14. Засоби компенсування дефокусування
Для зменшення дефокусувань в АФА передбачається застосування інварних тяг, що з'єднують об'єктив з тією частиною камери, де розташована аероплівка, а також застосування аерофотооб'єктивів, що не розладнуються. Застосовують також утеплювальні чохли, засоби для обігріву елементів конструкції і спеціальні контейнері, у яких підтримується визначений мікроклімат. При проектуванні деяких АФА передбачається встановлення плівки в площині, що збігається з площиною найкращого зображення об'єкта при t = 15°С и зниженому тиску р = 120-190 мм рт. ст.
У довгофокусних АФА передбачаються також автоматичні і неавтоматичні системи усунення залишкових дефокусувань, у яких використовується непрямий і безпосередній метод визначення дефокусувань. Для усунення дефокусувань вручну в багатьох АФА передбачений механізм переміщення уздовж оптичної осі одного з компонентів об'єктива чи об'єктива в цілому. Керування їм здійснюється за допомогою рукоятки, виведеної на корпус АФА. Необхідне положення об'єктива визначається за графіками, отриманими заздалегідь з урахуванням зміни температури і тиску на різних висотах. Рукояткою користуються і для усунення дефокусувань при зміні типу аероплівки. Такі механізми є в АФА-42/100, АФА-54/2МР і ін. В автоматичних системах фокусування АФА використовують для обчислення залишкових дефокусувань дані про висоту польоту, тиск чи температуру від інших виміруючих систем, що є на борту носія.
Як приклад розглянемо схему роботи автомата, за допомогою якого усуваються дефокусування, що виникають від зміни щільності повітря і висоти польоту. Переміщення об'єктива (в АФА-54/50-2М) чи задньої лінзи (АФА-54/75-2МР) здійснюється електричним механізмом. Величина переміщення регулюється спеціальною схемою, зображеною на рис. 3.19.
Движок на потенціометрі R1R2 переміщується від датчика тиску. Так як щільність повітря залежить від тиску, то опір R2 змінюється пропорційно щільності повітря. При зміні висоти польоту датчик тиску переміщує движок потенціометра і відбувається порушення балансу моста. Сигнал з нього подається на підсилювач, а потім на керуючу обмотку двигуна М1. Електричний механізм переміщує у відповідному напрямку об'єктив (чи останню лінзу об'єктива) і одночасно движок прецизійного потенціометра R3R4. Переміщення відбувається доти, поки міст не збалансується знову. Остання лінза в апараті з f = 750 мм переміщується звичайно в межах ± 1 мм. Зміна висоти фотографування враховується в автоматі під час виготовлення потенціометра зворотного зв'язку R3R4.
Рис. 3.19. Автоматична система усунення дефокусувань, обчислених непрямим методом
Усунення залишкових дефокусувань може бути забезпечене також за допомогою систем регулювання, у яких спеціальними пристроями безпосередньо визначається ступінь розбіжності площини найкращого зображення з поверхнею аероплівки. Якщо виникає зсув, то він усувається спеціальним електромеханізмом.
Схема пристрою такого типу приведена на рис. 3.20.
Зображення ділянки місцевості створюється об'єктивом камери 1 і дзеркалами 2 на екрані з вузькою щілиною 3. За щілиною, ширина якої 0,25 мм, установлений фотомножник 4. Під час польоту літака зображення місцевості переміщається щодо щілини. Модульований світловий потік попадає на фотомножник, перетворюється в електричний струм, а останній подається на випрямувач з комутатором, тобто на синхронний детектор. Між дзеркалом 2 і щілиною обертається зі швидкістю 13 об/с оптичний клин 7, а синхронно з клином — комутатор 5. При обертанні клина площина найкращого зображення безупинно робить зворотно-поступальне переміщення щодо площини діафрагми 3. Величина світлового потоку, модульованого щілиною діафрагми, безупинно змінюється. Максимальний потік буде в момент сполучення фокальної площини об'єктива з площиною діафрагми. Якщо дефокусування в камері цілком відсутнє, зображення місцевості на щілині діафрагми 3 має найбільшу різкість і перед нею знаходиться середня за товщиною частина клина, а комутатор займає при цьому положення, зазначене на схемі, то при обертанні клина сигнал на двигун 6 подаватися не буде.
Рис. 3.20. Автоматична система усунення дефокусувань
Діаграма струму, що протікає через R1R2 випрямляча, має в цьому випадку вид, представлений на рис. 3.21. Напруга на конденсаторі С3 відсутня. Якщо з будь-яких причин у польоті виникає дефокусування камери, то максимальний струм з фотомножника буде надходити в момент, коли комутатор займає інше положення. Діаграма струму приймає, наприклад, вид, зазначений на рис. 3.21, б, і на виході випрямляча з'являється сигнал управління, що використовується для переміщення об'єктива у відповідному напрямку доти, поки не відновиться первісний режим роботи. Дана схема забезпечує точність автоматичного фокусування в межах ±0,025 мм.
На даний час відомі й інші методи, що забезпечують точне усунення дефокусувань. Вони засновані на аналізі ПЧС зображення об'єктів у площині, де розташована плівка. При дефокусуванні спостерігається більш сильне зменшення високочастотних складових ПЧС оптичного зображення, чим низькочастотних. Оптико-електронна схема забезпечує вимір відношення цих складових спектра в площині, де розташована плівка. Об'єктив переміщується так, щоб відношення енергії високочастотних складових до енергії низькочастотних було максимальним.
Подібні схеми забезпечують найкраще фокусування аерофотокамер в умовах їхньої експлуатації.
Рис. 3.21. Діаграма струму і напруги в різних точках схеми автомата усунення дефокусувань:
а – сфокусоване зображення; б – при наявності дефокусування