DE1273835B

DE1273835B - Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle

Info

Publication number: DE1273835B
Application number: DE1963SC033634
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Rudolf Genaehr
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1963-07-27
Filing date: 1963-07-27
Publication date: 1968-07-25

Description

Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle im Raum. Eine solche Vorrichtung wird z. B. in Satelliten benötigt, die im Raum eine bestimmte Lage gegenüber einem anderen Himmelskörper (Sonne oder Fixstern) einnehmen sollen. Die Ortungsvorrichtung dient dazu, die augenblickliche Lage des Satelliten gegenüber der Bezugslichtquelle zu bestimmen und entsprechende Abweichungssignale zu liefern, die den Steuereinrichtungen des Satelliten zwecks Korrektur der Lage zugeführt werden.
Eine bekannte Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle im Raum enthält ein optisches System, welches ein Bild der Lichtquelle in einer Meßeinrichtung erzeugt, die aus einer Vielzahl von Lichtdetektoren besteht, deren jeder einem bestimmten Teil des erfaßten Raumwinkels zugeordnet ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Lichtdetektoren unmittelbar in der Bildebene des optischen Systems angeordnet.
Wenn die Forderung gestellt wird, mit der Ortungsvorrichtung einen Raumwinkel bis zu 1800 zu erfassen, müßte das optische System als ein an sich bekanntes Weitwinkelobjektiv aufgebaut sein. Ein solches ist bekanntlich sehr aufwendig und teuer.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen großen Raumwinkel mit einer möglichst einfachen Abbildungsoptik zu erfassen.
Diese Zielsetzung führte zunächst zu der Einsicht, daß die bisher stillschweigend erhobene Forderung nach Abbildung des Dingraumes in einer Ebene an sich gar nicht zwingend notwendig ist. Läßt man diese Beschränkung fallen, so ist das einfachste optische System eine Glaskugel, die das von einer Seite einfallende Licht auf einem gegenüberliegenden Punkt der Kugelfläche abbildet. Um nun auch noch eine verzerrungsfreie Übertragung zu den Lichtdetektoren herbeizuführen, ohne die Lichtdetektoren ihrerseits in fertigungstechnisch ungünstiger Weise auf einer sphärisch gekrümmten Fläche anordnen zu müssen, wird von der an sich bekannten Bildübertragung mittels eines Glasfaserbündels Gebrauch gemacht.
Eine Ortungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist somit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine lichtbrechende Kugel ist, an die ein Glasfaserbündel mit sphärisch ausgebildeter Stirnfläche angesetzt ist, wobei die Lichtdetektoren in an sich bekannter Weise an den freien Enden der Glasfasern angeordnet sind.
Trotz des hiermit erzielten einfachen Aufbaus wird unter Vermeidung jeder Randverzerrung eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über den gesamten abgebildeten Halbraum erzielt.
Bei der eingangs genannten bekannten- Vorrichtung ist bedarfsweise vorgesehen, einen nichtlinearen Empfindlichkeitsverlauf längs einer Radiuslinie des Beobachtungsraumes zu erzielen. Eine besondere Ausführung besteht darin, daß die Fläche der Lichtdetektoren vom Rand zur Mitte der Detektorfläche abnimmt.
Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung den gleichen Effekt zu erzielen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Stärke der Glasfasern im Glasfaserbündel von außen nach innen abnimmt.
Die Anwendbarkeit dieser Maßnahme ist indessen nicht auf die Ausbildung des optischen Systems als lichtbrechende Kugel und die sphärische Gestaltung der Stirnseite des Glasfaserbündels beschränkt.
Die Zeichnung zeigt eine lichtbrechende Glaskugel 1, welche den Dingraum R in der sphärisch gekrümmten Fläche 2 abbildet. Die Stirnseite eines Glasfaserbündels 3 ist dieser Form der Bildfläche angepaßt und an die Kugel angesetzt. An den freien Enden der Glasfasern 4 befinden sich die Lichtdetektoren 5, deren Signale in einer Auswertungseinrichtung 6 zu Stellsignalen für eine Steuerungseinrichtung 7 umgewandelt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle im Raum mittels eines optischen Systems, welches ein Bild der Lichtquelle in einer Meßeinrichtung erzeugt, die aus einer Vielzahl von Lichtdetektoren besteht, deren jeder einem bestimmten Teil des erfaßten Raumwinkels zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine lichtbrechende Kugel (1) ist, an die ein Glasfaserbündel (3) mit sphärisch ausgebildeter Stirnfläche (2) angesetzt ist, wobei die Lichtdetektoren(5) in an sich bekannter Weise an den freien Enden der Glasfasern (4) angeordnet sind.
2. Vorrichtung zur Ortung einer Lichtquelle im Raum mittels eines optischen Systems, welches ein Bild der Lichtquelle auf der Stirnfläche eines Bündels von Glasfasern erzeugt, an deren freien Endèn isich Lichtdetektoren befinden, insw besondere nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß die - Stärke der Glasfasern (4) im Glasfaserbündel (3) von außen nach innen ab-Inum.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 362 538; USA.-Patentschriften Nr. 1 751 584, 3 041 460.