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Vorrichtung zur nahezu parallaxenfreien optischen Uberlagerung zweier
Aufzeichnungen, von denen die eine auf einem gewölbten Bildschirm zur Anzeige gebracht
wird und die zu überlagernde zweite sich auf der dem Betrachter zugewandten Oberfläche
einer über dem Bildschirm angeordneten durchsichtigen Platte befindet Die Erfindung
bezieht sich auf Vorrichtungen, die die Markierung von Informationen gestatten,
die auf dem. Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden. Sie bezieht
sich insbesondere auf Markiervorrichtungen bei Radar-Sichtgeräten.
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Die Erzeugung von Radarbildern in Panoramadarstellung mittels Sender,
horizontal bündelnder Drehantenne und Empfänger mit Kathodenstrahlröhre ist bereits
bekannt. Derartige Anlagen finden beispielsweise zur Überwachung des Schiffsverkehrs
in Häfen und auf Seestraßen Verwendung. Handelt es sich um die Kontrolle von Kurs
und Geschwindigkeit mehrerer Fahrzeuge, so hat es sich als zweckmäßig herausgestellt,
den Schiffsort periodisch von Hand auf einer iiber dem Bildschirm angeordneten Platte
aus durchsichtigem Material mit einem geeigneten Stift zu markieren. Aus den so
entstehenden, Kurs und Geschwindigkeit angebenden Spuren kann dann leicht die Wahrscheinlichkeit
eines Zus ammenstoß es vorhergesagt werden, so daß daraufhin entsprechende Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden können.* Eine derartige durchsichtige Platte für die Markierung
der angezeigten Informationen kann nicht beliebig nahe vor dem meistens gewölbten
Leuchtschirm der Bildröhre angebracht werden. Um die bei unterschiedlichem Betrachtungswinkel
durch Parallaxe auftretenden Fehler der Übereinstimmung zwischen markiertem und
angezeigtem Bildpunkt zu verbessern, ist es bereits bekannt, zwischen dem Bildschirm
und der über diesem angeordneten ebenen, durchsichtigen, dem Betrachter zugewandten
Markierungsplatte einen teildurchlässig reflektierenden Spiegel vorzusehen.
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Wird in ebenfalls bekannter Weise die Markierungsplatte mit am Rande
der Platte angebrachten Flutlicbtbeleuchtungsquellen beleuchtet und befindet sich
der Belag des Spiegels bei einer Bildröhre mit planem Bildschirm genau in der Mitte
zwischen der mit Markierungen versehenen, dem Beobachter zugewandten Seite der durchsichtigen
Platte und dem Fluoreszenzschirm der Kathodenstrahlröhre, dann erscheinen die aufgetragenen
Markierungen so, als wären sie auf den Fluoreszenzschirm projiziert. Bei Betrachtung
dieser projizierten Markierungen ist ein durch Parallaxe hervorgerufener Fehler
der Übereinstimmung nicht mehr möglich.
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Bei Radaranzeigegeräten mit großen Bildschirmen zur genauen Überwachung
eines verhältnismäßig großen Entfernungsbereiches ist der den Bildschirm tragende
Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre meist stark gewölbt. Dies ist erforderlich,
damit die luftleer gepumpte Röhre dem atmosphärischen Druck widerstehen kann. Bei
gewölbten Bildschirmen ist auch das beschriebene, mit einem teildurchlässig reflektierenden
Spiegel ausgestattete Markierungsgerät mit Parallaxenfehlern behaftet, die um so
größer sind, je stärker der Bildschirm gewölbt ist.
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Durch den Vorschlag gemäß der Erfindung läßt sich diese oft unzulässige
Ungenauigkeit der tSbereinstimmung von Anzeige und Markierung, wie sie bei verschiedenen
Beobachtungsrichtungen infolge der Wölbung des Bildschirmes hervorgerufen wird,
durch geeignete Formgebung der Platte oder des teildurchlässig reflektierenden Spiegels
bzw. zusätzliche Mittel,
wie die Einfügung einer Zerstreuungslinse
nahezu beseitigen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Fig. 1
bis 3 der Zeichnungen nachstehend näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Markierungsvorrichtung
und einen Teil einer Kathodenstrahlröhre, wobei die Markierungsplatte die gleiche,
aber entgegengesetzt gerichtete Wölbung wie der Leuchtschirm aufweist, Fig 2 einen
Querschnitt durch eine Markierungsvorrichtung, bei der der teildurchlässig reflektierende
Spiegel einen Krümmungsradius besitzt, der praktisch doppelt so groß ist wie der
des Leuchtschirms, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform,
wobei eine Zerstreuungslinse vorgesehen ist, die die Krümmung des Leuchtschirmes
ausgleicht.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung
besitzt die Platte 20, auf der die Markierungen 28 aufgezeichnet sind, eine Krümmung,
die praktisch gleich der Krümmung des Kolbenbodens der Kathodenstrahlröhre 14 ist,
wobei aber die besagte Krümmung die entgegengesetzte Richtung wie die Krümmung des
Kolbenbodens 18 der Kathodenstrahlröhre 14 hat. Die teildurchlässig reflektierende
Oberfläche 24 des Spiegels 23 liegt praktisch im gleichen Abstand von dem Leuchtschirm
19 des Kolbenbodens der Kathodenstrahlröhre und der Oberfläche der Platte 20, auf
welcher die Markierungen aufgezeichnet werden. Trotz Änderung der Beobachtungsrichtung
von 29 nach 30 erscheint die bei 27 gespiegelte Markierung 28 an der gleichen Stelle.
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Bei einer weiteren in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist die Oberfläche, auf welcher die Markierungen 28 aufgezeichnet werden, flach,
und der teildurchlässig reflektierende Spiegel 33 besitzt einen Krümmungsradius,
welcher praktisch doppelt so groß ist wie der Krümmungsradius des Kolbenbodens 18
der Kathodenstrahlröhre 14. Auf diese Weise kann der teildurchlässig reflektierende
Spiegel 33 praktisch im gleichen Abstand von dem Leuchtschirm 19 auf dem Kolbenboden
18 der Kathodenstrahlröhre 14 und der Oberfläche der Platte 31, auf welcher die
Markierungen 28 über praktisch den ganzen Bereich der Markierungsvorrichtung angebracht
werden, angeordnet sein. Durch die Wölbung des Spiegels 33 erscheint auch hier die
reflektierte Markierung 27 trotz Änderung der Beobachtungsrichtung von 29 nach 30
nahezu unverändert.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird die Korrektur zum Ausgleich
der Wölbung des Kolbenbodens 18 der Kathodenstrahlröhre 14 dadurch erzielt, daß
man eine Zerstreuungslinse 36 unterhalb des teildurchlässig reflektierenden Spiegels
45 und oberhalb des Kolbenbodens der Kathodenstrahlröhre 14 anordnet. Die Krümmung
der Linse 36 und ihr Brechungskoeffizient ist derart, daß die Lage des Leuchtschirmes
19 auf dem Kolbenboden 18 in einer Ebene unterhalb des teildurchlässig reflektierenden
Spiegels 45 zu sein scheint. Der teildurchlässig reflektierende Spiegel ist dann
im gleichen Abstand von der Oberfläche der Platte 51, auf welcher die Kennmarken
angebracht werden, und von der scheinbaren Lage des Leuchtschirmes. Der Abstand
zwischen der scheinbaren Lage des Leuchtschirmes und der teildurchlässig reflektierenden
Oberfläche soll effektiver Abstand genannt werden. Es liegt also bei dieser Ausführungsform
die teildurchlässig reflektierende Oberfläche effektiv im gleichen Abstand zwischen
der Oberfläche
der Platte 51 oder Bildquelle und dem Leuchtschirm 19 auf dem Kolbenboden
18 der Kathodenstrahlröhre.
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Die Korrektur bzw. die Abflachung der scheinbaren Lage des Leuchtschirmes,
wie sie durch die Linse an einem beliebigen Punkt hervorgerufen wird, hängt von
der Stärke der Linse in jenem Punkt und von dem Brechungskoeffizienten des Linsenwerkstoffes
ab.
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Der Abstand, um welchen die Linse die scheinbare Lage des Leuchtschirmes
über die wirkliche Lage desselben erhebt, kann für jeden beliebigen Punkt des Leuchtschirmes
mit großer Genauigkeit durch die folgende Formel bestimmt werden: D=T(1W).
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In dieser Formel ist D der Abstand der scheinbaren Lage des Leuchtschirmes
in einem beliebigen Punkt über der wirklichen Lage desselben, T die Dicke der Linse
an dem betreffenden Punkt, 17 der Brechungskoeffizient des Linsenwerkstoffes.
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Über dem Kolbenboden können noch in bekannter Weise zusätzliche drehbare
Peillinien und Gradskalen angeordnet sein.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur nahezu parallaxenfreien optischen
Überlagerung zweier Aufzeichnungen, von denen die eine auf einem gewölbten Bildschirm
zur Anzeige gebracht wird und die zu überlagernde zweitewsich auf der dem Betrachter
zugewandten Oberfläche einer Platte aus durchsichtigem Material befindet, die über
dem Bildschirm, im wesentlichen parallel zu diesem, angeordnet ist, wobei in der
Mitte zwischen Platte und Bildschirm ein teildurchlässig reflektierender Spiegel
angeordnet ist und die Betrachtung der überlagerten Aufzeichnungen durch die die
zweite Aufzeichnung tragende Platte hindurch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
durch geeignete Formgebung der Platte oder des teildurchlässig reflektierenden Spiegels
bzw. zusätzliche Mittel, wie die Einfügung einer Zerstreuungslinse, die Wirkung
der durch die gewölbte Oberfläche des Bildschirmes hervorgerufenen Parallaxe nahezu
beseitigt wird.