DE1472155C - Optische Hilfseinrichtung zur Beobachtung und Bestimmung der Stellung von Gegenständen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine optische, mit geräts der vorgenannten Art, wie es z. B. aus einer Fernsehkamera verwendbare Hilfseinrichtung O. Vierling, »Die Stereoskopie in der Photozur Beobachtung und Bestimmung der Stellung von graphie und Kinematographie«, Wissenschaftliche Gegenständen, bestehend aus einem Gerät zur Strah- Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1965, S. 171, Abb. 92 d lehteilung, durch das die vom Objekt ausgehenden 5 bekannt ist, in Verbindung mit einer die Strahlen in Strahlen mittels zweier parallaktisch stereoskopisch vorbestimmter Zeitfolge unterbrechenden Blende hat angeordneter Systeme, von denen eins um seine zur die Wirkung, daß für den Beobachter des von der optischen Achse senkrechten Achse drehbar gelagert ,.Kamera wiedergegebenen Bildes nur die im Scheitelist, auf unterschiedlichen Wegen in das Objektiv der punkt des von den geteilten Strahlen gebildeten Kon-Kamera gelangen. io vergenzwinkels liegenden Objektpunkte in Ruhe zu

Fernbedienungsgeräte werden in den Fällen be- , sein scheinen. Alle anderen Bildpunkte scheinen innutzt, in denen bei unmittelbarer Berührung eine Ge- folge der intermittierenden Wiedergabe auf dem Bildfährdung durch radioaktive Strahlen besteht. Daher schirm in der Bildebene hin- und herzuspringen. Es sind Fernbedienungsgeräte im allgemeinen in. zur ist zweckmäßig, eines der beiden parallaktisch stereo-Abschirmung gegen radioaktive Strahlen vorgesehene 15 skopisch angeordneten optischen Systeme des VorWandungen, z. B. in Wandungen von Heißen Zellen, satzgeräts der Einrichtung gemäß der Erfindung um angeordnet. Um bei der Handhabung von Fernbe- eine parallel zur Bildebene verlaufende Achse drehdienungsgeräten auch in den Fällen den zu behan- bar anzuordnen, so daß die Einstellung auf die jedelnden Gegenstand und das Fernbedienungsgerät weils gewünschte Entfernung, die der Arbeitsstellung beobachten zu können, in denen eine direkte Beob- 20 des zu behandelnden oder des zu überwachenden Obachtung nicht möglich ist, hat man bisher innerhalb jekts entspricht, möglich wird. Denn der Abstand der solcher Heißen Zellen Fernsehkameras angeordnet. Objektebene zum Objektiv der Kamera ist durch die Gleichwohl war jedoch die Durchführung der erfor- Lage des Scheitelpunktes des Konvergenzwinkels bederlichen Arbeiten dadurch erschwert, daß mittels stimmt, die Lage des Scheitelpunktes hängt aber ab einer Kamera nicht ohne weiteres feststellbar ist, 25 von der Größe des Konvergenzwinkels. Mittels der ob sich der zu bearbeitende Gegenstand und das von - Einrichtung gemäß der Erfindung ist es somit in eindem Fernbedienungsgerät betätigte Werkzeug in der fächer Weise möglich, Objekt und Werkzeug sehr für die Behandlung erforderlichen Lage befinden. genau in die gewünschte Arbeitsstellung zueinander Die gleichen Schwierigkeiten treten auch bei der zu bringen oder, wie beispielsweise bei der ÜberÜberwachung von Vorgängen im Reaktor auf, bei 30 wachung von Reaktoren, einer Abweichung zweier denen mittels Fernsehkameras die Stellung zweier benachbarter Konstruktionselemente von der für den Teile oder Elemente des Reaktors zueinander beob- Betrieb erforderlichen Stellung, mittels einer angeachtet werden soll. . . schlossenen Signaleinrichtung ein Signal oder mittels

Bekannt ist eine optische Hilfseinrichtung für einer weiteren Hilfseinrichtung die notwendigen Maß-Fernsehkameras zur Entfernungsmessung, die aus 35 nahmen auszulösen.

einer Einrichtung zur Strahlenteilung besteht, durch Zwar sind die beiden Strahlengänge, die über das die die vom Objekt ausgehenden Strahlen mittels Vorsatzgerät in das Objektiv der Kamera gelangen, zweier parallaktisch stereoskopisch angeordneter Sy- verschieden lang. Dieser Unterschied ist jedoch in sterne, von denen eines um seine senkrecht zur op- der Praxis deshalb nicht von Bedeutung, weil der tischen Achse gerichtete Achse drehbar gelagert ist, 40 Objektabstand, der mi allgemeinen einige Meter beauf unterschiedlichen Wegen in das Objektiv der trägt, gegenüber dem durch den Abstand der beiden Kamera gelangen. Bei der Verwendung dieser be- Prismen oder Reflektoren des Vorsatzgeräts hervorkannten Einrichtung, in Verbindung mit Fernbedie- gerufenen Unterschieds der Länge der beiden Strahnungsgeräten, ergab sich jedoch der Nachteil, daß lengänge groß ist. Bei dem bekannten Vorsatzgerät die hohe Genauigkeit, die bei der Handhabung oder 45 entspricht dieser Abstand dem üblichen Augenabbei der Bearbeitung von kleinen Gegenständen und stand, d.h., er beträgt etwa 6cm. In den Fällen, in deren Zuordnung zueinander mittels von Fernbe- denen es erforderlich wird, einen kleineren Objektdienungsgeräten betätigten Werkzeugen notwendig abstand zu wählen, ist es selbstverständlich ohne ist, nicht in dem gewünschten Maße durchführbar ist. , weiteres auch möglich, den Strahlengang in an sich

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hilfsein- 50 bekannter Weise nach Art des Strahlengangs bei

richtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Verschie- einem Prismenfeldstecher umzulenken und da-

bung und Zuordnung von Gegenständen zueinander durch die beiden Strahlengänge gleich lang zu

mittels von Fernbedienungsgeräten betätigten Werk- machen.

zeugen mit großer Präzision vorzunehmen. Außerdem . Ein bevorzugtes Verfahren zum Betreiben der er-

soll die Hilfseinrichtung dazu dienen, Vorgänge im 55 findungsgemäßen Einrichtung besteht darin^ daß die

Reaktor mit der für den Reaktorbetrieb notwendigen in vorbestimmter Zeitfolge automatisch sich öffnende

Sicherheit zu überwachen. und schließende Blende oder das in entsprechender

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mittels Zeitfolge in Durchlaßstellung oder Unterbrechungseiner optischen Hilfseinrichtung zur Beobachtung stellung gebrachte Filter oder das System von Blen-. und Bestimmung der Stellung von Gegenständen der 60 den oder Filtern die geteilten Strahlen im Wechsel so oben bezeichneten Art gelöst durch die Anordnung unterbricht, daß die Abbildung des Objekts durch einer an sich bekannten, die auf unterschiedlichen jeden der beiden Strahlengänge sechsmal in der Se-Wegen in das Objektiv der Kamera gelangenden künde sichtbar wird. Dadurch wird erreicht, daß Strahlen in bestimmter Zeitfolge unterbrechenden jede Abweichung von der gewünschten Lage gut erBlende, einem Filter oder einem System von Blen- 65 kennbar ist, ohne daß das Auge des Beobachters den oder Filtern im Strahlengang der von dem Ob- überbeansprucht wird,
jekt ausgehenden Strahlen. Zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung gemäß

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Vorsatz- der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch

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dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Hilfseinrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung von Prismen für den Strahlenteiler und einem System von Polarisationsfiltern,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Reflexionsspiegels und einer Blende.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, gelangen die vom Objekt 1 kommenden Strahlen entweder über das Doppelprisma 2 in das Objektiv 3 der Kamera 4 oder über das Umlenkprisma 5 und nach der Reflexion an der gemeinsamen Grenzfläche 6 der Einzelprismen des Doppelprismas 2 in das Objektiv 3 der Kamera 4. Zu diesem Zweck ist die Grenzfläche 6 des Doppelprismas 2 in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß die vom Objekt 1 her direkt einfallenden Strahlen zur Hälfte durch die Grenzfläche hindurchgelangen, während die von dem Reflexionsprisma 5 herkommenden Strahlen an der Grenzfläche reflektiert werden.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ist das Reflexionsprisma 5 mittels des Stellmotors 7 um seine senkrecht zur Strahlrichtung gerichtete Achse 8 drehbar gelagert, so daß der Konvergenzwinkel α den jeweiligen Erfordernissen entsprechend einstellbar ist. Die Prismen 2 und 5 sind in an sich bekannter Weise in einem Gehäuse 9 angeordnet, das mittels einer an sich bekannten Aufsteckvorrichtung 10 mit dem Objektiv 3 der Kamera 4 lösbar verbunden ist.

Die Prismen 2 und 5 sind in dem Gehäuse 9 hinter den beiden Frontfenstern 11 und 12 angeordnet. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den öffnungen der Frontfenster 11 und 12. Polarisationsfilter 13 und 14 vorgesehen, durch die die vom Objekt ausgehenden Strahlen nur in zwei um 90° gegeneinander verschobenen Schwingungsrichtungen des Lichtvektors hindurchgelassen werden. Außerdem ist in der optischen Achse des Kameraöbjektivs 3 ein von einem Motor 15 angetriebenes, mit Drehpunkt in der optischen Achse drehbares oder um 90° schwenkbares Polarisationsfilter 16 angeordnet. Statt der Schwenkbewegung kann das Polarisationsfilter 16 auch so angeordnet werden, daß es eine Drehbewegung vollführt. Wird nun gemäß der Erfindung das Polarisationsfilter 16 in einer vorbestimmten Zeitfolge jeweils um 90° geschwenkt oder mit entsprechender Winkelgeschwindigkeit gedreht, so gelangen die von dem Objekt 1 ausgehenden Strahlen abwechselnd entweder direkt über das Doppelprisma 2 oder auf dem Umweg über das Reflexionsprisma 5 in das Objektiv 3 der Kamera 4. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, scheinen dann für den Beobachter alle Punkte, die nicht in der Objektebene 17 liegen, hin- und herzuspringen. Nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bleiben somit die in der Objektebene 17 liegenden Punkte A und B in Ruhe, während der Punkt C hin- und herspringt. Diese an sich bekannte Erscheinung wird mit Querdisparation bezeichnet und ist in der Zeichnung mit Q angedeutet worden.

Eine Schwächung der Intensität der Strahlen, die durch das Doppelprisma 2 einfallen, gegenüber den Strahlen, die an den Grenzflächen der beiden Prismen 2 und 5 reflektiert werden, tritt dann nicht ein,

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wenn als Doppelprisma 2 ein an sich bekanntes, halb durchlässig verspiegeltes Prisma verwendet wird, bei dem beide Prismen mit einem Kitt zusammengekittet sind, der den gleichen Brechungsindex aufweist wie das Glas, aus dem die beiden Prismen bestehen. In diesem Fall werden· also die über das Prisma 5 in das Prisma 2 einfallenden Strahlen in gleicher Weise geschwächt wie die durch das Prisma 2 direkt einfallenden Strahlen.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist eine von einem Motor 15 angetriebene Blende 18 in direktem Strahlengang zwischen dem Objekt 1 und dem Objektiv 3 der Kamera 4 angeordnet. Diese Blende ist zweckmäßig als Sektorenblende ausgebildet. Dadurch ist es möglich, den Strahlengang entsprechend der Zahl der angeordneten Sektoren und der Umdrehungsgeschwindigkeit zu unterbrechen. Gemäß der Erfindung ist die

ao Sektorenblende 18 im Winkel von 45° zur optischen Achse angeordnet; die dem Spiegel 19 zugekehrten Flächen der Sektorenblende 18 sind verspiegelt. Daher werden die vom Objekt 1 her auf den Spiegel 19 auftreffenden Strahlen jeweils dann in das Objektiv 3 der Kamera 4 umgelenkt, wenn der direkte Strahlengang unterbrochen ist. Durch die Verwendung von Spiegeln für den- Strahlenteiler «rgibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wegen der großen Lichtstärke der verwendeten Spiegelflächen. Die Verstellbarkeit des Spiegels 19 mittels des Motors 7 erlaubt eine Anpassung des Konvergenzwinkels a an die jeweils vorherrschenden Bedingungen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Steuern von Fernbedienungsgeräten ermöglicht es also, zwei Gegenstände, deren direkte Betrachtung dem Beobachter nicht möglich ist, mit hoher Genauigkeit in die gewünschte Lage zueinander zu bringen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Optische, mit einer Fernsehkamera verwendbare Hilfseinrichtung zur Beobachtung und Bestimmung der Stellung von Gegenständen, bestehend aus einem Gerät zur Strahlenteilung, durch das die von dem Objekt ausgehenden Strahlen mittels zweier parallaktisch stereoskopisch angeordneter Systeme, von denen eins um seine zur optischen Achse senkrechten Achse drehbar gelagert ist, auf unterschiedlichen Wegen in das Objektiv der Kamera gelangen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer an sich bekannten, die auf unterschiedlichen Wegen in das Objektiv der Kamera gelangenden Strahlen in bestimmter Zeitfolge unterbrechenden Blende, einem Filter oder einem System von Blenden oder Filtern im Strahlengang der von dem Objekt ausgehenden Strahlen.

2. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Objekt ausgehenden Strahlengänge durch die Blende, das Filter oder das System von Blenden oder Filtern so unterbrochen werden, daß die Abbildung des Objekts durch jeden der beiden Strahlengänge sechsmal in der Sekunde sichtbar wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen