DE1242004B - Lichtquellenverfolgungsgeraet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. CL:

GOIc

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

GOIs
Deutsche Kl.: 42 c-39/15

Nummer: 1242 004

Aktenzeichen: K45487IXb/42c

Anmeldetag: 20. Dezember 1961

Auslegetag: 8. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtquellenverfolgungsgerät mit einer Sammeloptik zur Abbildung des zu verfolgenden Objektes auf zwei oszillierende, eine Modulation des durchtretenden Lichtes bewirkende Lochblenden und und zur Projizierung des modulierten Lichtstrahls auf einen Lichtdetektor sowie mit einer Nachführeinrichtung, die nach Maßgabe des vom Lichtdetektor gelieferten Signals die optische Achse des Gerätes dem zu verfolgenden Objekt in Azimut- und Höhenrichtung nachführt.

Bei derartigen Lichtquellenverfolgungsgeräten muß angestrebt werden, das reelle, vom Objektiv erzeugte Bild scharf in der Lochblendenebene abzubilden, denn je schärfer die Abbildung desto exakter wird die Modulation und damit die Nachführung in Azimut- bzw. in Höhenrichtung. Wenn nun, wie dies bei einem Lichtquellenverfolgungsgerät der eingangs erwähnten Grundform vorgeschlagen wurde, die Lochblende durch zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Schlitzblenden mit senkrecht aufeinander stehenden Schlitzen gebildet wird, dann leidet die Schärfe der Abbildung wenigstens in einer der Blendenebenen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Exaktheit der Modulation und die Nullpunktbestimmung durch eine verbesserte Abbildung und ein verbessertes Ansprechen auf die Strahlung durch den Lichtdetektor zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Lichtquellenverfolgungsgerät der eingangs genannten Grundform dadurch gelöst, daß zur gleichzeitigen Nachführung in beiden Richtungen in an sich bekannter Weise mittels eines Trennspiegels zwei getrennte Bilder in zwei zueinander senkrecht stehenden Brennebenen erzeugt und die modulierten Lichtstrahllen auf zwei getrennte Lichtdetektoren projiziert werden, wobei jedoch der Trennspiegel als dichroitischer Spiegel ausgebildet ist, ferner die oszillierenden Lochblenden je in einer der Brennebenen angeordnet sind und die spektrale Empfindlichkeit der Lichtdetektoren in an sich bekannter Weise auf die Farbe des jeweiligen Teillichtstrahls abgestimmt ist.

Durch die Erzeugung der zwei getrennten Bilder in zwei zueinander senkrecht stehenden Brennebenen mittels des Trennspiegels wird die Möglichkeit geschaffen, die Blendenebenen sowohl für die Azimutabtastung als auch für die Höhenabtastung exakt in die Brennebene des Objektivs zu legen. Von dieser Maßnahme wird bei einem bekannten auf Strahlungsenergie ansprechenden Apparat Gebrauch gemacht. Hierbei ist als Trennspiegel ein semipermeabler Spiegel vorgesehen, der die eine Lichtquellenverfolgungsgerät

Anmelder:

Kollsman Instrument Corporation,
Elmhurst, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:
Jacob S. Zuckerbraun,
New York, N. Y. (V. SL A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Dezember 1960
(77198)

Hälfte der durch das Objektiv eingefangenen Strahlungsenergie durchläßt und die restliche Energie in einer dazu senkrechten Richtung auf das andere System reflektiert.

Dadurch, daß erfindungsgemäß jedoch an Stelle des semipermeablen Spiegels ein dichriotischer Spiegel verwendet wird, wird der weitere Vorteil erlangt, daß die beiden Abbildungen für die Azimut- bzw. Höhenabtastung im wesentlichen monochromatisch sind, wodurch die Abbildungsschärfe des Linsensystems verbessert wird, weil die chromatische Aberration wegfällt.

Die Aufteilung der durch das Objektiv eingefangenen Strahlung in monochromatisches Licht und die darauf abgestimmte spektrale Empfindlichkeit der Lichtdetektoren ergibt außerdem den Vorteil eines hohen Wirkungsgrades, weil die Lichtdetektoren nicht auf ein breites Frequenzspektrum ausgelegt zu werden brauchen.

Die Aufteilung in zwei unterschiedliche monochromatische Teilströme durch den dichroitischen Spiegel ermöglicht außerdem eine Identifizierung farbiger Objekte, wie dies bei einem Detektorsystem für optische Abtastung bereits bekannt ist, um ein Objekt, z.B. ein Flugzeug vom Hintergrund, d.h. vom Himmel, beim Vorhandensein von Wolken zu ermitteln.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird zwecks Identifizierung von Sternen nach ihrer Farb-

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Claims (2)

temperatur der Ausgang der beiden Lichtdetektoren einer Vergleichsstufe zugeführt, in welcher aus den Intensitätsunterschieden der beiden monochromatischen Teilströme vorzugsweise für blaues und rotes monochromatisches Licht die Farbtemperatur bestimmt werden kann. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung veranschaulicht. Diese zeigt schematisch ein Lichtquellenverfolgungsgerät nach der Erfindung, in einem in der optischen Achse liegenden Schnitt. In der Zeichnung ist schematisch ein Lichtquellenverfolgungsgerät dargestellt, bei dem die von einem zu verfolgenden Himmellkörper kommenden Lichtstrahlen 20 mit Hilfe eines in ein Teleskopgehäuse 22 eingebauten Teleskopobjektivs 21 gesammelt werden. In das Gehäuse 22 ist ferner ein Trennspiegel 23 eingebaut, der ein erstes Bild erzeugt, das sich aus einem gewählten ersten Teil der Lichtstrahlen 20 zusammensetzt und auf einen ersten Lichtmodulator 24 fokussiert wird, sowie ein zweites Bild, das sich aus einem zweiten Teil der Lichtstrahlen 20 zusammensetzt und auf einen zweiten Lichtmodulator 25 fokussiert wird. Der Trennspiegel 23 ist erfindungsgemäß ein dichroitischer Spiegel, der einen ersten Spektralteil des durch das Teleskopobjektiv 21 gesammelten Lichtes durchläßt, wie es in F i g. 1 durch die Lichtstrahlen 26 angedeutet ist, während ein zweiter Spektralteil des gesammelten Lichtes in Form der Strahlen 27 zurückgeworfen wird. Das durch den Lichtmodulator 24 durchgelassene Licht wird mit Hilfe eines Kondensorlinsensystems gesammelt, das schematisch in Form der Linse 28 angedeutet ist, um dann auf einen in das Gehäuse 22 eingebauten Lichtdetektor 29 fokussiert zu werden, der z. B. als Photomultiplierröhre ausgebildet ist und dessen spektrale Empfindlichkeit auf die Farbe des Teillichtstrahls 26 abgestimmt ist. Das Ausgangssignal des Lichtdetektors 29 wird dann einem Verstärker 30 zugeführt, der teilweise die Steuerung einer Nachführeinrichtung 31 bewirkt, durch welche das Teleskopgehäuse 22 so verstellt werden kann, daß das Teleskop auf den zu verfolgenden Himmelskörper ausgerichtet bleibt. Genauer gesagt kann das Ausgangssignal des Verstärkers 30 das Ausrichten des Teleskops auf den Stern in der Höhenrichtung bewirken. Ein System, das ebenso ausgebildet ist wie das soeben beschriebene, ist für die Messung und das Ausrichten in der Azimutrichtung vorgesehen. Mit anderen Worten, das den Lichtmodulator 25 passierende Licht wird durch das Kondensorlinsensystem 32 gesammelt und auf einen zweiten Lichtdetektor 33 konzentriert, der in einen Ansatz 34 des Teleskopgehäuses 22 eingebaut ist und dessen spektrale Empfindlichkeit auf die Farbe des Teillichtstrahls 27 abgestimmt ist. Das Ausgangssignal des Lichtdetektors 33 wird dann durch einen Verstärker 35 verstärkt, der an die Nachführrichtung 31 angeschlossen ist, um das Teleskopgehäuse 22 in der Azimutrichtung auf den zu verfolgenden Himmelskörper einzustellen. Beim gemeinsamen Betrieb der beiden Abtastsysteme treiben die Ausgangssignale der Verstärker und 35 somit die Nachführeinrichtung 31 derart an, daß das Teleskopgehäuse 22 ständig auf den zu verfolgenden Himmelskörper ausgerichtet bleibt. Die Lichtmodulatoren 24 und 25 sind nach dem eingangs genannten älteren Vorschlag (deutsche Auslegeschrift 1 218 742) als Lochblenden ausgebildet, die in den Brennebenen 52, 53 angeordnet sind und eine Schwingbewegung in diesen Ebenen ausführen. Patentansprüche:

1. Lichtquellenverfolgungsgerät mit einer Sammeloptik zur Abbildung des zu verfolgenden Objektes auf zwei oszillierende, eine Modulation des durchtretenden Lichtes bewirkende Lochblenden und zur Projizierung des modulierten Lichtstrahls auf einen Lichtdetektor sowie mit einer Nachführeinrichtung, die nach Maßgabe des vom Lichtdetektor gelieferten Signals die optische Achse des Gerätes dem zu verfolgenden Objekt in Azimut- und Höhenrichtung nachführt, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Nachführung in beiden Richtungen in an sich bekannter Weise mittels eines Trennspiegels zwei getrennte Bilder in zwei zueinander senkrecht stehenden Brennebenen (52, 53) erzeugt und die modulierten Lichtstrahlen auf zwei getrennte Lichtdetektoren (29, 33) projiziert werden, wobei jedoch der Trennspiegel als dichroitischer Spiegel (23) ausgebildet ist, ferner die oszillierenden Lochblenden (24, 25) je in einer der Brennebenen angeordnet sind und die spektrale Empfindlichkeit der Lichtdetektoren in an sich bekannter Weise auf die Farbe des jeweiligen Teillichtstrahls abgestimmt ist.

2. Lichtquellenverfolgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Identifizierung von Sternen nach ihrer Farbtemperatur der Ausgang der Lichtdetektoren (29, 33) einer Vergleichsstufe zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 021 436;
britische Patentschrift Nr. 646 215;
USA.-Patentschrift Nr. 2 931 911.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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