具有挡板的星象跟踪仪制造技术

星象跟踪仪被用于测量星体的方向。优选地，提供宽的成像范围以使可以根据以基本不同方向对该星体进行的方向测量来计算星象跟踪仪的可靠定向。星象跟踪仪包括光挡板并位于光挡板和图像感测装置之间。光挡板包括壁阵列，壁阵列包括多个侧壁以及这些侧壁之间的至少一个内壁，该内壁将这些侧壁之间的空间分隔成多个分离的子空间。优选地，这些侧壁和该至少一个内壁以彼此不同的方向被定位，这些不同的方向从这些壁的平面的虚交线发射出来。因此恒星方向的范围可以被以恒定灵敏度进行成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种星象跟踪仪以及涉及一种测量朝向天体的方 向的方-条。
技术介绍
星象跟踪仪可以用于测量朝向所选星体的方向。这可以用于太 空交通工具，例如，用于确定太空交通工具的定向。第5,745,869号美国专利描述了 一种星象跟踪仪。该星象^艮踪 仪使一部分天空成像到图像传感器上。从该图像中各星体的图案中 识别出指定的星体，并乂人该星体在图像中的位置确定该星体的方 向。为了确定相对于各星体的定向，需要确定具有基本不同方向的 至少两个星体的方向。通常为此4吏用多个星象跟踪4义，将它们对准 天空的不同部分。为了获得4青确的定向，必须确切已知这些星象3艮 踪仪相对于参照框架(例如，太空交通工具的框架)的机械定向。 这需要进行繁杂的校准。星象跟踪仪操作过程中的 一个问题在于来自太阳的杂散光的 影响。如这里所使用的，措词星体不包括太阳(但是其可以包括自 然或人造的4于星和其<也天体)。除了成像物4竟外，还沿非预期方向散射小部分的入射光。由于来自太阳的光强远大于这些星体的光 强，因此，透镜散射太阳光会显著降低检测微弱星体的能力。第5,745,869号美国专利描述了使用遮阳板(挡板)来防止来 自太阳的光到达透^:。挡4反具有截锥体(frustrated cone)形状，向各星体散开，且其中心轴与星象跟踪仪透镜的光轴对准。只要太阳 (或诸如地球或月亮的其他高强度天体)的方向与光轴具有足够的斜角，挡板就会防止来自太阳的光刺射到透4竟上，从而防止了透4竟的散射。为避免散射所需的光轴与太阳之间的最小角距离取决于挡板 的尺寸。在该最小角必须很小时会存在一个问题，在该情况中就是 挡一反必须4艮大。第6,199,988号美国专利描述了一种具有可伸缩挡4反的光学4义 器。该挡才反壁具有多小部分。在可伸缩构造中，这些小部分倚着垂 直于光轴的表面平力文。在有效的构造中，这些小部分乂人该表面开始 转动，从而它们与光轴形成小于九十度的角。在一个实施例中，使 这些小部分转动的4几构具有以下效果，使具有垂直于光轴的平面的 这些小部分的截面具有所指星体的形状，在该星体的各点之间具有 凹形缺口 ，从而挡板的这些小部分^皮部分地插入在挡^反壁的其^f也小 部分之间。还描述了具有凹形部分的各种其他挡板形状。在这些实施例中的每一个中，最终这些挡才反小部分沿光轴的方 向的长度决定了被遮挡的光的角度，尽管这些凹形部分会引起作为 方向函数的被遮挡的角度范围的变化。该专利使用可伸缩挡板使得 实现具有更大长度的小部分成为可能，而不要求伸缩构造中的较大 的结构。因此，该挡板还具有在最小防护角必须很小时挡板必须很 大的问题。些类4以昆虫眼的多轴成像系统，其具有透镜阵列和多个挡板，每个挡板都位于这些销: 头中相应 一个与光4企测器之间。在光通信装置的非相关技术中，美国专利6,791,073披露了一 种可以设置有蜂巢状多孔挡板的光通信接收器，这些孔之间的壁与 从接收器到发射器的视线平行。在其焦点处具有光检测器的望远4竟 位于挡泽反的后面。多孔挡板减小了光可以聚焦在检测器上的方向的 范围。在此公开中涉及光通信，其中，接收器包含简单的检测器并 不包含图像传感器，本公开也没有解决散射光的问题。
技术实现思路
其中，本专利技术的一个目的在于提供一种可以减小挡板尺寸的星 象跟踪仪。在一个实施例中，本专利技术的一个目的在于提供一种可以减小挡 板尺寸的星象跟踪仪，其能够测量4艮宽的方向范围中的多个星体的位置。提供了一种根据权利要求1所述的星象跟踪仪。本文中所-使用 的光挡板包括壁阵列，壁阵列包括多个侧壁和这些侧壁之间的至少 一个内壁。通过4吏用壁阵列，至少可以达到与没有内壁的较大挡才反 相同的防护凌文果。在一个实施例中， 一种定向计算电路被用于才艮据测量到的由图 像感测装置在该感测安排相对于这些天体的7>共定向处感测到的 一个或多个图像中的各天体的位置来计算星象跟踪仪相对于天体 组合的定向。光经过光挡板的角度范围被选择为可以根据不同的定 向计算出相对的该感测安排的精确三维定向。例如，可以使用四十五度的范围。从而不需要多个星象跟踪器来测量定向，并减少了对 准问题。在一个实施例中，这些侧壁和至少一个内壁^皮定向为相互不同 的定向。从而，可以以较小的依赖于方向灵敏度对较大范围的定向 进行成像。在另一实施例中，这些侧壁和至少一个内壁位于具有7> 共交线的多个虚平面中。这最小化了灵敏度的方向依赖性。将这些 壁的定向选择为只要是它们在图像传感器上成^象它们就都被以侧 视图成像，只有它们的厚度可见。在另一实施例中，内壁包括其最 近端处的多个突起。这防止了由于这些壁上的不规则性造成的遮挡 效应。优选地，以规则的角度设置这些内壁。这在不同的方向范围 内都提供了相等的灵敏度。在一个实施例中，星象跟踪4义的光学4竟片包括单个的7>共物 镜，其用于将经过挡板的不同区室的光成像到图像感测装置上。从 而减少了对准问题。在另一实施例中，挡板的这些侧壁延伸至7>共 物4竟的孔径光阑的边纟彖。乂人而可以通过每个区室处理最大方向范围。在另一实施例中，提供了位于这些侧壁和内壁端部的多个透镜。从而减少了交叉散射效应(cross scattering effect )。图像感测装置可以包括具有被定位用于接收来自所有区室的 成4象光的光感测元件矩阵的集成电3各。可替换;也，可以^吏用多个3虫 立的光感测元件矩阵，每个矩阵都被设置用于接收来自各区室的成 像光。从而最小化了由于感测造成的交叉耦合干扰。附图说明利用附图，通过示例性实施例的描述，这些和其4也目的和1尤点 将变得显而易见。图1示意性示出了星象跟踪仪的截面； 图la以截面示出了内壁的细节； 图2示意性示出了星象跟踪仪的俯视图； 图3示出了用于星象^艮踪4义的反射镜片的实例； 图4示出了星象5艮踪4义的截面； 图5示出了具有多个透镜的星象跟踪仪； 图6a-c示出了其他星象跟踪仪的截面；以及 图7示出了又一星象^J宗4义的截面。具体实施方式图1示意性示出了星象跟踪仪的截面。该星象跟踪仪包括连才妄 至计算机11的图像传感器10、物镜12 (示意性示为单透镜)和挡 板14。挡板14包括壁阵列，壁阵列包括多个侧壁140和一个或多 个内壁142。内壁142 ^1夸挡玲反内部分割成多个区室。壁140、 142相 对于彼此而指向非零角。在图l的实例中，其截面从虚公共点辐射 出来。尽管已经通过实例的方式示出了两个内壁142， ^f旦是应该理 解，可以4吏用一个内壁142，或多于两个的内壁142。在才喿作中，来自不同星体的光乂人不同的方向(在该图中以虚线16a、 16b表示)到达星象跟踪仪。由于挡板14各内壁142之间的角度，来自每个星体的部分光^皮遮挡，但是至少一部分光从一些方 向沿挡^反的至少一个区室到达未受挡才反14的侧壁142妨^f的物镇: 12。图2示出了在正交投影中沿物镜12的光轴》见察到的挡板14的 示意性俯^见图(即，好<象7见察点在无穷远处)。正如所看到的，佳L 用了沿两条相互交叉方向的侧壁140、 140a,多个内壁142、 142a 的网格，以及分别沿相互交叉方向的各侧壁组。此外，由于各壁的 表面是可看出成锐角的，因此，可以看出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星象跟踪仪，包括图像感测装置、配置为将入射光成像到所述图像感测装置上的光学镜片、以及光挡板，所述光学镜片位于所述光挡板和所述图像感测装置之间，所述光挡板包括壁阵列，所述壁阵列包括多个侧壁和多个所述侧壁之间的至少一个内壁，所述内壁将多个所述侧壁之间的空间分隔成多个单独的子空间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯阿德里安乌斯彼得鲁斯莱杰滕，
申请(专利权)人：荷兰应用科学研究会TNO，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]