[发明专利]角度自动补偿装置

说明书

本发明涉及保持测试仪器的光轴铅直、或保持仪器的光轴水平、或形成水平光束照射面、或形成垂直光束照射面的角度自动补偿装置，该装置可用来对测试仪器倾斜量的变化进行测定。

用测试仪器进行各种测量时，必需对测试仪器的基准面进行补偿，或是对光轴的铅直性进行补偿。

以往，为能自动进行这种补偿，需用两根或三根以上的吊线悬挂摆锤状的透镜或棱镜式的摆体等，当测试仪器的主体倾斜时，利用例如磁力制动机构对前述摆体进行制动，以自动补偿光路，若采用利用透明液体的内表面反射的歪象光学棱镜等光学系统，也可以对照液面整体的倾斜方向变化，如同反射光束构成具有同一灵敏度的光轴那样对光路进行自动补偿。

然而对于前述的已有技术，只能在装置整体略呈水平、或略呈垂直安装状态下才能使用，而难于分别在略呈水平和略呈垂直这两种安装条件下通用。为了能通用，需安装使用另外准备的光学系统，使其可以替换原光学系统的一部分，为了在略呈水平的使用状态或在略呈垂直的使用状态下都能使用，必需重新组装前述光学系统的一部分。这样，在光学系统拆装时将由于缺乏再现性而使精度降低，而且会增加产品成本。

本发明的目的是要利用自由液面、在不需要特别准备用于替换光学系统或光学系统的一部分额外机构的条件下，装置既可以对略呈水平状态又可以对略呈垂直状态的光路进行自动补偿。为了实现这一目的，本发明所涉及的角度自动补偿装置包括：封入有用于形成自由液面的透明状液体的液体封入容器，使由前述自由液面反射的光束以确定的角度照射在该自由液面上的光束的第一投射光系统，使设置在夹着前述自由液面的并与前述第一投光系统的相对位置处的整个装置在转过90°时由该自由液面反射的光束以确定的角度照射在该自由液面上的第2投射光系统，以及用于引导由前述自由液面反射的光束投影的投影光学系统；或包括：封入有用于形成自由液面的透明状液体的液体封入容器，使由前述自由液面反射的光束以确定的角度照射在该自由液面上的投射光系统，用于反射时引导当装置倾斜为0°时由自由液面反射的光束的第1反射部件，和用于反射引导当整个装置倾斜为90°时由自由液面反射的光束的、并配置在与前述第1反射部件相对位置处的第2反射部件；或包括：封入有用于形成自由液面的透明状液体的液体封入容器，使由前述自由液面反射的光束以确定的角度照射在该自由液面上的投射光系统，用于使由前述自由液面反射的光束再次朝向自由液面反射的第1反射部件，配置在与前述第1反射部件相对位置处的和用于在整个装置转过90°时使自由液面反射的光束再次朝向自由液面反射的第2反射部件，以及用于引导由自由液面再次反射后的光束投影的投影光学系统。

图1为表示本发明第1实施例的说明图。

图2为表示本发明第1实施例处于倒转过90°时状态的说明图。

图3为表示本发明第2实施例的说明图。

图4为表示本发明第3实施例的说明图。

图5为表示本发明第4实施例的说明图。

图6为表示本发明第5实施例的说明图。

图7为表示本发明第6实施例的说明图。

图8为表示本发明第7实施例的说明图。

图9为本发明所使用的具有防止液体摇晃器具的液体封入容器的正面图。

图10为具有前述防止液体摇见器具的液体封入容器的侧剖视图。

图11为前述防止液体摇晃器具的斜视图。

图12为表示本发明应用实例的说明图。

图13为表示本发明应用实例中的光束光斑与针孔间关系的说明图。

图14为说明自由液面倾斜时反射光束的反射角变化的说明图。

图15为说明自由液面倾斜时反射光束的反射角变化的说明图。

图16为有关自由液面进行一次反射时的角度自动补偿的说明图。

图17为表示相对歪象光学棱镜系统的透射光束的光轴变化的说明图。

图18(A)、图18(B)为表示相对歪象光学棱镜系统的透射光束的光轴变化的说明图。

图19为说明自由液面进行两次反射时的反射光束的反射角变化的说明图。

图20为说明自由液面进行两次反射且自由液面倾斜时，反射光束反射角度变化的说明图。

下面参照附图，说明本发明的一个实施例。

当按预定角度向自由液面入射光束并由该自由液面对光束产生反射时，若自由液面相对于光束发生相对倾斜时，反射角变化的灵敏度将随液面倾斜方向的不同而不同。