Призменная система прямого зрения

СОЮЗ СОВЕТСКИХасиалапмиипРЕСПУБЛИК ае а) зв С 02 В 5/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДЕТВЪСТВУ ГосУААРственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛМРЬГПФ(71) Институт электроники АН Белорусской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР . В 38398, кл, С 02 В 5/04, 11,11.33.2. Справочник конструктора оптико-механических приборов, Под ред В.А.Панова. Л., "Машиностроение", 1980, с.169 (прототип).(54)(57) ПРИЗМЕННАЯ СИСТЕМА ПРЯМОГО ЗРЕНИЯ, состоящая из двух усеченных призм, разделенных воздушным промежутком, о т л и ч а ю щ а я с я тем , что с целью сокращения габаритов оптических приборов в продольном направлении оптической оси при синхронном сканировании в двух взаимно перпендикулярных направлениях, усеченные призмы выполнены прямоугольными с прилегающими гипотенузными гранями и образуют прямоугольный парал,лелепипед, при этом большие катетные грани указанных призм расположены параллельно оптической оси, а . высота Ъ и длина С прямоугольного параллелепипеда связаны соотношением Ь/С = 0,512 о( при+1(2 Ы 21 где- предельный угол полного внут 3 Ьреннего отракения; - максимальный угол наклоналучей к оптической оси,Тогда зги и крайнего лучей после отражения от гипотенузной и средней граней, при этом осевой луч должен упастЬ в центр выходной грани, а крайний - на линию пересечения гипотенуэной и выходных граней в точку 0Призменная система прямого зрения работает следующим образом.На фиг.1 показан ход осевого луча в призме и ход наклонных крайних лучей конического пучка только до гипотенузной грани. Осевой луч падает перпендикулярно на середину входной грани АВ в точку ю и идет до гипотенузной грани, где в точке б претерпевает полное внутреннее отражение. Далее луч последовательно отражается от граней призмы в точках Ь, ъ, д,е, о 1, ъ и возвращается в точку з , где выравнивается и выходит в точке ъ перпендикулярно выходной грани СР.Наклонные лучи идут симметрично осевому лучу. Крайний нижний луч преломления на входной грани в точке А(фиг.2), отражается от гипотенузной грани А 0 , затем оттнижней грани АЭ и выходит в точке Р.1 бен виньетирования. Далее последова-, тельно отражается от граней йризмы аналогично осевому лучу и выходит преломившись на грани СР. На стыке гипотенузньг граней между точками в и а , д и е , с и М лучи преломляются на гипотенуэных гранях, так как углы падения значительно 35 меньше предельного угла полного внутреннего отражения. Такая конструкция призиенной системы прямого зрения, состоящей из двух одинаковых прямоугольных усеченных призм, увеличивает длину хода луча в призме путем двойного использования каждой грани. Грани АВ и СР являются одновременно прелоиляющими и отражающими, гипотенузные грани - трижды преломляющими и один раз отражающими грани А) и ВС - дважды отражающими, Поэтому длина хода луча в системе значительно увеличивается, что увеличиет продольное сокращение оси опти. ческого прибора. Сокращение й равно разности геометрического сокращения минус продольное смещение изображения, т.е.55-геометрический ход осевоголуча от точки 6 до точки 3полный ход осевого лучав системе. при л= 1,5 и е= 22 30 Ь = 1,52 С. Например, при с = 2230, и = 1,5 конструктивные параметры призменной системы следующие; длина С= + ц, +029 высота Ъ = 0,5 С; величина среза М = 0,04 С, длина хода луча в системе Г = 3,8 С; сокращением 1,52 С.Так как при о( = 22 30 и ь 1,5 осевой луч падает на внешние грани под углом 45 а наклонные лучи могутодоходить до 41 (предельный угол полного внутреннего отражения), то призменную систему можно выполнить без зеркальных покрытий. Иногда выгодно выполнить призменную систему в форме куба, т.е. когда С =Ъ , тог да из формулы (1.) о = 32 . У такой системы грани призм, параллельные оптической оси, следует выполнить с зеркальным покрытием.П р и м е р. В качестве материала составных призм выбирается стекло К 8 С=1,5 163, Ы = 22 ь 30, а диаметр входного конического пучка равен 24 мм с углом конуса Гцг-. 5, Полови 4 на угла конического пучка лучей после преломления и: = 1 40.Конструктивные параметры данной системы:длина С=68 мм, Ь = 34 мм, величина среза в = 2,7 мм, длина хода лучей в призме= 258,4 мм, продольное сокращение в = 103,4 мм.Таким образом, ход лучей в предлагаемой системе, продольное сокращение и чувствительность к заклонаи по сравнению с известными более чем в два раза больше. Благодаря повышен" ной чувствительности предлагаемая система позволяет повысить точность измерения. Особенность ее в сравнении с известными еще и в тои, что она может работать (например, при с(=ь22 30 ) одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, т.е. смещать один пучок с повышенной чувствительностью,а другой - в Р/и раз меньшей, что расширяет ее функциональные возможности.Благодаря небольшим поперечным размерам и значительному продольному1107083 Составитель И.Осташенко Техред М.Кузьма Корректор Н,Бонкало Редактор А.Козориз Заказ 5754/32 Тираж 497 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сокращению оси прибора, предлагаемаясистема позволяет уменьшить габариты оптического прибора в целом,снизить его вес и сделать компактным. Так как во многих современных 5оптических устройствах, предназначенных для автоматического измерения н контроля размеров, используются лазерные источники света, тохроматические аберрации отсутствуют.Благрдаря большому ходу лучей в стекле предлагаемая призменная системанайдет широкое применение в качестве эффективного малогабаритного компенсатора ипи сканатора. Высокая 15 чувствительность к заклонам позволит использовать ее также в оптических датчиках угловых перемещений.Призменная система разворачиваетсяв плоскопараллельную пластинку, имеет четное число отражений, даетпрямое изображение и работает в параллельных и сходящихся пучках.Кроме этого, ее наклоны не вызываютнаклоны изображения, а смещают изображение параллельно самому себе вплоскости анализа, Предлагаемаяпризменная система прямого зренияпозволяет также экономить оптическое стекло почти в четыре раза.