Оптическая система гидирования и фокусировки телескопа — SU 940122 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕИЗОбРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СаветсникСоциалмстичесиниРеспублик(23) П рноритет Тееударстанный квинтет СССР на делам изобретении н открытий(088.8) Дата опубликования описания 03.07.82(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 астрогеодезических телескопах, предназначенных для точной лазерной локации Луны и спутников с целью изучения формы земного шаре, распределения масс внутри Земли, дрейфа материков и т. д.Для получения высокого качества изображения и точных результатов наблюдения необходимо, обеспечить точное отслеживание объекта наблюдения телескопом (гидирование), а также его точную фокусировку. Для этой цели телескоп можноснабдить гидом-телескопом и выверителем фокусировки. Однако в системе телескоп-гид из-за механических и тепловых деформаций, люфтов в креплении оптики и явлений механического гистере зиса при изгибе конструкции может возникнуть рассогласование между визирными Осями телескопа и гиде, так называемый дифференциальный изгиб, который можно 2устранить с высокой точностью при помощи компенсаторов дщрференциального изгиба.Известны телескопы, снабженные гидами с компенсаторами дирференциального изгиба механического типа. Постоянство фокусировки при этом обеспечиваетсяконструктивной жесткостью труб телеско-.пов, хорошей теплоизолацией и термокомпенсаторами 1 .Недостатком укаэанных конструкцийявляется невозможность их примененияна больших телескопах, так как механические компенсаторы дифференциальногоизгиба не компенсируют температурнуюкомпоненту дифференциального изгиба, явления механического гистерезиса и люфты,которые не только невозможно устранитьно даже прогнозировать в конструкциибольших телескопов,Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является оптическая система гидирования н фокусировкителескопа, содержащая объектив телеско 940122ПЯ, МЕХЯНИЗГ фокус 1 ро)такт ТЕЛЕСЕОИЯ ЕЯСсетодержатель с фотографической кассетой, Гид, нрподвижно соед)пгеннъгй с трубой тслескОпа, расположенной на 1 сассе 1 Одержателе, светящуюся марку и приемникизлучения Выверите 1 я с01 сустгров)си, двяпентаотряКятеля, один из которых распо.ложен на краи светового диаметра с)с)ъР 11 ТИВЯ ТРПЕСКОПЯ, Ег 1 ИНОВОЙ ЕОМПЕССа торфоеал ь 1101)1 разе ос тц ком пенса)о) р) пт(д," 0011-.1 ".:ИЯЛЬНОГО Ьвг ПОЯ Г О СЧС ) тц 1(Е 1(С;СарС 11трип 1)ел(-., м ос 1 нея р ) с(т ")т , .;г: ); . г т);: с ): -ПЛОСЕ(:спсО,;11)(Ег)Ь;:)10 гг)ас, ттг)г. )г"жЕННуЮ ПЕрЕд фо)СЯ)11)тсц ППОСЕОС.Ьи Г)тдг:"г:, с ВОЗМОКность(О еячя 1(ия Отпссг)то"ь.".Одвгх )ззаимцо птт)геттс)тпг(ггр)11 ;.Сет( ф ОТОЭЛЕ 1 СТ 01 ЕСКОГО СЛЕДПКСЕ)С ПС)цнг;.,а, Прцв),цнк )З)гг;Е 111(я К(О 10 ро 1" О . - ,:,Спг,"тСга; На ЕРЯ)О фОКЯЛЫ 1 ОН ППОСЕОСТП т ИгГ, ),: точной фокусировке два изобра)сен 1.и )дтрц Ховой МЯРЕИ ВЫПЕР)1 ТЕПЯ С01,СРС;И, ), НИЯЛ( НО СОв(те)ЦС 1)Ы Р 1 СВгРИтети,)(т,гС( ранки снабт.н Оптическим )со:.(не,-тс то)о 1ра )цо ти цр)(601 Ов ус ЯС-" 5 г," Ваемых в фокусе )те(ес)сопя, 1 зоб(Я,сец(;е светядгейс)1 г 1 яр:с)1 гсомпецсаторя),:,3;1)ероц Пиальног)0 из)ч)ба ходом лгиге) чррез )лав.-, НОЕ ЗЕР)СС),г 1тЕЛЕСЕОПа, 1 Р)СЦ)1 С(Е)1):Г)ОСТЦК (КОНСТРУК)Ст)ЯЭКВ(СВЯ 1 ЕНТ)1 ЯЯ тРИПЦЕЛЬ 11 ПРизме г н Ооъее тцв гида пРоециРУетсЯ на прием н це цзлуч ен ня к ом ц е цс я то г я г цт=: фЕОЕН)ЬЧЯ)Ь )т,. 1 ЗГцб 11 В фс)1 гЯЛЬНО)г Гг)С ЕОСТИ Г)Дс. -)С:РСЗ ПЛОСКО-ПЯРЯЛЛИ 1 ЪЦУ)С ОПТИЧЕС)С)тО 1).(вот)И)Г)г, МЕХЯЦ 1)ЗМ 1 ГЯСЯ(.:.ИЯт)т 1 СОТОРОй гтцоотттвлтЦР ДВтХ ВЗЯЦ)гтгО ПЕО,. ПЕНД)ПГУЛЯРП,:-,ткСЕЦ 1 ОРОЗ УПРЯВЛЯЮЦПтй УСИЛИТЕ)11. Г)ОДЕЮ 1 ЕЦ )С ЦРИЕМЦЦтСУ 11 ЗГ)г. четтия, 1 г 11 сгеггт 11)11 гт;: ср . )гт)гт 1) на ПРием цике тгзт 3 чгта 1 елнт вызпанг) Огг гтгт(1)- феС трРНция(ЫП 1 М ЕЗГцбом 1(лсгоко.;:)арал)(ЕГСЬ НЯЯ ПЛЯСттцт. авто(ЯТ(гг(ЕС)СИ ЦОВОРЯ 1111.,ЯЕТ-, ся и возврат)Яет изобряжспгие ма 01 сц тот)но В ИСХоднЕ ПрпоГЕ 1 Е г)10 црц Этдц т)З 06:Ра(СЕНт 1 Е З)3 ЕЗГ(Ь 1 С ) Е 1(1 ЯЕТ- и С ттЕЦСС)Я 1.РИ") г) емника излучения г.Ся ня вели гппту циф:- ференциалг,нт-с пст тбат тртсводт.,1 тсттес еот)Я П 0 чяс ОВОСт"- водеп:тт" ,г. Се 11 т гтетт тгтг) гтС ЗЛЕктрИЧРС)С 1 СОГ)г)1 НЕ 1(1)Ъ)С С фОтО(т)10 г;О 1 ТОЧНО ВОСГгс 1)Г) В ЦЧВтС - т ЯВ юат г 1)г 2) РПО,г. г СКОПЯ С ГИДОМ НЯ З:ЕЗДУ ЗТЯ СИСТЕМгт ГидИровання И п)тоцуС 11 ровггИ 06 РСПЕЧИВОЕТ высокУю точность ттаблгоденцй те)1 естссттгаИ МОЖЕТ бь)ТЪ цр 11(т.вцеца На ТОЛЕСКОГ)ЯХ болыцого диаметра и телескопах с малым относительным отвер.тием, оня сама мо жЕт ОбпядятЬ ВЕСЬМа Ггтя)ЫМ (МЕНЕО 1;20 С 1 ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ОТВ 1)СТ 1 ЕМ ТЯЕ Как ЭТО СущЕСТВЕННО НР ттп)ИЛРТ НИ ца ТОЧНОСТЬ автоматического нане)(ения изображения марки компенсаторя диффсрениттального изгиба на центр приемника, ни на точНог ть цОНИаЛЬНОГО СОВМЕСПЕНИя дауХ ИЗОб Я)гений тнтРиховой маоеи ВывеРителЯ фо С,)СИРОВКЦ21Однако указанная система характеризуе)ся слохсностью узла светящихся марок выверителя и компенсатора днффере.тгсг:,апьного изгиба, сложностью его разме)а.)ц.п. в весьма ограниченном прифокаль)с);.: Пространстве телескопа, наличием :;ц - ссг)сй системы наблюдения изображенийвот.:1 е)гс)1 марки выверителя фокусировтг,; В ВИДЕ СПЕЦИаЛЬНОГО ПЕРИСКОПа С ДО- полццтсльной зеркальной системой для )1 егтения В него изобоажеция, причем окуляр перископа це удается вывести в удобцу)о позццтпо к окуляру гида. Кроме т1,., практически невозможно объединить естгг(пег(сатоР дц(1-1)ОРецщгального изгиба и П),г)г РцтЕЛ)-, (1)ОЕУСИРОВКИ В ЕД(СНУ 1 О СИСТЕМУ и сделать выверитель фокусировку авто)ят 1 г Ст1.(елг-. 110: (5(Отец)гп - уцрошрпие конст- ОтГК)Ц, И 05;-".СЦСЧЕНЦЕ ВОЗМОжНОСтн аВТО- гас).)еси.ой фокусировки телескопа.-ттгтг тгттргт;ЯЕТСЯ ТЕМв оптической системе г)сгтцоованкя и фокуст)ров)си ТРлескопа, содержягсге 1 объектив телескопаг механизм фокусировки телескопа, кассетодеР)сате 1 ъ с (1)отогРЯфичсской ЕяССЕТО) Гид )101(ОРВИЕП 10 СОСД 1 П)Е)(НЪ 111 С тру(бст телес)сопа, расположеццой ца кас= СЕТОаЕСатга 1(Е, СВЕтягст;)г)ОСя Мавгсу И ПрнЕМ 1 ИК 11 Зг(;л(ЕН)Я ВЬВЕРт 1 ТЕггн фОЕЧСНРОВКИ, два цс 1)таотра)сателя, Один из которых располоеец ца краю светового диаметра 06 ЪЕЕг)ва 1 ЕЛ)ЕС 1 СОГ(а. )СцНОВОЙ КОМ)1 ЕНСят ОР Ст)О)СЯЛЪНОЙ РРЗ 1:. - .Ости, 1 СОМПЕНСЯ ТОР ДН- йррет)тдттатыгогст 1 агрба го светя)11 ейся МЯРтт ой т 1)тгппе 1 ьмост)1 Е, Расположенный мееду объективом телескопа и объектиВОМ ГИДа 11 ЛОСКО=.ПЯ)ЯЛЛЕЛЬНУЮ ПЛаетИНУ, располоисе(цгую перед. фоеальной )тчсклсость)О Гцда с: Возожностьто качания Отно , ительно двух взаимно перпендикулярнътх ОСЕЙ ОТ фо(ОЭЛЕ 1 СТР 1)гятЕС)СОтО СЛЕДЯШЕГО )гр 1 П Ода, Пр)11 ЕГтт 11 С)С ИЗ)тт)ЧЕНИя КОтсрОГО расположен ня краи фокальной плоскости ГИДЯ, ОПТИЧЕС)сттЕ ОСИ ПЕНтаОтРажаТРЛЕйттт.гт 1 ет)тттЕЛЯ СОО)СГС 1 РОВКИ И ЕОМПЕНСЯ Тоа дтгф 1)еренциального изгиба расположень в одной плоскости, пргем второй пентаотряжатель располокен на краю светового дцяметпя объектива ггсда по другую СтОРОС)У Отг)ОС,1(.ЕЛ)ът(О ОПТИЧССКОй ОСИтбъее 1)ва гида от тр)пт)пельмоститса, при- ЕМН 1 ПС ИЗЛУ )ЕНИЯ ВЫВЕРИтЕЛЯ ФОКУСИРОВКИ5940122 бпомешен на противоположномпо отноше-марки 6, отразившись от противоположнию к приемнику излучений компенсатора ного края зеркала 3 телескопа, пройдядифференциального изгиба краю фокальной через пентаотражатели 9 и 10, объективплоскости гида и электрически соединен 12 гида, плоско-параллелъную оптическую,через управляюший усилитель с механиз- з пластину 14, попадает в центр чувствимом фокусировки телескопа, при этом тельного по одной координате (в плоскоссветяшиеся марки выверителя фокусиров- ти чертежа) приемника 17 юлучения выки и компенсатора дифференциального из- верителя фокусировки, где образует юобгиба совмешены. ражение 22 марки. При появлении диффеНа чертеже представлена оптическая 10 ренциального изгиба в системе телескопсистема гидирования и фокусировки теле- гид изображение марки смешаетси отскспа. 1 центра приемника 16 излучения, и возСистема строит иэображение 1 звезды никший вследствие этого электрическийв телескопе, юображения 2 звезды в ги- сигнал через усилитель 18 заставляетде и включает главное эерхало 3 теле прчвод 24 повернуть плоско-параллельскопа (,объектив), кассетодержатель 4, ную пластину и возвратить тем самымфотографическую кассету 5 с фотоплас- изображение 21 марки в исходное полотинкой, светяшуюся марку 6, установлен- жениеную на кассетодержателе, суппорт 7 кас- При этом изображение 2 звезды смесетодержателя, крепление 8 суппорта кас-а шается этой же плоско-параллельной плессетодержателя (спайдер), первый 9 и вт, тиной на величину дифференциального юрой 1.0 пентаотражатели выверителя фоку- . гиба, и фотогця 15, воздействуя на присировки, гид 11, объектив 12 гида, трип-, воды точной коррекции телескопа по чапельмостик 13, плоско-параллельную оп совому ведению и склонению, восстанавтическую пластину 14, приемник излуче ливает точное визирование фотогидм нания. Фотогида 15, приемник 16 излучения звезду одновременно изображение 1 звезкомпенсатора:дифференциального изгиба, ды нв фотопластинке, сошедшее с исходнойчувствительный по двум координатам, при- точки экспонирования, снова точно возвраемиик 17 юлучения выверителя фокуси- шается обратно. Если одновременно проровкп, чувствительный по одной координа-ЗО исходит и расфокусировка, то изображениете, управляющий усилитель 18 компенса марки на приемнике излучения выветора дифференциального изгиба, управляю Рителя фокусировки смешается в плоскосщий усилитель 19 выверителя фокусиров- ти чертежа в ту или иную сторону в заки, механизм 20 фокусировки телескопа висимости от направления расфокусировкииэображение 21 марки 6 на приемнике Зтелескопа, Но Uо этой же причине одноизлучения компенсатора дифференциального временно смещается и изображение 21изгиба, изображение 22 марки 6 на при- марки на приемнике 16 излучения компенемнике излучения выверителя фокусировки, сатора дифференциального изгиба, ио плоскомпенсатор фокальнойраэности из двух ко-параллельная пластина 14 возвращаетодинаковых оптических клиньев 23, ме.- Фо это изображение автоматически на местоханизмы 24 качания плоско-параллельной и Удерживает точно в то время, как мепластины, трубу 25 телескопа, . хаииэм 20 фокусировки, получив электриИэображение 1 звезды находится в фо- ческий сигнал от приемника 17 излучения.кусе телескопа на фотопластинке, которая через управляющий усилитель 19, перемепомещена в фотокассету 5, одновременно у шает вдоль оптической ося телескопаюображение 2 той же звезды в фокаль кассетодержатель и возвращает изобраной плоскости гида удерживается в цент- жение 22 марки на центр приемника 17ре приемника излучения фотогида 15 на излучения выверителя фокусировки,протяжении всей экспозиции.Луч компенсатора дифференциального з Таким образом, компенсатор диффереиизгиба от марки 6, отразившись от края циалъного изгиба я выверитель фокусировглавного зеркала 3 телескопа и пройдя ки работают взаимосвязанно, причем юобтриппельмостик 13, объектив 12 гида, ражение марки на приемнике излученияплоско-параллельную оптическую пласти- компеисатора дяференциалъного югибану 14, попадает в центр чувствительного является нулЬ пунктом для работы автоподвум координатам приемника 16 из- матического выверителя фокусировки коИкусировки,лучения компенсатора дифференциального торый для выполнения точной фокусировкиизгиба, где образуется изображение 21 телескопа точно удерживает расстояниемарки. Луч выверителя фокусировки отмежду двумя изображениями марок, уста 7 940новленное при первоначальной юстировкетелескопа,Для обеспечения стабильности одновременной работы выверителя фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба необходимо, чтобы скорость отслеживания положения изображения маркикомпенсатором дифференциального изгибапревышала скорость. отслеживания изображения марки выверителя фокусировки, 18Таким образом, упрощение конструкции системы Гидирования и фокусировкии обеспечение возможности автоматической фокусировки достигаются тем, что накассетодержатепе телескопа вместо двух 15светящихся марок установлена одна общаядля выверителя фокусировки и компенсатора дифференциального изгиба, на краюсветового диаметра телескопа установлентол ко один пентаотражатель, а другой щпо ходу луча от первого перенесен накрай светового диаметра объектива гидапо другую сторону от триппельмостикакомпенсатора дифференциального изгиба,а в фокальной плоскостИ гида по другую 25сторону от приемника излучения компенсатора дифференциального изгиба, чувствительного к перемещению изображения подвум взаимно перпендикулярным координатам; установлен приемник излучениявыверителя фокусировки, чувствительныйк перемещенпо изображения марки по одной координате, в плоскости хода лучей,электрически соединенный через управляющий усилитель с механизмом фокусировкителескопа.3 122на кассетодержателе, светящуюся марку и приемник излучения выверителя фокусировки, два пентаотражателя, один из которых расположен на краю светового диаметра объектива телескопа, клиновой компенсатор фокальной резкости, компенсатор дифференциального изгиба со светящейся маркой, триппельмостик, расположенный между объективом телескопа и объективом гида, плоско-параллельную пластину, расположенную перед фокальной плоскостью гида с возможностью качания относительно двух взаимно перпендикулярных осей от фотоэлектрического следящего 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 пента- отражателей 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 изобретения4 ООптическая система гиднрования и фокусировки телескопа, содержащая объектив телескопа, механизм фокусировки те-, лескопа, кассетодержатель с фотографической кассетой, гид, неподвижно соеди 45 иенный с трубой телескопа, расположенной Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР69 Тираж 518ВНИИПИ Государственнпо делам нзобрете113035, Москва, Ж ЗБ К лридЬдак еоцнои Коррекции Ф,ГтслескояаПоди исно о комитета СССР ий и открытий Раущскаи наб., д. 4