CH638057A5

CH638057A5 - Electrooptic device for objective target acquisition

Info

Publication number: CH638057A5
Application number: CH375479A
Authority: CH
Inventors: Hans Dieter Dr Dipl Ing Jacoby; Joerg Dr Dipl Ing Willhelm
Original assignee: Leitz Ernst Gmbh
Priority date: 1978-05-13
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1983-08-31
Also published as: DE2821170A1; DE2821170C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum objektivierten Zieleinfang mit einem Radialgitter und fotoelektrischer Auswertung von Moiré-Figuren, welche aus der Überlagerung eines Bildes einer Zielstruktur mit einer Messstruktur entstehen und deren sich bei gleichmässiger Relativbewegung zwischen dem Bild der Zielstruktur und der Messstruktur verändernder Modulationsgrad der Relativlage zwischen Ziel- und Messstruktur proportionale Signale liefert. The present invention relates to a device for objectified target capture with a radial grating and photoelectric evaluation of moiré figures which result from the superimposition of an image of a target structure with a measurement structure and whose degree of modulation of the relative position changes with a uniform relative movement between the image of the target structure and the measurement structure provides proportional signals between target and measurement structure.

Einrichtungen dieser Art sind für geodätische Instrumente, wie zum Beispiel Theodolite, Nivelliere oder Tachymeter sowie Fluchtungsfernrohre, erforderlich, mit welchem eine mit einem Objektiv verbundene Zielmarke anvisiert wird, um die Ablage des Objektes von einer vorgegebenen Sollage mit Hilfe einer Winkelmessung zu ermitteln. Devices of this type are required for geodetic instruments, such as theodolites, levels or tachymeters as well as alignment telescopes, with which a target mark connected to an objective is sighted in order to determine the placement of the object from a predetermined target position with the aid of an angle measurement.

Dazu ist es bisher bekannt, Zielstrukturen in Form von Messlatten zu verwenden und diese mittels einer im Messgerät, z.B. einem Theodoliten, befindlichen speziellen Messstruktur (Messmarke) zwecks Ermittlung der Winkelablage des Objektes zu einer Sollage anzuvisieren. For this purpose, it has hitherto been known to use target structures in the form of measuring staffs and this by means of a theodolite, special measuring structure (measuring mark) to determine the angular offset of the object to a target position.

Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass lediglich Messungen in einer Koordinatenrichtung vorgenommen werden können und dass keine automatische Ausgabe der Messwerte erfolgt. Ferner ist bei Ermittlung der Ablage die Ver-grösserung der Zielstruktur in die Berechnung mit einzubezie-hen. The disadvantage of this device is that only measurements can be made in one coordinate direction and that the measured values are not output automatically. Furthermore, when determining the storage, the enlargement of the target structure must be included in the calculation.

Ferner ist durch die US-PS 3 220 298 eine Einrichtung zur Bestimmung von Azimut- und Elevationswinkeln bekannt, deren Ausgangsdaten durch digitalisierte elektrische Impulse dargestellt werden. Zur Erzeugung dieser Impulse ist in dieser Einrichtung ein rotierendes, in unterschiedlichen Radialbereichen mit verschiedenartigen Teilungen ausgestattetes Radialgitter vorgesehen, mit welchem die Zielstruktur abgetastet wird. Furthermore, a device for determining azimuth and elevation angles is known from US Pat. No. 3,220,298, the output data of which are represented by digitized electrical pulses. In order to generate these impulses, a rotating radial grating is provided in this device, which has different divisions in different radial areas and with which the target structure is scanned.

Allerdings kann die Zielstruktur nur punktförmig abgetastet werden. Damit ist jedoch nur eine geringe, durch Störungen leicht beeinflussbare und schlecht auswertbare Energieausbeute zu erreichen. However, the target structure can only be scanned in points. However, this means that only a small energy yield, which can easily be influenced by disturbances and is difficult to evaluate, can be achieved.

Durch die GB-PS 1 270 124 ist es ferner bekannt, zur Ausrichtung zweier Objekte zueinander, das Ziel- und das Messobjekt je mit einem Gitter zu verbinden, welche mit gleichabständigen, konzentrisch angeordneten, abwechselnd opaken und transparenten Ringen als Marken versehen sind. Der bei Versatz dieser Gitter gegeneinander auftretende Modulationsgrad From GB-PS 1 270 124 it is also known for the alignment of two objects to each other to connect the target and the measurement object with a grid, which are provided with equally spaced, concentrically arranged, alternately opaque and transparent rings as marks. The degree of modulation that occurs when these grids are offset against each other

3 3rd

638 057 638 057

der Moiré-Figuren wird fotoelektrisch detektiert. Die so entstehenden elektrischen Signale werden für die Ausrichtung der Objekte zueinander verwendet. of the moiré figures is detected photoelectrically. The resulting electrical signals are used to align the objects with each other.

Ausgewertet wird bei dieser Einrichtung die Symmetrie-dekkung der entstehenden Moiré-Figuren. Das erfordert jedoch eine Abbildung im Massstab 1:1 der Gitter aufeinander, was nur in wenigen Praxisfällen erreichbar ist. With this device, the symmetry coverage of the resulting moiré figures is evaluated. However, this requires mapping the grids to one another on a scale of 1: 1, which can only be achieved in a few practical cases.

Der letztgenannte Nachteil wird durch ein in der DE-OS 2 431 932 offenbarten Verfahren sowie eine Einrichtung zu dessen Durchführung abgestellt. Zum Anzeigen einer Richtung werden hier Moiré-Figuren verwendet, die durch Überlagerung eines parallele Linien aufweisenden Gitters mit einer Radialgitterscheibe erzeugt werden, die abwechselnd helle und dunkle, radial verlaufende Strahlen oder Linien besitzt. Bei Ausrichtung des mit einem zu vermessenden Objekt verbundenen Gitters wird ein Bild des Gitters an einem aussermittigen Teil der Scheibe erzeugt. Bei gleichmässiger Drehung der Scheibe um ihre Achse entsteht eine Modulation der mittleren Lichtintensität des resultierenden Bildes des Gitters und der Scheibe. Diese Modulation wird defektiert. Das Gitterbild wird, ausgehend von einer gegebenen Anfangsstellung, um eine Achse parallel zur Achse der Scheibe solange gedreht, bis eine Modulation maximaler Amplitude erhalten wird. The latter disadvantage is overcome by a method disclosed in DE-OS 2 431 932 and a device for carrying it out. Moiré figures are used here to indicate a direction, which are generated by superimposing a grid having parallel lines with a radial grid disc which has alternating light and dark, radially extending rays or lines. When the grid connected to an object to be measured is aligned, an image of the grid is produced on an eccentric part of the pane. If the disk rotates evenly around its axis, the mean light intensity of the resulting image of the grating and the disk is modulated. This modulation is broken. Starting from a given starting position, the grid image is rotated about an axis parallel to the axis of the disk until a modulation of maximum amplitude is obtained.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Richtungsermittlung nur in einer Koordinatenrichtung erfolgen kann. However, this method has the disadvantage that the direction can only be determined in one coordinate direction.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, mit welcher ein von der Entfernung zwischen Ziel- und Messstruktur, d.h. auch von der Vergrösserung der Zielstruktur, unabhängiger Zieleinfang in zwei Koordinatenrichtungen (Höhe und Seite) vornehmbar ist und welche die Nachteile des beschriebenen Standes der Technik überwindet. The invention was therefore based on the object of specifying a device with which a distance between the target and measurement structure, i.e. also of the enlargement of the target structure, independent target capture in two coordinate directions (height and side) can be undertaken and which overcomes the disadvantages of the described prior art.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe für eine Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zwei Rasterscheiben mit radial gerichteter gleicher Teilung vorhanden und als externe Ziel- und interne Messstruktur eingesetzt sind ; dass in Lichteinfallsrichtung hinter der Messstruktur fotoelektrische Empfänger angeordnet sind, welche die durch eine Relativbewegung zwischen dem Bild der Zielstruktur und der Messstruktur modulierten Lichtflüsse delektieren und in elektrische Signale wandeln; dass diesen Empfängern eine elektronische Auswerteschaltung nachgeschaltet ist, welche diese elektrischen Signale zu in der Grösse und Richtung der Mittenablage zwischen beiden Strukturen proportionalen Ausgangssignalen verarbeitet und dass mit diesen Ausgangssignalen gespeiste Mittel zur Anzeige der Ablage zwischen den Mitten der Ziel-und Messstruktur und/oder zum Nachführen der Einrichtung in eine gewünschte Sollage zwischen dem Bild der Zielstruktur und Messstruktur vorhanden sind. According to the invention, this object is achieved for a device of the type mentioned at the outset in that two raster disks with the same radially directed division are present and are used as an external target and internal measurement structure; that photoelectric receivers are arranged in the direction of light incidence behind the measurement structure, which detect the light fluxes modulated by a relative movement between the image of the target structure and the measurement structure and convert them into electrical signals; that an electronic evaluation circuit is connected downstream of these receivers, which processes these electrical signals into output signals proportional in the size and direction of the center storage between the two structures, and that means fed with these output signals for displaying the storage between the centers of the target and measuring structure and / or Tracking the device into a desired target position between the image of the target structure and the measurement structure are present.

Es erweist sich als besonderer Vorteil, wenn die fotoelektrischen Empfänger bestimmten Radialbereichen der Strukturen zugeordnet sind. It proves to be a particular advantage if the photoelectric receivers are assigned to certain radial areas of the structures.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass vorzugsweise die Auswerteschaltung eine Vergleichsstufe umfasst, in welcher die Phasenlagen der von den fotoelektrischen Empfängern erzeugten einzelnen Signale gegenüber einer zusätzlichen Referenzsignalphase verglichen werden. It is further proposed that the evaluation circuit preferably comprises a comparison stage in which the phase positions of the individual signals generated by the photoelectric receivers are compared with an additional reference signal phase.

Die Auswerteschaltung kann aber auch eine Vergleichsstufe umfassen, in welcher die Phasenlagen der von den fotoelektrischen Empfängern erzeugten einzelnen Signale gegenüber dem Mittelwert aller Signalphasen verglichen werden. However, the evaluation circuit can also comprise a comparison stage in which the phase positions of the individual signals generated by the photoelectric receivers are compared with the mean value of all signal phases.

Es ist aber auch ferner möglich, dass die Auswerteschaltung einen Drehfeldaddierer umfasst, welcher aus diametralen Radialbereichen der Strukturen erzeugten elektrischen Signalen ein Signal formt, dessen Phasenlage der Differenz der Phasenlagen der aus den diametralen Radialbereichen der Strukturen erzeugten Eingangssignalen entspricht. However, it is also possible for the evaluation circuit to comprise a rotating field adder which forms a signal from diametrical radial regions of the structures, the phase position of which corresponds to the difference between the phase positions of the input signals generated from the diametrical radial regions of the structures.

Es ist vorgesehen, dass die Zielstruktur vorzugsweise eine als Amplitudengitter wirkende Rasterscheibe mit radial gerichteter Teilung und die Messstruktur ein als Amplitudenraster wirkendes Durchlicht-Radialraster ist. It is provided that the target structure is preferably a raster disk acting as an amplitude grating with a radially directed division and the measuring structure is a transmitted light radial raster acting as an amplitude raster.

Es ist für die Erfindung ein besonderer Vorteil, wenn die zur Verwendung kommende Rasterscheibe mit radial gerichteter Teilung vorzugsweise abwechselnd lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Sektoren aufweisen. It is a particular advantage for the invention if the grid disc with radially directed division that is used preferably has alternatingly translucent and opaque sectors.

Vorzugsweise sind Rasterscheiben mit radial gerichteter Teilung vorgesehen, bei denen die Spitzen der Sektoren ausserhalb der Mitte der Sektoren sind. Grid disks with a radially directed division are preferably provided, in which the tips of the sectors are outside the center of the sectors.

Es ist also möglich, dass die Spitzen der Sektoren auf einem die Mitte der Rasterscheiben umgebenden Umkreis enden. Für die Herstellung solcher Radialraster hat es sich als Vorteil erwiesen, wenn die Spitzen der Sektoren an einem die Mitte der Rasterscheiben umgebenden Umkreis einseitig tangential anliegen. It is therefore possible that the tips of the sectors end on a circumference surrounding the center of the grid disks. For the production of such radial grids, it has proven to be advantageous if the tips of the sectors lie tangentially on one side in a circumference surrounding the center of the grating disks.

Eine Ausführungsform der Erfindung schlägt ferner vor, dass Mittel zur Erzeugung einer gleichmässig rotierenden Relativbewegung zwischen dem Bild der Zielstruktur und der Messstruktur vorgesehen sind. An embodiment of the invention also proposes that means are provided for generating a uniformly rotating relative movement between the image of the target structure and the measurement structure.

Es kann vorgesehen sein, dass dieses Mittel ein die Messstruktur antreibender Motor ist. Es ist aber auch denkbar, dass als Mittel zur Erzeugung einer gleichmässig rotierenden Relativbewegung zwischen dem Bild der Zielstruktur und der Messstruktur ein kontinuierlich angetriebenes, rotierendes optisches Bauteil vorgesehen und der Messstruktur vorgeschaltet ist. It can be provided that this means is a motor driving the measurement structure. However, it is also conceivable for a continuously driven, rotating optical component to be provided as a means for generating a uniformly rotating relative movement between the image of the target structure and the measurement structure and upstream of the measurement structure.

Ferner wird vorgeschlagen, dass vorzugsweise die Referenzsignalphase durch die Drehbewegung der Messstruktur bzw. des optischen Bauteiles gegeben ist. It is further proposed that the reference signal phase is preferably given by the rotary movement of the measuring structure or the optical component.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass nach einer Grobausrichtung der Einrichtung auf die Zielstruktur der Einfangvorgang automatisch abläuft und gleichzeitig eine Ausgabe der Messwerte und/oder die Lagekorrektur der Einrichtung erfolgt. Mit der vorgeschlagenen Strukturierung der Ziel- und Messstruktur ist eine so günstige Energiebilanz zu erreichen, dass Störungen, wie z.B. Rauschen, praktisch die jeweiligen Messresultate nicht mehr beeinflussen. The advantages achieved by the invention are that after a rough alignment of the device to the target structure, the capture process runs automatically and at the same time the measured values are output and / or the position is corrected by the device. With the proposed structuring of the target and measurement structure, such a favorable energy balance can be achieved that disruptions, e.g. Noise, practically no longer influence the respective measurement results.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing and described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge-mässen Einrichtung mit rotierender Messstruktur; 1 shows a schematic illustration of a device according to the invention with a rotating measuring structure;

Fig. 2 die gleiche Einrichtung mit ortsfester Messstruktur und Bildbewegung durch ein rotierendes optisches Mittel, und Fig. 2 shows the same device with a fixed measuring structure and image movement by a rotating optical means, and

Fig. 3a bis 3c Beispiele für Ausführungsformen der Messstruktur. 3a to 3c examples of embodiments of the measurement structure.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält eine aus einer Auflicht-Rasterscheibe mit radial gerichteter Teilung als Amplitudengitter wirkende Zielstruktur 1, welche mit einem nicht weiter dargestellten, zu vermessenden Objekt verbunden ist. Diese Zielstruktur 1 wird über ein Objektiv 2 und einen Teilerspiegel 3 auf eine Messstruktur 4 abgebildet, die aus einem als Amplitudengitter wirkende Durchlicht-Rasterscheibe mit radial gerichteter Teilung besteht. The device shown in FIG. 1 contains a target structure 1, which acts as an amplitude grating from a incident light grid with a radially directed division, and which is connected to an object, not shown, to be measured. This target structure 1 is imaged via a lens 2 and a divider mirror 3 onto a measuring structure 4, which consists of a transmitted light raster disk acting as an amplitude grating with a radially directed division.

Das Objektiv 2 ist in einem tubusförmigen Gehäuse 6 beweglich gelagert und zwecks Objektscharfeinstellung mittels eines nicht mitdargestellten Triebes in Richtung des Doppelpfeiles 7 verschiebbar. The lens 2 is movably mounted in a tubular housing 6 and can be displaced in the direction of the double arrow 7 by means of a drive (not shown) for the purpose of object focusing.

Die Messstruktur 4 ist als Kreisscheibe ausgebildet und rotiert, von einem Motor 8 angetrieben, mit gleichmässiger Geschwindigkeit um die optische Achse 9 der Einrichtung. The measuring structure 4 is designed as a circular disk and rotates, driven by a motor 8, at a uniform speed about the optical axis 9 of the device.

In Lichtrichtung hinter der Messstruktur 4 sind fotoelektrische Empfänger 10 bis 13 angeordnet, die die Messstruktur 4 verlassenden Lichtflüsse detektieren und dabei elektrische Wechselsignale erzeugen, deren Frequenzen sich aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Messstruktur 4 und deren Teilung ergeben. Diese Frequenzen bleiben konstant, wenn die Mitten von Ziel- und Messstruktur keinen Versatz gegeneinan5 In the light direction behind the measuring structure 4, photoelectric receivers 10 to 13 are arranged, which detect light flows leaving the measuring structure 4 and thereby generate alternating electrical signals, the frequencies of which result from the rotational speed of the measuring structure 4 and its division. These frequencies remain constant if the centers of the target and measurement structure do not offset each other5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

638 057 638 057

4 4th

der aufweisen, d.h. keine Gitterscherung vorhanden ist. which have, i.e. there is no grid shear.

Liegen die Mitten der beiden Strukturen 1 und 4 nicht übereinander, so ändern sich je nach auftretender Modulation der Lichtintensität die Frequenzen der von den Empfängern 10 bis If the centers of the two structures 1 and 4 do not lie one above the other, the frequencies of those of the receivers 10 to 12 change depending on the modulation of the light intensity that occurs

13 erzeugten elektrischen Signale. Gleichzeitig eilen beim Auswandern der Strukturenzentren, z.B. die Phasen der von den Empfängern 10 und 11 erzeugten Signale vor bzw. nach, und die Phasen der von den Empfängern 12 und 13 erzeugten Signale haben dann die entgegengesetzte Phasenverschiebung. 13 generated electrical signals. At the same time hurry when the structure centers emigrate, e.g. the phases of the signals generated by the receivers 10 and 11 before and after, and the phases of the signals generated by the receivers 12 and 13 then have the opposite phase shift.

Den Empfängern 10 bis 13 ist eine Auswerteschaltung 14 nachgeschaltet. Diese enthält u.a. eine Vergleichsstufe, welche zur Ermittlung der Phasenverschiebung eingesetzt wird und in der dabei jede einzelne Signalphase mit einer zusätzlichen, z.B. aus der Umdrehung des Motors 8 gewonnenen Referenzsignalphase oder mit der Summe aller Signalphasen verglichen wird. Bereits ein geringfügiger Versatz der Mitten von Ziel- und Messstruktur gegeneinander genügt, um aus den daraus resultierenden Phasenverschiebungen der einzelnen Signale ein elektrisches Drehfeld zu erzeugen, aus dem Grösse und Richtung der Mittenablage ermittelbar sind. An evaluation circuit 14 is connected downstream of the receivers 10 to 13. This includes a comparison stage, which is used to determine the phase shift and in which each individual signal phase with an additional, e.g. is compared from the rotation of the motor 8 reference signal phase or with the sum of all signal phases. Even a slight offset between the centers of the target and measurement structures is sufficient to generate an electrical rotating field from the resulting phase shifts of the individual signals, from which the size and direction of the center shelf can be determined.

Dieses elektrische Drehfeld wird in der Auswerteschaltung This rotating electrical field is in the evaluation circuit

14 in digitale Signale umgewandelt, welche eine nachgeschaltete Anzeigevorrichtung 15 speisen. 14 converted into digital signals, which feed a downstream display device 15.

Ausserdem ist der Auswerteschaltung 14 eine Nachführeinrichtung 16 nachgeschaltet, die entsprechend den Ausgangssignalen der Auswerteschaltung 14 die Relativraumlage der Einrichtung nach zwei Koordinatenrichtungen solange verändert, bis die Mitten der Zielstruktur 1 und Messstruktur 4 zusammenfallen. In addition, the evaluation circuit 14 is followed by a tracking device 16 which, in accordance with the output signals of the evaluation circuit 14, changes the relative spatial position of the device according to two coordinate directions until the centers of the target structure 1 and measurement structure 4 coincide.

Zur visuellen Beobachtung des Zieleinfanges und zur Grobausrichtung der Einrichtung auf die Zielstruktur 1 ist ein Okular 21 vorgesehen, welchem in einer Zwischenbildebene 25 eine Marke 22 vorgeschaltet ist. Zwecks Scharfeinstellung auf die Zwischenbildebene 25 ist das Okular 21 in einem fest mit dem tubusförmigen Gehäuse 6 verbundenen Okularstutzen 23 verschiebbar gelagert und mittels eines nicht mitdargestellten Triebes in Richtung des Doppelpfeiles 24 verstellbar. An eyepiece 21 is provided for visual observation of the target capture and for rough alignment of the device onto the target structure 1, which is preceded by a mark 22 in an intermediate image plane 25. For the purpose of focusing on the intermediate image plane 25, the eyepiece 21 is displaceably mounted in an eyepiece socket 23 which is firmly connected to the tubular housing 6 and is adjustable in the direction of the double arrow 24 by means of a drive (not shown).

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel, in welchem die gleiche Funktion wie in Fig. 1 ausübenden Bauteile die gleichen Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von dem in Fig. 1 Gezeigten dadurch, dass die Messstruktur 4 ortsfest montiert ist. Die Relativbewegung zwischen dem Bild der Zielstruktur 1 und der Messstruktur 4 erfolgt dadurch, dass das Bild der Zielstruktur 1 rotierend über die Messstruktur 4 geführt wird. Dazu ist im Strahlengang ein optisches Bauelement 26, z.B. ein Dove-Prisma, angeordnet, welches auf einem um die optische Achse 9 The embodiment shown in FIG. 2, in which the same function as in FIG. 1 has the same reference numerals, differs from that shown in FIG. 1 in that the measuring structure 4 is mounted in a fixed position. The relative movement between the image of the target structure 1 and the measurement structure 4 takes place in that the image of the target structure 1 is rotated over the measurement structure 4. For this purpose, an optical component 26, e.g. a Dove prism, which is arranged on an optical axis 9

drehbaren Träger 27 befestigt ist. Ein Antriebsmotor 28 versetzt den Träger 27 über ein Triebrad 29 in eine gleichmässige Rotationsbewegung um die optische Achse 9. So wird das vom Objektiv 2 entworfene Bild der Zielstruktur 1 über die Mess-5 struktur 4 geführt. Die Erzeugung der elektrischen Signale, deren Auswertung sowie die visuelle Beobachtung und Grobausrichtung der Strukturen zueinander erfolgt wie zu Fig. 1 beschrieben. rotatable carrier 27 is attached. A drive motor 28 sets the carrier 27 in a uniform rotational movement about the optical axis 9 via a drive wheel 29. The image of the target structure 1 designed by the objective 2 is guided over the measurement structure 5. The generation of the electrical signals, their evaluation and the visual observation and rough alignment of the structures with respect to one another is carried out as described for FIG. 1.

Zielstruktur 1 und Messstruktur 4 können abwechselnd 10 lichtdurchlässige 30 und lichtundurchlässige 31 Sektoren aufweisen, deren Spitzen 32 in den Strukturenmitten zusammenliegen. Die Verwendung zweier derartig gleicher Strukturen ist aber für die Signalerzeugung bei Symmetrielage von Nachteil, weil dann Strukturen derart zur Deckung kommen, dass entwe-15 der sich opake Sektoren decken oder transparente und opake Sektoren sich so komplementieren, dass eine vollständige Sperre im Lichtfluss entsteht. Target structure 1 and measurement structure 4 can alternately have 10 translucent 30 and opaque 31 sectors, the tips 32 of which lie together in the middle of the structure. However, the use of two structures of the same type is disadvantageous for the signal generation in the case of a symmetry position, because then structures come to coincide in such a way that either the opaque sectors overlap or the transparent and opaque sectors complement each other in such a way that a complete block in the light flow arises.

Es erweist sich daher von Vorteil, als Strukturen 1 und 4 Rasterscheiben mit radial gerichteter Teilung zu verwenden, bei denen, wie die Fig. 3a bis 3b zeigen, die Spitzen 32,33 der Sektoren 30,31 ausserhalb der Mitte der Struktur liegen. It therefore proves advantageous to use as structures 1 and 4 raster disks with a radially directed division, in which, as shown in FIGS. 3a to 3b, the tips 32, 33 of the sectors 30, 31 lie outside the center of the structure.

So zeigt Fig. 3a ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Spitzen der Sektoren auf einem die Mitte der Struktur umgebenden Umkreis 34 liegen. Gleiches gilt für die Darstellung der Fig. 3b mit dem Unterschied, dass die opaken Sektoren 31 über die Mitte der Struktur hinausragend angeordnet sind. 3a shows an embodiment in which the tips of the sectors lie on a circumference 34 surrounding the center of the structure. The same applies to the representation of FIG. 3b with the difference that the opaque sectors 31 are arranged so as to protrude beyond the center of the structure.

Fig. 3c schliesslich zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Sektorenspitzen am die Mitte der Struktur umgebenden Umkreis 34 einseitig tangential anliegen. 3c finally shows an exemplary embodiment in which the sector tips bear tangentially on one side on the circumference 34 surrounding the center of the structure.

Es bleibt zu erwähnen, dass die Marke 25 unterschiedlich gestaltet sein kann, je nach dem Zweck, für welchen die visuelle Beobachtung vorgesehen ist. Soll mit ihr die richtige Funktion der Einrichtung überwacht werden, so bietet sich als Marke 25 eine Kreuzmarke an. Soll dagegen die visuelle Beobachtung vornehmlich zur Grobeinstellung der Einrichtung dienen, so wird man als Marke 25 eine rahmenförmige Marke wählen, die auch als Leuchtrahmen ausgebildet sein kann. It should be mentioned that the mark 25 can be designed differently, depending on the purpose for which the visual observation is intended. If the correct function of the device is to be monitored with it, then a cross mark offers itself as mark 25. If, on the other hand, the visual observation is intended primarily for the rough adjustment of the device, a frame-shaped mark will be selected as the mark 25, which can also be designed as a light frame.

Auch für die Anordnung der fotoelektrischen Empfänger 10 bis 13 relativ zur Querausdehnung der Messstruktur 4 gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Diese Empfänger können entsprechend einem Radius der Struktur räumlich nebeneinanderliegend montiert sein. Es ist aber auch möglich, sie über die Fläche der Messstruktur 4 verteilt anzuordnen. Eine dazu bevorzugte Anordnung ist so, dass jedem Empfänger ein Kreissektor von 90° zugeordnet ist. There are also different possibilities for the arrangement of the photoelectric receivers 10 to 13 relative to the transverse extension of the measuring structure 4. These receivers can be mounted adjacent to one another in accordance with a radius of the structure. However, it is also possible to arrange them distributed over the surface of the measuring structure 4. A preferred arrangement for this is such that a circle sector of 90 ° is assigned to each receiver.

25 25th

30 30th

35 35

40 40

G G

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

638 057 PATENT CLAIMS

1.Electro-optical device for objectified target capture with a radial grating and photoelectric evaluation of moiré figures, which result from the superimposition of an image of a target structure with a measurement structure and whose modulation changes with a constant relative movement between the image of the target structure and the measurement structure Relative position between target and measuring structure provides proportional signals, characterized in that two raster disks with radially oriented equal pitch (1,4) are present and are used as external target and internal measuring structure; that in the direction of light incidence behind the measuring structure (4th ) photoelectric receivers (10, 11, 12, 13) are arranged,

which detect the light fluxes modulated by a relative movement between the image and the measurement structure (4) and convert it into electrical signals; that these receivers (10, 11, 12, 13) are followed by an electronic evaluation circuit (14) which processes these electrical signals into output signals which are proportional in the size and direction of the center deposit between the two structures (1, 4), and that with these The output signals fed means (15, 16) for displaying the offset between the centers of the target and measurement structure (1,4) and / or for tracking the device into a desired target position between the image of the target structure (1) and the measurement structure (4 ) available. 25th

2. Electro-optical device according to claim 1, characterized in that the photoelectric receivers (10, 11, 12, 13) are assigned to certain radial regions of the structures (1, 4).

3. Electro-optical device according to claims 1 30 and 2, characterized in that the evaluation circuit

4 to 6 and 8, characterized in that the tips (32, 33) of the sectors (30, 31) end on a circumference (34) surrounding the center of the radial grid (1, 4).

4. Electro-optical device according to claims 1 and 2, characterized in that the evaluation circuit

5. Electro-optical device according to claim 1, characterized in that the target structure (1) is an incident light radial grid acting as an amplitude grid.

6. Electro-optical device according to claim 1, characterized in that the measuring structure (4) is a transmitted light radial raster acting as an amplitude raster.

7. Electro-optical device according to claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that the radial grids (1, 4) alternately have translucent and opaque sectors 50 (30, 31).

8. Electro-optical device according to claims 1, 2 and 4 to 6, characterized in that there is at least one radial grid (1, 4) in which the tips (32, 33)

of the sectors (30, 31) are outside the center of the structure (4). 55

9. electro-optical device according to claims 1,2,

10. Electro-optical device according to claims 1, 2, 4 to 6 and 8, characterized in that the tips (32, 33) of the sectors (30, 31) surround the center of the radial grid (1, 4) Place the circumference (34) tangentially on one side.

11. Electro-optical device according to claim 1, characterized in that means (8, 28, 29) are provided for generating a uniformly rotating relative movement between the image of the target structure (1) and the measurement structure (4).

12. Electro-optical device according to claims 1

and 11, characterized in that the means for generating a uniformly rotating relative movement is a motor (8) driving the measuring structure (4).

13. Electro-optical device according to claims 1 and 11, characterized in that a continuously driven, rotating optical component (26) is provided as a means for generating a uniformly rotating relative movement between the image of the target structure (1) and the measuring structure (4) and the measurement structure (5) is connected upstream.

14. Electro-optical device according to claims 1 to 3 and 11 to 13, characterized in that the reference signal phase is given by the rotational movement of the measuring structure (4) or the optical component (26).

(14) comprises a comparison stage in which the phase positions of the individual signals generated by the photoelectric receivers (10, 11, 12, 13) are compared with the mean value of all 40 signal phases.

(14) comprises a comparison stage in which the phase positions of the individual signals generated by the photoelectric receivers (10, 11, 12, 13) are compared with an additionally generated reference signal phase. 35

15. Electro-optical device according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (14) comprises a rotating field adder which forms a signal from diametrical radial regions of the structures (1, 4) generated signals, the phase position of which is the difference between the phase positions of the corresponds to diametrical radial areas of the structures generated input signals.