Оптическая система гидирования и фокусировки телескопа

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Саветсник

Соцналмстнчеснни

Республмн (>>>940122

Р

1 (6 I ) Дополмнтельное к авт. санд-ву (51)М. Кл.

G 02 В 23/00 (22) Заявлено 07.01.80 (2l) 2862808/18-10 с присоединением заявки М (23) П рноритет

Кеаударстеенный квинтет

СССР на делам нэвбретекнк н втерытнй

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24 (53) УДК 522.2 (088.8) Дата опубликования описания 03.07.82 (72) Автор изобретения

А. С. Васильев (7l ) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГИДИРОВАНИЯ

И ФОКУСИРОВКИ ТЕЛЕСКОПА

Изобретение относится к астрономи- ческому приборостроению и может быть применено в телескопах, предназначенных дЛя астрофизических наблюдений, и в

I астрогеодезических телескопах, предназначенных для точной лазерной локации

Луны и спутников с целью изучения фот>мы земного шара, распределения масс внутри Земли, дрейфа материков и т. д.

Для нолучения высокого качества изображения и точных результатов наблюдения необходимо .обеспечить точное отслеживание объекта наблюдения телескопом (гидирование), а также его точную фокусировку. Для этой цели телескоп можно снабдить гидом-телескопом и выверителем фокусировки. Однако в системе телескоп-гид из-за механических и тепловых деформаций, люфтов в креплении оптики и явлений механического гистере- го зиса при изгибе конструкции может возникнуть рассогласование между визнрными Осями телескопа и гиде, так называемый дифференциальный изгиб, который можно

2 устранить с высокой точностью прн помощи компенсаторов дпрференциального изгиба.

Известны телескопы, снабженные гидами с компенсаторамн дифференциального изгиба механического типа. Постоянство фокусировки при этом обеспечивается конструктивной жесткостью труб телеско-. пов, хорошей теплоизоляцией и термокомпенсаторами (1) . Недостатком укаэанных конструкций является невозможность их применения на больших телескопах, так как механи ческие компенсаторы дифференциального изгиба не компенсируют температурную компоненту дифференциального изгиба, явления механического гистерезиса и лк>фты, которые не только невозможно устранить но даже прогнозировать в конструкции больших телескопов, Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является оптическая система гидирования н фокусировки телескопа, содержашая объектив телеско940122 па, механизм фокусирове}1 телесно((я, кас . сетодержятель с фотографической кассе-" той, 1"ИД, ЦЕПОДВИжт(О Coe(I(fr(OHE(b!(С ТРУбой телескОпа, распоп}Оженной HQ Kacce } o= держателе, светящуюся марку !i приемник излучения Выверитела (}?Окусировки, два пентаотражателя, один ".10 =oторых распо::ложен на краи свегового (.Haìeòp}a Объек- (fBQ ТЕ»1ССКОПЯ !.; !(i!«!OB0,,1 КОМПЕН!- -., }гОР фОКЕЛЬНОЙ;.?ЕЗКО}-Т(1! КОМЦ! НСЯTO;" (,}}}1 -:} .»ц=-",",п(альн»ог::! г 1»-цо ;: со све }!Н1(ей((f1:..;Яр!1? "( трип((»ельмoc (ц;Ге p1 !! -,-!, :;!;,: ц!. ((ПДОС 0:.;i,}-, -...}ПЕГ !((У(0 }!.(Я! }-Ц(Г}»!. жЕНЦУЮ ПЕРЕД }фо}(а}П..НОЦ т(г(ОСКО -:. Ь ГЦДЯ »:: с Воз (О?((н(тсть(0 качания относите(}b.".o двух вз >имi}o г!!Я}?}пе(л(((пг}т»(яр}1«ъ(." (»с!" i .3 ф Отоэде! .: 010(еского сдедпш(-:! г! п!Оцв«;.,а, г

ПРИОМ}(И(; 1(ЗЦ« ;.--}! }(и (, 0 TOPO!" O —..Q}-}-: }(то-.,::, .; на Kpaio («(»О(ге!»ч}»по}1 плоскости 1-(л}(я, },р=.„. точной фокусировке два ?(зоб}и?кетп.г(цг}}н(КОБОЙ марки выверитьчIя }()01 „, cifpo: (... ниядьно сов,;ei}(eцы, Р,ьгвергIтед((-;1}01(«(с(:роВКН сцаб?((оц оп, (аr„"к(л(и кр «11(а}т, (0,, 0„.; фокалы1! .и ра ц(}:с }и 11 (01}6?orr?oв, „ :!.. Яц:,.=»!1(-

Ваемых в фокусе те((ескопя, }!Qобре„ae((це

CBeТЯ(((ОЙС:I rQPI

ЦИЯЛЬЦОГО }(З(!,. OQ ? ОДОМ ДУ«(!«}! :! - т?ЕЗ »П}ЯВ . ное зер((а(0! тед"=C!101!a, трга(псдьмос Ti}i;— (КОЦСТРУ}ГЦ«(Я„ЭКВИВЯДЕНТЦаЯ тРИПЦЕЛЬ»!1

ПРиз((ет н Ооъектив гида пРоециРУетсЯ ! на приам -:цк изд чення ком((ецсятат я д(}}?== фаоен тина(1!. };-r": ?(зг!(6Q В фг)1»едт»ной ц, roc .

Koc TH г! Дп - ерез плоско=-парад}(ал(ьпу(о

ОПТИЧЕСК, тО П. (Я»СТИ!Г?!, (}ЛЕХЯЦ((З(«((EQ !»i!HH

I -

K0T0POi(ОТЦОСЦТЕЛ(ЬЦО ДВ}}Х ВЗQr((if (}I} П}т}:-. пенд(л(гулярт}, т;-. - Сей >»(ораз упрявдяю((т(ий(! усилитель }(0}1(к.:110-(ец к приам ццт;у Iз}-,, чения. (! зи . !!эшен}111 (лс бр ж т(} «мят}к(}

На приемникe 1(з}1!: -"(a iåïH, .ВызваHH}olл тц-ф-... фе ! (i I

peHE(Ifa» «!П>(м изгибом, ((лоск}2;:1}рал!(ель ная пластит(я-: автоматически поворачивает-.= ся и воат}рац!Яет изображение Ma!pi!0 то (но в исходи!«е подо?на((не ., т-}о i;pH э-}îì изоб=-:

РЯМЖН«1Е З1ЗЕЗЛЬ С!.(Е1НЯЕТ:.и С ПОПT})Q 11}т}1

»(с;

ЕМНИКа ИЗЛУЧЕН::(а Гтчт„ Г} НЕ ВЕЛИ«1(ПЛУ ДИ(1}:= фараицияд(,Н}1r-«r ц;т: rr?a} }(рпводт-,(та re(КОПЯ по час овот»!«- Водеп =по -, 1:. склонен и}О 0 -., ЭЛЕКТРИЧЕСКИ Соагн ЦЕЦНЪ(а С фатОДПОДОМ!

TO«IH0 ВО. r TPI}QB}!«(Bar} - !ra}88!I«rH«i РП«5, . !

) »!

СКОПЯ С ГИДОМ ЦЯ З:= .ЕЗДУ, З Та CHC Te«»}a

Гидирования и фОцус(!ровен oáecae÷HÂaат высокую точность цябл одений телес(OH и мОжет бътть::р»ц}лепаца «Ia 1.елескоп;}х болъшого дия;етра и телескопах с мя;г«(м относительным отвер.тием, оне сама мо-жет обладать весь;е малым (менее 3.;20С}1

Относительным Отв: pc71!eì, та(-. как это

СУтпаС ТВЕННО На тт»}нт(ЕТ и Л Ha To«IEIOC Tb

QBтоматического наведения изображения марки компенсаторя диффсренцнального изгиба ца центр приемника, ни на точно! ть цониального совмещения двух изобpaæåöíÉ щтрихоВОЙ MiapKH выверителя фо

КУСHPoBif ц (2 1

Однако указанная система характеризуе}-я сложностью узла cBeTHI!IHxcR марок выверителя и компенсатора днффар:- .}!(К::ель((ого изгиба, сложностью его разме, (н(1 в весьма ограниченном прифокально!.: Нрос Tpaнс Taе телескo(IQ, наличием сц-"::KHO(«. системы наблюдения изображений (!От.:.(не((с:1 марки выверителя фокусиров.:.:;;- ; виде специального перископа с дополццтсдьной зеркальной системой для ивед}ец(ля в него изобояжепия, причем

oKóHfip -ерископа Hе удается вывести в удоб((у(о позццтпо K окуляру гида. Кроме

}1?(»;, }: !Qifò!1«ieñêH навоз!»(0?(0(О объединить

f},»(пе.(сатор д}цфферсц(п(ального изгиба и

В(,--op!(Tabb (I;OKyc(fpoBKH B едину10 систему

И С re!(1» ГЬ ВЫВЕРНТЕЛЬ ФОКУС Е(РОВКИ ЯВТО

} !R } (! !»! Ск }Ц«„ . ..}}а(1! (!(}0(эретец}(п =" уцрошрцие конструкп3 ;и (:. б;«сп (ei!11. Возможности QBTO

}}» я !, 1 =с}! Оц iporf Yrc ыт Овкц телескопа.

}!(»; ч}1}}}}д л i »! }т. чр(}-} ;.аатСЧ I et ЧТО

В оцтцче:Ой системе г(тд}цоования и фокус}(ровки тел}ескопа, содержащей объектив телескопа, механизм фокусировки телеско1}е, i".асс етоде!1?}!Ят}."дь с фотографической кяссето},, гнд, }101(одви?(я(о соединенный с трубой телес.;..Опа, рясположеццой це кас=* сетодер?катала! Светяшу(ося марку и приа! (ц(л(! 1(зг(:=(е(л }ля вь(Bepi} Ted фок! Сировк(л, две 1(ецтаотра?1!Ягеля, 0ВНН из которых рясно,"}о?кец !Q краю световогo дие !етря

Объei;. Tif BQ (eT}ec(f o} ia KBHH OBOE K OE»((I енсa1ор »фо((я»(ЪНО j рез:-:..ocти, компецсатор BHH

}}(ерет(тят(е((ьно —,- о . Гибя со светяп(ейся ! Qpii.ой! Трнппедьмос тик, расположенный между объективом телескопа и объектив,:, гида» пдоско==параллельную пластину, расположенную перед. фокальной плсклсость}0 гпде с воз(«»! Ожт(ос ть10 кача н ия o TH o ительцо двух взе. ".;;II(0 перпендиКулярных

}ОСЕЙ От ФО }ОЭЛЕКТР(}ЧВСКОГО С(1ЕДЯШЕГО т(}ривода, приемник изл чения которого рясгп«Ioжен це краи ",»OKQ}bHOÉ плоскости г. (де, 0(1 г(лческ,e осН пентаотра?кателей «1 1}г}«ттад т »(}о-!С}тс«(ровк(. ч компенса тора дт(фферан!IHQ(ib(f OI o изгиба расположень( в одной плоскости, причем второй пентаотражатель расположен на крато световодпама!тря }о!6ъе(!1 TrfBQ II!!EQ по другу«о сторону относительно опти 4еско(л оси об к rfBQ гиде от триппельмости(:я, приемник . -"-Лу«(ения В=IBepHтеля фокусировки

S 940122 б помешен на противоположном по отноше- I марки 6, отразившись от противоположнию к приемнику излучения компенсатора ного края зеркала 3 телескопа, пройдя дифференциального изгиба краю фокальной через пентаотражатели 9 и 10, объектив плоскости гида и электрически соединен 12 гида, плоско-параллелъную оптическую .через управляюший усилитель с механиз- 3 пластину 14, попадает в центр чувствимом фокусировки телескопа, при этом тельного по одной координате (в плоскоссветяшиеся марки выверителя фокусиров- ти чертежа) приемника 17 излучении выки и компенсатора дифференциального из- верителя фокусировки, где образует кзобгиба совмешены. ражение 22 марки. При появлении днффеНа чертеже представлена оптическая l0 ренциального изгиба в системе телескоп» система гидирования и фокусировки теле- гид изображение марки смешается от скспа. центра приемника 16 излучения, и возСистема строит бр жение 1 звезды ншй вследствие этого электрический в телескопе, изображения 2 звезды в ги- сигнал через усилитель 1Я заставляет де а включает главное зеркало 3 теле 13 привод 24 повернуть плоско параллель

cKопа {,объектив), кассетодержатель 4, ную пластину и возвратить тем самым фотографическую кассету 5 с фотоплас- изображение 21. марки в исходное полотинкой, светящуюся марку 6, установленную на кассетодержателе, суппорт 7 кас- При этом изображение 2 звезды смесетодержателя, крепление 8 суппорта кас-20 Шаетси этой же плоско-Параллельной плессетодержателя {спайдер), первый 9 и вто- тиной на величинУ дифференциа ного из рой 10 пентаотражатели выверителя фоку, гиба, и фотогЦд 15, воздействуЯ на присировки . гид 11 объе„тив 12 r a трип . воды точной корРекции телескопа По чапельмостик 13, плоско-параллельную оп- совомУ ведению и склонению, восстанавтическую пластину 14, приемник излуче- 33 ливает точное визиРование фотогид м на ния фотогида 15, приемник 16 излучения звездУ, одновРеменно изображение 1 звезкомпенсатора:дифференциального изгиба, ды на фотопластинке. сошедшее с исходной чувствительный по двум координатам, при- > экспониРОваниЯ снова точно в звраемиик 17 излучения вывернтеля фокусы- шается обратно. Если одновременно проровкп, чувствительный по одной координа-30 исходит я Расфокусировка, то изображение те, управляюший усилитель 18 компенса- 22 марки на приемнике излучения выветора дифференциального изгиба, управляю- Рителя фокусировки смешается в плоскос» щий усилитель 19 выверителя фокусиров- т" чер жа в ту нли инУю сторонУ в заки, механизм 20 фокусировки телескопа, висимости от напРавлениЯ РасфокУсиРовки изображение 21 марки 6 на приемнике 3$ телескопа. Но по этой же причине одно» излучения компенсатора дифференциального временно смешается я изображение 21 изгиба, изображение 22 марки 6 на при- марки на пРиемнике 16 излУченнЯ компенемнике излучения выверителя фокусировки сатора дифференциального изгиба, ЫО плоскомпенсатор ф,алькой р.4н..ти из Мух к ар ельная пласт а 14 вжвращает одинаковых оптических клиньев 23, ме- ао ханизмы 24 качания плоско-параллельной и УдеРжнвает точно в то вРемЯ, как мепластины, трубу 25 телескопа.. ханизм 20 фокусировки, получив электркИэображение 1 звезды находится а фо ческий сигнал от пРиемника 17 излучения. кусе телескопа на фотопластинке, которая через управляющий усилитель 19, переме помещена в фотокассету 5, одновременно 45 шает вдоль оптической ocs телескопа изображение 2 той же звезды в фокаль- кассетодеРжа ль и возвращает изобраной пл к ти да удер ае.я в цен )K988e 22 маРи на центР пРкемн 17 ре приемника излучения фотогцда 15 на излучения выверителя фокУсиРовки. протяжении всей экспозиции.

Луч компенсатора дифференциального 3е Таким образом, компенсатор дяфференизгиба от марки 6, отразившись от края циального изгиба я выверитель фокусировглавного зеркала 3 телескопа и пройдя ки Работают взаимосвязанно, причем изобтриппельмостик 13, объектив 12 гида, ражение марки на приемнике излучения плоско-параллельную оптическую пласты- компенсатора дя ференциалъного изгиба ну 14, попадает в центр чувствительного является нуль пунктом для работы автопо двум координатам приемника 16 из- матического выверителя фокусировки коИ кус ировк и, лучения компенсатора дифференциального торый для выполнения точной фокусировки изгиба, где образуется изображение 21 телескопа точно удерживает расстояние марки. Луч выверителя фокусировки от ° между двумя изображениями марок, уста7 940 новленное при первоначальной юстировке телескопа.

Для обеспечения стабильности одновременной работы выверителя фокусиров ки и компенсатора дифференциального изгиба необходимо, чтобы скорость отслеживания положения изображения марки компенсатором дифференциального изгиба превышала скорость. отслеживания изображения марки выверителя фокусировки, 10

Таким образом, упрощение конструкции системы гидирования и фокусировки и обеспечение возможности автоматической фокусировки достигаются тем, что на кассетодержатепе телескопа вместо двух светящихся марок установлена одна общая для выверителя фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба, на краю светового диаметра телескопа установлен толко один пентаотражатель, а другой щ по ходу луча от первого перенесен на край светового диаметра объектива гида по другую сторону от триппельмостика компенсатора дифференциального изгиба, а в фокальной плоскостя гида по другую д сторону от приемника излучения компенсатора дифференциального изгиба, чувствительного к перемещению изображения по двум взаимно перпендикулярным координатам; установлен приемник излучения выверителя фокусировки, чувствительный к перемещен по изображения марки по одной координате, в плоскости хода лучей, электрически соединенный через управляющий усилитель с механизмом фокусировки телескопа.

3Я

122

HB кассетодержателе, светящуюся марку и приемник излучения выверителя фокусировки, два пентаотражателя, один из которых расположен на краю светового диаметра объектива телескопа, клиновой компенсатор фокапьной резкости, компенсатор дифференциального изгиба со светящейся маркой, триппельмостик, расположенный между обьективом телескопа и объективом гида, плоско-параллельную пластину, расположенную перед фокальной плоскостью гида с возможностью качания относительно двух взаимно перпендикулярных осей от фотоэлектрического спедяшего привода, приемник излучения которого расположен на краю фокапьной плоскости гида, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения возможности автоматической фокусировки телескопа, оптические оси пентаотражателей выверителя фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба расположены в одной плоскости, причем второй пентаотражатель расположен на краю светового диаметра объектива гида по другую сторону относительно оптической оси объектива гида от триппельмостика, приемник излучения выверителя фокусировки помещен на противоположном по отношению к приемнику излучения компенсатора дифференциального изгиба краю плоскости гида и электрически соединен через управляющий усилитель с механизмом фокусировки телескопа, при этом светящиеся марки выверителя фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба совмещены.

Формула изобретения

Щ

Оптическая система гиднрования и фокусировки телескопа, содержащая объектив телескопа, механизм фокусировки те-. лескопа, кассетодержатель с фотографической кассетой, гид, неподвижно соеди45 ненный с трубой телескопа, расположенной

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 478280, кп. 6 02 В 23/02, 1 373, 2. Иоаннисиани Б. К. и др. 2,6 м зеркальный телескоп им. акад. Шайна.

Известия Кр. АО AH СССР. Изд. "1таука", 1976, с. 208 - 223 (прототип).!

940122

A лриВадак моцнои

Коррекции „Ф, о "телескопа

Составитель М. Лебедев

Редактор H. Чубелко ТехредЖ.Кастелевнч Корректор A. Ференн

Заказ 4663)69 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Хосква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ппп,патент звк, 3 « Я » ),ф