DE1423655C3 - Einrichtung zur selbsttätigen Entfernungseinstellung auf einen Zielgegenstand - Google Patents

Description

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delt, welche einer elektronischen Auswerteschaltung jekte verschiedener Entfernung in ihm erscheinen, zugeführt werden. Da den einzelnen Quadranten Aus der vorhandenen Differenz der Ströme bei nicht unterschiedliche Modulationsfrequenzen zugeordnet abgestimmtem Entfernungsmesser lassen sich Regelsind, kann die elektronische Auswerteschaltung die signale ableiten zum selbsttätigen Abstimmen des von den einzelnen Quadranten stammenden Informa- 5 Entfernungsmessers und Steuersignale für auf eine tionen unterscheiden. Das Verfahren erlaubt eine Entfernung einzustellende weitere Geräte.
Ausrichtung nach zwei Koordinaten. Für die Ein- In F i g. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsstellüng der Entfernung werden keine Signale ge- gemäßen selbsttätigen Entfernungsmessers gezeigt, wonnen. Ein Sucher ist mechanisch fest mit dem Basisentfer-

Zur Feststellung der Lage eines strichförmigen io nungsmesser verbunden. 1 und 3 ist die Optik des ' Zielgegenstandes bzw. von Konturen sind aus der Suchers, in den durch den Würfel 2 ein vom Objekdeutschen Patentschrift 916 229 und aus Photogram- tiv 4, Spiegel 6 und Optik 7 kommender Teilstrahlenmetric Engineering 23 (1957), S. 49 bis 53, Einrich- gang des Entfernungsmessers eingespiegelt wird, so daß tungen bekanntgeworden, bei denen das Bild an der Benutzer in dem Sucherbild 21 (F i g. 4) das Teileiner Spaltblende oder diese am Bild entlanggeführt 15 bild 22 im gleichen Maßstab wie das Sucherbild sieht, wird, wobei hinter der Spaltblende ein fotoelektrischer Durch einen halbdurchlässigen Spiegels wird ein Empfänger angeordnet ist. Auch diese Anordnungen Teilstrahl über die Optik 8 zum Strahlungsempfänger, sind nur dazu geeignet, die Ablage des Zielgegen- z; B. zu einer Widerstandsphotozelle 11, geschickt. Standes in einer Ebene senkrecht zur Beobachtungs- Durch das zweite Objektiv 13 des Basisentfernungsrichtung festzustellen. Durch geeignete Regeleinrich- 20 messers wird der andere Entfernungsmesserstrahl tungen können die Meßeinrichtungen auch so ausge- über einen beweglichen Spiegel 14 und eine Linse 15 bildet werden, daß sie dem Konturverlauf automatisch auf den Strahlungsempfänger 12 geworfen. Ein_Dqpfolgen. Eine Änderung der Entfernung zur Meßebene petepält 9, der vor 11 und 12 je einen schmalen Streiist auf das Meßergebnis ohne Einfluß. fen der beiden durch 4 und 13 entworfenen Teilbilder

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 25 freigibt, schwingt, durch die Vorrichtung 10 ange-Einrichtung zur selbsttätigen Entfernungseinstellung trieben, vor den beiden Strahlungsempfängern. Die auf einen Zielgegenstand zu schaffen, wobei die Ein- in den beiden Strahlungsempfängern 11 und 12 entstellung zum Fokussieren eines Objektivs auf den stehenden elektrischen Signale werden in dem elek-Zielgegenstand ausgenutzt werden kann. tronischen Gertä 20 miteinander verglichen. In die-Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 3° sem Gerät sind Regelglieder vorgesehen, die bewirgekennzeichnet und wird an Hand der in den Figuren ken, daß zufällige Nulldurchgänge nicht zur Wirkung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Da- kommen und nur dann die Kompensation beendet bei zeigt ist, wenn über den ganzen Bildumfang beider Strah-

Fig. 1 a bis Ic die Bilder eines Zielgegenstandes, lungsempfänger die gleichen elektrischen Signale auf-

wie sie durch einen Invert-Entfernungsmesser gelie- 35 treten. Dies kann am einfachsten dadurch bewirkt

fert werden, . werden, daß den Regelg'iedern eine Zeitkonstante

Fig. 2 eine erläuternde Skizze zur Methode des gegeben wird, die gleich oder größer ist als die Ab-

Abtastens, tastzeit des Spaltes für die gesamte Abtastung der

F i g. 3 .eine Ausführungsform einer automatischen Teilbilder. Das Überwiegen des einen Signals über

Fokussierungseinrichtung, . 40 das andere, also die Differenzspannung, wird im Ge-

F i g. 4 eine Einzelheit hieraus, rät 20 verstärkt und als Regelspannung für den An-

F i g. 5 Signalströme, wie sie in der Einrichtung trieb eines Elektromotors oder einer Ratsche 19

nach F i g. 3 auftreten, od. dgl. zum Verdrehen z. B. eines Aufnahme-Ob-

F i g. 6 eine zweite Ausführungsform einer auto- jektivs 16 benutzt. Mit diesem Objektiv ist eine Kur-

matischen Fokussierungseinrichtung, 45 venscheibe 17 mechanisch verbunden, die mit einer

F i g. 7 Signalströme, wie sie in der Einrichtung Rolle und Hebel 18 mechanisch abgegriffen wird

nach F i g. 6 auftreten. und den beweglichen Entfernungsmesser-Spiegel 14

Zur Vereinfachung sei von einem Invert-Entfer- schwenkt. In dieser Figur ist die notwendige Drehnungsmesser ausgegangen. In der Fig. 1 a bis Ic sinnänderung der Objektiv-Verstellung nicht gezeichsind drei Stellungen der Teilbilder eines Invert-Ent- 50 net. Da ein aperiodisches Annähern in die Kompenfernungsmessers schematisch dargestellt. sationsstellung im allgemeinen nicht erwünscht ist,

Während in F i g. 1 a der Gegenstand zu weit und muß mit Überschwingen der Kompensation und in F i g. 1 c zu nahe liegt, ist der Entfernungsmesser Schwingen um die Kompensation des einzustellenden bei der Lage nach Fig. Ib richtig eingestellt, die Geräteteils gerechnet werden. Dies ist aber leicht Bilder stehen exakt übereinander. Führt man nun 55 durch bekannte technische Maßnahmen zu verbesüber die beiden Teilbilder einen Spalt wie in F i g. 2 sern, z. B. durch polarisierte Relais, die bei Nullgezeigt und photometriert man die beiden Spalthälf- Durchgang der Signale den Drehsinn des elektroten getrennt, also den Lichtfluß oberhalb AB und mechanischen Stellgliedes, z. B. des Elektromotors, unterhalb und vergleicht die am Strahlungsempfänger ändern.

entstehenden Ströme, so wird über den ganzen Bild- 60 Hier wurde bisher immer nur von Objektiven z. B.

bereich dann und nur dann Gleichheit der Ströme für Steh- oder Laufbildkameras gesprochen, die auf

vorhanden sein, wenn im Entfernungsmesser die bei- Entfernung gemäß vorliegender Erfindung selbsttätig

den Teilbilder exakt übereinanderliegen. Es sei hier eingestellt werden. Die gleiche Anordnung kann na-

als (einzige) Ausnahme erwähnt, daß streng perio- türlich auch für die Entfernungseinstellung von Ge-

dische Gegenstände (ein Lattenzaun ζ. B.) nach die- 65 schützen u. ä. Verwendung finden,

sem Verfahren nicht vermessen werden können. Auch Die Anordnung gemäß F i g. 3 ist jedoch noch un-

muß das Gesichtsfeld des Entfernungsmessers so klein vollkommen. Sie kann nicht unterscheiden z. B. bei

sein, daß nicht mehrere, übereinanderliegende Ob- bewegten Objekten, ob das anvisierte Objekt näher

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oder weiter als der eingestellte Wert liegt. In F i g. 5 das Vorzeichen des Regelvorganges bestimmen zu

sind schematisch die Differenzsignale der beiden können, ist im Strahlengang von I noch ein um die

Strahlungsempfänger in Abhängigkeit von der Ent- Symmetrielage pendelndes planparalleles Blättchen

fernung aufgezeichnet. Am Punkt »scharf« kompen- 36 vorgesehen, das mit der Frequenz/₂ schwingt. Die

sieren sich die Signale, aber »näher« und »weiter« 5 Frequenzen sind so zu bestimmen, daß

können gleich sein, so daß aus einem Vergleich der

Signale über das Vorzeichen der zur Erreichung der Z₁ >/₂ > f₃

Scharfeinstellung nötigen Bewegung keine Infor- ist.

mation zu erhalten ist. ' Um nun die absolute Regelgröße und das Vor-

Daher läßt sich die Anordnung nach F i g. 3 nur io zeichen zu bestimmen, führt man in einem Selektiv-

so benutzen, daß stets von einer bestimmten, fest vor- verstärker 31, der auf Z₁ oder Z₁ -halbe abgestimmt ist,

gegebenen Entfernung (z. B. bei Foto-Objektiven den Vergleich der beiden Impulse durch. Die Impuls-

vom Punkt »unendlich«) begonnen werden muß. folgen sind in Fig. 7 schematisch dargestellt. Bei

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Ein- falscher Einstellung sind die Streifenimpulse von

richtung, insbesondere für militärische Zwecke, ist es 15 Teilbild I von denen von II verschieden; bei Rege-

aber meistens erwünscht, über eine Entfernungs- lung gleichen sie sich an, wobei der Regelstrom, wie

messung ruhender Objekte hinaus auch solche be- 7 c zeigt, abfällt. Vergleicht man nun die Nulldurch-

wegter Objekte selbsttätig vorzunehmen. gänge der Kompensation mit der Phase von 36, bei-

In F i g. 6 ist eine Einrichtung, die dieses leistet, spielsweise indem man Spannung von 35 in ein pha-

schematisch dargestellt. Der Basisentfemungsmesser 20 senempfindliches Glied 34 führt, so gibt die Phasen-

besteht aus den beiden Objektiven 23 und 24. Die lage an, nach welchen Vorzeichen der Regelvorgang

Einspiegelung in ein Fernrohr ist — weil hier neben- zu erfolgen hat. 32 ist ein Gleichrichter, der einen

sächlich — weggelassen. Das Teilbild I von 23 wird gleichgerichteten Regelstrom (Fig. 7c) liefert. Das

über den Spiegel 26 und den Strahlvereiniger 42 in Regelglied 37 drückt eine -Zeitkonstante dem ganzen

die Ebene der Spaltblende 30 geworfen. Ebenso das 25 Regelvorgang auf, die vergleichbar groß zu der Ab-

Teilbild von 24 über Spiegel 27. tastzeit beider Teilbilder aus I und II ist. Schließlich

Ein mit der Frequenz Z₁ hin- und herschwingender werden die Regelströme im Verstärker 38 verstärkt Verschluß 25 gibt abwechselnd den Lichtweg hinter und dem auf die planparallele Platte wirkenden Steil-Objektiv 23 oder 24 frei. Als Strahlenempfänger 28 motor 39 zugeleitet. Auf der Achse dieses Motors dient eine drahtförmige beispielsweise Widerstands- 30 können die Steuerhilfsmittel, z. B. ein Potentiometer, photozelle mit Spaltblende 30. Zwischen der opti- angebracht werden, das dann die Steuerbefehle an die sehen Strahlzusammenführung 42 der beiden Teil- weiter angeschlossenen Geräte abgibt,
bilder und dem Strahlungsempfänger ist ein mit der Selbstverständlich können die Steuersignale weiter Frequenz Z₃ rotierender Glaswürfel eingefügt, der je- analysiert werden, indem die Geschwindigkeit im des Teilbild mit einer Frequenz /₃ über den Strah- 35 Raum des beobachteten Gegenstandes, z. B. durch lungsempfänger führt. Durch diese Anordnung wer- Impulsdifferentiation od. dgl., bestimmt wird. Bei meden abwechselnd Streifen von I und II über den ge- chanischer Kopplung des Fernrohres mit dem Basissamten Bildumfang dem Strahlungsempfänger züge- entfernungsmesser kann der Winkel von einer festen führt. Würden jetzt, wie in Fig. 3, die Signale ver- Richtung, die Winkelgeschwindigkeit und mit der glichen und verstärkt werden, so könnte mit dem 40 Relativgeschwindigkeit auch die Bewegungskurve im daraus abgeleiteten Regelsignal ein Motor 39 die Gelände, die absolute Geschwindigkeit und — in planparallele Platte 40 drehen, die bewirkt, daß das Kombination mit anderen Konstanten des zu steuern-Teilbild von II sich in der Bildebene 30 so lange ver- den Gerätes, z. B. bei Geschützen der Vorhaltschiebt, bis beide Signale sich kompensieren. Um nun winkel — selbsttätig ermittelt und übertragen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 des Verschlusses (25) hoch gegenüber der Patentansprüche: Schwingungsfrequenz (/3) der Bildauslenkungs- einrichtung (29) gewählt ist.

1. Einrichtung zur selbsttätigen Entfernungs- 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 einstellung auf einen Zielgegenstand, g e k e η η - 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein Regelglied (37) zeichnet durch folgende Merkmalskombi- zur Anpassung der Vergleichsperiode an die Abnation: tastperiode (/₃) der Meßbilder.

. ' . . _%, „ . , , 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge-

a) es werden zwei unter einem Meßwmkel ge- kennzeichnet, daß das Regelglied (37) eine Zeitwonnene Meßbilder des den Zielgegenstand _{1O konstante (τ)} aufweist, die größer ist als die Abenthaltenden Meßfeldes entworfen; tastperiode (/₃) der Meßbilder.

b) die Meßbilder werden in Meßbildstreifen ίο. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 unterteilt und periodisch abgetastet; bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder meh-

c) mindestens ein fotoelektrischer Empfänger rere streifenförmig ausgebildete Fotoempfänger (11,12; 28) bildet von jedem Meßbildstreifen 15 vorgesehen sind.

je ein der Helligkeit entsprechendes elektrisches Signal;

d) eine Vergleichsschaltung (20; 31) vergleicht
die elektrischen Signale paarweise miteinander und bildet einen Steuerstrom für einen ^a° ^Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbst-Stellmotor (19; 39); tätigen Entfernungseinstellung auf einen Zielgegen-

e) der Stellmotor' (19; 39) verändert den Meß- ^stand> insbesondere unter Verwendung eines Basis-' winkel so lange, bis die Meßbildstreifen entfernungsmessers. ■---_-

paarweise einander fotometrisch gleich sind. _c ^B _f ^ei Basisentfernungsmessern wird bekanntlich die

35 Entfernung aus den variablen Meßwinkeln zwischen

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- zwei im Abstand angeordneten Ausblicken, die mit kennzeichnet, daß mindestens das von einem Objektiven bestückt sein können, bestimmt. Eine Meßobjektiv (4, 13) entworfene Bild in das Ge- elektrooptische Einrichtung, die nach diesem Meßsichtsfeld eines Suchers (1, 3) oder Fernrohres prinzip arbeitet, ist aus der USA.-Patentschrift eingespiegelt ist. 30 2 417 446 bekanntgeworden. Danach können zwei

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- auf der Basis angeordnete Fernseheinrichtungen so kennzeichnet, daß der Stellmotor (19) zusätzlich eingestellt werden, daß sie auf den Zielgegenstand ein Aufnahmeobjektiv (16) so antreibt, daß dessen gerichtet sind. Aus den dabei eingenommenen Meß- < Bildweite der durch die Meßobjektive (4, 13) ein- winkeln wird in 'bekannter Weise die Entfernung des gestellten Entfernung entspricht. 35 Zielgegenstandes von der Basis bestimmt und mittels

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- eines Zeigers angezeigt. Der angezeigte Meßwert wird durch gekennzeichnet, daß zwei den beiden Meß- in das Fernsehbild eingespiegelt und kann gleichzeibildern zugeordnete Fotoempfänger (11, 12) vor- tig mit einer Betrachtung des Zielgegenstandes abgegesehen sind und daß die Meßbildstreifen mittels lesen werden. Die von den beiden Fernseheinrichtunje eines schwingenden Spalts (9, 10) erzeugt 40 gen erzeugten Bilder des Zielgegenstandes können werden. invert nebeneinanderliegend in einem gemeinsamen

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- Fernsehbild dargestellt werden, um eine Abschätzung durch gekennzeichnet, daß ein einziger, den bei- der Tiefenschärfe zu ermöglichen. Eine selbsttätige den Meßbildern zugeordneter streifenförmig emp- Entfernungseinstellung ist nicht möglich.

findlich gemachter Fotoempfänger (28) vorge- 45 In einer anderen, aus der USA.-Patentschrift

sehen ist und daß die Meßbilder mittels eines die 2 830 487 bekanntgewordenen Einrichtung wird zur

Meßstrahlengänge abwechselnd (Frequenz /,) Messung der Entfernung eines Gegenstandes, dessen

freigebenden Verschlusses (25) und mittels einer Strahlung stark von der Umgebung abweicht, ein

eine periodische (Frequenz /.,) Bildauslenkung be- Basisentfernungsmesser verwendet, der aus zwei im

wirkenden Einrichtung (29) dem Fotoempfänger 50 Abstand auf einem rotierenden Arm angeordneten

(28) zugeführt werden. fotoelektrischen Empfängern besteht. Die beiden

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- fotoelektrischen Empfänger weisen einen schmalen kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung Meßwinkel auf, unter dem das Panorama von ihnen der Meßbildstreifen eine zweite periodische (Fre- zeitlich verzögert abgetastet wird. Auf Grund der gequenz f.,) Bildauslenkung bewirkende Einrichtung 55 messenen Zeitverzögerung zwischen zwei vom selben (35, 36) aufweist, die im Strahlengang eines der Gegenstand herrührenden fotoelektrischen Signalen beiden Meßobjektive (23) angeordnet ist und kann die Entfernung des Gegenstandes bestimmt deren Schwingungsfrequenz Q₂) wesentlich höher werden. Abgesehen von dem beschränkten Anwenist als die Schwingungsfrequenz (/.,) der ersten dungsbereich ist eine automatische Fokussierung auf Bildauslenkungseinrichtung (29), und daß der 60 einen Zielgegenstand mit dieser Einrichtung nicht zu Vergleichsschaltung (31) ein phasenempfindliches verwirklichen.

Glied (34) nachgeschaltet ist, welchem ein Steuer- Für einen selbstleuchtenden Zielgegenstand ist es

strom mit der Frequenz (/.,) oder der halben ferner zur Zielausrichtung oder zum Maßstabsver-

_ (fi\ α τ»·\λ ι ι ■ · u gleich aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1792220

Frequenz(f) der zweiten B.ldauslenkungsemnch- ^ {^^ _{das MeßbJld jm Sinne vQn Quadranten ein}.

tung zugeführt wird. zuteilen und jedes Teilbild mittels umlaufender Blen-

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- den zu modulieren. Die Helligkeiten der Bilder werkennzeichnet, daß die Schwingungsfrequenz (/,) den durch Fotoempfänger in Signalströme umgewan-