призмы I, II, Ш, IV можно заменить плоскими зеркалами. Если элемент а удален от глаза на значительное расстояние, когда изображение яз рассмотреть затруднительно, можно, присоединив соответствующую систему линз, нолучить увеличенное изображение.

На фиг. 2 дана схема, а на фиг. 3 и 4 - конструктивное оформление описанной системы.

Соотнощение угловых скоростей призм достигается цилиндрическими зубчатками 5 и 6, 7 и 8, причем зубчатка 6 связана с призмами I и II, а зубчатка 8 - с призмой III. Зубчатки 5 и 7 насажены на одну ось и получают вращение от зубчатки 4. Конические зубчатки 1, 2 и 3 образуют диференциальрую и суммирующую планетную передачу; зубчатка 1 вращается вместе с осью О, приключаемой к измерительному прибору с вращающейся щкалой. Зубчатка 2 вообще остается неподвижной и передвигается только в случае желания осмотреть шкалу по всей ее окружности или при выходе стрелки а из поля зрения. Тогда, поворачивая зубчатку 2 посредством

дополнительной системы зубчаток 9 и 10, можно в произвольных пределах в обе стороны изменять скорость зубчатки 3, а тем самым и вс,ей оптической системы, так как горизонтальная ось планетной зубчатки 3 кронщтейном скреплена с зубчаткой 4.

Расчет панорамной призмы ведется так, чтобы входящие и выходящие лучи располагались симметрично относительно оси вращения. Сечения всех призм в первом и достаточном для данной цели приближении можно получить графически по заданному полю зрения, по оптической длине пути луча от щкалы до глаза и по местам расположения призм.

Предмет изобретения.

1.Прибор для получения неподвижного изображения вращающейся щкалы или других элементов, отличающийся применением прямоугольных полного внутреннего отражения призм I и П, вращающихся вокруг оси тп со скоростью вращения наблюдаемого предмета, например, щкалы или стрелки измерительного прибора, и служащих для направления лучей от наблюдаемого предмета по направлению оси тп на прямоугольную неподвижную призму IV, и расположенной на пути лучей между призмами II и IV оборачивающей призмы III, вращаемой в ту же сторону, что и призмы I и II, но с половинной угловой скоростью по сравнению с призмами I и П (фиг. 1).

2.В приборе по п. 1 применение диференциальной и суммирующей планетной передачи с целью возможности обозревания последовательно отдельных участков наблюдаемого предмета (фиг. 2). к авторскому свидетельству Г. И. Михайлова Лг 41720

-

риг2