Телескоп с фоторегистрирующим устройством Советский патент 1981 года по МПК G02B23/00 

(5) ТЕЛЕСКОП С ФОТОРЕГИСТРИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

Изобретение относится к оптико- электронному прибороетроению и может быть использовано во внеатмосферных бортовых и наземных телескопах, а также а других оптических приборах,. предназначенных для наблюдения и фоторегистрации различных объектов и явлений. Известны телескопы, используемые во внеатмосферных астрофизических комплексах, содержащие объектив, фоторегистрирующее устройство с затвором, устройство управления затвором и устройство для контроля качества изображения (например} контрастности изображения). Для слежения за фотографируемым объектом эти телескопы содержат систему гидрирования, состоящую из датчика;положения изображе ния и датчика скорости движения изоб ражения, соединенные через усилитель но-преобразовательное устройство с приводами исполнительных органов, обеспечивающих стабилизацию положе|4йя изображения на входном окне фотокамеры. Выходной сигнал с устройства контроля качества изображения используется в таких телескопах, например, для управления фокусировкой телескопа, либо для дистанционного контроля качества работы телескопа. Управление затвором фоторегистрирующего устройства в зтих teлecкoпax осуществляется либо по командам программного устройства, либо по командам оператора, осуществляющего дистанционное управление телескопом Ij. Наиболее близким техническим решением является солнечный телескоп, который является прототипом, устройства. Телескоп содержит объектив, установленную в фокальной плоскости фотокамеру с затвором, устройство управления затвором, датчик скорости отклонения изображения, в качестве которого использовался гидроскопический датчик угловой скорости, указывающий угловую скорость отклонения оптической оси телескопа, устройство для контроля качества изображения, в качестве которого использовалось сканирующее фотоприемное устройство с преобразователем, осуществляющее фотометрический разрез изображения фотографируемого объекта и формирующее на выходе сигнал, пропорциональ-ный контрасту изображения . Недостатком этого телескопа и аналогичных является относительно малое количество фотоснимков высокого качества, полученных за единицу времени, при большом расходе фотопленки, т.е. малая информативность телескопа, что объясняется следующими причинами. Управление затвором фотокамеры в телескопе осуществляется от устройства управления затвором по заранее заданной программе. Основными условиями, обеспечивающими достаточно высокое качество фотоснимков в заданный момент времени, при заданной экспозиции, являются достаточно высокий уровень качества изображения в этот момент ,и достаточно низкий уровень скорости движения изображения во время экспозиции. Но поскольку качество изображения и скорость движения изображения в фокальной плоскости телескопа в каждый момент времени зависят от большого количества внешних факторов, носящих случайный характер (например, конвекционные потоки в тр бе телескопа, тепловые деформации оп тических элементов, ветровые возмущения и вибрации телескопа и пр.), то качество фотоснимков, сделанных в заданные моменты времени, носит случайный характер. А вероятность того, что заранее заданный момент срабатывания затвора совпадает с удовлетворительным сочетанием качества изобра жения и скорости движения изображения, мала. Увеличение количества качественных снимков в известных аналогичных телескопах осуществляется только за счет существенных усложнений конструкции телескопа, обеспечивающих более высокое качество изображения и меньшие скорости движения изображения при тех же внешних воздействиях (например, размещение труб телескопа в вакуумном объеме, применение активных терморегулирующих сие тем, использование дополнительных более точных систем стабилизации изображения и т,д,). Целью изобретения является улучшение качества изображения за счет уче- та внешних дестабилизирующих факторов. Указанная цель достигается за счет того, что в телескоп введены устройство формирования опорного значения качества изображения, устройство формирования опорного значения скорости отклонения изображения, два компаратора и двухвходовая схема совпадения, причем двухвходовая схема совпадения соединена с.входом устройства управления затвором, а ее два входа подключены к выходам соответственно двух компараторов, один вход первого из них соединен с выходом устройства контроля качества изображения и входом устройства формирования опорного значения качества изображения, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, а один вход второго компаратора соединен с выходом датчика скорости отклонения и входоМ устройства формирования опорного значения скорости отклонения изображения , выход которого подключен к второму входу компаратора. На чертеже представлена принципи5льная схема описываемого телескопа. Телескоп содержит объектив 1, фотокамеру 2 с затвором 3, установленную в фокальной плоскости телескопа, устройство управления затвором k, датчик положения изображения 5, например солнечный гид, датчик скорости отклонения изображения 6, выполненный, например, в виде дифференцирующего устройства, на вход которого поступают сигналы отклонения изображения с датчика положения изображения 5 устройство для контроля качества изображения 7 выполненное, например, в виде сканирующего фотоприемного устройства, обеспечивающего непрерывную оценку контраста изображения, при этом выходной си|- нал устройства возрастает по мере ухудшения качества, компенсатор движения изображения 8, выполненный в виде плоского диагонального зеркала с возможностью управляемого отклонения пучка лучей телескопа и расположенный на оптической оси телескопа, оптические элементы Э, формирующие изображение фотографируемого объекта в плоскостях датчика положения изображения, и датчик скорости отклонения изображения соединены через усилительно-преобразовательное устройст во 10 с приводом 11 компенсатора движения изображения. Устройство управления затвором через двухвходовую схему совпадения 12 соединяется с вы ходами двух компараторов 13 и Т. Первый вход компаратора 13 и первый вход компаратора I соединены соответственно с выходом устройства формирования опорного значения качества изображения 15 и с выходом устройства формирования onopHofO значения скорости отклонения изображения 1б. Вторые входы компараторов 13 и 14 соединены соответственно с выходом устройства контроля качества изображения и с выходом датчика скорости отклонения изображения. Телескоп, может быть установлен на борту КА (космического аппарата) стратосферной станции, либо на Земле и предназначен для наблюдения и фотографирования изображения астрономических (Солнца, Луны) и др. объектов и явлений. Предварительное грубое наведение оптической оси телескопа на фотографируемый объект осуществляется системой управления самого КА или стратосферной станции Объектив 1 строит изображение фотографируемого объекта в фокальной плоскости телескопа на входном окне фотокамеры 2. Одновременно, с помощь оптических элементов 9, изображение попадает на датчик положения изображения 5 и устройство контроля качест ва изображения 7. Такое наведение и стабилизация изображения в фокальной плоскости телескопа осуществляется путем управляемого отклонения компенсатора движения изображения 8. Пр этом сигналы с выхода датчика положе ния изображения 5 и выхода датчика скорости отклонения изображения 6 после преобразования в усилительнопреобразовательном устройстве 10 поступают на привод компенсатора 11, который путем поворота компенсатора компенсирует движение изображения. Одновременно сигнал с выхода датчика скорости отклонения изображения и си нал с выхода устройства контроля качества изображения поступают соответственно на вход компаратора It и вход компаратора 13, где сравниваются с опорными сигналами, поступающими на опорные входы этих компараторо соответственно с устройства формирования опорного значения скорости отклонения изображения 16 и с устройства формирования опорного значения качества изображения 15. Если сигнал с выхода устройстве контроля каэства изображения 7 или с выхода датчика скорости отклонения изображения 6 меньше по величине соответствующего опорного значения, то на выходе соответствующего компаратора появится сигнал, поступающий на один из ВлОдов схемы совпадения. Если текущие значения сигналов с выхода устройства контроля качества изображения и с выхода датчика скорости отклонения изображения одновременно становятся меньше соответствующих опорных значений качества изображения и скорости отклонения изображения, т.е. если одновременно становятся качество изображения выше, а скорость отклонения ниже заданных значений, то появившиеся сигналы с двух компараторов 13 и }k вызывают появление сигнала на выходе схемы совпадения 12, который в свою очередь через устройство управления затвором 4 дает разрешение на срабатывание затвора 3 фотокамеры 2. Таким образом, использование телескопа с предложенным фоторегистрирующим устройством позволяет увеличить информативность телескопа. Формула изобретения Телескоп с фоторегистрирующим устройством, содержащий объектив и установленный на его оптической оси компенсатор движения изображения, оптически связанный через первое полупрозрачное зеркало и затвор с фотокамерой и через упомянутое первое олупрозрачное зеркало - со вторым олупроз эачным зеркалом, относительно оторого расположены датчик положеия изображения и устройство для онтроля качества изображения, прием выход датчика положения изобраения соединен с первым входом усиительно-преобразовательного устройтва непосредственно, а со вторым- ерез датчик скорости отклонения зображения, а выход усилительнореобразовательного устройства подлючен к входу привода компенсатоа, кинематически связанного с коменсатором движения изображения, а атвор кинематически связан с уст