Оптическая следящая система астрономического телескопа Советский патент 1979 года по МПК G05D1/00 

Изобретение относится к точному оптике-механическому приборостроению и может быть применено в конструкци фотоэлектрических гидов и компенсато pax дифференциального изгиба в астро ;номических телескопах, в системах согласования элементарных зеркал в телескопах с составной аппаратурой, в приводах коррекции положения зеркал в кюветах системы Уайта, в гфиборах автоматической астронавигации -- Известны оптические следящие , например фотоэлектрические гиды астрономических телескопов и сходные по назначению и одинаковые по устройству двухкоординатные пози ционные датчики оптических следящих систем, где в качестве оптического анализатора изображения применена че тырехгранная пирамида с наружньами зеркальными гранями (анализаторная пирамида), вершина которой помещена в фокусе объектива 1. Известные системы - :громоздки, конструктив с сложно выполнены и имеют пониженную чувствительность из-за удвоения шумб на входе усилителя по каясдой координате, которые накладываются на сигнал paccoглacoвaнJIя,и из-за поте4)ь на отражение светЪвой энергии. Несколько иной конструкции двухкоордйна±ные датчики с единым светоприем ником, с фазовым измерением угла рассогласования 2. Сложность оптической конструкции систем этого типа вызвана наличием дополнительных четырех зеркал и четырех линз Фабри, переносящих изображение зрачка .на фотокатод, механического или квадрант.ного оптического модулятора., Светопотери в этой системе еще больше, чем в предыдущих конструкциях, из-за дополнительных зеркал и квадрантного оптического модулятора. Габариты устройства велики. Наиболее близким к изобретению является двухкоординатный датчик оптической следящей системы 3. Цель изобретения зак,пючаетсй в повышении чувствительности, уменьшение габаритов .и упрощение конструкции.В . предлагаемрй системе это достигается тем, что в фокусе гИда помещена прозрачная оптическая пирамида и последовательно с ней расположена .линза Фабри, которай строит четыре зрачка выхода на фотокатоде диссектора или квадрантного фЬтоумножителя. При этом чувствительность фотогида увеличивается за счет увеличения 3 ; Поступающего на светоприемник сигнала, так как коэффициентпрбпусЖнйя прозрачной пирамиды примерно в четыре раза больше, чем у отражающей, и Иет дополнительных зеркал, которые понижают коэффициент пропускания все систекы примерно на 10%.Перед светоприемником в предлагаемой системе имеет/ся только два оптических элемен Tat пирам11да и линза Фабри, отсутствует модулятор - конструкция очень проста и мала по размеру, Яа фиг. 1 показана предлагаемая система; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (с звездой точнФ на вершине пирамиды) на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (с звездой точно на вершине пирамиды); на фиг. 4 - раЗрез А-А на фиг. 1 (с звездой, отклонившейся от вершины пирамиды); на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 1 (с звездой, отклонившейся от вершины пирамиды); на фиг. б - соединение пирамиды и линзы Фабри на оптическом контакте,вариант выпол;нения -..-,--.- -v- Предлагаемая система содержит объектив 1 гида, прозрачнукз четыр.ехгранную пирамиду 2 с вершиной, расположенной в фокусе объектива, линзу 3 Фабри, одна из поверхностей которой расположена вблизи вершины призмы (возможны два варианта положения: линзой Фабри назад или вперед), диссектор 4, фотокатод которого располо жен в плоскости изображения линзы Фабри, управляющий фазочувствительный усилитель 5, элёктриче.ски с 1вязан ныйЪ йвигатёлями приводов точной коррекции телескопа по часовому веде нию t и склонению (см. фиг.1).На фиг. 2 показана пирамида 2 с изображением звезды 6 точно на вершине пирамида. По этой звезде ведется гидирование гидом телескопа. На Фиг. 3 показано расположение на фотокатоде диссектора 4 четырех зрачков , 9 и 10 выхода (йзображенЩ оёъёдтЖва гида) с равным распределением энергии по зрачкам, соответствующим поло жению точного наведения звезды 6 на вершину пирамиды 2. На фиг.. 4 показа вариант, когда звезда отклонилась от вёЕйиины пирамиды 6дновре мённ6 по направлениям t и j и при этом запрлненнь1ми световой энергией остались толь ко зрачки 8 и 10 выхода (см. фиг.5). Сканирование.изображений зрачков на фотокатоде диссектора электронным лу чом может происходить или в прямоугольной системе координат, или в полярной (по спирали). При сбедйне пирамиды и линзы Фабри на оптическом кбитакте,показанном на фиг. 6, система дает увеличение коэффициента пр вускания до 4%, а конструкция ее по;1учается более прострй и кокш:актной. Губус 11 гида (см.фиг. 1) Жёетк г.ЬоеЯинён с телескопом (на чертеже не показан). В астрономических гидах, которые как правило, работают по 5 слабым объектам-звездам и в аётрбнавйгационных автоматических системах в качестве светоприемников могут быть применены диссекторы и квадрантные фотоумножители, а в других случаях - квадрантный светодиод. Объектив 1 гида строит изображения звезды на вершине прозрачной пирамиды 2. Поскольку эта пирамида является совокупностью четырех преломляющих призм, пересеченных друг с другом через 9 о преломляющими углами наружу, то четыре пучка света, выходящие из нее и проходящие через линзу 3 Фабри образуют на поверхности фотокатода диссектора 4 четыре неПОДВИЖНЫ} зрачка выхода 7,8, 9 и 10. При точном наведении звезды на вераину пирамиды,количество световой энергии во всех четырех зрачках - одинаковое;от диссектора 4 на вход усилителя 5 поступают попарно одинаковые сигналы по t и f,Ha выходе усилителя сигнала нет и приводы телескопа остаются в покое. Но если, изобраикение звезды уходит с вершины пирамиды, в зрачках 7 и 9 световая энергия отсутствует и распределяется между зрачками 8 и 10. В. этом случае с диссектора поступс1ЮТ дифференциальные сигналы на вход усилителя,и он выдает сигналы двигателям телескопа, которые и восстанавливают точную наводку звезды на вершину пирамиды., Этот процесс возникает при малейшем рассогласовании в положении звезды и происходит непрерывно. Предлагаемая система может быть применена в астроприборостроении, в системах автоматической астронавигации, в конструкциях многоходовых кювет системы Уайта. Формула изобретения Оптическая следящая система астрономического телеск oiia, содержаща я объектив, установленнук) в его фокусе четырехгранную анализаторную пирамиду, линзу Фабри, приемник излучения, управляющий фазочувствительный усилитель, электрически соединенный с исполнительными двигателями при13ода точной коррекции телескопа по часовому углу и склонению, о т л ич а ю Щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности, уменьшения габарита и упрс«цения конструкции, четырехгранная анализаторная пирамида выполне.н а прозрачной и помещена в проходящем свете последовательно С линзой Фабри. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Курс аэрофизики и звезднойПод ред. Б.В.Кукаркиастрономиина. М., Наука , т. 1, 1974, с. 97.

56784656

2. Кравцов Н.В. и др. Позицион- 3. Ивандиков М,М, Оптико-электронные чувствительные датчики оптичес- ные приборы для ориентации космиких следящих систем. М., Наука , ческих аппаратов. М, Машинострое1969, с. 32.ние,, 1971- с. 180.

Фиг.г

фае.З

ful.

ФиеХ