SU1717952A1 - Reflector for optoelectronic device for measuring angles - Google Patents

Reflector for optoelectronic device for measuring angles Download PDF

Info

Publication number
SU1717952A1
SU1717952A1 SU894737565A SU4737565A SU1717952A1 SU 1717952 A1 SU1717952 A1 SU 1717952A1 SU 894737565 A SU894737565 A SU 894737565A SU 4737565 A SU4737565 A SU 4737565A SU 1717952 A1 SU1717952 A1 SU 1717952A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wedge
reflector
tetrahedron
angle
refracting
Prior art date
Application number
SU894737565A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Юрьевич Зубенко
Игорь Алексеевич Коняхин
Эрнст Дмитриевич Панков
Original Assignee
Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики filed Critical Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU894737565A priority Critical patent/SU1717952A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1717952A1 publication Critical patent/SU1717952A1/en

Links

Landscapes

  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к отражательным элементам оптико-электронных систем , предназначенным дл  контрол  углов поворота объекта (скручивани ) вокруг заданной оси. Цель изобретени  -упрощение конструкции отражател . На входную грань тетраэдра падает параллельный пучок лучей , сформированный излучающим каналом автоколлиматора. Часть пучка входит в тетраэдр через его преломл ющую поверхность , отражаетс  от трех других граней и выходит из тетраэдра через клин. Вследствие анаморфозных свойств тетраэдра и клина угол расходимости пучка увеличиваетс  в плоскости, параллельной главному сечению клина, что приводит к раст жению изображени  марки автколлиматора в плоскости анализа автоколлиматора. 3 ил.The invention relates to a measuring and control technique, namely, to reflective elements of optoelectronic systems designed to control the angles of rotation of an object (twisting) around a given axis. The purpose of the invention is to simplify the design of the reflector. A parallel beam of rays formed by the radiating channel of the autocollimator falls on the entrance face of the tetrahedron. Part of the beam enters the tetrahedron through its refractive surface, is reflected from the other three faces, and emerges from the tetrahedron through a wedge. Due to the anamorphosis properties of the tetrahedron and the wedge, the beam divergence angle increases in a plane parallel to the main cross section of the wedge, which leads to a stretching of the image of the brand of autocollimator in the analysis plane of the autocollimator. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к отражательным элементам оптико-электронных систем, предназначенным дл  контрол  углов поворота объекта (скручивани ) вокруг Заданной оси и использующим дл  измерени   влени  анаморфозы, и может быть использовано в качестве контрольного элемента автоколлиматора.The invention relates to a measuring and control technique, namely, to reflective elements of optoelectronic systems designed to control the object's rotation angles (twisting) around a given axis and using anamorphosis to measure the phenomenon, and can be used as a control element of an autocollimator.

Известен отражатель, состо щий из триппель-призменного отражател  с пр мы ми двугранными углами между отражающими гран ми, возвращающего отраженный пучок в направлении, противоположном и параллельном направлению падающего пучка и оптического клина, расположенного перед отражателем, перекрывающего половину рабочей апертуры.отражател .A reflector, consisting of a triple-prism reflector with straight dihedral angles between the reflecting faces, returns the reflected beam in the direction opposite to and parallel to the direction of the incident beam and the optical wedge located in front of the reflector, half the working aperture. Reflector.

Однако наличие перед отражающим элементом клина вызывает отклонение выход щего из отражател  пучка лучей по отношению к падающему. Это ограничивает дистанцию между базовым и контрольным объектами измерени  и диапазон измер емых углов, поскольку при изменении дистанции выход щий пучок лучей виньетируетс  оправой объектива приемной части.However, the presence of a wedge in front of the reflecting element causes a deflection of the beam of rays emerging from the reflector relative to the incident beam. This limits the distance between the basic and control measurement objects and the range of measured angles, since as the distance changes, the output beam of rays is screwed by the lens mount of the receiving part.

Конструкци  отражател  предполагает использование двух фотоприемников в составе автоколлиматора, что усложн ет схему фотоприемного устройства. Кроме того, мерой угла скручивани   вл етс  величина смещени  энергетического центра изображени  марки по позиционно-чувствитель- ному фотоприемнику, что определ ет Значительную погрешность измерени  вследствие неоднородности чувствительности по площади приемника и нестабильности параметров фотоприемника во времени.The design of the reflector involves the use of two photodetectors as part of an autocollimator, which complicates the circuit of the photodetector. In addition, a measure of the twist angle is the magnitude of the displacement of the energy center of the image of the mark by the position-sensitive photodetector, which determines the Significant measurement error due to the heterogeneity of the sensitivity across the receiver area and the instability of the photodetector parameters in time.

N1ОN1O

слcl

юYu

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к предлагаемому  вл етс  отражатель автоколлимационного устройства, содержащий световозвращатель , углы между гран ми которого равны 90°, и установленную перед ним по ходу луча на половине его входного зрачка телескопическую анаморфозную систему из двух идентичных оптических клиньев, при этом перва  по ходу луча преломл юща  грань первого клина перпендикул рна оптической оси отражател , а величина преломл ющего угла в каждого клина и угол 01,2 между второй преломл ющей гранью первого клина и первой преломл ющей гранью второго клина определ етс  вьи ражени миThe closest in technical essence and problem to the proposed one is a reflector of an autocollimation device containing a retroreflector, the angles between the faces of which are 90 °, and a telescopic anamorphic system of two identical optical wedges installed in front of it along the beam at its entrance pupil Thereby, the first side of the first wedge, refracting the face of the first wedge, is perpendicular to the optical axis of the reflector, and the angle of the refracting angle in each wedge and the angle 01.2 between the second refracting face the first wedge and the first refractive edge of the second wedge are determined by the views

0 afcsln ; 01,2 arcsln (n - sin 0j,0 afcsln; 01.2 arcsln (n - sin 0j,

Anz.-1Anz.-1

где n - показатель преломлени  стекла клиньев;where n is the refractive index of wedges;

А - коэффициент анаморфозы системы клиньев.And the coefficient of the anamorphosis of the wedge system.

Таким образом, в описываемом отражателе обеспечиваетс  параллельность падающего и отраженного пучков лучей и наличие коэффициента анаморфозы, отличного от А - 1.Thus, in the described reflector, the incident and reflected beams of the beams are parallel and the anamorphosis coefficient is different from A - 1.

При повороте контролируемого объекта совместно с .установленным на нем отражателем на угол скручивани  вследствие поворота плоскости действи  анаморфозы системы из клиньев измен етс  расходимость пучка автоколлиматора, проход щего через отражатель, что приводит к изменению формы и соотношени  сторон изображени  марки. Величина угла скручивани  определ етс  как фукнци  отношени When the controlled object rotates together with the reflector mounted on it by the twist angle, the divergence of the beam of the autocollimator passing through the reflector changes as a result of the plane of action of the anamorphosis of the wedge system, which leads to a change in the shape and aspect ratio of the brand image. The magnitude of the twist angle is defined as the ratio function.

У Х, где х и у характеризуют максималь- у г хY X where x and y characterize maximal y y x

иые размеры изображени  марки по двум ортогональным ос м.Other dimensions of the image mark on two orthogonal axes.

Недостатком данного отражател   вл етс  сложна  конструкци  дл  обеспечени  точной взаимной ориентации трех оптических элементов друг относительно друга: первого клина относительно второго и ана- морфозной системы (первый и. второй клинь ) относительно отражател . Это обсто тельство также усложн ет юстировку компонентов отражател .The disadvantage of this reflector is the complex structure for ensuring the exact mutual orientation of the three optical elements relative to each other: the first wedge relative to the second and the anamorphosis system (the first and the second wedge) relative to the reflector. This circumstance also complicates the adjustment of the reflector components.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции.The aim of the invention is to simplify the design.

Указанна  цель достигаетс  за счет того , что в отражателе, содержащем стекл нный тетраэдр с одним из двугранных углов между отражающими гран ми 90° и установленную перед ним на половине его входного зрачка анаморфозную систему, выполненную в виде оптического клина, два других двугранных угла между отражающими гран ми стекл нного тетраэдра равны 90° -д , ребро двугранного угла между преломл ющими гран ми оптического клина лежит в плоскости, перпендикул рной преломл ющей грани стекл нного тетраэдра и проход щей через ребро двугранного углаThis goal is achieved due to the fact that in a reflector containing a glass tetrahedron with one of the dihedral angles between the reflecting faces 90 ° and an anamorphosis system installed in the form of an optical wedge installed in front of it at half of its entrance pupil, there are two other dihedral angles between the reflecting faces of a glass tetrahedron are 90 ° –d, the edge of the dihedral angle between the refracting faces of the optical wedge lies in a plane perpendicular to the refractive edge of the glass tetrahedron and the dihedral angle passing through the edge th corner

тетраэдрического отражател , равного 90°. при этом величина коэффициента анаморфозы А, а также угол 01,2 между преломл ющей поверхностью тетраэдрического отражател  и первой преломл ющей поверхностьюa tetrahedral reflector of 90 °. the value of the anamorphosis factor A, as well as the angle 01.2 between the refractive surface of the tetrahedral reflector and the first refractive surface

клина определ ютс  из выраженийwedges are determined from expressions

2020

А V 1 -sln42V20) . VI -sJn (ft). 1 - n2sin2() 1 -n2sin2(02) And V 1 -sln42V20). VI -sJn (ft). 1 - n2sin2 () 1 -n2sin2 (02)

00

01.2 arcsin(nsln2 (2 )); arcsln(nsln 0z)- 02 arcsin(nsin(2 )) 01.2 arcsin (nsln2 (2)); arcsln (nsln 0z) - 02 arcsin (nsin (2))

01,2. 01.2.

5 где n - показатель преломлени  материала стекл нного тетраэдра и клина; 02 - преломл ющий угол клина. На фиг. 1 изображен предлагаемый отражатель , общий вид; на фиг. 2 - схема хода5 where n is the refractive index of the material of the glass tetrahedron and the wedge; 02 is the refracting angle of the wedge. FIG. 1 shows the proposed reflector, a general view; in fig. 2 - stroke pattern

Q лучей через компоненты отражател ; на фиг.. 3- схема хода лучей через компоненты эквивалентной оптической схемы отражател .Q rays through the components of the reflector; Fig. 3 is a diagram of the path of the rays through the components of the equivalent optical scheme of the reflector.

Отражатель включает (фиг. 1 и 2) стек5 л нный тетраэдр 1, два двугранных угла между отражающими гран ми которого (углы с ребрами 1 и 1) равны 90° -. 5(где д - некоторый угол), а третий двугранный угол (с ребром 1/ ) равен 90°, и оптическийThe reflector includes (Fig. 1 and 2) a glass tetrahedron 1, two dihedral angles between the reflecting faces of which (angles with edges 1 and 1) are equal to 90 ° -. 5 (where d is some angle), and the third dihedral angle (with edge 1 /) is 90 °, and optical

клин 2.wedge 2.

С отражателем св зана система координат XYZ, ось ОХ которой параллельна оптической оси объектива автоколлиматора. Отражатель предназначен дл  использо5 вани  в качестве контрольного элемента автоколлиматора дл  измерени  угла поворота относительно оси ОХ (угла скручивани ).The reflector is associated with the XYZ coordinate system, the OX axis of which is parallel to the optical axis of the autocollimator lens. The reflector is intended to be used as a control element of an autocollimator for measuring the angle of rotation relative to the axis OX (twisting angle).

Отражатель работает следующим обра0 зом (фиг. 2).The reflector works as follows (Fig. 2).

Параллельный пучок лучей, сформированный излучающим каналом автоколлиматора (не показан), падает на входную грань стекл нного тетраэдра. Часть пучка входитA parallel beam of rays, formed by a radiating channel of an autocollimator (not shown), falls on the entrance face of a glass tetrahedron. Part of the beam enters

5 в стекл нный тетраэдр 1 через его преломл ющую грань, отражаетс  от трех других граней и выходит из стекл нного тетраэдра через клин 2, остава сь параллельной падающему на отражатель пучку. Вследствие анаморфозных свойств стекл нного тетраэдра и клина угол расходимости пучка увеличиваетс  в плоскости действи  анаморфозы , параллельной главному сечению клина 2, что приводит к увеличению в А раз (раст жению) изображени  марки авто- коллиматора в плоскости анализа автоколлиматора . При повороте контролируемого объекта совместно с установленным на нем отражателем на угол скручивани  плоскость действи  анаморфозы также поворачивает- с , в результате искажаетс  форма изображени  марки. Это приводит к изменению величин параметров х и у, характеризующих максимальные размеры марки по двум ортогональным ос м, которое регистрируетс  приемной частью автоколлиматора (не показана ). По полученным величинам х и у определ етс  угол скручивани  у.5 to the glass tetrahedron 1 through its refracting face, is reflected from the other three faces and emerges from the glass tetrahedron through the wedge 2, remaining parallel to the beam incident on the reflector. Due to the anamorphosis properties of the glass tetrahedron and the wedge, the beam divergence angle increases in the plane of anamorphosis parallel to the main section of wedge 2, which leads to an increase in A times (stretch) the image of the brand of autocollimator in the plane of analysis of the autocollimator. When the controlled object is rotated together with a reflector mounted on it at the twist angle, the plane of action of the anamorphosis also rotates, with the result that the shape of the image is distorted. This leads to a change in the values of the parameters x and y, which characterize the maximum dimensions of the mark along two orthogonal axes, which is recorded by the receiving part of the autocollimator (not shown). From the x and y values obtained, the twist angle y is determined.

Ф о р м у л а, и з о б р е т е н и  F o rm u l a, i z o b e te n u

Отражатель дл  оптико-электронного углоизмерительного устройства, содержащий световозвращатель и установленную перед ним по ходу лучей анаморфозную систему , отличающийс  тем. что, с целью упрощени  конструкции, световозвращатель выполнен в виде стекл нного тетраэдра с одним углом между отражающимиA reflector for an optoelectronic angle measuring device containing a retroreflector and an anamorphosis system installed in front of it along the path, characterized in that. that, in order to simplify the construction, the retroreflector is made in the form of a glass tetrahedron with one angle between the reflecting

гран ми, равным 90°. и двум  другими двугранными углами, равными 90° - д. где д - величина отклонени  значений углов от 90°, анаморфозна  система установлена на половине входного зрачка световозвращател  и выполнена в виде оптического клина, ориентированного так, что ребро двугранного угла между преломл ющими гран ми оптического клина находитс  в плоскости , перпендикул рной преломл ющей грани световозвращател , тетраэдр и клин образуют телескопическую систему, а коэффициент анаморфозы А и угол между преломл ющей поверхностью стекл нного тетраэдра и первой со стороны падающих лучей преломл ющей поверхностью клина Qt,2 определ ют из зависимостейfacets equal to 90 °. and two other dihedral angles equal to 90 ° - e. where e is the magnitude of the deviation of the angles from 90 °, the anamorphic system is installed on the half of the entrance pupil of the retroreflector and made in the form of an optical wedge oriented so that the edge of the dihedral angle between the refracting edges the optical wedge is in a plane perpendicular to the refracting face of the retroreflector, the tetrahedron and the wedge form a telescopic system, and the anamorphosis coefficient A and the angle between the refractive surface of the glass tetrahedron and the primary On the side of the incident rays, the refractive surface of the wedge Qt, 2 is determined from the dependences

л V 1 - slr((5). П - sin2 Д. 1 () 1 - n2sln2($) l V 1 - slr ((5). P - sin2 D. 1 () 1 - n2sln2 ($)

01,2 arcsin(nsin(2 v/Td)); arcsin(nsin ft) - 92. arcsin(nsln(2 VTd)).01.2 arcsin (nsin (2 v / Td)); arcsin (nsin ft) - 92. arcsin (nsln (2 VTd)).

где п - показатель преломлени  материала стекл нного тетраэдра;where n is the refractive index of the material of the glass tetrahedron;

ft - преломл ющий угол клина.ft is the wedge refracting angle.

qpRi отражённогоqpRi reflected

опмичвскл  ось лшд. сБштбаConnect axle lshd. sbshba

O&mOKMJIUMJL-лл лп м ТO & mOKMJIUMJL-ll lp m T

пюратмШ- I ,Puratmin-I,

Т.-vptoMW.. T.-vptoMW ..

. Фи.г.1 . Fi.g.1

Пррломлтца  граньPrrlomlttsa face

ФигFig

Выходной. ДичокOutput. Wilding

ОШПШШОЯ ОСЬOSHPSHOYA AXIS

-Ј. ---Ј. -

А±ЈаА ± Ја

ооштийх affmfl/m/Miuiamopa &Our affmfl / m / Miuiamopa &

fejfej

Claims (2)

Ф о р м у л а. и з о б р е т е н и я 20 Отражатель для оптико-электронного углоизмерительного устройства, содержащий световозвращатель и установленную перед ним по ходу лучей анаморфозную систему, отличающийся тем. что, с целью 25 упрощения конструкции, световозвращатель выполнен в виде стеклянного тетраэдра с одним углом между отражающими гранями, равным 90°. и двумя другими двугранными углами, равными 90° - д. где д величина отклонения значений углов от 90°, анаморфозная система установлена на половине входного зрачка световозвращателя и выполнена в виде оптического клина, ориентированного так, что ребро двугранного угла между преломляющими гранями оптического клина находится в плоскости, перпендикулярной преломляющей грани световозвращателя, тетраэдр и клин образуют телескопическую систему, а коэффициент анаморфозы А и угол между преломляющей поверхностью стеклянного тетраэдра и первой со стороны падающих лучей преломляющей поверхностью клина Qi,2 определяют из зависимостей д = 1 ~ Sln^2?2~d) . У~1 siny(&)~. 1 — n2sln2(2V2~ ό) 1 — n2sln2(ft)FORMULA. Sample 20 Reflector for an optoelectronic angle measuring device, comprising a retroreflector and an anamorphous system installed in front of it along the rays, characterized in that. that, in order to simplify the design, the reflector is made in the form of a glass tetrahedron with one angle between the reflecting faces equal to 90 °. and two other dihedral angles equal to 90 ° - d. where d is the deviation of the angle values from 90 °, the anamorphous system is installed on half of the entrance pupil of the retroreflector and is made in the form of an optical wedge, oriented so that the edge of the dihedral angle between the refracting faces of the optical wedge is in the plane perpendicular to the refracting face of the retroreflector, the tetrahedron and wedge form a telescopic system, and the anamorphosis coefficient A and the angle between the refracting surface of the glass tetrahedron and the first c side of the incident rays refracting Qi wedge surface 2 is determined from the dependence of A = 1 ~ Sln ^ 2? 2 ~ d). ~ 1 siny (&) ~. 1 - n2sln2 (2V2 ~ ό) 1 - n2sln2 (ft) 01,2 = arcsin(nsln01.2 = arcsin (nsln (2 VzFd)); arcsin(nsin 0г) - 02 = arcsin(nsln(2 VZd)).(2 VzFd)); arcsin (nsin 0g) - 02 = arcsin (nsln (2 VZd)). где n - показатель преломления материала стеклянного тетраэдра;where n is the refractive index of the material of the glass tetrahedron; 0г - преломляющий угол клина.0g is the refracting angle of the wedge. олтыесш, ось о&тошлимлтора орп отраженного орт. яшкио- J upto шща.alttysh, axis o & toshmimltora ORP reflected ort. Yashki- J upto shsha. Фи.г1Fi.g1 Фи.2.3Fi.2.3
SU894737565A 1989-09-15 1989-09-15 Reflector for optoelectronic device for measuring angles SU1717952A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894737565A SU1717952A1 (en) 1989-09-15 1989-09-15 Reflector for optoelectronic device for measuring angles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894737565A SU1717952A1 (en) 1989-09-15 1989-09-15 Reflector for optoelectronic device for measuring angles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1717952A1 true SU1717952A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21469825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894737565A SU1717952A1 (en) 1989-09-15 1989-09-15 Reflector for optoelectronic device for measuring angles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1717952A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Измерительна техника, 1981, № 8, с. 28-29. Авторское свидетельство СССР №1430742, кл. G 01 В 11/26, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0059706B1 (en) Dispersive optical device
US4504147A (en) Angular alignment sensor
SU1717952A1 (en) Reflector for optoelectronic device for measuring angles
SU1728653A1 (en) Reflection system of optic-electric device for measuring twist angle
RU1778518C (en) Device for checking two-sided reflectors
SU1384944A1 (en) Device for turning object
RU1774162C (en) Method of checking prismatic mirror components for correct right angle in their manufacture
SU769316A1 (en) Device for monitoring object rotation angles
RU1803727C (en) Method of measurement of right angle in prisms of @@@ type
SU754350A1 (en) Corner reflector for clinometers
SU1132147A1 (en) Laser displacement interferometer
SU1024707A1 (en) Device for measuring angular displacements
SU1089407A1 (en) Autocollimator
SU1307230A1 (en) Optronic device for monitoring object position
SU756337A1 (en) Method of manufacturing optical corner reflectors
SU1188528A1 (en) Transmitter of protractor device
SU1425434A1 (en) Interfercmeter for measuring linear displacements of object
SU1384942A1 (en) Method of checking mirror surface of article
JPS6457103A (en) Measuring apparatus of distance and inclination angle
SU1534300A1 (en) Arrangement for checking optical catъs eyes
SU1538044A1 (en) Device for checking angular measure
SU512370A1 (en) Double image altimeter
SU996862A1 (en) Mirror-type multiplier
SU1578599A1 (en) Method of determining refrigeration index of optical glass
SU1441209A1 (en) Device for measuring parameters of linear polarization of light beam