ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДАЛЬНОМЕР С БАЗОЮ В ПРИБОРЕ Советский патент 1928 года по МПК G01C3/12 

Предлагаемое изобретение касается горизонтального дальномера с базою в приборе, входные отверстия которого находятся выше головы наблюдателя и у которого сзади каждого входного отверстия имеется нечувствительная к вращению в плоскости измерения об′ективная отражательная система, которая отклоняет пучок лучей, входящий через соответственное входное отверстие в дальномер на высоте соответственного выходного отверстия, в направлении базы. Из этого рода дальномеров известен уже такой, у которого система разделительных призм находится также на высоте входных отверстий; это положение системы разделительных призм давало там возможность соединить эту систему призм и находящийся перед нею на расстоянии фокуса каждый из об′ективов в неподвижную (простирающуюся по направлению базы) трубчатую систему, вне которой уже не надо иметь частей, влияющих на точность измерения; длина этой трубчатой системы была при этом приблизительно равна двойному фокусному расстоянию об′ектива.

В предлагаемом дальномере система разделительных призм находится на высоте окулярных линз, при чем об′ективы дальномера лежат вблизи той системы зеркал, которой должен быть снабжен дальномер, в дополнение к обычно необходимым оптическим частям, для того, чтобы отклонить обе системы пучков лучей, идущих от об′ективных отражательных систем, из направления базы. Такое устройство системы разделительных призм и об′ектива имеет целью дать возможность соединить систему разделительных призм, об′ективы и упомянутую добавочную зеркальную систему - в одну (перпендикулярную к направлению базисной линии) неподвижную систему, длина которой лишь приблизительно равна фокусному расстоянию об′ектива и которая вследствие этого, легче может противостоять изменению формы.

При соответственно выбранной форме дополнительной зеркальной системы и системе разделительных призм не будут происходить взаимные перемещения обоих получаемых наблюдателем изображений в направлении базисной линии, если система разделительных призм подвергается небольшим изменениям в своем положении относительно об′ективов и дополнительной зеркальной системы; в этом случае упомянутая система труб не должна будет удовлетворять каким нибудь особым требованиям относительно прочности. Каждое такое изменение положения мыслимо, как возникающее, самое большее, из трех линейных перемещений и из трех вращений, а именно: перемещения в направлении оси визирования, перемещения в направлении базы и перемещения в направлении перпендикулярном к обоим вышеприведенным направлениям, а также из вращения около оси визирования, вращения вокруг базисной линии и вращения вокруг оси, пересекающей обе названные оси под прямыми углами. Более или менее широкую нечувствительность в поясненном смысле имеется в виду получить особенно легко, тогда когда добавочной зеркальной системе придают такую форму, при которой оба зеркальных отражения получаются в плоскости, перпендикулярной к базисной линии. При этом протяженность дополнительной зеркальной системы в направлении базисной линии будет небольшой, так что система трубы в этом направлении будет компактной, если оба отражения будут находиться в одной и той же плоскости.

Если изобретение применяется к дальномеру стереоскопическому, в котором при измерении кажущееся удаление пространственного изображения определяемого об′екта сравнивается с кажущимся удалением стереоскопической измерительной марки, то изображения марок (дающие эти измерительные марки), вместе с находящимися между ними и об′ективами призмами, играют роль системы разделительных призм в монокулярном дальномере.

На фиг. 1-15 чертежа приведены пять вариантов предлагаемого дальномера.

Дальномер, согласно фиг. 1-3, дает наблюдателю два прямых изображения: на фиг. 1 изображен вид дальномера со стороны окуляра, на фиг. 2 - вид его сверху и на фиг. 3 - его поперечный разрез. Об′ективные зеркальные системы образуются двумя пятигранными призмами а¹ и а², в каждой из которых отражательная поверхность имеет вид крыши. Измерительное приспособление показано в виде двух вращающихся, один относительно другого, преломляющих клиньев b¹ и b². Оба об′ектива с¹ и с², помещены непосредственно перед добавочной отражательной системой, установленной в середине базисной линии и состоящей из двух простых отражательных призм d¹ и d², из которых каждая производят отклонение соответственных осевых лучей посредством отражения на 90° в плоскости, проходящей через базу и перпендикулярной плоскости измерения. Система разделительных призм состоит из двух просто отражающих призм е¹ и е², из которых призма е¹ отклоняет осевой луч левого конца базисной линии, а призма е² - осевой луч правого конца этой линии - вновь в направлении базы, и из двух просто отражающих, скрещенных призм f¹, f², высота которых вдвое меньше высоты призм е¹, е². Окуляр дальномера состоит из полевой линзы g¹ и глазной линзы g². В этом случае из упомянутых выше трех линейных перемещений и трех вращений только одно перемещение системы разделительных призм в направлении оси визирования или одно вращение окулярной призменной системы вокруг базисной линии будет производить относительное движение обоих воспринимаемых наблюдателем изображений в направлении базы; два других перемещения и два других вращения такого влияния окатывать не будут.

На фиг. 4-6 показан второй вариант дальномера, дающего наблюдателю два прямых изображения (в двух боковых видах и в поперечном разрезе), которые по своему положению соответствуют первому варианту. Об′ективные зеркальные системы а¹ и а², измерительное приспособление b¹, b² об′ективы с¹ и с² и окулярные линзы g¹ и g² такие же как и в первом варианте. Дополнительная зеркальная система состоит из двух просто отражающих призм d³ и d⁴, из которых каждая отклоняет соответствующий осевой луч в плоскости, параллельной к плоскости измерения, на 90°, и простой отражающей призмы d³, которая принимает обе выходящие из призмы d³ и d⁴ системы пучков лучей и отклоняет осевые лучи на 90° в плоскости, перпендикулярной к базисной линии. Система разделительных призм состоит из двух простых отражательных призм е³ и е⁴, из которых каждая отклоняет проходящий осевой луч в плоскости, перпендикулярной к базисной линии на 90°, двух простых отражательных призм е⁵ и е⁶, из которых каждая отклоняет проходящий осевой луч в плоскости, параллельной плоскости измерения, на 90°, и двух скрещенных призм f¹ и f². Ни одно из упомянутых перемещений и вращений системы разделительных призм не производит здесь относительного движения обоих изображений в направлении базисной линии.

Показанный на фиг. 7 до 9 третий вариант оптической системы стереоскопического дальномера сходен со вторым вариантом в отношении об′ективных отражательных систем а¹ и а², об′ективов с¹ и с² и дополнительной зеркальной системы d³, d⁴, d⁵. Каждая из двух простых отражательных призм f³ и f⁴ отклоняет проходящий осевой луч на 90° в плоскости, перпендикулярной к базисной линии. Каждый из окуляров состоит из полевой линзы g¹ и глазной линзы, g², между которыми помещена дважды отражающая призма h ромбического поперечного сечения, так что вращением каждого из окуляров вокруг входящего осевого луча может быть установлено взаимное расстояние осей визирования дальномера, в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. Перед каждым из обоих окуляров находится плоская, с параллельными гранями, стеклянная пластинка i, задняя плоскость которой совпадает с фокусной плоскостью соответствующего окуляра и снабжена марками j таким образом, что при наблюдении обоими глазами марки обоих окуляров дают ряд стереоскопических измерительных марок. Ни одно из указанных перемещений и вращений окулярной призменной системы не вызывает здесь взаимного передвижения обоих изображений в направлении базисной линии.

На фиг. 10-12 в качестве четвертого варианта показан дальномер, дающий наблюдателю одно прямое изображение и одно изображение, повернутое перпендикулярно к направлению базисной линии. Дальномер изображен в оправе оптических частей, а именно в трех разрезах, которые соответствуют по своему расположению двум видам и разрезу в первых трех вариантах. Главная часть дальномера состоит из средней части k¹, с которой, помощью двух труб k² и k³ соединены головки k⁴ и k⁵. В головке k⁴ помещается пятигранная призма a¹, в головке k⁵ - пятигранная призма a²; одна из отражательных поверхностей этих призм имеет вид крыши. Измерительное приспособление состоит из двух преломляющих призм b¹ и b² в трубке k³, для вращения которых, одной относительно другой, служит приводная кнопка b³. Дополнительная зеркальная система состоит из трех просто отражающих призм d⁶, d⁷, d⁸ и одной крышевидной призмы d⁹. Призма d⁶ принимает идущий от левого конца пучок лучей и отклоняет осевой луч в плоскости измерения на 90°, в направлении к определяемому предмету. Призма d⁷ принимает пучок лучей с правого конца базы и отклоняет осевой луч на 90° в плоскости измерения и в направлении, противоположном другому осевому лучу, так что оба осевых луча составляют прямую линию. Призма d⁹ отклоняет выходящий из призмы d⁶, а призма d⁸ отклоняет выходящий из призмы d⁷ осевой луч на 90° в плоскости, перпендикулярной к базисной линии. К средней части k¹ примкнута снизу плоская труба k⁶ с двумя об′ективами с¹ и с², имеющая внизу камеру k⁴, в которой помещается система окулярных призм.

Разделительная система призм состоит из призмы f⁵ ромбического поперечного сечения, к которому приклеена отражательная призма f⁶. Верхняя половина склеивающего слоя представляет собой отражающий на обеих сторонах зеркальный разделительный слой, а нижняя сторона пропускает падающие на нее лучи. Входящий от левого конца базисной линии пучок лучей принимается призмой f⁵, входящие же с правого ее конца лучи - призмой f⁶. В гильзу k⁸ у камеры k⁷ вставлен окуляр, полевая линза которого обозначена буквой g¹, а глазная линза - g². Нижняя часть поля зрения заполняется изображением, передаваемым с левого конца базы и представляющим собою повернутое перпендикулярно к направлению базисной линии изображение, а верхняя часть поля зрения заполнена изображением, передаваемым с правого конца базы и представляющим собою прямое изображение. Из упомянутых перемещений и вращений системы разделительных призм только одно вращение около оси визирной линии или одно вращение около оси, пересекающей под прямым углом визирующую линию и базисную линию, производит относительное перемещение обоих изображений в направлении базисной линии: влияние этих вращений тем меньше, чем меньше взаимное расстояние между обеими точками, в которых один или другой из осевых лучей будут отклоняемы призмами f⁵ и f⁶ в направлении оси окуляра.

Показанный на фиг. 13-15 пятый вариант дальномера в отношении заполнении поля зрения совпадает с четвертым вариантом, но по своей оптической системе он изменен, так как он совершенно нечувствителен ни к одному из упомянутых перемещении и вращений. Оптическая система пятого варианта одинакова по своей об′ективной системе зеркал а¹ и а², по своему измерительному приспособлению b¹, b² и по своему окуляру g¹, g² с соответствующими оптическими частями четвертого варианта. Добавочная система зеркал состоит, подобно добавочной зеркальной системе четвертого варианта, из трех простых отражательных призм d⁶, d⁷ и d¹⁰ и крышеобразной призмы d¹¹, но каждая из призм d¹⁰ и d¹¹ отклоняет свой осевой луч больше, чем на 90°. Об′ективы с¹ и с² расположены под добавочной зеркальной системой так, что фокус каждой из обеих линз совпадает с точками пересечения обоих осевых лучей. Разделительная система призм сделана из одного стеклянного элемента f⁷. Обе входные поверхности f⁸ и f⁹ пересекаются соответствующими осевыми лучами без преломления. Две поверхности f¹⁰ и f¹¹, дающие полное внутреннее отражение и наклонение одной к другой, расположены так, что ребро f¹² на пересечении этих граней направлено параллельно базисной линии, при чем на этом ребре лежат точки пересечения обоих осевых лучей. Окуляр g¹, g² принимает только ту часть пучка лучей, идущих ил об′ектива с¹, которая падает на зеркальную поверхность f¹¹, и принимает только ту часть пучка лучей, идущих от об′ектива с², которая падает на зеркальную поверхность f¹⁰. Ребро f¹² действует, вследствие этого, как разделительная грань. Так как взаимное расстояние между обеими точками, в которых система разделительных призм отклоняет тот или другой осевой луч в направлении оси окуляра, равно нулю, то в этом случае ни одно из упомянутых перемещений вращений системы разделительных призм не производит взаимного перемещения обоих изображений в направлении базисной линии.

1. Горизонтальный дальномер с базою в приборе, в котором входные отверстия расположены над головой наблюдателя и в котором сзади каждого из входных отверстий помещена нечувствительная к вращению в плоскости измерений об′ективная отражающая система, служащая для отклонения на высоте соответствующего входного отверстия в направлении базисной линии пучка лучей, поступающих через входные отверстия в дальномер, отличающийся тем, что система разделяющих призм расположена на высоте окулярных линз, а об′ективы расположены в непосредственной близости к добавочной отражающей системе, служащей для отклонения обоих пучков лучей из направления базисной линии для подведения их к системе разделяющих призм.

2. В означенном в п. 1 дальномере применение такой добавочной отражающей системы, направляющей пучки лучей к системе разделяющих призм, при которой зеркальные отражения получаются оба в плоскостях, перпендикулярных к базисной линии.

3. В означенном в п.п. 1 и 2 дальномере применение такой добавочной отражающей системы, при которой зеркальные отражения для обоих пучков лучей получаются в одной и той же плоскости.

4. В означенном п.п. 1, 2 и 3 дальномере, снабженном одним окуляром, применение такой системы отражателей, при которой оба осевые луча встречаются на линии раздела обеих половин изображения, воспринимаемых наблюдателем, без предварительного отражения в системе разделяющих призм.