Проекционное устройство для контроля параллельности оптических осей бинокулярного прибора и поворота изображения вокруг этих осей Советский патент 1981 года по МПК G01B11/26 

(54) ПРОЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ОСЕЙ БИНОКУЛЯРНОГО

ПРИБОРА И ПОВОРОТА ИЗОБРАЖЕНИЯ ВОКРУГ ЭТИХ ОСЕЙ

I

Изобретение относится к Оптическому при боростроению и может быть использовано для контроля поворота изображения и параллельности оптических осей бинокулярных приборов.

Известно устройство для контроля поворота изображения и параллельности оптических осей бинокля, содержащее три коллиматорные трубы, расположенные так, что одна из них приходится напротив объектива первой, установленной неподвижно трубки бинокля, а вторая и третья - напротив объектива второй поворотной трубки бинокля при ее двух крайних положениях, соответствующр х минимальных и максимальной базе бинокля, а также расположенную за контролируемым биноклем перекидную трубку, при помощи которой можно наблюдать в правый или левый окуляр бинокля. Поворот изображения вокруг оптической оси в бинокулярных приборах обусловлен погрешностью установки отражательных элементов (зеркал или призм). Устройство позволяет контролировать поворот изображения и параллельность оптических осей бинокля 1.

Однако оно не обеспечивает производительности труда, требуемую в условиях массового производства из-за утомляемости оператора при снятии отсчетов с помощью окуляра перекидной трубки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее осветитель, диафрагму с перекрестием, расположенную в передней фокальной плоскости коллиматорной линзы с фокусным расстоянием Гк, проекционную линзу с экраном в ее задней фокальной плос10кости и приспособление для установки между коллиматорной и проекционной линзами испытуемого бинокля с углом поля зрения и увеличением Г.

15 Контролируемый бинокль помещают в параллельный ход лучей между коллиматоржной и проекционной линзами и каждая из его трубок дает на экране изображение диафрагмы с перекрестием. По величине расстояния между этими изображениями на

20 экране судят о непараллельности оптических осей бинокля, а поворот перекрестия на экране характеризует угол поворота изображения в бинокле.

В известном устройстве точность отсчета тем выше, чем больше линейное смещение периферийных точек перекрестия, пропорциональное расстоянию от этой точки до центра перекрестия 2.

Таким образом, в известном устройстве предельная точность ограничена тем, что это расстояние не может превышать величины WпP.Л. fnPA,

где 2Шпр.л.- угловое поле зрения проекционной линзы;

пр.л -фокусное расстояние проекционной линзы.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в проекционном устройстве, содержащем осветитель, диафрагму с перекрестием, расположенную в передней фокальной плоскости коллиматорной линзы, проекционную линзу с экраном в ее задней фокальной плоскости и приспособление для установки между коллиматорной и проекционной линзами испытуемого бинокля с углом поля зрения и увеличением Г, в передней фокальной плоскости коллиматорной линзы установлена дополнительная диафрагма со штрихом, центр которой удален от центра диафрагмы на расстояние (0,95-0,99) , а между приспособлением для установки бинокля и проекционной линзой введена система из входного и выходного плоских зеркал с главным сечением, параллельным плоскости, проходящей через оптическую ось устройства и центры диафрагм, и с углом между зеркалами, равным 1/2 (0,95-0,99) Wr Г, при этом выходное зеркало размещено перед одной половиной входного зрачка проекционной линзы, а вторая половина входного зрачка свободна для прохождения лучей, параллельных оптической оси проекционной линзы.

На фиг. 1 представлен главный вид оптической системы устройства; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - изображения диафрагмы на экране, поясняющие принцип определения угла поворота изображения.

Устройство содержит осветитель 1, диафрагму 2 с перекрестием (не показано), диафрагму 3 со штрихом (не показан), коллиматорную линзу 4, проекционную линзу-5, в заднем фокусе которой находится экран 6. Между коллиматорной линзой 4 и проекционной линзой 5 расположено приспособление для установки испытуемого бинокля 7. Перед проекционной линзой 5 установлена система из двух плоских зеркал: входного 8 и выходного 9.

Расстояние между изображениями 10 и 11 (фиг. 3) диафрагмы 2, построенные коллиматорной линзой 4, каждой из трубок испытуемого бинокля 7 и проекционной линзой 5 на экране 6 служит мерой непараллельности оптических осей трубок бинокля.

Обычно поле допуска для непараллельности определяется допусковым прямоугольником (фиг. 3).

В случае параллельности оптических осей бинокля изображения 10 и И на экране 6

будут совмещены.

Измерение угла поворота изображения бинокля по повороту изображения перекрестия на экране 6 не обеспечивает требуемой точности из-за малого радиуса перекрестия,

Q который ограничен полем зрения проекционной линзы.

Поэтому используется дополнительная диафрагма 3. Поскольку ход лучей в кажддй из трубок бинокля идентичен, описание касается хода лучей только через одну

трубку.

Расстояние S от центра дополнительной диафрагмы 3 до центра диафрагмы 2 определяется выражением , где f,-фокусное расстояние коллиматорной линзы;

2WJ- угол поля зрения испытуемого бинокляПоскольку отверстие диафрагмы имеет конечные размеры, наиболее целесообразно принять,

S(0,95-0,99)

Лучи от осветителя 1, пройдя через диафрагмы 2 и 3, после коллиматорной линзы 4 образуют два коллимированных пучка с уг0 (0,95-0,99) Wi между ними. При выходе из окуляра испытуешзго бинокля 7 угол между центральными лучами ср двух коллимированных пучков лучей равен: ,Г, где Г - увеличение бинокля.

Так как выходное зеркало 9 размещено перед одной половиной входного зрачка проекционной линзы 5, то коллимированный пучок лучей, соответствующий диафрагме 2, попадает на проекционную линзу 5 без отраже|{ий от зеркала 8 и 9. Второй колли- мированный пучок, соответствующий диафрагме 3 и выходящий из окуляра испытуемого бинокля под углом ер к первому пучку, последовательно отразится от зеркал 8 и 9 и станет параллельным первому пучку, так как угол между зеркалами 8 и 9 равен 5 l/2tfj l/2tfr 1/2(0,,99).

В случае отсутствия поворота изображения в бинокле изображения 10 и 12 этих диафрагм оказываются совмещенными. При наличии поворота изображения бинокля изображение 12 диафрагмы 3 смещено относительно изображения 10 диафрагмы 2 и расстояние Д i (фиг. 3) между их центрами характеризует угол Э поворота изображения.

Для второй трубки бинокля угол поворота изображения определяется расстоянием 5 между изображениями 11 и 13 диафрагм 2 и 3.

При отсутствии поворота изображения в бинокле и отсутствии системы зеркал изображением диафрагмы 3 являлась бы точка 12(фиг. 3). При повороте изображения на угол Э- изображение 12 заняло бы положение 12 при этом линейное смещение Д1 % пр.л. & Так как .Г (0,954-0,99) Wi Г, то Д1 (0,954-0,99) W rfne-r..-О-. Благодаря системе зеркал 8 и 9 изображение 12 переносится в положение 12, видимое на экране. Так как в известном устройстве угол fJ должен удовлетворять условию смещение А наиболее удаленной периферийной (отсчетной) точки изображения перекрестия равно A Wnp.j(. fnp..Q. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля угла поворота изображения в бинокле, увеличивая линейное смещение оптической точки в К раз по сравнению с известным устройством. {., At fO.95- 0,99)Wjrfпf.л&- fO,qS-0.99) Л Wni..n. fVJi Wnp.ji. так как W(.ji., из-за больщой величины fnr.JI. . Обычно выбирают пр.д л -1000 мм. Например, при использовании проекционной линзы с fip. мм и 2Wnp.ji. 2° для контроля бинокля, имеющего 2Wi 6° и Г 10, получили -к- (0,95-0,99)6° J0 30 1л- Предлагаемый расчет показывает, что точность контроля угла поворота изображения в бинокле может быть повыщена в 30 раз Формула изобретения Проекционное устройство для контроля параллельности оптических осей бинокулярного прибора и поворота изображения вокруг этих осей, содержащее осветитель, диафрагму с перекрестием, расположенную в передней фокальной плоскости коллиматорной линзы с фокусным расстоянием Гк, проекционную линзу с экраном в ее задней фокальной плоскости и приспособление для установки между коллиматорной и проекционной линзами испытуемого бинокля с углом поля зрения и увеличением Г. отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, в передней фокальной плоскости коллиматорной линзы установлена дополнительная диафрагма со щтрихом, центр которой удален от центра диафрагмы на расстояние (0,954-0,99) к, а между приспособлением для установки бинокля и проекционной линзой введена система из входного и выходного плоских зеркал с главным сечением, параллельным плоскости, проходящей через оптическую ось устройства и центры диафрагмы, и с углом между зеркалами, равным 1/2(0,954-0,99) W5 Г, при этом выходное зеркало размещено перед одной половиной входного зрачка проекционной линзы, а вторая половина входного зрачка свободна для прохождения лучей, параллельных оптической оси проекционной линзы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ельников И. Т. Сборка и юстировка оптико-механических приборов. М., 1974, с. 236. 2.Погарев Г. В. Юстировка оптических приборов. Л., 1968, с. 232-233.