Оптико-механический мультипликатор

(594 С 01 М 11/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ АВТОРСКОМУ СВИД КИЙ МУЛЬТИПЛИКАнженеро и картограереше ная оптика. и картог с. 107 ы перемещ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить скорость вращения изображения,Мультипликатор содержит оптическийвращатель изображения в виде призмы 1 Дове, по обе стороны которогоустановлены прямоугольные двугранныезеркальные отражатели 2 и 3. Световойпоток от осветителя 5 освещает предмет 7 и, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, проходит через отвер1283574стие, выполненное диаметром, равным рез телескопическую систему 10 на диаметру выходного зрачка системы анализатор 11. При повороте призмы 1 ввода, на призму 1. Многократно отра- на некоторый уголизображение смеженный от граней призмы 1 и отражате- щается вплоскости аналиэана угол 1 ля 2 параллельный пучок попадает че- где -коэф,передачи мультипликатора 5 ил.Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических и оптико- электронных измерительных приборах для увеличения точности измерения.Целью изобретения является увеличение скорости вращения изображения.На фиг. 1-3 показано врацение изображения при каждом прохождении оптического вращателя изображения; на фиг. 4 - движение главного луча по поверхности отражателей и вращателя при каждом прохождении последнего", на фиг. 5 - схема оптико-механического мультиппикатора (для упрощения в качестве врацателя изображения показана призма Дове).На фиг. 1 показанорасположение предмета А и егеиэображения, прошедшего через оптический вращатель изображения после его поворота против часовой стрелки, плоскости я, прохо-. дящей через главную оптическую ось вращения, плоскости с, проходящей через главную опгическую ось и перпендикулярно плоскости я, а также положение 6, которое занимает плос-, кость я после поворота вращателя на 20На фиг. 2 показано взаимное поло о жение предмета А его иэображения А при втором обратном проходе оптического вращателя. Предметом в данномслучае является А , но из-за наличияо отражателя оно повернуто на 40 в противоположную сторону вращения вращателя. Используя главную оптическую ось вращателя как ось симметрии, не трудно найти положение изображения -о оно повернуто ва угол 80 в сторону вращения оптического вращателя иэображения (фиг, 2) .На фиг. 3 аналогичным образом найи дены положения предмета А и изображения Ац. Изображение повернуто на120 в сторону вращения оптическоговращателя изображения,Таким образом, скорость вращенияиэображения определяется формулой5 Я= 2 п 0, (1),где и - число проходов светового луча через оптический вращатель изображения;Й - скорость вращения оптическоЮго вращателя изображения.Как видно из формулы (1), изменяемым параметром является и - числопроходов светового луча через вращатель. Это число определяется взаимным расположением отражателей, основное свойство которых - изменять напротивоположное направление вращениясветового потока перед каждым последующим прохождением оптического вращателя, а также обеспечивать сдвигсветового потока по поверхности вращателя при каждом последующем прохождении. Таким свойством обладают уголковые отражатели.На фиг, 4 показано взаимное расположение ребер Г и 2 отражателей,оси вращения вращателя (она направлена перпендикулярно поверхности чертежа и совпадает с главной оптичесЗОкой осью - т. В ). Ось вращения вращателя проходит через точку пересечения ребра нижнего отражателя иплоскости симметрии ш, проходящей через главную оптическую ось оптичес 5 кого вращателя изображения. Световой луч при первом проходе вращателя совпадает с оптической осью иосью вращения, Точками показано.отражение главного луча от отражателейс ребрами Е, 0. Например, т. 2 Н обозначает второй проход через вращатель, первое отражение на нижнем отражателе. Точка 2 Н - второй проходчерез вращатель, второе отражение на45нижнем отражателе, После точки 5 В1,первое отражение на верхнем отражателе после пятого прохода черезвращатель) картина повторяется в обратном направлении. Отражатель 2сдвинут на расстояние а от оси вращения. Величина а зависит от сечениясветового пятна и определяет габариты оптического вращателя изображения; на количество прохождений черезвращатель не влияет. Кроме того, отражатель 1 повернут, образуя своимребром и ребром й угол К. От величины этого угла зависит количество прохождений луча через оптический вращатель. Количество прохождений определяется формулойк+аи = 2900а угол М, =где в ,К = 1,2,3..г 0Например, при К = 2 получают 16прохождений светового пучка черезовращатель, а ос = 22 30 . Чем вышезначение К, тем более жесткие требо вания предъявляются к оптике. 25Соотношение угловых скоростей вра, щателя и изображения, передаваемогочерез него, остается постоянным, определяется целым числом практическибез погрешности, Это приводит к увеличению точности измерения, так какосновная погрешность приборов, использующих масштабное преобразованиепри измерении, заключается в нестабильности и неточности коэффициентапреобразования.Оптико-механический мультипликатор(фиг, 5) состоит из оптического вращателя изображения 1 - призмы.Дове,отражателей 2 и 3, предварительно ус тановленных по автоколлиматору такимобразом, что нормали к их ребрам параллельны оси вращения, одно ребросдвинуто в сторону от оси вращенияна величину сечения светового потокаи развернуто на требуемый угол сб поотношению к первому ребру корпусапризмы Дове, системы ввода световогопотока, состоящей из осветителя (оптический квантовый генератор) 5, телескопической системы 6, предмета 7,телескопической системы 8 с фокусирующим элементом, полупрозрачного зеркала 9, системы анализа поворота изображения, включающей в себя телескопическую систему 10, анализатор 11,механического привода 4, состоящегоиз зубчатой передачи 12 и шкалы поворота 13 вращателя изображения. Устройство работает следующим образом.Осветитель 5 через телескопическую систему 6 освещает предмет 7(растр с равными прозрачными и непрозрачными секторами), телескопическая система 8 уменьшает сечение светового пучка до первоначального размера, Затем параллельный пучок, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, через отверстие в уголковомотражателе 3 многократно (в зависимости от взаимного разворота отражателей 2 и 3) проходит оптическийврщатель изображения и возвращается обратно через отверстие в отражателе 3, проходит полупрозрачное зеркало 9 и телескопическую систему 10,попадает на анализатор 11 - такой жерастр как и 7. Пока вращатель изображения неподвижен, изображение предмета 7 тоже неподвижно, При поворотевращателя изображения на угол 15изображение поворачивается в плоскости анализа на угол , гдекоэффициент передачи оптико-механи 720ческого мультипликатора,90(= -- , где 1 с = 0,1).Оптико-механический мультипликатор по сравнению с механическим мультипликатором имеет точность,и стабильность коэффициента передачи напорядок вьппе, так как в данном устройстве повьппена точность изготовления деталей. Точность коэффициентапередачи повьзпает общую точность оптического измерительного прибора.Мультипликатор может быть примененкак в приборах для угловых измерений,так и в приборах для линейных измерений. функции оптико-механическогомультипликатора, аналогичны функцииотсчетного микроскопа, который определяет величину домера (дробнуючасть), разбивая процесс измерения надва этапа. Оптико-механический мультипликатор исключает второй этап,повышая тем самым производительностьтруда. формула изобретенияОптико-механический мультипликатор, содержащий оптический вращатель изображения с механическим приводом, систему ввода светового потока и систему анализа поворота изображения,5 1283574 6 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, светового потока и центр которого с целью увеличения скорости вращения совпадает с ребром двугранного угла изображения, он снабжен двумя прямо- и с осью вращения оптического враугольными двухгранными зеркальными щателя иэображения, ребро двугранноотражателями, установленными по обе 5 го угла второго отражателя разверстороны оптического вращателя изоб- нуто вокруг оси вращения относительражения ребрами двугранного угла пер- но ребра первого отражателя на уголо кпендикулярно оси вращения, в первом Ы = 90 /2 , где К = 0,1,2,3 и сдвииэ которых по ходу луча выполнено от- нуто относительно оси вращения на верстие, диаметр которого равен диа О величину диаметра выходного зрачка метру выходного зрачка системы ввода системы ввода светового потока,Ц,ЮР 1 Составитель В. Дриньовхан Техред Л. Сердюкова Корректо едакт ирохман аз 7428/ Тираж 776 Государственного елам изобретений и сква, Ж, РаушсПодпиомитета СССРоткрытийая наб д. 4 сное по д 13035, М