Жидкостный реверсивный компенсатор для оптического прибора Советский патент 1979 года по МПК G02B5/06 G01C1/00 G01C5/04 

I

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в маркшейдерско-геодезических инструментах, например теодолитах.

Известные оптические теодолиты снабжены компенсаторами при вертикальном круге, однако в маркшейдерских теодолитах, предназначенных как для установки на штативе, так и для подвески на консоли, компенсаторы не применяются, так как нет устройств, надежно стабилизирующих визирную линию с малыми потерями света и высоким качеством изображения как в прямом, так и в реверсированном (т. е. перевернутом на 180°) положениях прибора 1.

Известны жидкостные компенсаторы, имеющие в параллельном пучке лучей между двумя объективами камеру с жидкостью и прямоугольную призму, направляющую лучи света в жидкость под углом полного внутреннего отражения. Эти компенсаторы надежно стабилизируют линию визирования с малыми потерями света и высокигл качеством изображения, но работают они только при прямо.м (нереверсированном) положении прибора 21 и Ь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является жидкостный компенсатор, работающий как в прямом, так и в реверсированном положениях прибора, содержащий в параллельном пучке

лучей между двумя объективами камеру с жидкостью и призменный блок, состоящий из прямоугольной призмы, двух полупентапризм, расположенных на боковой стенке камеры. Дополнительными отражающи.ми поверхностями для световых лучей служат

дно и стенка камеры 4.

Однако известный жидкостный компенсатор имеет больщие потери света, вследствие отражения от зеркальных поверхностей полупентапризм и больщой длины хода

лучей в оптических детатях. Качество изображения компенсаторов может ухудщаться при прохождении световых лучей через толстый слой жидкости в камере, вследствие возникновения температуры погрещностей. Кроме того, использование известного жидкостного компенсатора в теодолитах с двусторонним отсчетным устройством затруднительно.

Целью изобретения является повыщение качества изображения и возможность совмещения изображений диаметрально противоположных частей лимба вертикального круга при использовании его в двусторонних отсчетных устройствах.

Это достигается тем, что в предлагаемом реверсивном жидкостном компенсаторе оптический блок выполнен в виде ромб-призмы, одна из граней которой совмещена с прозрачной нижней стороной камеры с жидкостью, а другая грань, служащая отражающей поверхностью, соединена с верхней стороной дополнительной камеры с жидкостью.

На входных гранях ромб-призмы установлены с зазором две призмы Шмидта таким образом, что их входные грани перпендикулярны отражающим граням ромб-призмы.

Такое устройство позволяет создать идентичные оптические каналы с малыми потерями света и высоким качеством изображения как в прямом, так и в перевернутом положениях прибора. Возможно также совмещение изображений диа1метрально противоположных частей лимба вертикального круга.

На фиг. 1 изображена оптическая схема описываемого жидкостного компенсатора

на фиг. 2 - ход лучей в компенсаторе при перевернутом положении прибора;

на фиг. 3 - оптическая схема компенсатора с двумя призмами Шмидта.

Жидкостный компенсатор (фиг. 1 и 2) содержит объективы 1 и 2, в параллельном пучке лучей между которыми находятся камеры 3 и 4 с жидкостью и ромб-призма 5, изготовленная из стекла, показатель преломления которого равен показателю преломления жидкости. В переднем фокусе объектива 1 находится плоскость лимба вертикального круга, а в заднем фокусе объектива 2 расположен индекс /.

Жидкостный компенсатор (фиг. 3) содержит объективы 1 и 2, призмы Шмидта 6 и 7, камеры с жидкостью 3 и 4 и ромб-призму 5. Входные грани призм Шмидта 6 и 7 перпендикулярны отражающим граням ромбпризмы 5. Призмы Шмидта установлены таким образом, что зазор между их гранями и выходными гранями ромб-призмы составляет 0,1-0,2 мм. Точки А и /4,представляющие собой диаметрально противоположные части лимба вертикального круга, находятся соответственно в переднем фокусе объектива 1 и заднем фокусе объектива 2.

Оптическая система компенсатора (фиг. П проектирует изображение индекса / на плоскость лимба 8 вертикального круга в точку /. Нри этом отражение световых лучей от поверхности жидкости происходит в камере 3, а грань ромб-призмы, обращенная к камере 4, служит дополнительной отражающей поверхностью. В перевернутом положении прибора (фиг. 2) отражение лучей света от жидкости происходит в камере 4, а грань ромб-при5мы, обращенная к камере 3, служит дополнительной отражающей поверхностью. Тем самым обеспечивается идентичность оптических каналов компенсатора в прямом и реверсированном положениях прибора. Для того, чтобы грань ромб-призмы, обращенная вниз, была свободна от жидкости, т. е. не смачивалась, на отражающие грани ромбпризмы наносят органофобное покрытие. В качестве жидкости применяют полярные органические вещества типа триэтилфенилксилана или бенЗилацетата. Толщина слоя жидкости в ампулах порядка 1,5-2,0 мм.

Жидкостный компенсатор (фиг. 3) позволяет совмещать изображения противоположных частей лимба вертикального круга находящихся на одном горизонтальном диаметре, т. е. точка А проектируется в точку А + 180°.

Условие работы компенсатора:

1 1 ,

где f - фокусное расстояние объектива 1, равное фокусному расстоянию объектива 2 (фиг. 1 и 2);

R - радиус окружности, по которой нанесены деления на лимбе вертикального круга.

Жидкостный реверсивный компенсатор с малыми потерями света и высоким качеством изображения повыщает производительность труда и способствует повыщению точности измерения вертикальных углов теодолитами, предназначенными для работы на щтативе и в подвещенном положении на

КОНСО/1И.

Формула изобретения

1.Жидкостный реверсивный компенсатор для оптического прибора, преимущественно теодолита, содержащий объективы и расположенные между ними в параллельном пучке лучей камеру с жидкостью и оптический блок, направляющий лучи света на жидкость под углом полного внутреннего отражения, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества изображения, оптический блок выполнен в виде ромб-призмы, одна из граней которой совмещена с прозрачной нижней стороной камеры с жидкостью, а другая грань, служащая отражающей поверхностью, соединена с верхней стороной дополнительной камеры с жидкостью.

2.Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью использования &о в двусторонних отсчетных устройствах, на в ходных гранях ромб-призмы установлены с зазором две призмы Шмидта таким образом, что их входные грани перпендикулярны отражающим граням ромб-призмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

, 673953,

5О

1.Деймлих Ф. Геодезическое инструмен-3. Заявка ФРГ № 2152749 кл 42 С 5/03 товедение. М., «Недра, 1970, с. 311-313,1974

2.Патент Швейцарии № 3842244. Авторское свидетельство СССР кл. 42 С 5/03, 1971. NO 517869, кл. G 02 В 5/06, 1975.

.1