Фотоэлектрический автоколлиматор Советский патент 1978 года по МПК G02B27/30 

.1 Изобретение относится к измерительной fiexHTiKe, а именно к конструкции фотоэлектрических автоколлиматоров, применяющихся при контроле угловых положений зеркал, призм и других объектов, Из основного авт, ев, № 485399 извесл;еи Ао1оэлек т ический автоколлиматор. соде жатий осветитель с линейчатым растром, объе тив,приемную часть с линейчатым растром, имеющим - центральный темный штрих удвоенной ширины, который оптически сопряжеи с ли-нейчатым растром осветителя, две одинаковые телескопичес1эде линзы, енабжекнъ е сйнх ронным - приводом цля их перемещения на одну-и ту же величину в разные стороны относительно осей ,- пааак 1ЗД0Х на щек пучков лучей. Одна из этих яннз установлена в осветителе, а другая « Б приемной части. Основным недостатком этого автоколлиматора является погрешность из-за смещения энергетической оси изображения марки (линей чатого растра) относительно его геометрической осн. Причянамя, вызывающими указанные смидения, являются неодинаковое для различных те 1;ек марки виньетирование лучистого потока, Н есим1метриян.ые аберрации оптической сист© ы и-нешхентичность фотометрических свойств отра5 ателя и объектива, ПогрешноожН; W3-aa смещения энергетической оси изображения марки относитель-. но его геометрической оси могут составлять недопустимо большие величины. Цель изобретения - повышение точности за счет устранения погрешностей из-за смешения энергетической оси изображения линейчатого растра относительно его геометрической оси, Это достигается тем, что в приемной части между светоделительной пластинкой и телескопической линзой установлен оп- тнч-ескнй блок, состоящий из двух полупрозрачных ;плоско-чараллельных пластинок, располаженных под одинаковыми по величине, но разньтми по знаку углами к оптической оси объектива , компенсационной плоско-параллелЕ ной пластинки, расположенной между ними, и отражателя, установленного ВНР- оси пара:ллельно ей, снабженного откидь Бающейся заслонкой, расположенной на нутй одного на раздвоенныхаучков лучей.

На чертеже изрбражевы оп-пр адкая схема предлагаемого устройства.

Устройство родерншт: осветитель 1, линейчатый растр 2 осветителя, телескопическую линзу 3, светоделитепьяую плоско-па раллельную пластинку 4 обьектгав 5, отражатель 6, светоделитеяьные шоско-параллельные пластнвкв 7 в д« компенсапионную .... плоско- параллельную впастинку 9, заслонку 1 о, отражатель 11, тш1ескошяескую линзу 12# преевод 13теяёе|ег ачесйиз1 лвва явнейчатый рвстр 14, свете делительную п|жзму 15, кондей сор 16, прнаьшшс излучения 17, индикатор)|j is Выходного скпшла.

Двтошэяяиматдр состоит на осветительной и приемной частей и отражателя 6 крнтррль ного элемента,

Осветительная часть содержит осветитель 1 с линейчатым piacTpoM 2 и телескотческой днвзой 3) уставввяенной за растром. Приемная часть содержит о ектнв S с воо ледоватейьно-.уСТ Н Э1Вле1ЕШыми вдоль его оптической, оси ройу роэрачаой светоделн- js тельной нластийкой 4, ялас гйнкама 7, 8 и 9 оптического блока цяя рйздаоеиия пучка лучей, заслонкой Ю и отражателем 11 этого осРГЕгческого ; блока, 1 телескопической линзой 12, приводом 13 телескопических линз линейчатым растром 14, светоделительной призмой 15, конденсорами 16, приемниками излучения 17 и индикатором 18 выходного сигнала.

Светойелктельные плоско-параллельные зз пластинки 7 и 8, комиенсационнав пласч нка 0 и отражатель 11 образуют оптаческий светоделительньз® блок для раадвоетия изображения марки и яоследугошего совмещений изображений, :ноБернутьж относительно g

друг .друга на ISO , в фокальной щосйос йа объектива, Плйстинки 7 и 8 расположена вдоль оптической оси объектива нон угонами к ней, одинаковыми по вел1гтне, но -раднымн по знаку, а отражатель расположен парал- ,45 лельяо оптической оси на расст&янии от нее, обеспечивакщем совмещение раздвоенных изображений марки в фокальной плоскости объектива, Отрансатель может бытй вьшолиен в виде зеркала или призмы.50

Заслонка 10 установлена на .пути пучка лучей, направленного на отражатель, и сна. жена приводом, обеспечивающим ее откидывание (на чертеже не показан). Телескопическая линза 12 установлена непосредст- SS

венно перед фокальной плоскостью объекуива и снабжена приводом 13 для еро синхронного пбремешения с телескопической линзой 3 (схема этого привода на чертеже не показана). Линейчатый растр 14 установлен в фокальной плоскости объектива.

С йтоаел 1тельвая призма 15 касается своим ребром растра. На пути пучков лучей, отраженн1лх призмой, уставовяены два конденсора 16 а зр ними - два приемвнка излучения 17. -Индикатор 18 выходного сигнала подключен ; к обоим приемникам излучения.

Тогаянна полупрозрачных плйстинок к от ражателя или их иетврральшле Коэффициенту отражения выбираяэтся так, чтобы обеспечить фокусировку обоих изображений излучателя в плоскости щдаенмйка излучения и равенство потоков, формнрукщвх оба этй изображения.

В качестве оптвчес го блока для раэпвоения пу;чка лучей в посябдуюшвго их сов мешения можно йспогй.зойать и различные щ змеиные блоки..

Устройство работает следующим образом,

ПРИ повороте отражателя в на некоторый угол относительно нулевого положения на индикаторе 18 появляется ;сггнад, про- нЬршбшлйаыЙ ,4трму повороту. Для точного измерения-угла поворота от{к жателя при помощи сйихронйо1Х оравода 13 обе телескопические линзы Зв 12 перемещаются на одну н ту же величину до тех пир, пока аядякатор 18 не покажет купщоП сигнал

После отработки приводом 13 угла поворот отражателя в еаслоика 1О откидывается, Bfj 6вуяьтате чего оба раздвоенных йаображения растра 2 наклад ьгоаиячгя друг на друга в плоскости растра 14,

Если энергетическая ось одного вз раздэеаньж изебражений pacipa 2 не совпадает е терм1Э:тр1ц с(Скрй растра 14 (ось ), ito ег. янаикатр| © 8 возникает сошал, й ёрорвдо ййдьн Ь1й: в йимному сме- щеаию указа нь|Х осей, Сийхроннъй привод 13 вервмезаает обе телескояические линзы В и 12 до тех пор, пока геометрическая оси растра 14 ; не совпадает с геометрическими осями обоих раздвоенных изображен. НИИ растра 2. В этом случае энергетическая ось . {зезультирукзщего распределения освеше1.г,ости изображения растра 2, равного CjTMMe распределений освещенностей обоих его раздвоенных изображений, точно совпадает с геометрической сосью растра 14.

Отсчет по барабанчику одной из телескоп пических линз при нулевом сигнале на индикаторе 18 определяет угол поворота: контрольного элемента, а погрешность смещения энергетической оси изображения растра 2 относительно его геометрической оси при -этом отсутствует.

Использование на практике предлагае ого фотоэлектрического автоколлиматора позволит увеличить точность измерений не только за счет {сомпенсвпвв свстемвтвческих погрешностей, обусловле|шых|яесвмметричным распрепелением осв цевности в нзображениа линейчатого растра, которые особенно знач тельнь/ лрн больших углах поворота контрольного элемнета н при наличии неидентичности фотометрическвх свойс« отражаегеля обьектава, во и за счет уменьшения погрешностей, обусловленных неточнам нанесешаем штртгхов растров, благоааря 1|1оаолнятельаому усрепввющему дейсгптю повернутого на 180 иаображения растра осветителя. Формула изображение Фотоэлектрический автокодлиматор по авт. св. № 485399, отличаю Ф и и с я - тем, что, с целью повышения точности за счет устранения пог|Ьешно тей смещения энергетической оси изображенвя линейчатого растра относительно его геометрической OCR. в его приемной части междуjCBeToaenHTenbHoU пластинкой и телескопической /щнаой установлен оптический блок, состоящий из двух полупрозрачных плоско-параллельных пластинок, расположенных под одинаковыми по величине, но разньми по знаку углами, к /оптической оси объектива, компенсавионной плоско-параллельной пластинки, расположенной между ними, и отражателя, установленного вне оптической оси параллельно ей, снабженного откидывающейся заслонкой, расположенной на пути одного из раздвоенных пучков лучей.