Зрительная труба малогабаритного теодолита Советский патент 1982 года по МПК G01C1/06 

(54) ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА МАЛОГАБАРИТНСГО ТЕОДОЛИТА

I

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению и касается зрительных труб малогабаритных теодолитов.

Известны зрительные трубы, в которых в ходе лучей внутри трубы размещена лризменная оборачивающая система Порро 2-го рода, состоящая из трех 15)изм tl.

Однако в таких конструкциях система Порро используется только для оборачивания изображения и не используется для подсветки сетки нитей зрительной трубы лрк работе теодолита .е условиях недостаточной освещенности (в вечернее и ночное время и в подземных горных выработках).

Подсветка сетки зрительной трубы в известных теоДолитах, работающих в условиях недостаточной освещенности, производится с помощью поворотного телескопического зеркала, установленного на горизонтальной оси вращения зрительной трубы под углом к линии визирования.

Отраженный от зеркала световой луч ва правляется к окуляру вдоль оптической оси и освещает сетку. Поворотное зеркало освещается либо специально предназначенным для этой цепи осветителем 2, либо получает световой поток от осветителя подсветки лимбов .З, либо на него поступает часть светового потока от осветителя подсветки отсчет- ной системы теодолита через-светоделяте

10 льную 1ФИЗМУ 4.

К недостаткам этих конструкций oi носятся ослабление светового потока J зрительной трубе и ухудшение качества изображения из-за перекрытия централь 5ной части трубы зеркалом и устройством для его поворота.

Известны также зрительные трубы, в которых искусственная подсветка сетки осуществляется следующим образом:

20 сетка снабжена полированным ободом, частично покрытым отражающим покрытием, к которому подведен счет от внещ- него источника б. Такая подсветка применима для сеток штрихи которых утоплены относительно наружной поверхности стекла (гравирован ные, травленные). Однако в современных теодолитах сет кн имеют толщину не более 0,003 мм и их изготавливают путем напыления хро ма в вакууме. Поэтому штрихи сетки рас положены на наружной поверхности стекла сетки буз углубления в стекло и не могут быть подсвечены светом с торца. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является конструкция зрительной трубы теодолита, в окулярной части которой помещена оборачивающая i приаменная система Порро 2-го рода, состоящая из трех склеенных в один блок 1:5)ямоугольнь« призм - одной большой и двух малых б . Сцнако в известной зрительной трубе отсутствует подсветка сетки. Реализация такой подсветки путем установки поворотного телескодического зеркала, связана с серьезными трудностями - тфишлось бы делать вырезы в фокусирующей обойме, что щ(1Вело бы к ослаблению последней. Кроме того, в некоторых короткофокусны зрительных трубах подобной конструкции, горизонтэпьная ось которых перекрываетс фокусирзгющей обоймой, вообще невозможн размещение поворотного зеркала в связи с конструктивными особенностями (недоста ток места). Вогфос подсветки сетки зрительной трубы малогабаритных теодолитов являет ся проблемным, поскольку в условиях недостаточной освещенности в них не 1Ч)едусмотрена подсветка сетки нитей зрительной трубы от того же источника, которым подсвечиваются деления лимбов. Цель изобретения - создание зрительной трубы, в доторой призменная оборачивающая система Порро 2-го рода используется для подсве-йси сетки. Поставленная цель достигается тем, что зрительная труба малогабаритного теодолита, содержащая корпус, в котором размещены объектив, фокусирующая линза, оборачивающая гфизменная система Порро 2-го рода, состоящая из одной большой и двух малых призм, сетка нитей и окуляр, снабжена источником света, установленным над отверстием, выпол ненным в корпусе зрительной трубы над той боковой гранью большой Щ)измы, которая расположена над малой призмой, обращенной к сетке. В качестве источника света может служить либо имеющийся в теодолите осветитель подсветки лимбов, передаю-, ший свет к отверстию в корпусе посредством гибкого светопровода, либо миниатюрный осветитель, прикрепленный непосредственно к корпусу зрительной трубы, либо посторонний источник света, например, шахтный светильник. Одна часть светового потока, подводимого к указанному отверстию в корпусе, отражается от боковой грани большой призмы, а другая часть, преломляясь в системе Порро, направляется на сетку и подсвечиваетее. Если свет поавопится через гибкий светопровод, диаметр которого цля сохранения гибкости выбирают меньшим половины светового диаметра сетки, то для обеспечения равномерности подсветки сетки указанное отверстие в корпусе зрительной трубы выполняют под углом 15+ 10° к той боковой грани большой 1ФИЗМЫ, которая расположена над малой призмой, обращенной к сетке. В этом случае поперечное сечение светового потока, падающего на сетку, растягивается в эллипс. На фиг. 4 приведена принципиальная, оптическая схема предлагаемой зрительной трубы теодолита; на фиг. 2 - вариант ее конструктивного выполнения, поперечное сечение. Зрительная труба включает корпус 1, в котором расположены объектив 2, фокусирующая линза 3, оборачивающая щзизменная система Порро 2-го рода, состоящая из большой призмы 4 и малых призм 5 и 6, сетка 7, окуляр 8. В корпусе I над боковой гранью 1физ-, мы 4 выполнено отверстие 9, в которое введен по плотной посадке штуцер Ю с гибким светощэоводом 11 диаметром 3 мм, второй конец которого подключен к осветителю подсветки лимбов, входящему в состав прибора. Отверстие 9 в корпусе 1 выполнено под углом is к той боковой грани призмы 4, которая находится над призмой 5, обращенной к сетке 7. Угол is, под которым выполнено отверстие 9 к боковой грани хфизмы 4, определен при данном диаметре светогфовода как оптимальный, исходя из условий досткжвния максимальноравномерной освещенности сетки при еще допустимых потерях светового потока на отражение от грани призмы 4. Этот угол выбран на основании следующего расчета. Для равномерной освещенности сетки 7 угол преломления светового потока на боковой грани призмы 4 должен быть близким, но не равным 45, так как из формулы закона преломления И nsiHi коэффициент преломления воз духа; коэффициент преломления сте кла; угол падения светового потока на боковую грань призмы; угол преломления светового потока через боковую грань призмы; видно, что если 45, то -1 9О°, т.е. световой поток от осветителя идет параллельно грани щзизмы. На основании расчета по формуле (l) и экспериментальной проверки в качест ве оптимального был принят угол прелом ления, равный . Соответствующий ем угол падения светового потока на бокову грань большой призмы 4 по формуле (l) равен 7 5° . Следовательно, дополнительный к этому углу угол, образованный боковой гранью призмы 4 и световым потоком от осветителя, равен ts. В зависимости от диаметра светопровода и других конструктивных особенностей этот угол для разных зрительных тоуб может находиться в пределах 15 + Подсветка сетки осуществляется следующим образом. При работе теодолита в условиях недостаточной освещенности включают осве титель подсветки лимбов. Световой поток подается по световоду 11 на боковую грань призмы 4 и разделяется на два потока, один из которых отражается от боковой грани призмы 4, а второй входит в призменную оборачивающую систему Порро, отражается от гипотенузкой грани 5 и направляется на сетку 7, подсвечивая ее. При работе теодолита в дневных условиях осветитель подсветки лимбов отключают, так как подсветка сетки, производи ся естественным светом, проходящим через объектив зрительной трубы. Если в других вариантах реализации изобретения для подсветки используется источник света, непосредственно крепящийся к корпусу зрительной трубы, или 02 подсветка производится от постороннего источника света, что позволяет световой диаметр отверстия 9 сделать равным световому диаметру сетки 7, отверстие 9 может быть расположено над указанной боковой гранью 1физмы 4 перпендикулярно основанию этой призмы. При этом для исключения потерь света ось отверстия 9 должна находиться на расстоянии, равном половине его светового диаметра, от ребра боковых граней. призмы 4. Таким образом, предлагаемая конструкция зрительной трубы малогабаритного теодолита позволяет обеспечить подсветку сетки нитей прк работе в условиях недостаточной освещенности без ухудшения качества изображения и ослабленвя светового потока, проходящего через трубу, как это имеет место в известных крнст рукциях с поворотным зеркалом, п). вающим центральную часть трубы. Изобретение позволяет производить щ)остую доработку находящихся в эксплуатации теодолитов, не имеющих посветки сетки читальной трубы, содержащей призменную оборачивающую систему Поркро 2-го рода, например, теодолиты Т 1 Т15К. Наличие подсветки сетки зрнтельнотрубы повыщает произвояительность и точность маркшейдерских теодолитных съемок. Экономический эффект от внедрения подсветки сетки составляет 108 р. на один теодолит. ФорМула изобретвиия Зрительная труба малогабаритного теодолита, содержащая корпус, в котором размешены объектив, фокусирующая лииза, оборачиваюп1ая щ)изменная система Порро 2-го рода, состоящая из одной большой и двух малых призм, сетка нитей и окуляр, отлича.ющаяся тем, что, с целью использования обс ачивак щей призменной системы Порро 2-го рода для подсветки сетки, ительная труба снабжена источником света, установленным над отверстием, выполненным в . корпусе зрительной трубы над той боковой гранью больщой 1ФИЗМЫ, которая расположена над малой призмой, обращенной к сетке. Источники информации, тфинятые во внимание при экспертизе 1. Труды; Всесоюзного научно-исследовательско.го института горной геомехаНИКИ р маркшейдерского дела. Сборник НО, Шахтная геофизика и геология. Л., 1978, с. 71. 2. Гусев Н. А. Маркшейдерско-геодезические гфиборы и инструментрведение. М.,.Углетехиздат, 1958, с. 183. 9

От осВетчтеля дсГетки лимМ 028 3.Аникст Д. А. Высокоточные теодолиты Т1 и Т05. М., Недра, 1978, с. 66. 4.Патент Японии № 52-6101, 1О7А322, 1977. 5. Кругер М. Я., Панов В. А. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л., Машиностроение, 1967, с. 264. 6. Захаров А. И. Новые теодолиты и оптические дальномеры. М., Недра, .1978, с. 103 (прототип).

Фиг. г