SU940122A1 - Оптическа система гидировани и фокусировки телескопа - Google Patents

Description

(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГИДИРОВАНИЯ И ФОКУСИРОВКИ ТЕЛЕСКОПА Изобретение относитс  к астроном ическому приборостроению и может быть применено в телескопах, предназначенных дгГ  астрофизических наблюдений, и в астрогеодезических телескопах, предназначенных дл  точной лазерной локации Луны и спутников с целью изучени  фор мы земного шара, распределени  масс внутри Земли, дрейфа материков и т. д. Дл  получени  высокого качества изображени  и точных результатов наблю дени  необходимо .обеспечить точное отслеживание объекта наблюдени  телескопом , (гидирование), а также его точную фокусировку. Дл  этой цели телескоп можно снабдить гидом-телескопом и выверителем фокусировки. Однако в систем телескоп-гид механических и тепловых деформаций, люфтов в креплении оптики и  влений механического гистерезиса при изгибе конструкции может возникнуть рассогласование между визирны ,ми ос ми телескопа и гида, так называемы дифференциальный изгиб, который можно устраните с высокой точностью при помощи компенсаторов ди1х})еренш ального изгиба . Известны телескопы, снабженные гидами с компенсаторами ди{)ференциальнс)го изгиба механического типа. Посто нство фокусировки при этом обеспечиваетс  конструктивной жесткостью труб телеско-. пов, хорошей теплоизол цией и термокомпенсаторами l Недостатком указанных конструкций  вл етс  невозможность их применени  на больших телескопах, так как механические компенсаторы дифференциального изгиба не компенсируют температурную компоненту дифференциального изгиба,  влени  механического гистерезиса н люфты, которые не толгло невозможно устранить но даже прогнозировать в конструкшш больших телескопов. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  оптическа  система гидировани  и фокусировки телескопа, содержаща  объектив телеско- 39 па, мезсанизм фокусировки телест-сопа, кассетодер штель с фотографической кассе-той , гид, неподвижно соедшгенный с грубой телескопа, расположенной на Kaccefo держателе, саеч щуюс  марку и приемншс излучени  выверителн фо1сусировки, два . пектаогра катеп , один иа которых распо ложен ка краю светового диаметра объектнва телескопа, клиновой компенсатор фокальной резкости, компенсатор двс фероИ циального 1гогкба со свет щейс  ьгаркой трип1 ельь-:остике располо/кег-шый между с ъектнБом телесхота л 1)бъе2:л uacw гида, плоско-параллельную пластику, paciioj:c« женную перед фокальной г лоскйс-гыо с возмо шостью качани  отьоснтелгы-ю двух взаимно перпендшсул р фк осек от фотоэлектрзкеского след щего прИБс-.ча, приемник излучени  которого распслозкел на краю фокальной плоскост ; гида. точной фокус фовке два изо6}заженЕ  1 трн ховой марки вывер тел  фокусирозак но-ниально совмещены, Вьюеритель фокуси- РОБКИ снабжен onTifiecKUM комленсатором фокальной разности приборов, ус -агсаалкБаемых в фозгусе телескопа, Изобрамаэтгле свет шейсл fv apitK компенсатора дкЬферон циалъного йзгнба ходом лучей через тпавное зеркало теласкопа, трю1пельмости; (конструкди , эквавалентна  триппель призме) и обьектив гида проецируетс  ка приемык из.ч гчени  хомпенсаторга длф ференщ1аль 1пго изгиба в фокальной плос™ кости гида через плоско--параллслънук оптическую nJiacTmiy качани  которой относительно двух вэгэимио пер пендшсул рпь х соей через управл юигнй усилитель uo.iii;jijO4eir к приеМлнку иэ.тг/. чени . При смеше(-пп1 изображени  марки на npHervrijffie иалучателЯ; вызванйом Д тф ференЩ5а; ) изгибом, пло-с к о-параллель ла  пластиг а автоматически ЕШБорачипает с  и во;зврощйет изображемие марки точно Б исходное положекке. Но при этом изоб ражение .зве;з-ды с.ешаеих   с центра при™ емника пщо на валичитту диф-4йренциальног : лпгиба,. Приводы телеохопа по часовому воденшо t и склонению о-, электр}гчесЕЯ соедпиенньш с фотодиодом, точно восстепа.вл}ша йт каведенне теле--скопа с гадом нэ заезду.. Эта система гидировани  к фокусировки обеспечивает высокую точность паблюдекнй телескопа и может быгь ;грг:меиэна на телескопах бо;гыиого диаметра и телескопах с маль.м относительным отверстием, она сама мо-жет обладать весы.а малым (менее 1:2ОО отиоснтельнь м ответктием, -так кшс ато существенно не в.п  кт ни на точность 24 автоматического наведени  изображени  марки компенсатора д 1фференш1ального sorKoa на центр приемниз-са, ни на точ ность нониального совмещени  двух изоб™ ра.жений штриховой марки вьшерител  фо Ёсусировкн 21 . Однако указанна  система характеризуетс  С.ЛОХШОСТЫО узла свет щихс  марок вьшерител  и  омпенсатора днфферекниального изгиба, сложностью его размеiiiiiHHii в весьма ограниченном прифокаль- HOW пространстве телескопа, наличием слогкной системы наблюдени  изображений свегйщейс  марки 1 ызерител  фо1суснроЕ1- ю; в виде спещ ального перископа с дополнительной зеркальной системой дл  введени  в него изображемин, причем окул р перископа lie удаетс  вывести в удобную П031ГШГЮ к окул ру гида. Кроме TOio, практ/гчески невозмолдао объединить JtOivmeficaTOp дифференшшльного изгиба и 1зь.;геритель фокусировки в ед -гкую систему и сделать выверитель фокусировки авто- маткческил;. Цель изобретени  - упрощрние конст- pyKiUui и обеспечение возможности авто- матичесаан фокусировки телескопа. Указанна  цель дост11гаетс  тем, что в оптической системе Г адировани  и фокУ сировзск телескопа, содерл ащей объектив телескопа, MexaiiH3M фокусировки телескопа , касс9тодер сатель с фотографической кассето.й, гид, нелодвклаю соедш-генный с трубой телескопа, расположетп-юй на кас сетодер : ателе, свет шзпос  марку и при- ем1гюс излз 1бни  выверктел  фокусировки, два пентаотражагел , один из которых расположен на краю светового диаметра объектива телес.копа. клиновой ком.пенса тор фокальной резкости, комленсат-ор диф- ферекш-тального гьзгиба со свет щейс  маркой, фкппе.гомост1ж, расположенный ме;-кду объектг-то-м телескопа и объективом гида, п.лоско -«Парэллелъную пластину, расположенщю перед. ф|окальной nnoc tocтъю гида с возможностью качани  относительно двух взаимно перпенди ;ул рных осей от фотоелектрического след шего привода, приемник из.;тучени  которого распотожен на краю фокальной плосксюти гида, О5тгическке оси пентаотрзжателей .вьшерител  фоггусировкн и компенсатора ди(|)4 ерен1шального нагиба расположены в одной п.лоскостн, причем второй пентаотражатель расположен на краю светового диаметра объектива пзда по другую сторону относительно оптической оси объекшва гида or тржшельмостш а, привмкин излучени  выЕерите.л  фокусировки

помешен на противоположномпо отноше-I нию к.приемнику излучений компенсатора дифференциального изгиба краю фокальной плоскости гида и электрически соединен .через управл ющий усилитель с меха низMOM фокусировки телескопа, при этом свет щиес  марки выверител  фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба совмещены.

На чертеже представлена оптическа  система гидировани  и фокусировки теле скспа.

Система строит изображение 1 звезды в телескопе, изображени  2 звезды в ги- |Де и включает главное зеркало 3 теле- скопа (объектив), кассетодержатель 4, фотографическую кассету 5 с фотопластинкой , свет щуюс  марку 6, установленную на. кассетодержателе, суппорт 7 кассе тодержа тел , крепление 8 суппорта кассетодержэтел  (спайдер), первый 9 и вто рой 1О пентаотражатели выверител  фоку- сиррвки, гид 11, объектив 12 гид.а, триппельмостик 13, плоско-параллельную оптическую пластину 14, приемник излучеНИН фотогида 15, приемник 16 излучени  компенсатора дифференциального изгиба, чувствительный по двум координатам, приемник 17 излучени  выверител  фокусировки , чувствительный по одной координате , управл ющий усилитель 18 компенсатора дифференциального изгиба, управл ющий усилитель 19 выверител  фокусировки , механизм 2 О фокусировки телескопа, изображение 21 марки 6 на приемнике излучени  компенсатора дифференциального изгиба, изображение 22 марки 6 на приемнике излучени  выверител  фокусировки компенсатор фо1 альнойра; ности из двух одинаковых оптических клиньев 23, мехамизмы 24 качани  плоско-параллельной пластины, трубу 25 телескопа.

Изображение 1 звезды находитс  в фокусе телескопа на фотопластинке, котора  помещена в фотокассету 5, одновременно изображение 2 той же звезды в фокальной плоскости гида удерживаетс  в центре приемника излучени  фотогида 15 на прот жении всей экспозиции.

Луч компенсатора дифференциального изгиба от марки 6, отразившись от кра  главного зеркала 3 телескопа и пройд  триппельмостик 13, объектив 12 гида, плоско-параллельную оптическую пластину 14, попадает в центр чувствительного по двум координатам приемника 16 излучени  компенсатора дифференциального изгиба, где образуетс  изображение 21 марки. Луч выверитеп  фокусировки от

марки 6, отразившись от противоположного кра  зеркала 3 телескопа, пройд  через пентаотражатели 9 и 1О, объектив 12 гида, плсх:ко-параллельную оптическую пластину 14, попадает в центр чувстеительного по одной координате (в плоскости чертежа) приемника 17 излучени  выверител  фокусировки, где образует взображение 22 марки. При по влении дифференциального изгиба в системе телескопгид изображение марки с 1ешаетс  от {центра приемника 16 излучени , н возникший вследствие этого электрический сигнал через усилитель 18 заставл ет привод 24 повернуть плоско-параллельную пластину н возвратить тем самым изображение 21- марки в исходное положение .

При этом изображение 2 звезды сме- щйетс  этой же плоско-параллельной пластиной на величину. Д1ф|)еренциального изгиба , и фотогцд 15, воздейству  на приводы точной коррекции телескопа по часовому ведению н склонению, восстанавливает точное визирование фотогидс м на звезду, однобременно изображение 1 звезды на фотопластннке, сошедшее с исходно точки экспонировани , снова точно возвращаетс  обратно. Если одновременно происходит и расфокусировка, то изображение 22 марки на приемнике излучени  выверител  фокусировки смещаетс  в плоскости чертежа в ту или иную сторону в зависимости от направлени  расфокусировки телескопа. Но по этой же причине одновременно смещаетс  и )Е зображение 21 марки на приемнике 16 излучени  кокгаенсатора дифференциального изгиба, ио плоско-параллельна  пластина 14 возврашает это изображение автоматически на место и удерживает точно а то врем , как механизм 20 фокусирошси, получив электрический сигнал от приемника 17 излучени  через упрзвл кикий усилитель 19, перемешает вдоль опшческой оси телескопа кассетодержатель и возвращает изображение 22 марки на пентр приемника 17 излучени  выверител  фокусировки.

Claims (2)

1. Таким образом, компенсатор дифференциального изгиба и вьюеритель фокусировки работают взаимосв занно, причем юоб ражение марки на приемнике излучени  компенсатора ди})ференциального изгиба  вл етс  нуль-пунктом дл  работы автоматического выверител  фокусировки, который дл  вьтолнени  точной фокусировки Телескопа точно удерживает рассто ние между двум  изображени ми Марок, уста7 новленное при первоначальной юстировке телескопа. Дл  обеспечени  стабильнсюти одновременной ршботы выверител  фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба необходимо, чтобы скорость отслеживани  положени  изображени  марки компенсатором дифференциального изгиба превышала скорость: отслеживани  изоб ражени  марки выверител  фокусировки. Таким образом, упрощение конструкции системы гндировани  и фокусировки и обеспечение возможности автоматической фокус}фовки достигаю1х:  тем, что на кассетодержателе телескопа вместо двух свет щихс  марок установлена одна обща дл  выверител  фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба, на краю светового диаметра телескопа установлен только один пентаотражатель, а другой по ходу луча от первого перенесен на .край светового диаметра объектива гида по другую сторону от триппельмостика компенсатора дифференциального изгиба, а в фокальной плоскости гида по другую сторону от приемника излучени  компенсатора дифференциального изгиба, чувстви тельного к перемещению изобр)ажени  по двум взаимно перпендикул рным координатам , установлен приемник излучени  выверител  фокусировки, чувствительный к перемещение изображени  марки по одной координате, в плоскости хода лучей, электрически соединенный через управл5по щий усилитель с механизмом фокусировки телескопа. Формула изобретени  Оптичес:ка  система гидировани  и фокусировки телескопа, содержаща  объектив телескопа, механизм фокусировки те- лескопа, кассетодержатель с фотографИ ческой кассетой, гид, неподвижно соединенный с трубой телескопа, расположенно на кассетодержателе, свет шуюс  марку и приемник излучени  выверител  фокусировки , два пентаогражател , один из которых расположен на краю светового диаметра объектива телескопа, клиновой компенсатор фокальной резкости, компенсатор дифференциального изгиба со свет щейс  маркой, триппельмодтик, расположенный между объективом телескопа и объективом гида, плоско-параллельную пластину, расположенную перед фокальной плоскостью гида с возможностью качани  относительно двух взаимно перпендикул рных осей от фотоэлектрического след щего привода, приемник излучени  которого расположен на краю фокальной плоскости гида, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и обеспечени  возможности автоматической фокусировки телескопа, оптические оси пентаотражателей выверител  фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба расположены в одной плоскости, причём второй пентаотражатель расположен на краю светового диаметра объектива гида по другую сторону относительно оптической оси объектива гида от триппельмостика , приемник излучени  выверител  фокусировки помещен на противоположном по отношению к приемншсу излучени  компенсатора Д1ф|)еренш1ального изгиба краю плоскости гида и электр1гчески соединен через управл ющий усилитель с механизмом фокусировки телескопа, при этом свет щиес  марки выверител  фокусировки и компенсатора дифференциального из ,гиба совмещены. Источншси информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 478280, кл. G О2 В 23/02, 1973,
2. 2.Иоаннисиани Б, К. и др. 2,6 м зеркальный телескоп им. акад. Шайна. Извести  Кр. АО АН СССР. Изд. Ртаука, 1976, с. 208-223 (прототип). 7

   f( приводам точнойКоррекции , tf телескопа