ОПТИЧЕСКИЙ БЛОК РАЗВЕРТКИ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА

Полезная модель относится к устройствам управления направлением света, в частности к лазерам, снабженным средствами для изменения направления лазерного излучения. Может быть использовано в геодезических приборах, в частности, в таких как лазерные проекционные нивелиры для задания опорной лазерной плоскости.
Известны геодезические приборы, в которых реализована круговая развертка лазерного луча, это нивелиры PLS360 фирмы Pacific Lasers Systems см. на сайте www.plslaser.ru и BLACK&DECKER LZR4 см. на сайте www.megatool.ru.
В известных приборах, для обеспечения круговой линейной развертки лазерного луча, используется оптический блок развертки лазерного луча в виде системы лазер - цилиндрическая призма с углом развертки от 60 до 150 градусов, в которых для получения развертки в 360 градусов применяют несколько таких оптических систем.
Недостатком такого технического решения является применение нескольких дорогостоящих лазерных излучателей, сложная механическая система юстировки, большой размер и в конечном счете высокая стоимость прибора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и выбранным в качестве ближайшего аналога является оптический блок развертки лазерного луча, описанный в патенте СН674573 от 15.06.1990 г, на основе которого Швейцарская фирма Leica выпустила универсальный лазерный прибор LNA. Известный оптический блок развертки лазерного луча содержит источник лазерного излучения и оптический элемент
развертки в виде пентапризмы, установленной на выходе формирующей оптики. Между объективом формирующей оптики и пентапризмой расположен узел регулировки направленности световой плоскости в пространстве, выполненный в виде системы двух клиньев с возможностью их взаимного поворота относительно друг друга в разные стороны. Такое решение оптического блока привело к конструктивному усложнению и как следствие к повышению себестоимости прибора в основу которого он положен.
Задачей настоящей полезной модели является создание оптического блока развертки лазерного луча от одного источника лазерного излучения с разверткой в 360° (с круговой линейной разверткой) при одновременном обеспечении простоты и надежности работы блока.
Техническим результатом, позволяющим решить поставленную задачу является оптимизация конструкции оптического блока развертки лазерного луча.
Создание такого оптического блока в свою очередь позволяет изготавливать геодезические приборы меньшей энергоемкости, имеющие меньший вес и габариты. При этом себестоимость геодезических приборов на основе заявляемого оптического блока развертки лазерного луча значительно ниже, чем у известных на сегодняшний день.
Поставленная задача достигается тем, что в известном оптическом блоке развертки лазерного луча, содержащем источник лазерного излучения и оптический элемент развертки, согласно полезной модели, оптический элемент развертки представляет собой систему из делителя входящего лазерного луча, по меньшей мере, на два точечных луча, и призм разложения точечного луча в линию, установленных на выходе каждого из точечных лучей.
Делитель входящего лазерного луча может быть выполнен в виде набора светоделительных зеркал.
Делитель входящего лазерного луча может представлять собой оптический элемент в форме призмы с двумя зеркальными гранями.
Делитель входящего лазерного луча может представлять собой оптический элемент в форме призмы с двумя зеркальными гранями и центральным отверстием.
Делитель входящего лазерного луча может быть выполнен в виде четырехгранной отражательной призмы.
Призма разложения точечного луча в линию может представлять собой цилиндрическую линзу.
Призма разложения точечного луча в линию может представлять собой конус с зеркальной внешней поверхностью.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствует о том, что предлагаемый оптический блок развертки лазерного луча неизвестен, а следовательно, соответствует критерию «новизна»
Предлагаемый оптический блок развертки лазерного луча может быть изготовлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли т.к. для этого требуются известные материалы, комплектующие и стандартное оборудование, выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемый оптический блок развертки лазерного луча соответствует критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому оптическому блоку развертки лазерного луча новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу, а именно создание оптического блока развертки лазерного луча от одного источника лазерного излучения с разверткой в 360° т.е. с круговой линейной разверткой при одновременном обеспечении простоты и надежности работы блока.
Выполнение оптического элемента развертки в виде системы из делителя входящего лазерного луча, по меньшей мере, на два точечных
луча, и призм разложения точечного луча в линию, установленных на выходе каждого из точечных лучей, позволяет сначала разделить входящий лазерный луч, а затем преобразовать точечное излучение в линии. Последующее совмещение в плоскости этих линий обеспечивает круговую линейную развертку луча от одного точечного источника лазерного излучения.
Использование в качестве делителя входящего лазерного луча набора светоделительных зеркал снижает требования к точности изготовления деталей и дает возможность ручной регулировки.
Использование в качестве делителя входящего лазерного луча оптического элемента в форме призмы с двумя зеркальными гранями, либо в форме призмы с двумя зеркальными гранями и центральным отверстием упрощает конструкцию блока.
Выполнение делителя входящего лазерного луча в виде четырехгранной отражательной призмы расширяет варианты выпуска оптических блоков развертки, упрощает настройку блока, повышает надежность его работ.
Использование призмы разложения точечного луча в линию в виде цилиндрической линзы позволяет выполнить конструктивно простой и надежный узел, что в свою очередь повышает надежность оптического блока в целом, а также снижает себестоимость всего оптического блока.
Использование в качестве призмы разложения точечного луча в линию конуса с зеркальной внешней поверхностью позволяет расширить варианты изготовления оптического блока развертки лазерного луча от одного источника лазерного излучения с разверткой в 360°, обеспечить простоту и надежность работы всего блока в целом.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 схема устройства оптического блока развертки лазерного луча (вариант деления входящего лазерного луча на два точечных луча).
Оптический блок развертки лазерного луча содержит: источник лазерного излучения 1, оптический элемент развертки в виде системы из делителя 2 входящего лазерного луча на два точечных луча, и призм 3 разложения точечного луча в линию.
На фиг.2 схема устройства оптического блока развертки лазерного луча (вариант деления входящего лазерного луча на три точечных луча).
Оптический блок развертки лазерного луча содержит: источник лазерного излучения 1, оптический элемент развертки в виде системы из делителя 2 входящего лазерного луча на три точечных луча, и призм 3 разложения точечного луча в линию.
Оптический блок развертки лазерного луча может быть выполнен в виде отдельного устройства. В таком случае оптический элемент развертки устанавливают непосредственно на оси лазерного луча таким образом, что делитель 2 входящего лазерного луча делит входящий лазерный луч, по меньшей мере, на два точечных луча, а призмы 3 разложения точечного луча, установленные на выходе каждого из точечных лучей, преобразуют точечные излучения в линии. Совмещение в плоскости этих линий посредством регулировочных винтов позволяет получить круговую развертку луча от одного точечного источника лазерного луча.
Оптическим блоком развертки лазерного луча можно оснастить лазерный проекционный нивелир с компенсатором, в котором линия визирования занимает горизонтальное либо вертикальное положение автоматически после предварительной установки оси вращения в отвесное положение по круговому уровню.
При использовании двух блоков развертки лазерного луча, установленных ортогонально друг другу, можно получить нивелир, дающий круговую линейную развертку в двух ортогональных плоскостях.
При использовании трех блоков развертки лазерного луча, установленных ортогонально друг другу, можно получить нивелир, дающий круговую линейную развертку в трех ортогональных плоскостях.
Оптический блок развертки лазерного луча может быть выполнен следующим образом:
Пример 1.
В качестве делителя 2 входящего лазерного луча устанавливают оптический элемент в форме призмы с двумя зеркальными гранями и центральным отверстием, в качестве призмы 3 разложения точечного луча в линию устанавливают три цилиндрические линзы.
При этом лазерный луч попадая на призму с двумя зеркальными гранями и центральным отверстием делится на три точечных луча, которые попадая на цилиндрические линзы преобразуются в линии, а последующим совмещением в плоскости этих линий при помощи регулировочных винтов получают круговую развертку луча от одного источника лазерного луча.
Пример 2.
В качестве делителя 2 устанавливают четырехгранную отражательную призму для деления и прямого отражения входящего луча, а в качестве призмы разложения 3 точечного луча в линию устанавливают три цилиндрические линзы.
Четырехгранная отражательная призма, установленная непосредственно на оси лазерного луча делит входящий лазерный луч на три точечных луча, которые попадают на цилиндрические линзы, где точечные лучи преобразуются в линии. Затем линии совмещают в плоскости и получают круговую развертку луча от одного точечного источника лазерного луча.