专利名称：光学水准补偿器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种下反射方式的光学水准补偿器，可实现二维水平自动补偿，属于 光学测量技术领域。
背景技术：
高精度铅垂和高精度水平光线的获取需要借助补偿装置来实现，目前补偿方法主 要有吊丝(CN01224197. 0)，重力悬挂(CN200720192542. 9)，电子伺服(CN200720093067)， 光学安平(CN200820231704.X)等方法，本发明涉及的光学水准补偿器为液体光学自动补 偿方式，不同于以往的方法，采用上平面透镜直接与直角棱镜粘接，下平面透镜与等腰反射 棱镜粘接，两平面透镜之间注入液体，利用光线在其中折射与反射的匹配关系，实现了一维 水平补偿及液体难以实现的二维光学补偿，同时利用棱镜反射平移结构避免了单层液体补 偿光路中的入射光与出射光的重叠，减小了对液体的入射角，有利于提高仪器的精度及补 偿范围。

发明内容
本发明目的在于提供一种光学水准补偿器。该装置能够补偿掉水准光学系统因壳 体摆放不平或低频小角度倾斜干扰造成的水平指向光线对水平面的偏离，亦可补偿掉由壳 体倾斜造成的水平出射光线在水平面内的摆动角位移，进而实现高精度二维水平补偿。本发明的技术方案是本发明提供一种光学水准补偿器，其特殊之处在于光学水 准补偿器由等腰反射棱镜、下平面透镜、折射液、上平面透镜、直角棱镜和壳体组成。上述的下平面透镜的下表面粘接等腰反射棱镜，上平面透镜的上表面粘接直角棱 镜，两平面透镜平行放置，之间注入折射液，液体自然表面与上平面透镜相分离，由壳体密 封。上述的折射液的折射率范围大于1. 49小于等于1. 5。上述入射光线垂直等腰反射棱镜底面入射，向下透过折射液进入等腰反射棱镜 中，折转后从折射液自下向上出射，再经直角棱镜反射成水平出射光线。本发明光路可逆光路使用。本发明能够解决的主要技术问题及其积极效果是1、实现了单层液体的水平补偿功能。2、避免了分光能量损失。3、光路结构紧凑利于体积小型化设计。4、结构简单，无倍率元件，利于精度的提高。5、可应用于以水平指向为目的的平行光管、摄像机和激光水准仪中，为系统提供 高精度的定向补偿。6、可逆光路使用。


附图为光学水准补偿器结构示意图；附图标号说明1_等腰反射棱镜；2-棱镜反射面；3-棱镜反射面；4-等腰反射棱 镜底面；5-粘接处；6-下平面透镜；7-折射液；8-液体自然表面；9-上平面透镜；10-直角 棱镜；U-水平出射光线；12-光线；13-入射光线；14-壳体；
具体实施例方式如图所示，本发明光学水准补偿器由等腰反射棱镜(1)、下平面透镜(6)、折射液 (7)、上平面透镜(9)、直角棱镜(10)和壳体(14)组成。下平面透镜(6)的下表面粘接等 腰反射棱镜(1)，上平面透镜(9)的上表面粘接直角棱镜(10)，两平面透镜平行放置，之间 注入折射液(7)，液体自然表面(8)与上平面透镜(9)相分离，由壳体(14)密封，入射光线 (13)垂直等腰反射棱镜底面(4)入射，向下透过折射液(7)进入等腰反射棱镜(1)中，折转 后从折射液(7)自下向上出射成光线(12)，再经直角棱镜(10)反射成水平出射光线(11)。
权利要求
1.一种光学水准补偿器，主要用于水平指向的光学系统中的自动光学补偿，其特征在 于下平面透镜(6)的下表面粘接等腰反射棱镜(1)，上平面透镜(9)的上表面粘接直角棱 镜(10)，两平面透镜平行放置，之间注入折射液(7)，液体自然表面(8)与上平面透镜(9) 相分离，由壳体(14)密封，入射光线(1 垂直等腰反射棱镜底面(4)入射，向下透过折射 液(7)进入等腰反射棱镜(1)中，折转后从折射液(7)自下向上出射成光线(12)，再经直角 棱镜(10)反射成水平出射光线(11)。
2.根据权利要求1所述的光学水准补偿器中的下平面透镜(6)的下表面粘接等腰棱 镜(1)，其粘接处(5)位于等腰反射棱镜(1)边缘，中部透光且留有空气夹层，用于全反射， 棱镜反射面(2)和棱镜反射面(3)与等腰反射棱镜底面的夹角都为30°。
3.根据权利要求1所述的光学水准补偿器中的等腰反射棱镜(1)，棱镜反射面(2)和 棱镜反射面C3)两者之一为屋脊反射面时，可实现二维水平补偿，消除壳体绕水平出射光 线(11)方向转动倾斜造成的出射光线在水平面内的摆动角位移。
4.根据权利要求1所述的光学水准补偿器中的等腰反射棱镜(1)，棱镜反射面(2)和 棱镜反射面(3)都为非屋脊反射面时，可实现水平一维补偿。
5.根据权利要求1所述的光学水准补偿器可逆光路使用。
6.根据权利要求1所述的光学水准补偿器中的折射液(7)的折射率范围大于1.49小 于等于1.5。
全文摘要
一种光学水准补偿器。该装置中的下平面透镜的下表面与等腰反射棱镜粘接，上平面透镜的上表面与直角棱镜粘接，之间放置一层折射液，由壳体密封，利用折射液、直角棱镜与等腰反射棱镜的折射与反射的匹配关系，实现沿垂直下平面透镜方向的入射光线经过该装置后的出射光线始终平行水平面，与装置摆放姿态无关。可广泛应用于水平指向为目的的平行光管、摄像机和激光水准仪的自动补偿。
文档编号G01C9/02GK102128611SQ20101058639
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者于 玲, 付跃刚, 王加科, 郑建平, 郑阳 申请人:长春理工大学