АЭРОФОТОАППАРАТ
AERIAL CAMERA

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к аэрофотосъемке.
Известно устройство для получения кругового панорамного изображения по заявке РФ №95119305, опубликованной 10.27.1997 г., МПК G03B 37/00, содержащее одноканальную оптическую систему, состоящую из объектива, зеркала с наружной боковой отражающей поверхностью, расположенного перед объективом, причем ось симметрии отражающей поверхности зеркала совмещена с главной оптической осью объектива посредством внешнего опорного элемента, и приспособление для установки средства фиксации изображения, причем зеркало выполнено конусообразным и расположено вершиной к объективу с перекрытием своим максимальным поперечным сечением угла поля зрения объектива. Данное устройство сложное и в связи с разномасштабностью изображения, характерной для панорамных аэрофотоаппаратов, дает низкое качество обычных снимков.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является аэрофототелевизионный аппарат по патенту РФ №2307383, опубликованному 27.09.07 г., МПК G03B 37/00. Он состоит из последовательно расположенных в корпусе аппарата на оптической оси зеркала, установленного на основании под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг оптической оси с помощью привода, и объектива, за которым в дополнительном корпусе расположен оптико-электронный блок, фотоприемная площадка которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива. Дополнительный корпус установлен также с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью внешнего привода. Данный аэрофотоаппарат не обладает достаточной синхронностью вращения зеркала и дополнительного корпуса, что значительно снижает качество снимков.
Задачей изобретения является создание аэрофотоаппарата с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - повышение точности и надежности работы аппарата, позволяющее улучшить качество снимков.
Это достигается тем, что в аэрофотоаппарате, содержащем расположенные последовательно по ходу луча на оптической оси в корпусе аппарата зеркало, установленное под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг нее с помощью первого привода зеркала, объектив и дополнительный корпус, внутри которого расположен приемник оптического излучения, фотоприемная зона которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива, причем дополнительный корпус установлен также с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью привода дополнительного корпуса, в отличие от известного, зеркало в нем установлено с дополнительной возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, с помощью второго привода зеркала, и все три привода снабжены моментными двигателями, вход каждого моментного двигателя связан с выходом соответствующего блока системы управления приводом, входы последних, в свою очередь, связаны с тремя выходами блока управления приводами, а на оси ротора каждого моментного двигателя закреплен соответствующий одноосный измеритель угловых скоростей, выходы которых связаны с входами соответствующих блоков системы управления приводом, кроме того, один вход блока управления приводами связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя, а другой вход блока управления приводами является управляющим входом всего аэрофотоаппарата.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема аэрофотоаппарата, на фиг.2 - разрез зеркала по оси, перпендикулярной оптической оси, на фиг.3 - блок-схема аэрофотоаппарата.
Аэрофотоаппарат (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором последовательно по ходу луча установлено зеркало 2 под углом к оптической оси, объектив 3, за которым в дополнительном корпусе 4 расположен приемник оптического излучения 5, фотоприемная зона которого находится в плоскости наилучшего изображения объектива 3. Зеркало 2 жестко закреплено на основании 6, которое в свою очередь установлено с возможностью поворота вокруг оптической оси объектива 3 и вокруг оси, перпендикулярной ей, с помощью двух приводов, состоящих из моментных двигателей 7, выполненных из статоров 8 и роторов 9. Поворот зеркала 2 вокруг оптической оси с помощью первого привода дает возможность изменения угла визирования и возможность сканирования фотографируемой поверхности. А поворот зеркала 2 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива 3 (фиг.2), с помощью второго привода зеркала необходим для компенсации сдвига изображения проецируемой местности. Статор 8 первого привода зеркала закреплен на корпусе 1, статор 8 второго привода зеркала - на основании 6. Ротор 9 первого привода зеркала через втулку закреплен на оси соосно с оптической осью аэрофотоаппарата, а ротор 9 второго привода зеркала - посредством стакана 10 на оси, перпендикулярной ей (фиг.2). На оси, соосной с оптической осью аэрофотоаппарата, и стакане 10, установленном соосно с осью, перпендикулярной ей, установлены одноосные измерители угловых скоростей (ОИУС) 11, а в статорах 8 встроены датчики угла положения (на фиг.1 не показаны). Дополнительный корпус 4 выполнен в виде полого цилиндра, расположенного вдоль оптической оси за объективом 3, кроме того, дополнительный корпус 4 установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси с помощью моментного двигателя 12 (со статором 13 и ротором 14). Моментный двигатель 12 установлен соосно с оптической осью объектива 3 за дополнительным корпусом 4. В статоре 13, закрепленном на корпусе 1, встроен датчик угла положения (на фиг.1 не показан). Ротор 14 закреплен в дополнительном корпусе 4 через втулку на оси, совпадающей с оптической осью объектива 3. На этой же оси закреплен одноосный измеритель угловых скоростей ОИУС 11. На один вход блока управления приводами (БУП) 15 (фиг.3) подается сигнал с бортового компьютера через оптико-механическую систему (не показана), задающий параметры предстоящей съемки, и, кроме того, другой вход БУП 15 связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей (ТИУС) 16, который вносит поправку в управляющий сигнал, поступающий в блоки системы управления приводами (БСУП) 17 в зависимости от угла крена, тангажа и сноса летательного аппарата. Выходы каждого из трех БСУП 17 (первого и второго приводов зеркала 2 и привода дополнительного корпуса 4) связаны с роторами 9 и 14 соответствующих моментных двигателей 7 и 12. Блоки БУП 15, БСУП 17 и ТИУС 16 размещены в корпусе 1, а блоки ОИУС 11 установлены соосно с роторами 9 и 14.
Аэрофотоаппарат работает следующим образом. Управляющий сигнал с БУПа 15 поступает на БСУП 17 каждого из двух приводов зеркала 2 и привода дополнительного корпуса 4 с закрепленным в нем фотоприемником оптического излучения 5, при этом зеркало 2 поворачивается на заданный угол и в заданном направлении моментным двигателем 7 вокруг оптической оси объектива 3, другим двигателем 7 - вокруг оси, перпендикулярной оптической оси. Одновременно с этим, дополнительный корпус 4 поворачивается моментным двигателем 12 также вокруг оптической оси объектива 3. Стабилизацию изображения объекта съемки в плоскости фотоприемной зоны, проецируемого через зеркало 2 и объектив 3, обеспечивает трехосный измеритель угловой скорости ТИУС 16, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя. Роли датчиков обратной связи работы моментных двигателей 7 и 12 выполняют одноосные измерители угловой скорости ОИУС 11, установленные соосно с роторами 9 и 14, моментных двигателей 7 и 12 соответственно. Таким образом, зеркало 2 на основании 6 и фотоприемник оптического излучения 5, поворачиваясь на угол положения и визирования (съемки) и в заданном направлении (правый или левый борт по направлению полета), занимают рабочее положение. Аэрофотоаппарат включается в режим «СЪЕМКА». В это время моментные двигатели 7 обеспечивают компенсацию скорости движения изображения объекта съемки вдоль взаимно перпендикулярных осей, расположенных в плоскости фотоприемника оптического излучения 5, а моментный двигатель 12 обеспечивает синхронизацию положения плоскости фотоприемника оптического излучения 5 относительно угла положения зеркала 2. Во время работы аэрофотоаппарата в режиме «СЪЕМКА» изображение с фотоприемника оптического излучения 5 считывается и передается в обработанном (сжатом) виде в блок памяти, расположенный отдельно. Работа аэрофотоаппарата в режиме «СЪЕМКА» заканчивается после снятия сигнала «СЪЕМКА», после чего аэрофотоаппарат, завершив доработку цикла, занимает исходное положение.
Таким образом, создан аэрофотоаппарат, который обеспечивает синхронность и высокую точность угла поворота зеркала и дополнительного корпуса на входе светового пучка, что позволяет получение изображения фотографируемой поверхности более высокого качества, снижение влияния угловых колебаний носителя, увеличение надежности работы аэрофотоаппарата.