Устройство автоматической юстировкисоставного зеркала

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 838633 Фй У=:н,Ф.(51)М, Кл.02 В 17/06 с присоединением заявки РЙГооудерстеенный комитет(53) УД К 5 Э 5.87 (088 8) до делам изобретений и открытийОпубликовано 15.06.81. Бюллетень22 Дата опубликования описания 18.06,81(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЮСТИРОВКИ, СОСТАВНОГО ЗЕРКАЛА Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано для механической сборки объектива из составных зеркал, а также аля автоматического контроля качества юстировки составного зеркала в процессе5 работы телескопа,Известные устройства автоматической юстировки составных зеркал содержат дат чик угловых и линейных разьюстировок зеркала, связанных с фотоприемным устр. йством, и блок формирования управляющих сигналов, Датчик угловых и линейных разъюстировок зеркала состоит из 9 - 1 ( й - число элементов зеркала) интерферометров белого света, расположенных на стыках элементов зеркала и вьтдающих информацию об осевых смещениях зеркал, интерферометра Майкельсонв, выдающего информацию об угловых разьюстировках элементов зеркала. Интерферо метр Майкельсона содержит источник све- та-лазер, раснтиритель светового пучз 1 ачонокулятор, светоделительную плас-. 2тинку с точными поверхностями из высокооднородного стекла, плоское эталонное зеркало, закрепленное для осуществления модуляции пучка на пьезодвижителе, двухлинзовый объектив, обеспечивающий нужный диаметр интерференционной картины в датчике. В качестве фотоприемника применен диссектор, Способ построения электронного устройства выделения сигналов вытекает из последовательности юстировочных операций.Первая операция остировки предназначена для грубых юстировок ошибок наклона на каждом элементе зеркала и выполняется по достижении минимума числа полос в интерференционной картине при последовательном сканировании в двух взатетно перпендикулярных направлениях.Вторая операция - тонкая юстировка наклонов и грубая юстировка фокуса каждого элемента зеркала - выполняется последовательно, В результате единств венно присутствующими полосами будут кольца, центрированные в центре изоб ражения элемента .и указывающие осевую ошибку,Третья операция - юстировка осевойошибки относительно положения элементов зеркала, - выполняется с помощью5датчика неопределенности 1 интерферометра. белого света) одновременно для каждого элемента зеркала,Четвертая операция - фазовое измерение всех видов ошибок в монохромати 10ческом датчике в пределах ) /4,ППятая операция - фазовое измерениевсех видов ошибок в пределах всего зеркала с точностью Л /20 на всем зеркале. Сравниваются все эталонные точкис одной маркированной точкой 1 ).Недостаток известного устройства состоит в его сложности, так как в качестведатчика осевых и угловых разъюстиро;вок требуется применение интерферомФчра Майкельсона, работающего в монохроматическом свете, и 1 О - 1) интерферометров белого света. Сложнь;й процесс юсти-ровки диктует сложное построениезлектронной схемы обработки и выделения управляющих сигналов,Цель изобретения - создание устройства значительно менее сложного поконструкции с простым электронным бло - ,ком формирования управляющих сигналов 30и, следовательно, более надежногд в эксплуатации.Указанная цель достигается тем, чтов указанном устройстве датчик угловыхи линейных разъюстировок зеркала состоит из точечного источника света, вьполненного в виде светодиода, установленного в центое кривизны составногозеркала, и питаемого от генератора опорного напряжения, визуализирующего ножа, установленного в плоскости дифракционного изображения, источника с возможностью перекрывания его в двухвзаимно- перпендикулярных направленияхотносительно оптической оси, и проекционного объектива, а фотоприемное устройство выполнено в виде маски с набором отверстий, установленной в плоскости теневого изображены, составногозеркала и блока фотоприемников, установленных в отверстиях маски.Причем отверстия в маске расположе-"ны таким образом, что на каждом изображении элемента зеркала приходитсяпо четыре отверстия, размсщенных по 55парно симметрично относительно. центраизображения, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. ЭЗ фНа фиг. 1 изображена блок- схема устройс тва юстировки составного зеркала; на фиг. 2 - маска накладываемая па теневую картину составного зеркала, на фиг, 3 - функциональная схема блока формирования управляющих сигналов,Устройство содержит составное зеркало 1, источник 2 света в виде светодиода, питающегося от генератора 3 опор" ного напряжения, точечную диафоагму 4 визуализирующий нож 5 с приводом 6 проекционный объектив 7, маску Б с отверстиями, блок 9 фотоприемников, электронный блок 10 формирования управляющих иго и приводы 11.Нож 5 устанавливается в плоскас" и дифракционного изображения точечного источника 2, Нож 5 с помон;ью привода 6 может перекрывать ди 5 ракционное изображение точки по центру в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно оптической оси, И плоск-сти теневогс изображения составного зеркала устанг.- ливается непрозрачная маска с отверстиями таким образом, что на каждое изображение элемента зеркала приходится по четыре отверстия, расположенных попарно симметрично па расстоянии 08 ч от цент раР - радис те лево- О изсоражения элемента составного зеокала), Маска 8 изображена на фиг,. 2, Напоотив каждс= го из отверстий маски устанавливается фотоприемник, общее:испо фотоприемников 4 п . В качестве приводов могут быть использованы пьезодвижители.Устройство работает следующим обра зом.Известно, что при продольном смеще-. нии элемента зеркала. набщодается неравномерное. потемнение теневой картины этого элемента в направлении, перпендикулярном лезвию ножа, что фиксируется соответствующей парой фотоприемников. Устройство чувствительно к знаку дефокусировки, так как при его изменении меняется направление потемнения в теневой картине, что соответствующим обре- зом фиксируется фотоприемным устройством. При наклонах элемента зеркала освещенность теневой картины этого элемента либо равномерно уменьшается, либо равномерно увеличивается, В случае отъюстированного элемента зеркала при одном положении ножа имеем 3 - Л - ОВ яв э%9 ОЬ.р 1 021О ыву соответствующих фотопркдеников.Блок формирования управляющих сиги-. пов (фиг. 3) содержит генератор 12 опорЗффективность устройства состоит в том, что отпадает необходимость использования интерферометров, ОКГ и специального вычислительного устройства, обрабатывающего информацию интерфер енционных картин. При использовании,например, в космических телескопах все это снижает массу, эпектропотребпение увеличивает надежность тепескопа. 5 838ного напряжения 12, подключенный к источнику 1 з светалогический элемент 122 р И-НЕ (о - число элементов составногозеркапа ), 14, два 115, - триггера 15,16, привод ножа 17, логические элел 1 енты о И-НЕ 18, 2 И-НЕ 19 ип идентичных схем обработки сигналов с фотоприемников, каждая из которых содержитъканал отработки дефокусировки, состоящий из фотоприемников 20, 21, вычитаюшего усилителя 22, полосового усилите -пя 23, синхронного детектора 24, ключа25, привода фокусировки 26, двухпорогового компаратора 27 и два канала отработки наклонов, сбх,й, , состоящие изфотопреимников 20, 21 и 28, 29, суммирующих усипителей 30, 31, попосовыхусилителей 32, ЗЭ, детекторов 34, 35,вычитающих усилителей 36, 37, ключей38, 39, приводов поа 40 и но с 41двухпороговых компараторов 42, 43 соотгветс твенно,Блок работает следующим образом.Фотоприемники 20, 21, 28, 29 осве 25шаются модулированным лучистым потоком от источника 13, в качестве которого используется светодиод. Модупяция осуществляется генератором 1 2. Если элемент составного зеркала сфокусирован, тосигналы с фотоприемников 20, 21 оди 30наковы, и на выходе вычитающего усилитепя 22 сигнал отсутствует. В случаедефокусировки на выходе усилителя 22появляется. сигнал, который усипиваечсяполосовым усипителем 23, настроеннымна частоту модуляции и подается насинхронный детектор 24, С выхода синхронного детектора 24 сигнал, соответствующий величине и знаку дефокусировки,40поступает через ключ 25 на привод фокусировки 26, перемещающий элемент составного зеркапа вдоль его оси до техпор, пока дефокусировка не станет меньше допустимой т.е. напряжение на вы 45ходе синхронного детектора не станетменьше некоторого значения 0( ОПри этом двухпороговый компаратор 27,подключенный к выходу синхронного детектора 24 переходит из .состояния50логического " 0" в состояние логической1", Одновременно с фокусировкойпроизводится отработка наклона б хСигналы с фотоприемнйков, 20, 21 суммируются суммирующим усилителем 30,55усиливаются полосовым усилителем 32и поступают на амплитудный детектор 34.Напряжение с выхода детектора 34 сравнивается в вычитающем усилителе 36 с 633 6опорным напряжением О соответствую. шим полностью отьюстированному элементу составного зеркала. С выхода усилителя 36 сигнал, соответствующий величинеи знаку наклона о., через ключ 38 подается на привод по х 40, наклоняющийэлемент составного зеокала до техпор, пока наклон поз., не станет меньше допустимого. Пои этом двухпороговый компаратор 42, подкпюченный к выходу вычитаюшего усилителя 36, переходит из состояния логического Оф .в состояние логической 1". После отработки дефокусировки и наклона ахвсех элементов составного зеркала на выходе логического элемента 2 и И-НЕ 14, входы которого .подключены к выходам ксмпараторов 27, 42 всех и схем обработки сигналов с фотоприемников, установится сигнап, логического 0", вызывающий установку логического 0" на . прямом выходе триггера 15 с и срабатывание ключей 25, 38, откпючаюших приводы фокусировки и наклона Ф, всехэлементов составного зеркала, и установку зеркала, и установку логическойна прямом выходе триггера 16, которая вызывает подключение привода но Ф 41 к выходу вычитаюшего усилителя 37 кпючом 39. Сигнал логической "1" с инверсного выхода триггера 15 включает привод ножа 17, переводящий нож во второе положение. ранее производится отработка наклонами.аналогично отработке наклона с.х, После отработки .нак - лона а всех и элементов на выходе логического элемента 18 установится сигнал логического "0, вызывающий переключение триггера 16 и установку логического "0" на прямом выходе и срабатывание ключей отключающих приводы пос всех элементов составного зеркала. При этом на выходе логического элемента 2 И-НЕ 19, входы которого подключены к инверсным выходам триггеров 15, 16, устанавливается сигнал логического "0", который можно использовать как коне., юстировки составного зеркала.1. Устройство автоматической встировки состаВноГО зеркала содержащее датчик утлОВых и линейных ризыя;тиро-" вок зеркала, соединенных с фотоприемным устройством, и блок Формированйя управлякипих сигналов, о т л и ч а ю - щ е е с я . тем, что, с целью упрощения .конструкции устройства, датчик угловых и линейных ризъкетировок зеркала состоит из точечного источника света, выполненного В виде светодиода, установленного в центре кривизны составного зеркала, и питаемого от генератора Опорого апряжия, визуализируощего ножа 1 устаноВленногО В,Рзсскости дифракционного изображения источника с возможностью перекрывания его в двух взаимно перпендикулярных направлениях,относительно опти.:еской оси, и проекционного объектива, а фотоприемное уст - ройтсво Выполнено в виде,маски с нибОром Отве рс тий, ус тинов ле н ной В и лОс - кости теневОГО иэобриженж с остивнОГО зеркала и блока фоприемио, установленньдх д отверстиях маски2. Устройство по. п. 1, О т л и ч и ю и е е с я темр что ОтВерстня В маске расположены таким образом, что на каждое изображение элемента зеркала при. ходится по 4 Отверстия, размещенных попарно симметрично относительно центра изображения в двух Взаимно перпендикулярных направлениях,Ксточники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Йсследование Возможности изгс товления зеркал. ОбсчетГОИ лл,И. Вг-. вилОВи 1872 (Щх)тотий).