CH629297A5

CH629297A5 - Device for determining the polar coordinates of the offset of an object with respect to an optical reference line

Info

Publication number: CH629297A5
Application number: CH1472777A
Authority: CH
Inventors: Lars-Erik Skagerlund
Original assignee: Bofors Ab
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1982-04-15
Also published as: NL7713210A; FR2373031B1; GB1596544A; FR2373031A1; DE2753782A1; DE2753782C2; NO149402C; JPS6161070B2; NL189878C; NO149402B; NO774115L; NL189878B; SE416234B; SE7613514L; IT1090718B; JPS5374063A

Description

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PATENTANSPRÜCHE Ordnung liegt und dass die Maske einen Bereich aufweist, der für die von der Strahlenquelle abgegebene Strahlung durchlässig ist. PATENT CLAIMS order and that the mask has an area that is transparent to the radiation emitted by the radiation source.

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Polarkoordinaten der 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, Ablage eines Objektes bezüglich einer optischen Referenzlinie, dass sich die Detektoranordnung beim Objekt befindet. 1. Device for determining the polar coordinates of the 11th device according to claim 10, characterized in that an object is deposited with respect to an optical reference line such that the detector arrangement is located at the object.

mit einem Strahlçnsender und einem Strahlenempfänger, 5 with a radiation transmitter and a radiation receiver, 5

dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlensender oder-empfän- characterized in that the radiation transmitter or receiver

ger eine Einrichtung (12) zur Umgrenzung eines in Richtung der ger a device (12) for delimiting one in the direction of

Referenzlinie auszusendenden bzw. aus dieser Richtung zu emp- Die Erfindungbetrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der fangenden Strahlenbündels aufweist, welche Einrichtung derart Polarkoordinaten der Ablage eines Objekts bezüglich einer ausgebildet ist, dass das Strahlenbündel im Querschnitt senk- io optischen Referenzlinie, mit einem Strahlensender und einem recht zur Referenzrichtung mindestens eine geradlinige Begren- Strahlenempfänger. The invention relates to a device for determining the capturing bundle of rays, which device is designed such polar coordinates of the deposition of an object with respect to that the bundle of rays in cross section with a lower optical reference line, with a radiation transmitter and Right to the reference direction at least one rectilinear limit radiation receiver.

zungslinie und zumindest eine im wesentlichen eine logarithmi- Eine derartige Vorrichtung kann bekannterweise dazu ausge- line and at least one essentially a logarithmic device.

sche Spirale bildende Begrenzungslinie aufweist, welche sich auf bildet sein, ein geordnetes Objekt zu vermessen, das eine der Referenzlinie treffen und dass eine Einrichtung (13) zum Strahlung abgibt, die durch eine beim Objekt speziell vorhan- has a spiral-forming boundary line, which is formed to measure an ordered object that meets one of the reference line and that emits a device (13) for radiation that is generated by a specially

Rotieren dieses Strahlenbündels mit einer Referenzfrequenz um 15 dene Strahlungsquelle erzeugt wird, oder die als Infrarotstrah-die Referenzlinie vorgesehen ist, sowie gekennzeichnet durch lung vom Objekt oder vom Ziel selbst erzeugt wird. Rotating this bundle of rays with a reference frequency by 15 denen radiation source is generated, or which is provided as an infrared beam - the reference line, and characterized by the object or the target itself is generated.

eine Detektoranordnung zur Erzeugung eines elektrischen Sie kann aber auch dazu ausgebildet sein, die Lage eines a detector arrangement for generating an electrical one. However, it can also be designed to detect the position of a

Signals jeweils bei Erfassung des Obj ekts im Strahlenbündel, Obj ekts bezüglich eines ausgesandten Leitstrahles zu bestim-wobei die Signaldauer bzw. Intervalldauer zwischen Signalen men, etwa zur Führung des Objekts mittels des Leitstrahles. Ein dem Winkelabstand des Objekts von der Referenzlinie und die 20 wesentlicher Faktor bei beiden Messvorgängen ist darin zu Signal-Phasenlage bezüglich der Referenzfrequenz dem Rota- erblicken, dass sich der Abstand zwischen dem Objekt und der tionswinkel des Objekts um die Referenzlinie entspricht. Beobachtungs- bzw. Führungsstelle ändert. Aus diesem Grund Signals each time the object is detected in the beam bundle, objects are to be determined with respect to an emitted beacon — the signal duration or interval duration between signals, for example for guiding the object by means of the beacon. An essential factor in both measurement processes is the angular distance of the object from the reference line and the fact that the distance between the object and the angle of the object around the reference line corresponds to the signal phase position with respect to the reference frequency. Observatory or leadership changes. For this reason

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Objekt ein muss die Vorrichtung bei nahe gelegenem Objekt einen grossen Strahlung aussendendes, zu vermessendes Zielobjekt ist, Raumwinkel um die optische Referenzlinie erfassen, wogegen gekennzeichnet durch eine Anordnung (11) zum Fokussieren der 25 die Anforderungen hinsichtlich der Wahrnehmungsempfindlich-empfangenen Strahlung in einer Bildebene, die einen der Refe- keit geringer sind. Wenn dagegen im anderen Fall das Objekt in renzrichtung entsprechenden Referenzpunkt aufweist, wobei die einer grossen Entfernung erscheint, ist innerhalb eines engeren Einrichtung (12) zur Umgrenzung des zu empfangenden Strah- Raumwinkels eine grössere Wahrnehmungsempfindlichkeit er-lenbündels in dieser Ebene angeordnet ist. forderlich. 2. The device according to claim 1, wherein the object is a device with a nearby object that is a large radiation-emitting target to be measured, detect solid angles around the optical reference line, whereas characterized by an arrangement (11) for focussing the requirements in terms of the perception-sensitive radiation received in an image plane that is one reference lower. If, on the other hand, the object has a corresponding reference point in the direction of the border, which appears to be a great distance, a greater perceptual sensitivity of the light bundle is arranged in this plane within a narrower device (12) for delimiting the beam solid angle to be received. conducive.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 30 Es ist bereits eine Messvorrichtung bekannt, beidereineng dass die Einrichtung zur Umgrenzung des zu empfangenden begrenzter, fächerförmiger Ortungsstrahl (Richtstrahl) abwech-Strahlenbündels eine rotierbare Blende (12) mit einem strah- selnd in Vertikalrichtung und seitlich über das Sichtfeld der lungsundurchlässigen Bereich (22; 32; 41,43; 51,53) sowie einem Messvorrichtung geschwenkt wird, wobei die Zeiten, zu denen strahlungsdurchlässigen Bereich (21; 31; 42,44; 52,54) aufweist, der Ortungsstrahl auf ein Objekt auftrifft, einMass für die 3. Device according to claim 2, characterized in that a measuring device is already known, both of which restrict the device for delimiting the limited, fan-shaped locating beam (directional beam) alternating beam bundle a rotatable diaphragm (12) with a radiating in the vertical direction and pivoted laterally over the field of view of the radiation-impermeable region (22; 32; 41.43; 51.53) and a measuring device, the times at which the radiation-permeable region (21; 31; 42.44; 52.54) has the locating beam strikes an object, a measure of that

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 35 Position des Objektes sind. Um das erforderliche breite dass hinter der Blende (12) ein Sensor (15) angeordnet ist, der Gesichtsfeld zu erfassen, wenn sich das Objekt in geringem das empfangene Strahlungssignal in das elektrische Signal um- Abstand zur Messvorrichtung befindet, und um dennoch die wandelt. Messzeit zu begrenzen, ist es notwendig, mit einer verhältnismäs- 4. The device according to claim 3, characterized in that 35 position of the object. In order to detect the required width that a sensor (15) is arranged behind the diaphragm (12), the field of view when the object is at a slight distance from the received radiation signal in the electrical signal to the measuring device, and still converts. To limit measurement time, it is necessary to use a

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, sig grossen Schwenkgeschwindigkeit zu arbeiten, weshalb die dass der durchlässige Bereich der rotierbaren Blende (12) aus 40 Geschwindigkeit, mit der z. B. der Luftraum bestrichen wird, Zonen (42,44; 52,54) besteht, wobei eine erste Zone (42; 52) entsprechend gross sein muss. Der hieraus folgende schnelle geradlinige Begrenzungen und eine zweite Zone (44; 54) Begren- Durchgang des Ortungsstrahles über das Objekt erfordert eine zungen in Form von logarithmischen Spiralen aufweist und schnelle Reaktion des Detektors an der Messvorrichtung, was oft dazwischen je ein undurchlässiger Bereich angeordnet ist. schwer zu erreichen ist. Es tritt noch eine weitere Begrenzung 5. The device according to claim 3, characterized in that sig large swivel speed to work, which is why that the permeable area of the rotatable aperture (12) from 40 speed, with the z. B. the airspace is covered, zones (42, 44; 52, 54) exist, a first zone (42; 52) having to be correspondingly large. The resulting rapid straight-line boundaries and a second zone (44; 54) limit the passage of the locating beam over the object requires tongues in the form of logarithmic spirals and rapid reaction of the detector to the measuring device, which is often arranged between each an opaque area . is difficult to reach. There is another limitation

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, 45 auf, wenn die Strahlungsquelle mit einer verhältnismässig niedri-dass die durchlässigen Zonen (42,44; 52,54) eine solche Form gen Frequenz moduliert ist, was oft der Fall ist, wenn die haben, dass die Dauer der im Detektor empfangenen Strahlungs- Strahlungsquelle aus einer pulsierenden Laserquelle besteht, signale unabhängig von der radialen Lage der abgebildeten Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es üblich, die Zeit Strahlung bezüglich des Referenzpunktes ist, während die Inter- des Durchgangs des Ortungsstrahles über das Zielobjekt zu valle zwischen den Signalen ein Mass für die radiale Lage der 50 verlängern, indem die Breite des fächerförmigen Strahlenbün-abgebildeten Strahlung ist. delsvergrössert wird, wodurch sich jedoch in entsprechender 6. The device according to claim 5, characterized in 45, when the radiation source is modulated with a relatively low-that the permeable zones (42,44; 52,54) such a form against frequency, which is often the case when the have that the duration of the radiation radiation source received in the detector consists of a pulsating laser source, signals regardless of the radial position of the imaged. To avoid these difficulties, it is common for the time to be radiation with respect to the reference point while the inter- passage of the locating beam over the target object to valle between the signals extend a measure of the radial position of the 50 by the width of the fan-shaped radiation being imaged. is enlarged, which, however, results in a corresponding

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, Weise eine Verringerung der Messgenauigkeit ergibt. Um trotz dass sieh die Breiten der ersten und der zweiten Zonen bzw. die dem Ausgeführten eine ausreichende Messgenauigkeit zu erhal-entsprechenden Impulsbreiten durch ihre Längen unterscheiden, ten, wenn sich das Objekt in grossem Abstand zur Messvorrich- 7. The device according to claim 6, characterized in that there is a reduction in measurement accuracy. In spite of the fact that the widths of the first and second zones, or the pulse widths obtained for the executed one, differ according to their lengths, if the object is at a great distance from the measuring device

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 55 tung befindet, ist es möglich die Messvorrichtung mit Zoom-dass die im wesentlichen logarithmische Spirale im Bereich der Optiken zu versehen, wodurch die Messgenauigkeit erhöht wer-Referenzlinie in eine lineare Spirale übergeht, welche in der den kann und sich das Sichtfeld bezüglich des Abstandes zum Referenzlinie endet. Objekt verringert. Eine andere Massnahme besteht in der Ver- 8. The device according to claim 1, characterized in that it is 55 device, it is possible to provide the measuring device with zoom, that the essentially logarithmic spiral in the area of the optics, whereby the measuring accuracy increases who reference line merges into a linear spiral, which in who can and the field of view ends with regard to the distance to the reference line. Object decreased. Another measure is to

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Wendung von zwei Messvorrichtungen, wobei die eine ein breites dass die Detektoranordnung (15) einen Photosensor aufweist, 60 Sichtfeld und eine geringe Messgenauigkeit, dagegen die andere dessen strahlungsempfindlicher Bereich die Bündelbegrenzung Messvorrichtung ein enges Sichtfeld und eine grosse Messgenau-festlegt und der zum Rotieren des Bündels drehbar angeordnet igkeit hat. Eine dritte Massnahme besteht in der Verwendung ist. ;. von auswechselbaren Objektiven, die unterschiedliche Vergrös- 9. The device according to claim 1, characterized in that two measuring devices are used, the one having a wide detector array (15) having a photosensor, 60 field of view and a low measuring accuracy, the other being the radiation-sensitive area, the bundle limitation measuring device having a narrow field of view and defines a large measurement accuracy and which has a rotatably arranged rotation for rotating the bundle. A third measure is to use it. ;. of interchangeable lenses that differ in magnification

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei vom Strahlensender serungen ergeben. 10. The device according to claim 1, wherein the radiation transmitter results in readings.

ein Strahlenbündel erzeugt wird, welches ein Leitstrahl zur 65 Um eine gute Messgenauigkeit bei schwachen Signalen zu Führung dés Objekts ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erhalten ist ein grosser Öffnungsdurchmesser des optischen a beam of rays is generated, which is a guide beam to 65 um good measuring accuracy with weak signals for guiding the object, characterized in that a large opening diameter of the optical is obtained

Leitstrahl durch eine rotierende Maske bestimmt ist, die im Systems erwünscht, wodurch aber die Zoom-Objektive sehr Guide beam is determined by a rotating mask, which is desirable in the system, but this makes the zoom lenses very much

Strahlengäng zwischen einer Strahlenquelle und der Detektoran- teuer und auch sehr gross werden. Das gleiche gilt, wenn Beam paths between a radiation source and the detector become expensive and also very large. The same applies if

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auswechselbare Objektive verwendet werden, wobei zusätzlich noch beim Auswechseln der Objektive ein gewichtiger Funktionsausfall eintritt. Die Einrichtungen zur Erzeugung eines fächerförmigen zum Abtasten geeigneten Richtstrahles sind infolge der erforderlichen, hohen Herstellungspräzision in der Regel sehr kompliziert und heikel, wodurch dieser Teil der Messvorrichtung teuer wird. Hierdurch wird auch die erwähnte Alternative, nämlich die Verwendung von zwei getrennten Messvorrichtungen teuer und kompliziert. interchangeable lenses are used, with an additional significant functional failure occurring when the lenses are replaced. The devices for generating a fan-shaped directional beam suitable for scanning are generally very complicated and delicate due to the high manufacturing precision required, which makes this part of the measuring device expensive. This also makes the alternative mentioned, namely the use of two separate measuring devices, expensive and complicated.

Es wird nun die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung der eingangs genannten Art bezweckt, wobei diese wesentlich einfacher sein soll. Es sollen dabei die Erfordernisse hinsichtlich des zu erfassenden Raumwinkels mit dem Erfordernis einer grossen Messgenauigkeit innerhalb eines begrenzten Bereiches dieses Raumwinkels kombiniert sein. It is now the purpose of creating an improved device of the type mentioned, which is said to be much simpler. The requirements with regard to the solid angle to be recorded should be combined with the requirement for a high measurement accuracy within a limited range of this solid angle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Strahlensender oder -empfänger eine Einrichtung zur Umgrenzung eines in Richtung der Referenzlinie auszusendenden bzw. aus dieser Richtung zu empfangenden Strahlenbündels aufweist, welche Einrichtung derart ausgebildet ist, dass das Strahlenbündel im Querschnitt senkrecht zur Referenzrichtung mindestens eine geradlinige Begrenzungslinie und zumindest eine im wesentlichen eine logarithmische Spirale bildende Begrenzungslinie aufweist, welche sich auf der Referenzlinie treffen, dass eine Einrichtung zum Rotieren dieses Strahlenbündels mit einer Referenzfrequenz um die Referenzlinie vorgesehen ist, und dass eine Detektoranordnung vorgesehen ist zur Erzeugung eines elektrischen Signals jeweils bei Erfassung des Objekts im Strahlenbündel, wobei die Signaldauer bzw. Intervalldauer zwischen Signalen dem Winkelabstand des Objekts von der Referenzlinie und die Signal-Phasenlage bezüglich der Referenzfrequenz dem Rotationswinkel des Objekts um die Referenzlinie entspricht. According to the invention, this object is achieved in that the radiation transmitter or receiver has a device for delimiting a beam to be emitted in the direction of the reference line or received from this direction, which device is designed such that the beam in cross section perpendicular to the reference direction has at least one straight line Has boundary line and at least one boundary line essentially forming a logarithmic spiral, which meet on the reference line, that a device is provided for rotating this beam of rays with a reference frequency around the reference line, and that a detector arrangement is provided for generating an electrical signal each time it is detected of the object in the beam, the signal duration or interval between signals the angular distance of the object from the reference line and the signal phase position with respect to the reference frequency the rotation angle of the ob project around the reference line.

In einer Variante ist das Objekt ein Strahlung aussendendes, zu vermessendes Zielobjekt. In einer anderen Variante wird vom Strahlensender ein Strahlenbündel erzeugt, welches ein Leitstrahl zur Führung des Objekts ist. In one variant, the object is a target object that emits radiation and is to be measured. In another variant, a radiation beam is generated by the radiation transmitter, which is a guide beam for guiding the object.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele, insbesondere der erstgenannten Variante näher dargestellt. Es zeigen: Exemplary embodiments, in particular the first-mentioned variant, are shown in more detail in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung im Längsschnitt, 1 is a schematic representation of a measuring device in longitudinal section,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Blende bzw. 2 is a schematic representation of an aperture or

Maske zur Festlegung des Aufnahmefeldes bzw. Ortungsstrahles und indirekt auch die Form eines Abschnittes des Ortungsstrahles, Mask for defining the recording field or locating beam and indirectly also the shape of a section of the locating beam,

Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung des Zentrumbereiches aus Fig. 2, 3 is an enlarged view of the center area of FIG. 2,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Blende oder Maske, und Fig. 4 shows another embodiment of an aperture or mask, and

Fig. 5 eine vergrösserte Darstellung des Zentrumbereiches aus Fig. 4. FIG. 5 shows an enlarged illustration of the center area from FIG. 4.

Aus Fig. 1, die einen Längsschnitt durch den schematischen Aufbau einer Messvorrichtung zeigt, ist eine Objektivlinse 11 ersichtlich, die die Strahlung aufnimmt, die von einem Objekt abgegeben wird und ein Abbild auf eine Blende projiziert, die in der Bildebene der Objektivlinse angeordnet ist. Diese Blende ist konzentrisch in einem Lager 14 drehbar gelagert, wofür ein Elektromotor 13 vorhanden ist. In Verbindung mit dieser drehbaren Blende sind noch an sich bekannte Fühler 16 vorhanden, die deshalb nicht detailliert beschrieben werden. Durch diese Fühler wird ein elektrisches Signal erzeugt, wobei dieses Signal eine eindeutige Funktion der momentanen Winkellage der Blende ist. Hinter der Blende befindet sich ein Photodetektor 15, dessen Ausgangssignal zu einem Steuerkreis 17 zur Verarbeitung des Signales geleitet wird. Der Steuerkreis 17 kann einen bekannten Aufbau haben. Weiterhin wird das Ausgangssignal vom Fühler 16 ebenfalls dem Steuerkreis 17 zur Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. From Fig. 1, which shows a longitudinal section through the schematic structure of a measuring device, an objective lens 11 can be seen, which receives the radiation that is emitted by an object and projects an image onto a diaphragm, which is arranged in the image plane of the objective lens. This diaphragm is rotatably mounted concentrically in a bearing 14, for which an electric motor 13 is provided. In connection with this rotatable diaphragm there are still sensors 16 known per se, which are therefore not described in detail. An electrical signal is generated by these sensors, this signal being a clear function of the instantaneous angular position of the diaphragm. Behind the aperture there is a photodetector 15, the output signal of which is passed to a control circuit 17 for processing the signal. The control circuit 17 can have a known structure. Furthermore, the output signal from the sensor 16 is also fed to the control circuit 17 for processing and evaluation.

Die Objektivlinse 11 und die Blende 12 sind innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 18 angeordnet, wobei diese Bauteile zu demjenigen Ziel hin gerichtet sind, dessen Koordinaten bestimmt werden sollen. Die Messvorrichtung wird bevorzugter-5 weise innerhalb eines grösseren Gehäuses eines Zielgerätes angeordnet, wobei noch Organe vorhanden sind um das Zielen zum ZiêTfiin zu erleichtern. The objective lens 11 and the diaphragm 12 are arranged within a cylindrical housing 18, these components being directed towards the target whose coordinates are to be determined. The measuring device is preferably arranged within a larger housing of a target device, organs still being present in order to facilitate targeting.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der drehbaren Blende 12. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, besteht diese aus zwei Teilen, io nämlich aus einemTeil 21, derz. B. als Öffnung ausgebildet ist, durch die die Strahlung zum Photodetektor 15 hindurchtreten kann, und einem zweiten Teil 22, der für die Strahlung undurchlässig ist. Wenn sich die Blende dreht, dann bildet der durchlässige Teil 21 ein Aufnahmefeld, das sich um die Drehachse 23 der 15 Blende dreht, wobei in diesem Fall das Zentrum mit dem Zentrum des Siehtfeldes zusammenfällt. Die Form des Aufnahmefeldes wird durch die Form der Öffnung 21 bestimmt, und aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die den undurchlässigen Teil 21 begrenzende Linie der Blende aus einer logarithmischen Spirale 20 26 und einer geraden Linie 25 besteht, wobei beide Kurvenzüge 25 und 26 im Drehzentrum 23 der Maske zusammentreffen. Fig. 2 shows an embodiment of the rotatable diaphragm 12. As can be seen from this figure, it consists of two parts, namely a part 21, which is designed, for example, as an opening through which the radiation can pass to the photodetector 15, and a second part 22 which is opaque to the radiation. When the diaphragm rotates, the permeable part 21 forms a receiving field, which rotates about the axis of rotation 23 of the 15 diaphragm, in which case the center coincides with the center of the field of view. The shape of the receiving field is determined by the shape of the opening 21, and it can be seen from FIG. 2 that the line of the diaphragm which delimits the impermeable part 21 consists of a logarithmic spiral 20 26 and a straight line 25, both curves 25 and 26 meet in the center of rotation 23 of the mask.

Aus Fig. 3, die eine vergrösserte Darstellung des um das Drehzentrum 23 der Blende liegenden Bereiches ist, ist der Übergang zwischen der logarithmischen Spirale 36 und der 25 geraden Linie 35 deutlicher ersichtlich. Nahe beim Zentrum geht die logarithmische Spirale 36 in eine lineare Spirale 34 über, die im Drehzentrum 33 an die gerade Linie 35 anschliesst, oder das Drehzentrum liegt unmittelbar neben dieser Anschlussstelle. Der Grund, warum dem durchlässigen Teil 21,31 diese darge-30 stellte Form gegeben wird, wird anschliessend noch deutlicher erläutert. The transition between the logarithmic spiral 36 and the 25 straight line 35 can be seen more clearly from FIG. 3, which is an enlarged representation of the region lying around the center of rotation 23 of the diaphragm. Near the center, the logarithmic spiral 36 merges into a linear spiral 34 which adjoins the straight line 35 in the center of rotation 33, or the center of rotation lies directly next to this connection point. The reason why the permeable part 21, 31 is given this illustrated form is subsequently explained more clearly.

Die von einem Zielobjekt abgegebene Strahlung wird von der Linse 11 auf einen Punkt der Blende 12projiziert, wobei angenommen wird, dass dieser Punkt nicht mit dem Drehzen-35 tram zusammenfällt. Der Punkt wird also auf der Fläche der drehbaren Blende einen Kreis beschreiben, dessen Zentrum auf dem Drehzentrum 23,33 der Maske liegt. Während dieser Drehung passiert der Punkt den durchlässigen Teil 21,31 der Blende und wodurch jedes Mal mittels des Detektors ein Aus-40 gangssignal erzeugt wird, wenn die von der Strahlungsquelle abgegebene Strahlung kontinuierlich ist, oder eine Impulsfolge, wenn die Strahlungsquelle impulsmoduliert ist. Der Impuls oder die Impulsfolge wird beim Drehen der Blende nach jeder Umdrehung wiederholt und aufgrund der Form des durchlässigen Teiles 45 der Blende ist die Länge des Impulses oder der Impulsfolge ein direktes Mass für den Abstand zwischen dem erwähnten Punkt und dem Drehzentrum. Die Phasenlage des Impulses oder der Impulsfolge bezüglich der Drehung der Blende ist ein Mass für die Richtung vom Drehzentrum zum abgebildeten Punkt hin. so Auf diese Weise wird eine Bestimmung der Lage des Punktes in polaren Koordinaten erhalten, woraus man auch eine hierzu korrespondierende Richtung zum Objekt hin erhält. The radiation emitted by a target object is projected by the lens 11 onto a point of the diaphragm 12, it being assumed that this point does not coincide with the rotational speed tram. The point will therefore describe a circle on the surface of the rotatable diaphragm, the center of which lies on the center of rotation 23, 33 of the mask. During this rotation, the point passes through the transmissive part 21, 31 of the diaphragm and, as a result, the detector generates an output signal each time the radiation emitted by the radiation source is continuous, or a pulse train if the radiation source is pulse-modulated. The pulse or pulse train is repeated when the diaphragm is rotated after each revolution and, due to the shape of the permeable part 45 of the diaphragm, the length of the pulse or pulse train is a direct measure of the distance between the point mentioned and the center of rotation. The phase position of the pulse or pulse sequence with respect to the rotation of the diaphragm is a measure of the direction from the center of rotation to the point depicted. In this way a determination of the position of the point in polar coordinates is obtained, from which one also obtains a corresponding direction towards the object.

Die Länge des Impulses oder der Impulsfolge bzw. die Phasenlage wird durch den Verarbeitungs-Steuerkreis 17 festge-55 stellt, wobei ein Bezugssignal, das zum Phasenvergleich erforderlich ist, vom Fühler 16 stammt. Der zum Verarbeiten des Signals dienende Steuerkreis 17 kann einen Mikrocomputer enthalten, der neben der Verarbeitung des Signals mit Hilfe eines bekannten Rechenprogramms zur Positionsbestimmung des Zielobjek-60 tes auch eine Transformation der polaren Koordinaten in kartesi-sche Koordinaten vornimmt, falls gewünscht. The length of the pulse or the pulse sequence or the phase position is determined by the processing control circuit 17, a reference signal, which is required for the phase comparison, coming from the sensor 16. The control circuit 17 used to process the signal can contain a microcomputer which, in addition to processing the signal with the aid of a known computer program for determining the position of the target object, also carries out a transformation of the polar coordinates into Cartesian coordinates, if desired.

Durch die Form der den durchlässigen Teil der Blende begrenzenden Linie, wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, bei der diese Grenzlinie aus einem geraden Linienstück 25,35 65 und einem Kurvenzug einer logarithmischen Spirale 26,36 besteht, wird ein Impuls oder eine Impulsfolge erzielt, deren Länge proportional ist dem Logarithmus des Kehrwertes des Abstandes zwischen dem erwähnten Punkt und dem Drehzen Due to the shape of the line delimiting the permeable part of the diaphragm, as shown in FIGS. 2 and 3, in which this boundary line consists of a straight line segment 25, 35 65 and a curve of a logarithmic spiral 26, 36, an impulse or achieved a pulse train, the length of which is proportional to the logarithm of the reciprocal of the distance between the point mentioned and the rotation

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trum der Blende. Daraus folgt, dass sich die Messungenauigkeit in radialer Richtung proportional zum Abstand zwischen dem erwähnten Punkt und dem Zentrum verhält. Da die Richtungsbestimmung von der Zeit des Durchgangs der geraden Linie 25, 35 am Punkt abhängt, verhält sich auch die Messungenauigkeit in s der tangentialen Richtung proportional zum Abstand vom Zen-tFum. Auf diese Weise ist es möglich eine gute Messgenauigkeit im Zentrumsbereich des Sichtfeldes mit einem weiten Sichtfeld zu kombinieren. Diese Beziehung zwischen der Messungenauig-keitund dem Abstand zum Zentrum ist dann vorhanden, wenn io die begrenzte Ansprechgeschwindigkeit des Photodetektors oder die Impulsfrequenz der Strahlungsquelle die Auflösung bestimmen. Diese Beziehung gilt sehr nahe beim Zentrum nicht mehr, wo diese Bedingungen eine so gute Auflösung gewährleisten, the aperture. It follows that the measurement inaccuracy in the radial direction is proportional to the distance between the mentioned point and the center. Since the determination of the direction depends on the time of the passage of the straight line 25, 35 at the point, the measurement inaccuracy in the tangential direction is also proportional to the distance from the zen-tFum. In this way it is possible to combine good measurement accuracy in the center of the field of view with a wide field of view. This relationship between the measurement inaccuracy and the distance to the center is present when the limited response speed of the photodetector or the pulse frequency of the radiation source determine the resolution. This relationship no longer applies very close to the center, where these conditions ensure such good resolution

dass andere Umstände, wie die begrenzte Bildschärfe, die Gren- 15 zen bestimmen. Aus diesem Grund ist es zweckmässig, der erwähnten Begrenzungslinie der Blende nahe dem Zentrum die Form einer linearen Spirale 34 zu geben, wodurch vermieden wird, dass der dynamische Umfang der Messvorrichtung so ausgelastet wird, dass damit eine grössere Auflösung erreicht 20 wird als sie überhaupt verwendbar ist. that other circumstances, such as limited image sharpness, determine the limits. For this reason, it is expedient to give the above-mentioned boundary line of the diaphragm near the center the shape of a linear spiral 34, thereby avoiding that the dynamic scope of the measuring device is used to such an extent that it achieves a greater resolution 20 than can be used at all is.

Im folgenden wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Blende erläutert. Eine mögliche Abwandlung besteht in geänderter Formgebung des durchlässigen Teiles der Blende, um Eigenschaften der Messgenauigkeit verschiedenen Anwendungsgebieten anzupassen. Eine solche Ausführungsform der Blende ist aus Fig. 4 ersichtlich, in der diese ganz dargestellt ist, wogegen in Fig. 5 eine vergrösserte Darstellung des Zentrumbereiches der Blende gezeigt ist. Iii beiden Figuren 4 und 5 ist der undurchlässige Teil der Blende mit den Bezugszeichen 41,43 30 bzw. 51 und 53 versehen, wogegen die durchlässigen Teile der Blende mit den Bezugszeichen 42,44 bzw. 52 und 54 versehen A further exemplary embodiment of the diaphragm is explained below. One possible modification is to change the shape of the permeable part of the screen in order to adapt the properties of the measuring accuracy to different areas of application. Such an embodiment of the diaphragm can be seen from FIG. 4, in which it is shown in full, whereas FIG. 5 shows an enlarged representation of the center area of the diaphragm. In both Figures 4 and 5, the impermeable part of the panel is provided with the reference numbers 41, 43, 30 and 51 and 53, whereas the permeable parts of the panel are provided with the reference numbers 42, 44 and 52 and 54

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sind. Mit einer solchen Form des durchlässigen Teiles werden bei jeder Umdrehung der Blende vom Photodetektor 15 zwei Impulse erzielt, die eine konstante Länge haben, wobei aber der Intervall zwischen den Impulsen ein eindeutiges Mass für den Abstand zwischen dem projizierten Punkt und dem Drehzentrum der Blende ergibt. Die konstante Länge der Impulse ergibt die Möglichkeit für den zum Verarbeiten des Signals dienenden Steuerkreis 17, jegliche Störimpulse, die auftreten können, zu unterdrücken. Daraus folgt, dass eine solche Ausführungsform der Blende besonders für solche Anwendungen geeignet ist, bei denen mit Störeinflüssen gerechnet werden kann. Um eine Verwechslung zwischen den beiden Pulsfolgen zu vermeiden, ist es zweckmässig, die B ereiche 42,52 bzw. 44 und 54 mit unterschiedlichen Breiten zu versehen. are. With such a shape of the permeable part, two pulses are obtained from the photodetector 15 with each revolution of the diaphragm, which pulses have a constant length, but the interval between the pulses gives a clear measure of the distance between the projected point and the center of rotation of the diaphragm. The constant length of the pulses gives the control circuit 17, which is used to process the signal, the possibility of suppressing any interference pulses which may occur. It follows from this that such an embodiment of the diaphragm is particularly suitable for those applications in which interference can be expected. In order to avoid confusion between the two pulse sequences, it is expedient to provide the areas 42, 52 or 44 and 54 with different widths.

Bei einer abgewandelten Ausführung der vorstehend beschriebenen Variante wird anstelle der rotierenden Blende 12 und des Detektors 15, ein drehbarer Photodetektor verwendet, dessen strahlungsempfindlicher Bereich analog dem durchlässigen Teil der Blende 12 ausgebildet ist, wobei das elektrische Ausgangssignal des Photodetektors z. B. über Schleifringe abgenommen wird. In a modified version of the variant described above, instead of the rotating diaphragm 12 and the detector 15, a rotatable photodetector is used, the radiation-sensitive area of which is formed analogously to the transparent part of the diaphragm 12, the electrical output signal of the photodetector being e.g. B. is removed via slip rings.

Bei der zweiten Variante der Erfindung (nicht dargestellt) wird anstefle des Photodetektors eine Strahlenquelle bei der Messvorrichtung angeordnet, wobei am Zielobjekt ein Photodetektor vorgesehen ist. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn die Informationen hinsichtlich der Lage des Zielobj ektes vom Objekt selbst und nicht von der Mess Vorrichtung empfangen werden sollen. In diesem Fall werden Informationen betreffend die Winkellage des rotierenden Teils der Messanordnung dem Zielobjekt durch an sich bekannte Modulation der Strahlungsquelle telemetriseli übermittelt. In the second variant of the invention (not shown), a radiation source is arranged in the measuring device instead of the photodetector, a photodetector being provided on the target object. This is of particular interest if the information regarding the position of the target object is to be received by the object itself and not by the measuring device. In this case, information regarding the angular position of the rotating part of the measuring arrangement is transmitted to the target object by modulation of the radiation source telemetriseli, which is known per se.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings