Телескоп Советский патент 1986 года по МПК G02B23/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники, преи у1уществен- но к астрономическим устройствам для определения угловых положений визирных осей крупногабаритных следящих приборов - труб телескопов, установленных на многоосных монтировках.

Целью изобретения является повьше- ние точности определения направления

визирования на объект путем повышения О отражающими гранями 15 и 16, отра-

быстродействия оптических связей.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - оптическая схема устройства коллинеарного переноса лучей и автоколлиматораJ на фиг, 3 - схема фотоприемника; на фиг, 4 - схема марки; на фиг. 5 - схема расположения марки относительно линеек фо- топриемника; на фиг. 6- схема отсчета на линейке фотоприемнйка.

Устройство содержит установленную .на фундаменте 1 монтировку с основанием 2, первой осью 3, второй осью 4, датчик 5 угла поворота п:ервой оси, датчик 6 угла поворота второй оси, каждый из которых состоит из ротора 7. соединенного с соответств:ующей осью 3-4, и статора 8. Статор датчика 5 первой оси закреплен на основании 2, статор датчика 6 второй оси - на предьщущей к ней первой оси 3. Труба 9 закреплена на второй оси 4 с объективом 10 и координатором П, расположенным в фокальной плоскости. Устройство снабжено также призмами 12, и 13, каждая из которых вьтолнена с плоскими отражаняцими гранями (а,§,с) и соединена с ротором датчика соответствующей оси так, что одна его грань а перпендикулярна оси вращения данной оси,

Другая гран ь & перпендикулярна оси вращения последующей оси (дпя последней оси грань перпендикулярна визирной оси трубы)5 третья грань с параллельна оси вращения последующей оси, статор датчика 8 второй оси, закрепленный на первой оси 3, имеет плоскую отражающую грань 14, жестко с ним связанную и параллельную грани с призмы 12 первой оси, при этом грань Q призмы 13 и грань 6 призмь 12, грань с призмы 12 и отражающая грань 14, грань § приз1 1Ы 13 и координатор 1 оптически связаны.

Кроме того, статор датчика 5, закрепленного на основании 2, снабжен плоской отрг1жающей гранью 15, жестко

-

12460412

с ним связанной и параллельной первой

оси 3, причем данная грань и фундамент 1 (грань 16) оптически связаны. Плоская отражающая грань а базового элемента 12 оптически связана с отражающей гранью 17, расположенной на фундаменте параллельно грани о. . Оптические связи между гранью а призмы 12 и отражающей гранью 17,

жающей гранью с призмы 12 и отражающей гранью 14, отражающей гранью & призмы 12 и отражающей гранью а призмы 13 выполнены в виде устройств

18-21 коллинеарного переноса и автоколлиматоров 22-25, причем во всех случаях визирный луч автоколлиматора разделен устройством коллинеарного переноса на два коллинеарных луча,

0 перпендикулярных к связьшаемым отражающим граням.

Оптическая связь между координатором I1 и гранью Е базового элемента 13 выполнена в виде объектива 26

5 с маркой, размещенной в его главной точке, установленного на трубе 9 так, что марка находится на половине фокусного расстояния объектива 26 и включ:ает устройство коллинеарного пе0 реноса 27, расположенное на трубе между объективом трубы 10 и объективом 26. Для предотвращения наложения

автоколлимационных изображений от оптически связанных граней в каждое

5-входное окно устройств 18-21 коллинеарного переноса (фиг. 2) установлены спектральные фильтры 28 и 29 с . неперекрьшающимися спектральными областями пропускания, а в автоколлимато0 ры 22-25, состоящие из объектива 30, светоделительного кубика 31, марки 32, установлены фотоприемники 33 и светс1фильтры 34 и 35, причем фотоприемник состоит из двух параллель5 ных линеек позиционно-чувствительных фотоэлементов 36 и 37 со светофильтрами 34 и 35 (фиг. 3), а область пропускания светофильтров 34 и 35, установленных перед фотоприемниками,

50 сопряжена с областью пропускания светофильтров 28 и 29, установленньк в соответствующем окне устройства кол- линеарного переноса лучей (УКП) каждого автоколлиматора. 55 Ма.рка 32 (фиг. 2 и 4) выполнена в внп,е двух прозрачных штрихов на темном фоне, расположенных под углом друг к другу. Для обеспечения равно-.

3

мерного разрешения по двум направле- киям и упрощения вычисления координат марка выполнена в виде двух прозрачных штрихов, находящихся под уг лом 90° друг к другу, и расположена так, что биссектриса .угла автоколлимационного изображения этой марки образует угол 90° с линейками фотоприемников 36 и 37 (фиг, 5)о После получения автоколлимационных изображений по каждому из двух каналов УКП на фотоприемнике образуются два независимых изображения, разделенных по спектральному составу А, Д, (фиг, 6 Тогда в системе координат X, Y, связанной с плоскостью фотоприемника (фиг. 6), для координат центра пересечения штрихов изображения марки справедливо:

V Vj

для первого изображения у и ;

для второго изображения у

v - У - У 2

Взаимное угловое положение поверхностей определяется разностью коорди- ,нат: ду у-у , йх х-х „

Устройство работает следующим образом.

Для определения углового положения визирной оси трубы телескопа в каждый фиксированный момент времени по датчикам углов поворота осей 5 и 6 снимают 5пгловые отсчеты (& к Q ). Кроме того, используя оптические связи грани а базового элемента 12 и отражающей грани 17, отражающей грани 15 и отражающей грани 16, грани с приз- мы 12 и отражающей грани 14, грани 8 призмы 12 и грани а призмы 13, определяют Их относительные угловые положения - углы (с,|9, ), (), (), (о )о Используя оптическую связь грани & призмы 13 с координатором 11, определяют угловое положение ( )

4604)

визирной оси трубы 9 относительно нор-. Мали к грани ё , Применяя известные выражения преобразования координат C2J, определяют угловое положение 5 визирной оси,

Двухкоординатный режим работы поясняется фиг. 5, где дано положение изображения автоколлимационной марки

to на линейках позиционно-чувствительного приемника. Отсчеты у (у ) и У. УЛ ) получаются в результате обработки электрического сигнала с линеек фотоприемников.

15

Формула изобретения

Телескоп, содержащий визирную ось трубы телескопа и оптические отража20 тели, связанные через устройства кол- линеарного переноса лучей с двумя входными окнами, и автоколлиматоры, включающие фотоприемник и автоколлимационную марку, отличающий5 с я тем, что, с целью повышения

точности определения углового положения визирной оси трубы путем повышения быстродействия оптических связей, устройство снабжено дополнительными

0 фотоприемниками, каждый из которых установлен в фокальной плоскости объектива каждого автоколлиматора, и светофильтрами с неперекрьшающимися областями светопропускания, установг ленными в каждом входном окне устройства коллинеарного переноса лучей, при этом каждый из фотоприемников выполнен в виде двух параллельных линеек позиционно-чувствительных фото-

элементов со светофильтрами, установленными перед этими линейками, с областью пропускания, сопряженной с областью пропускания светофильтра в соответствующем окне узла коллинеар-

, ного переноса лучей, а марка каждого из автоколлиматоров выполнена в виДв двух прозрачных штрихов на темном фоне, расположенных под углом друг к другу и к линейкам соответствующе- го фотоприемника, и

I I ,

п IS I I 23

f;fccr

и ч Тт,п.

/

в1 а N

/

Фиг t

ФиъЛ

Фиг. 5

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения направления визирования на объект путем повышения быстродействия оптических связей. Дпя этого в фокальной плоскости объектива 30 каждого автоколлиматора установлен дополнительный фотоприемник 33, выполненный в виде двух параллельных линеек позиционно-чувствительных фотоэлементов, со светофильтрами 34, 35 перед ним. Марка 32 выполнена в виде двух расположенных под углом друг к другу и к линейкам соответствующего фотоприемника прозрачных штрихов на темном фоне, что обеспечивает равномерное разрешение по двум направлениям и упрощение вычисления координат. Область пропускания светофильтров 34, 35 сопряжена с областью пропускания светофильтров 28 и 29, установленных в соответствующем окне устройства коллинеарного переноса лучей каждого автоколлиматора. После полу чения изображения по каждому из двух каналов устройства коллинеарного переноса лучей на фотоприемнике 33 образуются два независимых изображения, разделенных по спектральному составу. 6 ил. (Л с Ю 4 Од , Фиг. 2

Составитель Ю. Костюченко Редактор Н. Егорова Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 3996/39 Тираж 501 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

.по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4