SU838633A1 - Устройство автоматической юстировкиСОСТАВНОгО зЕРКАлА - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к оптико-элек-рронному приборостроению и может быть использовано дл  механической сборки объектива из -cocTafiiTbix аьркап, а также дл  автоматического контрол  качества юстировки составного зеркапа в процессе работы Телескопа.

Известные устройства автоматической юстировки составных зеркал содержат датчик углсжых и линейных раатьюстировок зеркапа, св занных с фотоприемным устройством , и бпок формировани  управп юших сигналов. Датчик угловых и линейных рааъюстировок зеркала состоит из Vii 1 (п - число элементов зеркала) интерн ({«рометров белого света, расположенных на стыках элементов зеркала и выдающих информацию об осевых смешени х зеркал, интерферометра Майкельсона, выдающего информацию об угловых разьюстировках элементов зеркала. Интёрферо метр Майкельсона содержит источник све-i та-лазер, расширитель светового пучхамонокул тор , светоделитепьную пластинку с точными пове)хност мн из высокооднородного стекла, плоское эталонное зеркало, закрепленное дл  осуществлени  модул ции пучка на пьезодвижителе , двухлинзовый объектив, обеспечивающий нужный диаметр интерференцион- ной картины в датчике. В качестве (Jx топриемника применен диссектор. Способ построени  электронного устройства выделени  сигналов вытекает из последовательности юстировочных операций.

Перва  операци  -остировки предназначена дл  грубых юстировок ошибок наклона на каждом элементе зеркала и выполн етс  по достижении минимума числа полос в интер({)еренционной картине при последовательном сканировании в двух вз:нмно перпендикул рных направлени х. х: Втора  операци  - тонка  юстирсжка навлонов и груба  юстировка фокуса каждого элемента зеркала - выполн етс  последовательно. В результате единственно присутствующими полосами будут колыш, центрированные в центре изображени  элемента .и указь1вающие осевую ошибку.

Треть  операци  - юстировка осевой ошибки относительно положени  элементов зеркала , выполн етс  с помощью датчика неоп зеделейности (ннтер(|)ероме ра; белого света) одновременно дл  каждого элемента зеркала.

Четверта  операци  фазовое измерение всех видов ошибок в монохроматИ песком датчике в аредепах А /4«

П та  операци  фазовое измерениэ всех видов ошибок в пределах всего зеркала с точностью /20 на всем зер1шле . Сравниваютс  все эталонные точки с одной маркированной точкой

Недостаток известного устройства состоит в его сложности, так как в качеств датчика осевых и угловых разъюстиро . вок требуетс  применение интерфером тра Майкельсона, работаюпего в монохромтическом свете, и (п - 1) интерферометров белого света. Спожнь;й процесс гостировки диктует сложное построение электроной схемы обработки и выделени  управл  ющих сигналов.

Цепь изобретени  - создание устройства значительно менее сложного по конструкции с простым электронным бло. ком формирсжанн  управл ющих сигналов и, следовательно9 более надежногс§ в эксп луатации.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в указанном устройстве датчик угловых и линейных разъюстировок зеркала соетоит из точечного источника света, выполненного в виде светодиода, установленного в центре кривизны составного зеркала, и питаемого от генератора опоного напр жени , визуализирующего ножа , установленного в плоскости дифракционного изображени , источника с возможностью перекрывани  его в двух взаимно- перпендикул рных направлени х относительно оптической оси, и проакдйонного объектива, а фотолриемное устройство выполнено в виде маски с набором отверстий, установленной в плоскости теневого изображени ,, составного зеркала и блока фртоприемников, установленных в отверсти х маски.

Причем отверсти  в маске расположены таким образом, что на каждом изображении элемента зеркала приходитс  по четыре отверстрш, размешенных по парно симметрично относительно центра изображени , в двух взаимно перпенди кул рных направлени х.

I На фиг, 1 изображена блок- схема устройства юстировки составного зеркала, на фиг, 2 - маскл накладываема  па теневую картину составного зеркала, . на фиГо 3 - функциональна  схема блоке формировани  управл ющхтх сигналов

Устройство содержит составное зеркало 1, источник 2 света в виде светодиода , питающегос  от генератора 3 опорного напр жени , точечную диафрагму 4; визуализирующий нож 5 с приводом 6, проекционный объектив 7, маску 8 с от15ерсти ми, блок 9 фотоприемников, электронный блок 10 формировани  управл ющих сигналов и приводы 11.

Нож 5 устанавливаетс  в плоскос-и дкракционного изображени  точечного источника 2, Нож 5 с помощью приводв б может перекрывать дифракиионкое изображение точки по центру в двух взаимно пепендикул рных направ;1ен1-ог% отвосительно оптической оси, Е плоскссти тевевогс изображени  составного зеркала устаказливаетс  непрозрачна  маске с отверсп-шм таким образоМ; ч.то на каждое изображение элемента зеркала приходитс  по четыре отверсти , расположенных попарно симметрично на рассто нии О,-8 ч от цент™ ра (г редиус теневого изображени  элемента составного зеркала). Маска 8 изображена на фиг,, 2, Напротив каждого из отверстий маски устанавливаетс  фотоприемник, общее число фотокриемников 4п , В качестве приводов могут быть использовань5 пьезодвижители.

Устройство работает следующим обра азм„

Известно, что при продольном смещении элемента зеркала наблюдаетс  неревномерное .потемнение теневой картины этого элемента в направлении:, перпендикул рном лезвию ножа,, что фиксируетс  соответствующей парой фотоприеь ников Устройство чувствительно к знаку дефо™ кусировки, так как при его изменении мен етс  направление потемнени  в теневой картине, что соответствующим образом фиксируетс  фотоприемЕ гым уст. ройством. При наклонах элемента зеркла освещенность теневой картины этого элемента либо равномерно уменьшаетс , либо равномерно увеличиваетс , 3 случае отъюстированно1 о элемента зеркала при ОДНОМ положении ножа имеем-О,-, - 3,,-- 0

- iaV 2/ DaeAS соответствующих фотопрттеникое,

БЛОК формировани  зшравп ющих сю -н;-1- пов (фиг„ З) содержит генератор 12 опорного иагф жени  12, подключенный к источ нику 1М света, логический элемент 12 (п - число элементов составног эеркапа 14, дза0.с, триггера 15, 16, привод ножа 17, логические элементы п 14-НЕ 18 , 2 14-НЕ 19, , иптздентичных схем обработки сигналов с фотоприемников , кажда  из которых содержит канал отработки дефокусировки, состо щий из фотоприемников 20, 21, вычитающего усили ел  22, полосового усилите п  23, синхронного детектора 24, ключа 25, привода фокусировки 26, двухпорогового компаратора 27 и два канала отработки наклонов, oi-,cL- , состо щие из фотопре им НИКОВ 20, 21 и 28, 29, суммируюших усилителей 30, 31, полосовых усилителей 32, 33, детекторов 34, 35, вычитающих усилителей 36, 37, ключей 38, 39, приводов и , двухпороговых компараторов 42, 43 соо ветственно. Бпок работает следующим образом. Фотоприемники 20, 21, 28, 29 освещаютс  модулированным лучистым потоком от источника 13, в качестве которо го используетс  светодиод. Модул ци  ос ществл етс  генератором 12, Если элемент составного зеркала сфокусирован, т сигналы с фотоприемников 20, 21 одинаковы , и на выходе вычитающего усили тел  22 сигнал отсутствует В случае дефокусировки на выхода усилител  22 по вл етс , сигнал, который усиливаетс  полосовым усилители/ 23, настроенным на частоту модул ции, и подаетс  на синхронный детектор 24. С выхода синхронного детектора 24 сигнал, соответству ощий величине и знаку .дефокусировки,, поступает через ключ 25 на привод фоку сировки 26, перемещающий элемент составного зеркала вдоль его оси до тех пор, пока дефокусировка не станет меньше допу|;ттлой, т.е. напр жение на выходе синхронного детектора не станет меньше некоторого значени  При этом двухпороговый компаратор 27, подключенный к выходу синхронного детектора 24, переходит из -.состо ни  логического О в состо ние логической 1. Одновременно-с фокусировкой производитс  отработка наклона ОС Сигналы с фотоприемникЪв, 20, 21 суммируютс  суммирующим усилителем 30, усиливаютс  полосовым усилителем32 и поступают на амплитудный детектЬр 34 Напр жение с выхода детектора 34 сравниваетс  в вычитающем усилителе 36 с onopKbttvf напр жением UQP , соответствую- шйм полностью от1зюстированному элементу составного зеркала. С выхода усилител  36 сигнал, соответствующтй величине и знаку наклона су1- , через ключ 38 подаетс  на привод по О, наклон ющий элемент составного зеркала до тех пор, пока наклон no,oixt не станет меньше допустимого. При этом двухпороговый компаратор 42, подключенный к выходу вычитающего устотител  36, переходит из состо ни  логического О ,в состо ние лоптческой 1. После отработки дефокусировки и наклона о ;Всех апементов составного зеркала на выходе пог1 ческого элемента 2 п И-НЕ 14, входыкоторого -Подключены к выходам компараторов 27, 42 всех р схем обработки сигналов с фотоприемников, установитс  С11гнал ;логического О, вызывающий установку псгического О на пр мом выходе триггера 15 с и срабатывание ключей 25, 38, отключающих пр1тводы фокусировки и наклона всех . п элементов составного зеркала, и установку зеркала, и установку логической 1 на выходе триггера 16, котора  вызывает подключение привода по 0//у 41 к выходу вычитающего усилител  37 ключом 39. Сигнал логической I с инверсного выхода триггера 15 включает привод ножа 17, перевод щий нож во второе положение. Далее производитс  отработка наклонао ч -аналогично отработ ке наклона ctx После отработки лакгюна oL всех п элементов на выходе логического элемента 18 установ.итс  сигнал логттческого 0, вызывающий переключение триггера 16 и установку .логического О на пр мом выходе и срабатывание ключей, отключающих приводы посбу всех элементов составного зеркала . При этом на выходе логического элемента 2 И-НЕ 19, входы которого подключены к инверсным выходам триггеров 15, устанавливаетс  сигнал логического О, который можно использовать как кокеи юстировки составного зеркала . Эффективность устройства состоит в том, что отпадает необходимость исполь зозани  интерферометров, ОКГ и специального вычислительного устройства, обрабатывающего информацию интерфере ционных картин. При использовании, например , в космических телескопах все это снижает массу, электропотребление, вепнчивает надежнос.ть телескопа.

Формула и-э обретен

.1о Устройство автоматической юстировки составного зерка гв, сойержииее латчик уг овык и линейных разъгсютйрсз вок зеркала, соединенных с фотоприемным устройством, и блок формированЕЯ управл ющих сигналов, отличающеес , т&л, что, с цепьх) упрста&ни  .конструкции устройства, угловых и линейнык разъ остйрово.к зерка бсостоит из точечного зжточнйкв света;, выполненного в виде светгодйОйа, установленного в центре кривизны составного зеркала, к питаемого от генератора опорного напр жени , ввауат нрующего ножа, установленного в. JBICCKOCTH дифракционного изображени  |к;тсрэника с воэможностью перекрываний его в дву . взаимно перпендикуп ршйх кагаравлени х.

относительно оптической оси, и проекиионного объектива а фотоприемное уст - ройтсво выполнено в виде, маски с набором отверстий;, ус танов пенной в ппоско-ти теневого изображени , составного зеркала и блока фотоприемниковд установлбнныж в отверсти х маски

2 Устройство  оо п. Ij о т п и ч а ю та е -е с   тем, что отверсти  в маске рас положены таким с-брааом, что на каждое изображение элемента зеркепа приходйтс  по 4 отверсти , раамещекных попарно сйь/(метрично относительно цек-рра изображени  в двук взаимно перпендкisynsipiibVfi направлени Хе

Источники -информации, прин тые во вш-5мание при экспертизе 1„ Исследование возможнехзти изгстовленн  зеркал. Отчет ГОИ глл С, И, Ве .вйпова,, 1972 (прототип).

Claims (2)

1. Ί Формула и-э обретения .1, Устройство автоматической юстировки составного зеркала, содержащее датчик угловых и линейных разъюстировок зеркала, соединенных с фотоприемным устройством, и блок формирования управляющих сигналов, отличающееся. тел, что, с целью упрощения конструкции устройства, датчик угловых и линейных разъюстировок зеркаласостоит из точечного источника света, выполненного в виде светодиода, установленного в центре кривизны составного зеркала, и питаемого от генератора опорного напряжения, визуализирующего ножа, установленного и., · jbicckocth дифракционного изображении источника с__воэможностью перекрывания его в двух, взаимно перпендикулярных направлениях)

   8 относительно оптической оси, и проекционного объектива, а фотоприемное уст ройтсво выполнено в ввде, ' маски с набором отверстий, установленной в плос— _ζ кости теневого изображения, составного зеркала и блока фотоприемников, установленных в отверстиях маски»
2. 2. Устройство по» п« ^отличающееся тем, что отверстия в маеЧб ке расположены таким образом, что на каждое изображение элемента зеркепа приходится по 4 отверстия, размещенных попарно симметрично относительно центра изображения в двух взаимно перпенди?5 купярных направлениях.