Способ и устройство для получения приблизительно свободной от параллакса центральной проекции пространственной отметки на плоскости изображения в дальномере Советский патент 1937 года по МПК G01C3/04 G02B27/22 

В уже известных телескопических измерительных инструментах отметки получаются либо на плоских стеклянных пластинках, имеющихся в плоскости фокуса объектива или окуляра, либо они получаются в другом месте оптического инструмента и при помощи линз, а также в частном случае при помощи прозрачных зеркал отражаются в виде действительного изображения в указанной фокальной плоскости.

В некоторых случаях применяются пространственные отметки, т. е. такие, которые имеют еще одно измерение, перпендикулярное к плоскости изображения, например, в виде куба, тетраэдра или иного многогранника для целей пространственных измерений.

Такие пространственные отметки при обычных оптических средствах не могут быть четко без параллакса отражены в поле зрения дальномера.

Для возможности получения действительного изображения при таких пространственных отметках на перспективно правильной центральной проекции в поле зрения дальномера, чтобы получилась достаточная четкость во всех частях и притом без параллакса приблизительно по отношению к объекту, согласно настоящему изобретению, отверстие диафрагмы устанавливается в качестве проекционного центра в фокусе проекционного объектива, каковой фокус устанавливается на таком расстоянии от центра пространственной отметки, что это расстояние соответствует тому расстоянию в уменьшенном масштабе, какое имеется для величины отметки по отношению к величине измеряемого объекта.

На фиг. 1 показан проекционный инструмент, устроенный по принципу этого способа в виде примерной формы выполнения.

Изображение, взятое в качестве пространственной отметки, представлено в виде стрелки /, которая должна представлять сторону поверхностей пространственной диагонали какогонибудь не показанного многогранника с наклоном по отношению к направлению проекции. Центр о этой стрелки 7, рассматриваемой в качестве единицы измерения или масштаба, находится на расстоянии оО от центра о проекционного объектива 2, фокус которого находится в точке F, так что стрелка / дает действительное изображение в /. Такое изображение, как известно, может быть получено, как сумма пересечений всех пучков лучей, расходяш,ихся от отдельных точек стрелки 7, попадаюш,их на проекционную линзу 2 и сводимых ею. Это действительное изображение 7 стрелки 7, само по себе являясь пространственным, т. е. идя косо по отношению к оптической оси, не могло бы быть уловлено окуляром и во всяком случае не могло бы быть получено одинаково ярким по всей длине. Если, кроме того, в плоскости фокуса окуляра получено действительное изображение Z измеряемого объекта, то это изображение только по отношению к точке пересечения изображения стрелки плоскости 7 дальномера окажется свободным от параллакса, но, начиная от этой точки по направлению к обеим образуюш,им стрелки, будет иметь все возрастаюший параллакс.

Если, согласно изобретению, в точке F установить маленькое отверстие диафрагмы 3, то только те лучи от точек стрелки 7 послужат для образования изображения, которые проникают через это маленькое отверстие диафрагмы. Число лучей является ничтожным по сравнению с обш,им числом без диафрагмы, почему действительное изображение стрелки 7 получается более слабым, но при этом дополнительный угол этих образуюш,их изображение пучков лучей настолько ничтожен, что на достаточно далеких расстояниях впереди и позади геометрического изображения V можно получить действительное изображение стрелки постоянной величины с достаточной ясностью, каковое изображение будет идти перпендикулярно к оптической оси. Следовательно, при применении такой диафрагмы с ничтожным отверстием можно установитьизображение стрелки в широких пределах расстояний от плоскости фокуса окуляра без того, чтобы получились расплывчатые контуры или неправильные размеры изображения.

Перспективно и масштабно правильная центральная проекция отметки (в нашем случае наклонной стрелки 7) получается при масштабной установке центра о отметки от проекционного центра F (по отношению к единице измерения-длине стрелки) соответственно расстоянию до измеряемого объекта, каковой объект должен получиться приблизительно свободным от параллакса одновременно с изображением отметки в поле зрения дальномера.

Для указанной цели устанавливается, например, визирное направление Z-Z параллельно оптической проекционной линии оО. Пучки лучей, исходяшие параллельно от измеряемого объекта в указанном направлении, получают сперва от объектива 4 сходящееся направление и воспринимаются следуюш,ей призмой 5, которая для поворота изображения сделана крышевидной.

Далее лучи при помош,и кубической склеенной двойной призмы 6 с прозрачной посеребренной поверхностью по гипотенузе снова поворачиваются на 90 и притом так, что лучи в поле зрения 7 дают действительное изображение Z наблюдаемого предмета,, каковое изображение вместе с изображением стрелки 7 рассматривается через собирательную 8 и глазную линзу 9, составляюш,ие окуляр. Для освещения стрелки 7 имеется источник света 77, поставленный позади матового диска W.

Для установки отверстия F диафрагмы по отношению к центру о отметки 7, которая может поворачиваться около горизонтальной оси, проходяш,ей через о, диафрагма 5, связанная с ободом проекционного объектива 2, передвигается при помош,и:

кнопки 12 в продольной щели корпуса трубы вдоль шкалы t.

Вместе с тем может оказаться целесообразным вместо продольной шкалы по всей длине стрелки 7 наносить только один штрих, в частности на определенном расстоянии от центра о, спроектировав соответствуюшую точку на изображении измеряемого предмета.

На фиг. 2 указанная точка получает оформление в виде шарика 13, сидящего на вертикальной игле 13а и устанавливаемого в корпусе проекционного аппарата между диафрагмой 3 и матовым диском 10. Для перемещения шарика в трех плоскостях сделаны два бесконечных винта /5 и 77 и винт 13с, для оценки перемещений иглы -шкала 14а, 1ба JSa. При такой пространственной установке шарика по отношению к центру о отметки и при соответственной установке по отношению к проекционному центру F получается на изображении измеряемого предмета перспектизно правильная центральная проекция отметки, достаточно ясная и приблизительно свободная от параллакса.

Предмет изобретения.

1. Способ и устройство для получения приблизительно свободной от параллакса центральной проекции пространственной отметки в приспособлении для измерений, отличающийся тем, что отверстие диафрагмы 3 в качестве центра плоскости проекции переносится в фокус F проекционного объектива 2, каковой фокус устанавливается на таком расстоянии от центра о отметки, что это расстояние соответствует расстоянию измерения в каждом случае в избранном уменьшенном масштабе для величины отметки по отношению к величине замеряемого объекта.

2.Устройство в виде диафрагмы для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что сделанное в ней отверстие так мало, что пропущенные через него и составляющие изображение пучки лучей обладают таким ничтожным дополнением (Vergenzen), что ясность по глубине изображения пространственной отметки обеспечивается в достаточной мере по всему размеру изображения.

3.Отметка для способа по п. 1, отличающаяся тем, что она составляется из маленького насаженного на иглу 13а шарика 13, который в проекЦЮнном корпусе перед диафрагмой 3 в пространстве устанавливается по соответствующим шкалам.

А. Осветительное устройство для пространственных отметок при осуществлении способа по п. 1, отличающееся тем, что проекционный корпус перед отметкой замыкается матовым диском, освещаемым стоящей перед ним лампочкой накаливания, так что на матовом диске отметка, если смотреть ее со стороны окуляра, отбрасывает тень. к патенту ин-ной фирмы К. П. Герц. акц. „Оптический Ииститут о-во №