АППАРАТ АЭРОФОТОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ Российский патент 2007 года по МПК G03B37/00 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, а именно к аэрофотосъемке, и может быть использовано при создании аэрофотелевизионных аппаратов.

Известен кадровый спектрозональный аэрофотоаппарат АС-707-01, выпускаемый ОАО «Красногорский завод им. С.А.Зверева, «Руководство по технической эксплуатации» БЛ 1.723.042-01 РЭ, 1985 г. (направлено в ФИПС по заявке №2003118969 от 26.06.2003 г. - патент №2248026), содержащий корпус с установленными в нем по ходу луча объективом, механизмом компенсации сдвига изображения и механизмом фокусировки. Механизм фокусировки содержит привод фокусировки и исполнительный механизм, выполненный в виде винтовых кинематических пар. При этом фокусировка выполняется посредством подвижки механизма компенсации сдвига изображения, подпружиненного к винтам механизма фокусировки, в направлении, параллельном оптической оси объектива от привода фокусировки, управляемого по сигналам изменения скорости, высоты и давления полета носителя. Винтовые кинематические пары со стороны механизма компенсации выполнены в виде шаровой опоры. В процессе фотографирования на аэрофотоаппарат воздействуют синусоидальные вибрации в вертикальном, продольном и поперечном направлениях, вызванные работой двигателей носителя. В результате этого при шарнирно закрепленном механизме компенсации на винтовых парах существует возможность смещения механизма компенсации перпендикулярно оси объектива, что может привести к снижению качества снимков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является аэрофотоаппарат АК-108Ф, выпускаемый ОАО « Красногорский завод им. С.А.Зверева» (руководство по технической эксплуатации АК-108Ф, 1991 г., рекламный проспект). Он содержит последовательно расположенные по ходу луча на оптической оси в корпусе аэрофотоаппарата объектив и дополнительный корпус, установленный с возможностью вращения вокруг оптической оси. Дополнительный корпус выполнен в виде полого стакана, обращенного стенками к объективу. По внешним стенкам стакана он передними и задней опорами, выполненными в виде подшипников, контактирует с корпусом, причем передние опоры расположены по краю стакана. Внутри на стенках дополнительного корпуса выполнены выступы, на которых установлен механизм фокусировки, включающий в себя привод и исполнительный механизм - винтовые кинематические пары, взаимодействующие через шаровые опоры с выравнивающим столом, на котором находится аэрофотопленка, плоскость со светочувствительным материалом которой совпадает с плоскостью наилучшего изображения объектива. Выравнивающий стол и механизм компенсации сдвига изображения находятся вне дополнительного корпуса в кассетной части. Последняя консольно закреплена на дополнительном корпусе. Дополнительный корпус выполнен с отверстием в центральной части, обеспечивающим прохождение светового потока. Диаметр светового потока объектива >300 мм. С учетом крепления внутренний диаметр подшипников качения должен быть не менее 340 мм. Кроме того, опоры значительно удалены от аэрофотопленки - плоскости наилучшего изображения (порядка ≥0,5 м). Подшипники качения таких размеров имеют большой радиальный и осевой люфт ≥0,05 мм, кроме того, так как расстояние от крепления передней опоры дополнительного корпуса до плоскости наилучшего изображения ≥190 мм, возникают дополнительно трудноустранимые погрешности при юстировке аппарата и его работе. Кроме того, необходимо обеспечить стабильное положение плоскости наилучшего изображения объектива при воздействии синусоидальных вибраций. Наличие сдвига изображения, вызванного смещением механизма компенсации перпендикулярно и параллельно оптической оси аппарата с частотой от 5 до ∞ Гц, приводит к снижению качества снимка во время экспозиции. Таким образом, такое выполнение конструкции аппарата ограничивает возможность использования его при других способах приема изображения, например при электронной записи изображения в цифровой форме, где требования к стабильности плоскости наилучшего изображения значительно выше, чем при способе приема изображения на аэрофотопленку.

Задачей изобретения является создание аэрофототелевизионного аппарата с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - увеличение точности фокусировки, стабильности положения плоскости наилучшего изображения при высоком качестве снимков.

Это достигается тем, что в аппарате аэрофототелевизионном, содержащем корпус с последовательно установленными на оптической оси объективом и дополнительным корпусом, установленным с возможностью вращения вокруг оптической оси и выполненным в виде обращенного стенками к объективу полого стакана, который по краю стакана передними опорами крепится к корпусу, а задняя опора выполнена в виде подшипника качения, внутренняя обойма которого закреплена на дополнительном корпусе, а внешняя - в корпусе аппарата, причем на внутренних стенках дополнительного корпуса крепится механизм фокусировки, включающий в себя привод фокусировки и исполнительный механизм в виде винтовых кинематических пар, состоящих из ходового винта и ходовой втулки, совмещающей плоскость со светочувствительным материалом с плоскостью наилучшего изображения объектива при поступательном перемещении основания со светочувствительным материалом вдоль оптической оси, в отличие от известного, передние опоры дополнительного корпуса выполнены в виде неподвижных кронштейнов, закрепленных на корпусе, в которых находятся ролики, взаимодействующие с дополнительным корпусом, а внутренняя обойма задней опоры закреплена в дне дополнительного корпуса на оптической оси, кроме того, введен оптико-электронный преобразователь, на фотоприемной площадке которого расположена плоскость со светочувствительным материалом, причем оптико-электронный преобразователь жестко закреплен на основании и установлен на оптической оси в дополнительном корпусе с помощью направляющих осей, каждая из которых жестко закреплена в основании и взаимодействует с роликами, расположенными в неподвижных кронштейнах на внутренних стенках дополнительного корпуса.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема аппарата аэрофототелевизионного; на фиг.2 - механизм фокусировки.

Аппарат аэрофототелевизионный (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором последовательно установлен на оптической оси объектив 2 и дополнительный корпус 3. Дополнительный корпус 3 установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью привода 4, который находится вне корпуса 1. Дополнительный корпус 3 выполнен в виде полого стакана, обращенного стенками к объективу 2. На внутренних стенках дополнительного корпуса 3 (фиг.2) на выступах размещен механизм фокусировки, состоящий из привода фокусировки 5 и исполнительного механизма в виде винтовых кинематических пар, выполненных из ходовых винтов 6 и ходовых втулок 7. Кроме того, в дополнительном корпусе 3 размещен оптико-электронный блок 8, фотоприемная площадка которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива 2. Сам дополнительный корпус 3 установлен в корпусе 1 на передних опорах 9 и задней опоре 10. Задняя опора 10 установлена в дне дополнительного корпуса 3 на подшипнике качения 11, ось которого совпадает с оптической осью объектива. Внешняя обойма 12 подшипника установлена на корпусе 1, а внутренняя обойма 13 - на оси, закрепленной в дне дополнительного корпуса 3. Передние опоры 9 расположены по краю стакана (дополнительного корпуса 3) и выполнены из неподвижных кронштейнов, закрепленных на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1, в которых расположены ролики 14, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью дополнительного корпуса 3. Оптико-электронный блок 8 жестко закреплен на основании 15. Основание 15 выполнено с отверстием для прохождения светового потока на оптико-электронный блок 8.Основание 15 перемещается вдоль оптической оси с помощью винтовых кинематических пар - ходовых винтов 6 и ходовых втулок 7 для фокусировки. Кроме того, на основании 15 закреплены направляющие оси 16 параллельно оптической оси с двух сторон от основания, которые, в свою очередь, установлены в направляющих роликах 17. Направляющие ролики 17 находятся в неподвижных кронштейнах, закрепленных на внутренней поверхности дополнительного корпуса 3, и контактируют с направляющими осями 16 по всей их цилиндрической поверхности.

Аппарат работает следующим образом.

При включении его в режим «СЪЕМКА» производится экспонирование кадра через объектив 2 с одновременной компенсацией сдвига изображения, осуществляемой посредством качания зеркала, расположенного перед объективом. Одновременно с этим производится последовательное считывание информации оптико-электронным блоком 8 и запись его в цифровой форме в блок памяти, размещенный здесь же. В процессе фотографирования может происходить изменение режимов полета носителя, то есть изменение скорости (W), высоты (H) и давления (Р_н) в отсеке носителя, а также наклонной дальности (L) (расстояния от аппарата до объекта съемки, при выполнении перспективного фотографирования). Это вызывает расфокусировку аппарата и, как следствие, - потерю качества снимков. Для устранения этого недостатка необходимо выполнить фокусировку объектива 2, для чего привод фокусировки 5, работающий от датчиков скорости, высоты, давления и дальности, приводит в движение исполнительный механизм фокусировки - ходовые винты 6. Поворачиваясь, ходовые винты 6, одновременно, перемещают вдоль оси ходовые втулки 7 в пределах, ограниченных числом оборотов ходовых винтов 6 и разностью шагов резьбы последних и ходовых втулок 7. В данном случае винтовая пара выполнена по типу дифференциального винта. Далее, ходовые втулки 7 совместно с основанием 15 и установленным на нем оптико-электронным блоком 8 перемещаются вдоль оптической оси в сторону фокусировки объектива 2 и устанавливают его в положение наилучшего изображения. В свою очередь, оптико-электронный блок 8 вместе с основанием 15 перемещается по направляющим роликам 17 (фиг.2) посредством осей 16, закрепленных на основании 15.

Для обеспечения перспективного фотографирования (фотографирование по направлению полета), обусловленного техническим заданием, дополнительный корпус 3 с установленными в нем оптико-электронным блоком 8 на основании 15 и механизмом фокусировки, включающим привод 5, ходовые винты 6 и ходовые втулки 7, вращается вокруг оптической оси объектива от привода 4 в опорах 9 и 10. Передняя опора 9 содержит ролики 14, а задняя опора 10 - подшипник 11, внутренняя обойма 12 которого установлена в дополнительном корпусе 3, а внешняя обойма 13 - в корпусе 1 аппарата. В данном конкретном случае все четыре винтовые кинематические пары работают от одного привода фокусировки 5.

Преимущества предложенного технического решения по сравнению с ближайшим аналогом состоят в следующем:

- обеспечивается высокая точность фокусировки аппарата в широком диапазоне скорости, высоты, давления и дальности фотографирования с применением электронной (цифровой) записи изображения;

- обеспечивается высокое качество снимков;

- увеличивается надежность работы аппарата.

Аппарат аэрофототелевизионный содержит корпус с последовательно установленными на оптической оси объективом и дополнительным корпусом, установленным с возможностью вращения вокруг оптической оси и выполненным в виде обращенного стенками к объективу полого стакана, который по краю стакана передними опорами крепится к корпусу. Задняя опора выполнена в виде подшипника качения, внутренняя обойма которого закреплена в дополнительном корпусе, а внешняя - в корпусе аппарата. На внутренних стенках дополнительного корпуса крепится механизм фокусировки, включающий в себя привод фокусировки и исполнительный механизм в виде винтовых кинематических пар, состоящих из ходового винта и ходовой втулки, совмещающей плоскость со светочувствительным материалом с плоскостью наилучшего изображения объектива при поступательном перемещении основания со светочувствительным материалом вдоль оптической оси. Передние опоры дополнительного корпуса выполнены в виде неподвижных кронштейнов, закрепленных на корпусе, в которых находятся ролики, взаимодействующие с дополнительным корпусом, а внутренняя обойма задней опоры закреплена в дне дополнительного корпуса на оптической оси. Кроме того, введен оптико-электронный преобразователь, на фотоприемной площадке которого расположена плоскость со светочувствительным материалом. Оптико-электронный преобразователь жестко закреплен на основании и установлен на оптической оси в дополнительном корпусе с помощью направляющих осей, каждая из которых жестко закреплена в основании и взаимодействует с роликами, расположенными в неподвижных кронштейнах на внутренних стенках дополнительного корпуса. Технический результат - увеличение точности фокусировки, стабильности положения плоскости наилучшего изображения при высоком качестве снимков. 2 ил.

Аппарат аэрофототелевизионный, содержащий корпус с последовательно установленными на оптической оси объективом и дополнительным корпусом, установленным с возможностью вращения вокруг оптической оси и выполненным в виде обращенного стенками к объективу полого стакана, который по краю стакана передними опорами крепится к корпусу, а задняя опора выполнена в виде подшипника качения, внутренняя обойма которого закреплена в дополнительном корпусе, а внешняя - в корпусе аппарата, причем на внутренних стенках дополнительного корпуса крепится механизм фокусировки, включающий в себя привод фокусировки и исполнительный механизм в виде винтовых кинематических пар, состоящих из ходового винта и ходовой втулки, совмещающей плоскость со светочувствительным материалом с плоскостью наилучшего изображения объектива при поступательном перемещении основания со светочувствительным материалом вдоль оптической оси, отличающийся тем, что передние опоры дополнительного корпуса выполнены в виде неподвижных кронштейнов, закрепленных на корпусе, в которых находятся ролики, взаимодействующие с дополнительным корпусом, а внутренняя обойма задней опоры закреплена в дне дополнительного корпуса на оптической оси, кроме того, введен оптико-электронный преобразователь, на фотоприемной площадке которого расположена плоскость со светочувствительным материалом, причем оптико-электронный преобразователь жестко закреплен на основании и установлен на оптической оси в дополнительном корпусе с помощью направляющих осей, каждая из которых жестко закреплена в основании и взаимодействует с роликами, расположенными в неподвижных кронштейнах на внутренних стенках дополнительного корпуса.