Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 119-130
Критерии и методы фокусировки высокоточных оптических измерительных систем
Н.А. Строилов
1 , Е.В. Белинская
1 , Н.Н. Брысин
1 , А.Н. Василейская
1 , С.В. Воронков
1 , А.В. Никитин
1 , А.А. Форш
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 15.06.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-119-130
Рассмотрены особенности и методы фокусировки оптических систем звёздных датчиков по тест-изображениям одиночной звезды. Цель фокусировки состоит в установке плоскости фотоприёмника в требуемое положение относительно плоскости наилучшего изображения объектива. Такое требуемое положение должно обеспечивать оптимальную форму и размер изображения звезды по всему полю изображения c учётом смещения фокальной плоскости при изменении среды калибровки и эксплуатации. Оценка формы и размера звёзды может быть выполнена различными способами. Наиболее полную информацию даёт анализ функции рассеяния точки путём аппроксимации изображения двумерными функциями. Сохранение формы изображения звезды по всему полю обеспечивается отсутствием наклона между двумя рассматриваемыми плоскостями. Значение максимально допустимого наклона может быть определено путём анализа глубины резкости изображения. Корректировка наклона выполняется конструктивно при помощи юстировочных элементов. Изменение среды калибровки и эксплуатации влечёт смещение плоскости наилучшего изображения и должно учитываться в качестве поправки при фокусировке. Значение поправки может быть рассчитано в ходе проектирования объектива и подтверждено экспериментально. Также в статье описано стендовое оборудование, позволяющее проводить фокусировку различных оптических систем с учётом рассматриваемых критериев.
Ключевые слова: фокусировка, юстировка, оптическая система, объектив, фотоприёмное устройство, фокальная плоскость, плоскость наилучшего изображения, оптимальное изображение, одиночная звезда, бесконечно удалённая точка, автоколлиматор, тест-объект, фокусное расстояние, оптические измерительные приборы
Полный текстСписок литературы:
- Бардин А. Н. Сборка и юстировка оптических приборов. М.: Высшая шк., 1968. 328 с.
- Бессонов Р. В., Брысин Н. Н., Полянский И. В., Воронков С. В., Белинская Е. В., Строилов Н. А., Полищук Г. С., Трегуб В. П., Завгородний Д. С. Стенды для определения фотограмматичесикх параметров высокоточных звездных датчиков // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 107–117. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-107-117.
- Weber L., Brady S. Fast Auto-focus Method and Software for CCD-based Telescopes // Minor Planet Amateur/Professional Worshop. Tucson, AZ, 2001. P. 104–113. URL: https://www.ccdware.com/Files/ITS%20Paper.pdf.