УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОСТИ ВИЗИРНОЙ ОСИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ УСТАНОВОЧНОЙ ПЛОСКОСТИ

Полезная модель относится к области оптико-механического приборостроения и может быть использована при юстировке в процессе сборки, контроле и аттестации параметров оптических приборов.
Известен прибор автоколлимационный KU674M [1], предназначенный для юстировки и контроля углового положения зеркал оптических приборов в процессе их сборки и эксплуатации, содержащий автоколлимационную зрительную трубу, включающую объектив и автоколлимационный окуляр, а также фланец, опорная поверхность которого является установочной плоскостью. Визирная ось автоколлимационной зрительной трубы прибора KU674M должна быть перпендикулярна установочной плоскости. Данная задача в известном устройстве решается подрезкой опорной поверхности фланца на специальном оборудовании, что является недостатком, так как требует существенных затрат времени, снижает эксплуатационные характеристики прибора и не позволяет выставить визирную ось перпендикулярно установочной плоскости оперативно и с высокой точностью.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для контроля перпендикулярности визирной оси оптических приборов установочной плоскости [2], содержащее объектив, автоколлимационный окуляр и оптический компенсатор, установленный между ними, а также фланец, опорная поверхность которого является установочной плоскостью. Перемещение компенсатора, выполненного, например, в виде телескопической линзы, в двух взаимно ортогональных направлениях перпендикулярно оптической оси позволяет изменять направление визирной оси устройства в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, устанавливая ее перпендикулярно установочной плоскости. Основным недостатком известного
устройства является ограниченный размер входного зрачка объектива, увеличение которого влечет существенное увеличение габаритов устройства в целом и ограничивает область его применения, в частности, при юстировке оптических приборов, имеющих два и более оптических канала, визирные оси которых должны быть параллельны с заданной точностью.
Задачей полезной модели является расширение области использования устройства за счет разделения коллимированного светового пучка на два параллельных пучка с заданным базовым расстоянием между ними, что обеспечивает возможность контроля перпендикулярности одновременно двух осей оптических каналов общей установочной плоскости с наблюдением изображений элементов двух оптических каналов в одном поле зрения при одной установке прибора на установочной плоскости.
Для решения поставленной задачи в устройство для контроля перпендикулярности визирной оси оптических приборов установочной плоскости, содержащее объектив, автоколлимационный окуляр, установленный между ними оптический компенсатор, и фланец, опорная поверхность которого является установочной плоскостью, введен оптический блок, установленный между объективом и опорной поверхностью фланца, выполненный в виде ромбической призмы, расположенной так, что входная и первая отражающая грани призмы находятся на оси объектива, при этом на первой отражающей грани нанесено светоделительное покрытие и к ней приклеен клин с углом при вершине 45°, выходная грань которого параллельна входной грани ромбической призмы, а в ходе лучей света, выходящих из оптического блока через выходные грани клина и ромбической призмы после отражения от ее второй отражающей грани, расположена система из двух юстировочных клиньев, установленных с возможностью вращения вокруг осей, параллельных оптической оси объектива, и фиксации в произвольном положении.
Ромбическая призма с приклеенным к ней клином с углом при вершине 45° разделяет пучок лучей света, формирующего изображение объекта на два параллельных пучка, перпендикулярных установочной плоскости, за счет
светоделительного покрытия на первой отражающей грани ромбической призмы, расположенной на оптической оси объектива. Юстировочные клинья, установленные в ходе лучей света, выходящих из оптического блока через выходные грани клина и ромбической призмы, при вращении вокруг осей, параллельных оптической оси объектива коллиматора, позволяют изменять направление оптических осей выходящих пучков света, компенсируя их непараллельность, вызванную технологической погрешностью ромбической призмы и(или) клина, тем самым обеспечивается параллельность выходящих лучей света с заданной точностью. Фиксация юстировочных клиньев в нужном положении обеспечивает многократное использование прибора без промежуточного метрологического контроля.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре изображена оптическая принципиальная схема устройства.
Устройство для контроля перпендикулярности визирной оси оптических приборов установочной плоскости включает в себя фланец 1, опорная поверхность которого является установочной плоскостью, автоколлимационную зрительную трубу, закрепленную на фланце 1 и состоящую из объектива 2, оптического компенсатора 3, автоколлимационного окуляра 4, оптический блок, расположенный между объективом 2 и опорной поверхностью фланца 1, состоящий из ромбической призмы 5 с приклеенным к ней клином 6, и системы из двух юстировочных клиньев 7, расположенных в ходе лучей света, выходящих из оптического блока через выходные грани клина 6 и ромбической призмы 5 после отражения от ее второй отражающей грани. В устройстве предусмотрена механическая фиксация юстировочных клиньев 7 в положении, обеспечивающем параллельность выходящих пучков лучей света.
Устройство работает следующим образом. Параллельный световой пучок, вышедший из объектива 2 и предварительно выставленный перпендикулярно опорной поверхности фланца 1 с помощью оптического компенсатора 3 по методу автоколлимации, изложенному, например в [3], формирует в
бесконечности изображение светящегося перекрестия проекционной сетки автоколлимационного окуляра 4. Этот световой пучок попадает в ромбическую призму 5 с приклеенным к ней клином 6 и разделяется на два пучка на первой отражающей грани ромбической призмы 5, установленной на оптической оси объектива, и имеющей светоделительное покрытие. Один из этих пучков лучей проходит через светоделительное покрытие первой отражающей грани ромбической призмы 5, клин 6 и выходит перпендикулярно выходной грани клина 6. Так как выходная грань клина 6 параллельна входной грани ромбической призмы 5, этот пучок лучей сохраняет свое первоначальное направление. Другой пучок лучей, отражаясь от первой и второй отражающих граней ромбической призмы 5, выходит из нее параллельно первому пучку лучей.
В случае наличия технологических погрешностей изготовления ромбической призмы 5 и (или) клина 6, непараллельность выходящих пучков лучей света компенсируется разворотом клиньев 7 вокруг осей, параллельных оптической оси объектива. Для этого опорный фланец 1 устройства устанавливается на плоскую отражающую поверхность (на фиг. не показана). Выходящие из ромбической призмы 5 и клина 6 пучки лучей света, отражаясь от плоской поверхности, сопряженной с опорной поверхностью фланца 1, возвращаются и фокусируются в фокальной плоскости объектива 2, совпадающей с плоскостью измерительной сетки автоколлимационного окуляра 4. Соответственно в окуляр 4 наблюдается автоколлимационное изображение двух светящихся перекрестий проекционной сетки и измерительная сетка. Положение изображений автоколлимационных перекрестий относительно измерительной сетки зависит от угла падения световых пучков на отражающую поверхность. В том случае, когда один или оба пучка лучей света не перпендикулярны опорной поверхности фланца 1, наблюдаемые в окуляр 4 автоколлимационные изображения светящихся перекрестий проекционной сетки смещены относительно измерительной сетки. Разворот клиньев 7 позволяет устранить это смещение, после чего клинья 7
механически фиксируются в выбранном положении. Таким образом, на выходе из оптического блока устройства получены два параллельных пучка лучей света, перпендикулярных опорной поверхности фланца 1. Расстояние между осями этих пучков лучей равно длине ромбической призмы 5 по оптической оси и должно быть близко к межцентровому расстоянию визирных каналов юстируемого прибора.
Выставленное указанным способом устройство устанавливается опорной поверхностью на базовую поверхность юстируемого прибора. Оптические оси визирных каналов юстируемого прибора должны быть перпендикулярны базовой поверхности, поэтому создаваемое устройством коллимированное изображение измерительной сетки определяет положение визирных осей для элементов конструкции типа прицельных сеток каналов прибора. При юстировке прибора, наблюдая в окуляр прибора (или на экран монитора, если система телевизионная), совмещают прицельное перекрестие сетки прибора (или электронное изображение перекрестия ПЗС матрицы на экране монитора телевизионной системы) с центром перекрестия изображения сетки устройства. Этим обеспечивается перпендикулярность визирных осей каналов прибора базовой поверхности и их взаимная параллельность с заданной точностью.
Таким образом, полезная модель позволяет расширить область применения устройства за счет дополнительных функциональных возможностей при юстировке многоканальных оптических приборов.
Использованные источники информации:
1. KU674M. Прибор автоколлимационный: Руководство по эксплуатации и обслуживанию (7218.16.74.000-01РЭ). ОАО «Пеленг», 2001.
2. Патент РБ №1372, 2004 (прототип).
3. Лабораторные оптические приборы /Под ред. Л.А.Новицкого. М., Машиностроение, 1979. - С.60-61.