Устройство для юстировки оптических элементов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ(73) Патентообладатель Белорусское оптикомеханическое объединение (БелОМО)(57) Устройство для юстировки оптических элементов, включающее корпус, держатель оптического элемента и регулировочные винты, отличающееся тем, что держатель оптического элемента установлен на оси с возможностью углового поворота и фиксации, один из регулировочных винтов установлен параллельно подпружиненному пустотелому колпачку, совместно с ним в корпусе, помещенном в стакане с возможностью продольного перемещения, два других регулировочных винта установлены в плоскости, перпендикулярной оси перемещения корпуса, и контактируют с выполненной на корпусе прямоугольной площадкой, причем в устройство дополнительно введен установленный с возможностью углового поворота на оси, перпендикулярной оси перемещения корпуса, оптический компенсатор, а между компенсатором и оптическим элементом с возможностью осевого перемещения установлена диафрагма. 3892 1 Изобретение относится к области оптического приборостроения, к устройствам для юстировки оптических схем и может быть использовано в оптико-механических приборах для юстировки оптических элементов (линз, телескопов и т.д.). Известно устройство для юстировки оптических элементов, содержащее привод, кинематически связанный с основанием, сильфон, закрепленный одним концом на неподвижном корпусе, а другим жестко связанный с подпружиненной платформой, взаимодействующей с корпусом тремя сферическими поверхностями 1. На платформе устройства выполнены две взаимно перпендикулярные боковые плоскости, контактирующие с приводами под воздействием составляющих усилий одной пружины. Недостатком известного устройства являются невысокие конструктивные возможности в плане количества регулировок оптических элементов (имеется возможность обеспечения регулировок только в двух взаимно перпендикулярных плоскостях), что значительно снижает точность юстировки. Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому объекту является юстировочное устройство, включающее корпус с коническим отверстием, подпружиненную к корпусу оправку с хвостовиком и сферической опорой, установленной в коническом отверстии корпуса 2. Известное юстировочное устройство содержит два регулировочных винта, один из которых связан с хвостовиком оправы, и ползун с клиновым скосом на боковой поверхности, установленный с возможностью перемещения в пазу корпуса и контактирующий со вторым регулировочным винтом со стороны,противоположной клиновому скосу, и толкатель, взаимодействующий одним концом с клиновым скосом ползуна, а другим - с хвостовиком оправы, причем хвостовик связан пружиной с первым винтом и со свободным концом толкателя, а ползун подпружинен к концу второго регулировочного винта. Недостатком описанного юстировочного устройства является невысокая точность, обусловленная малым диапазоном юстировочных перемещений (в двух взаимно перпендикулярных плоскостях), а также отсутствие возможности дистанционного управления оптическим элементом. Задачей настоящего изобретения является повышение точности юстировки путем расширения диапазона юстировочных перемещений, а также обеспечение возможности дистанционного управления оптическим элементом. Это достигается тем, что в известном юстировочном устройстве, включающем корпус, держатель оптического элемента и регулировочные винты, держатель оптического элемента установлен на оси с возможностью углового поворота и фиксации, один из регулировочных винтов установлен параллельно подпружиненному пустотелому колпачку совместно с ним в корпусе, помещенном в стакане с возможностью продольного перемещения два других регулировочных винта установлены в плоскости, перпендикулярной оси перемещения корпуса, и контактируют с выполненной на корпусе прямоугольной площадкой,причем в устройстве дополнительно введен установленный с возможностью углового поворота на оси, перпендикулярной оси перемещения корпуса, оптический компенсатор, а между компенсатором и оптическим элементом с возможностью осевого перемещения установлена диафрагма. Установка держателя оптического элемента на оси с возможностью углового поворота и фиксации при обеспечении контактирования с регулировочным винтом и колпачком, оси которых параллельны, обеспечивает возможность юстировки оптического элемента в плоскости чертежа с высокой точностью (до 10). При этом весь процесс юстировки в указанной плоскости осуществляется с помощью одного регулировочного винта, который посредством полусферического наконечника воздействует на закаленный подпятник. Симметричное расположение регулировочного винта и пустотелого колпачка относительно оси поворота оптического элемента, а также выполнение пустотелого колпачка подпружиненным обеспечивает возможность равенства приложенных к указанным элементам сил, с одновременной выборкой зазоров в цилиндрическом сопряжении, на оси поворота держателя оптического элемента. Это, в свою очередь, также повышает точность юстировки оптического элемента. Перемещение корпуса устройства в стакане обеспечивает возможность расширения диапазона регулировочных перемещений оптического элемента, в данном случае обеспечивается возможность продольного перемещения оптического элемента на значительное расстояние (до 10 мм) с обеспечением высокой точности перемещения и фиксации с выборкой зазоров в соединении стакана и корпуса, в котором установлен в держателе оптический элемент. Введение в конструкцию юстировочного устройства оптического компенсатора, установленного с возможностью углового поворота на оси, перпендикулярной оси перемещения корпуса, обеспечивает возможность регулирования светового луча в вертикальной плоскости, что увеличивает точность юстировки в целом. На фиг. 1 показан общий вид юстировочного устройства, а на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, а на фиг. 3 сечение Г-Г на фиг. 1. Устройство содержит стакан 1 (фиг. 1) с расположенным в нем корпусом 2, в котором установлен регулировочный винт 3, пустотелый колпачок 4, пружина 5, держатель 6 оптического элемента 7 (зеркала) и установленный на оси 8 подпятник 9. В корпусе 2 выполнена прямоугольная площадка П (см. фиг. 2), на которую опираются регулировочные винты 10, причем оси винтов смещены относительно оси вращения 2 3892 1 корпуса, на одном из концов которого находится гайка 1, ограниченная от осевого перемещения планкой 12. На тубусе 13 установлена при помощи накладки 14 оправа 15, внутри которой расположена диафрагма 16, а также оптический компенсатор 17 в оправе 18, расположенной на втулке 19, имеющей возможность вращения вокруг оси Б. Устройство закреплено на корпусе 20 юстируемого прибора, а винтами 21 закреплена крышка 22. Фиксация корпуса 2 осуществляется поперечным винтом 23. Позицией 24 обозначена резьбовая часть регулировочного винта 3, а позицией 25 - шпоночный паз, по которому перемещается диафрагма 16. Втулка 19, к которой крепится оптический компенсатор 17, установлена на оси Б в подшипниках 26. На фиг. 2, 3 позицией 27 показано отражающее зеркало, которое совместно с оптическим компенсатором 17 служит для обеспечения возможности координатного смещения лазерного луча по траектории -, показанное круговой стрелкой на фиг. 3. Диафрагма 16 (фиг. 1), установленная с возможностью осевого перемещения, предназначена для обеспечения возможности ее размещения в плоскости перетяжки лазерного луча, что повышает эффективность объема полезного сигнала, поступающего на фотоприемное устройство (не показано), и отсечения фоновых заставок. Устройство работает следующим образом. Отвинчивают винты 21 и снимают крышку 22. Для того, чтобы произвести юстировку устройства в плоскости чертежа, ослабляют винты 10 и 23, вращают гайку 11 по часовой стрелке. При этом корпус 2 переместится вниз. Перемещение осуществляют до тех пор, пока лазерный луч не коснется середины отражающего зеркала 7. После этого винтами 10 - их вращением добиваются регулировки и установки требуемого углового положения корпуса 2 совместно с прикрепленным к держателю 6 зеркалом 7 в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка (фиг. 1). Винт 23 жестко фиксируют. Угловой разворот держателя 6 и, соответственно,зеркала 7, осуществляют винтом 3 - вращением его в резьбовой части 24. Винт 24, взаимодействуя своей полусферической головкой на закаленный подпятник 9, запрессованный в отверстии держателя 6, обеспечивает угловой поворот держателя 6 вокруг оси 8. При этом лазерный луч, изменяя свое направление на 90 при отражении от зеркала 7, проходит по оси,совпадающей с осью отверстия наименьшего диаметра, выполненного в диафрагме 16. Пустотелый подпружиненный колпачок 4 с полусферической головкой обеспечивает силовое замыкание от воздействия полусферической головки винта 3 на подпятник 9, тем самым предотвращая возможность углового разворота держателя 6. Дальнейшую окончательную юстировку устройства производят угловым поворотом оптического компенсатора 17 фиг. 3 совместно оправой 18, расположенной во втулке 19 вокруг оси Б-Б, с последующей фиксацией втулки 19. Установка оптического компенсатора 17 в требуемое положение оценивается по величине максимального сигнала на фотоприемнике (на фиг. 3 не показан), плоскость которого перпендикулярна оси втулки 19. Оптическая ось фотоприемного устройства совпадает с осью втулки 19. После окончания юстировки стакан 1 закрывают крышкой 22, которую закрепляют винтами 21. Использование изобретения обеспечивает две угловые и две координатные юстировки, что позволяет производить совмещение оптических осей элементов оптических схем, имеющих изломы, с высокой точностью (до 10) и тем самым расширяет диапазон юстировочных перемещений. С помощью устройства обеспечивается также возможность дистанционного управления оптическим элементом. Конструкция юстировочного устройства проста, надежна и компактна. В настоящее время изготовлен и испытан опытный образец юстировочного устройства, результаты испытаний образца - положительные. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.