DE1548772B2 - Elektrooptische vorrichtung zur anzeige der verschiebung eines koerpers - Google Patents

Description

zwischen die Verbindungsstelle der Schalter und der schließlich der Übergang von einem hellen zu einem Erde geschalteten Kondensator aufweist, bei der der dunklen Bereich erfaßt, der umgekehrte Übergang erste Schalter des ersten Zweiges und der zweite vom dunklen zum hellen Bereich beim Rücklauf des Schalter des zweiten Zweiges an einen ersten Ausgang Elektronenstrahls jedoch nicht angezeigt wird, da- und entsprechend der zweite Schalter des ersten Zwei- 5 durch, daß zwischen der die Ablenkspannung erzeuges und der erste Schalter des zweiten Zweiges an genden Schaltung und der Sperrkippschaltung eine einen weiteren Ausgang der bistabilen Kippschaltung Hilfsschaltung zur Erzeugung des Eingangs der Kippgeschaltet sind. schaltung während des Rücklaufs des Ablenkzyklus

Es ergibt sich somit, daß durch die optische Dis- vorgesehen ist.

kontinuität des zu beobachtenden Objektes je nach io Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

der sich ändernden Lage der Diskontinuität jeweils werden im folgenden an Hand der Zeichnungen er-

an einer bestimmten Stelle der Photokathode eine läutert. Es stellt dar

Lichtschwankung auftritt, so daß die Photokathode F i g. 1 ein Blockschaltschema einer Ausführungs-

an der betreffenden Stelle mit einer plötzlichen Ände- form der erfindungsgemäßen elektrooptischen Vor-

rung der Elektronenemission zur Blende reagiert. 15 richtung zur Anzeige der Verschiebung eines Kör-

Durch die üblicherweise periodische Ablenkung der pers,

Elektronen tritt der durch die Lichtschwankung in- F i g. 2 eine schematische Darstellung einer bekannfolge der Diskontinuität erzeugte Elektronenstrom ten Ausführungsform der Bildaufnahmeröhre mit jeweils periodisch durch die Blendenöffnung und er- Bildzerlegung,

zeugt dabei ein Ausgangssignal, das in diesem Augen- 20 F i g. 3 typische Kurvenformen an verschiedenen

blick jeweils den bistabilen Multivibrator triggert. Orten der Vorrichtung,

Dieser wirkt auf die elektronischen Schalter derart F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Körein, daß er nach Art eines mechanischen Wechsel- pers mit mehrfachen optischen Diskontinuitäten und schalters jeweils die Spannung für die Elektronen- Fig. 5 die zeitliche Stromkurvenform des Ausablenkung an einen der Kondensatoren legt und 25 gangssignals der Bildaufnahmeröhre während des gleichzeitig den anderen Kondensator mit dem Aus- Abtastens des Körpers mit mehrfachen optischen gangsverstärker verbindet, so daß der in diesem ge- Diskontinuitäten.

speicherte Momentanwert der Ablenkspannung ver- Fig. 1 zeigt ein Blockschaltschema einer elektrostärkt und der Anzeige zugänglich gemacht wird. Auf optischen Vorrichtung zur Anzeige der Verschiebung diese Weise ist es möglich, hochfrequente Schwingun- 30 eines Körpers. Diese Vorrichtung weist eine Bildgen optischer Diskontinuitäten eines Körpers ohne aufnahmeröhre 20, vorzugsweise mit Bildzerlegung, rückkopplungsbedingte Stabilisierungsschwierigkeiten einen Pegeldetektor 40, eine Kippschaltung 60, Schalin elektrische Signale umzuformen und der Beob- ter 80, eine Speicheranlage 100, Schalter 120, einen achtung und Messung zugänglich zu machen. Ausgangsverstärker 140 und eine Anzeigevorrichtung

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann vorteil- 35 160 auf.

hafterweise dadurch ausgestaltet werden, daß zwi- Eine geeignete bekannte Bildaufnahmeröhre 20 ist

sehen die Bildaufnahmeröhre und die Kippschaltung schematisch in F i g. 2 dargestellt. Diese zeigt eine

ein die Kippschaltung bei einer bestimmten einstell- der üblichen, auf Lichtschwankungen ansprechende

baren Höhe des Ausgangssignals der Bildaufnahme- Fotokathode 21, eine Beschleunigungselektrode 22,

röhre triggernder Pegeldetektor geschaltet ist. Auch 4° eine Fokussierelektrode 23, eine Bildblende 25 mit

kann vorgesehen werden, daß die Bildaufnahmeröhre einer Mittelöffnung 26 und einen Elektronenverviel-

hinter der Blendenöffnung einen Elektronenverviel- fächer 27. Eine Linse 28 fokussiert das Objekt 200

fächer aufweist. Dieser kann durch eine Hochspan- auf die Fotokathode 21.

nungsquelle gespeist werden, deren Spannung als Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist die Funktion des Ausgangs der Bildaufnahmeröhre ver- 45 Bildaufnahmeröhre 20 vertikale Ablenkspulen 24 soänderlich ist. Auf diese Weise können Schwankungen wie horizontale Ablenkspulen 29 auf. Die Ablenkder Umgebungslichtstärke, die sich auf die von der ströme für die vertikalen Spulen 24 werden aus Diskontinuität hervorgerufenen Lichtschwankungen einem Vertikaloszillator 32 über die vertikale Abauswirken, von Hand oder selbsttätig ausgeglichen lenksteuerung erhalten. Der Horizontaloszillator 33 werden, indem der Elektronenvervielfacher entspre- 50 und die horizontale Ablenksteuerung 34 geben die chend mehr oder weniger aktiviert wird. nötigen Ablenkströme auf die horizontalen Ablenk-

Weist ein Körper mehrere optische Diskontinuitä- spulen 29.

ten auf und sollen nur die Verschiebungen einiger Ein von Hand steuerbares Relais oder ein elekdieser Diskontinuitäten erfaßt werden, so kann die tronischer Schalter 35 steuert die Eingabe der AbVorrichtung nach der Erfindung sehr vorteilhaft da- 55 lenkströme in die eine oder die andere oder in beide durch ausgestaltet werden, daß der Eingang der Spulen 24 und/oder 29. Die Ablenkströme können Kippschaltung durch den Ausgang einer zweiten bi- auch über Leitungen 210 und 211 auf eine der Überstabilen Schaltung nach einer bestimmten Anzahl wachung dienende Kathodenstrahlröhre 212 gegeben von Triggerimpulsen erdbar ist, die durch einen zwi- werden.

sehen die Bildaufnahmeröhre und die zweite Kipp- 60 Die Hochspannungsquelle 223 liefert die erforder-

schaltung geschalteten Impulszähler einstellbar ist. liehe hohe Spannung zum Elektronenvervielfacher 27.

Bei dieser Ausführungsform kann also eine vorgege- Diese Spannungsquelle 223 wird vorzugsweise durch

bene Anzahl räumlich verteilter, optischer Diskonti- ein aus dem Ausgang der Bildaufnahmeröhre 20 abnuitäten gleichzeitig beobachtet, beispielsweise auf geleitetes Signal gesteuert, um Unterschiede im Umdem Schirm eines Kathodenstrahloszillographen 65 gebungslicht auszugleichen. Die Bildspannungsquelle

sichtbar gemacht werden. 222 gibt die Spannung auf den Bildteil der BiId-

Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch aufnahmeröhre 20.

dahin gehend ausgestalten, daß beispielsweise aus- In einem typischen Fall ist das Objekt 200 ein

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Werkstück, dessen schnelle Schwingung oder Ver- dem hohen Wert und welche den mit dem niedrigen Schiebung gemessen werden soll. Das Werkstück Wert hat, hängt von dem Schaltzustand der Kippkann in vorteilhafter Weise z. B. rechteckige Form schaltung 60 ab.

haben. Die Bildaufnahmeröhre 20 ist mit optischen Die Signale auf den Ausgängen 61 und 62 werden

Hilfsmitteln auf den Hell-Dunkel-Übergang 203 zwi- 5 auf ein erstes Paar von elektronischen Schaltern 81,

sehen dem hellen Bereich 201 und dem dunklen Be- 82, vorzugsweise Transistorschaltern, gegeben. Es sei

reich 202 fokussiert. Die Abbildung des Objekts auf an dieser Stelle für die weitere Beschreibung fest-

die Photokathode 21 wird von der Innenfläche der gehalten, daß die Funktion der Transistorschalter wie

Fotokathode 21 in ein Elektronenbild umgesetzt und die von herkömmlichen Schaltern beschrieben wird:

auf die Bildplatte 25 geführt. Das Elektronenbild des io Wenn der Transistorschalter geöffnet ist, dann sperrt

Objektes 200 ergibt sich also aus der optischen Dis- der Transistor, wenn dagegen der Transistorschalter

kontinuität 203, welche durch die Öffnung 26 läuft. geschlossen ist, befindet sich der Transistor im lei-

Erfmdungsgemäß wird das Elektronenbild mit der tenden Zustand.

Information der optischen Diskontinuität des Ob- Da das eine Signal der Ausgänge 61 bzw. 62 hoch

jektes 200 quer zur Öffnung 26 in vertikaler Richtung 15 und das andere Signal niedrig ist, wird einer der

nach oben und unten mit einer Frequenz abgelenkt, Transistorschalter 81, 82 geschlossen sein (d. h., der

die im Verhältnis zu der erwarteten Frequenz der Transistor ist im leitenden Zustand), und der andere

Schwingungen des Objektes oder einer anderen nach- Transistorschalter öffnet sich (d. h., der Transistor

zuweisenden Bewegung hoch ist. Infolgedessen an- sperrt). Weiter unten wird an Hand der F i g. 3 die

dert sich das Elektronenbild an der Öffnung26, d.h., 20 Form der,,Stromkurve über der Zeit im Zusammen-

die Grenzlinie Hell/Dunkel des Elektronenbildes be- hang mit der Schaltungsfunktion näher erläutert,

wegt sich von der Öffnung 26 fort nach oben und so- Vorerst sei jedoch noch ergänzend zu F i g. 1 ge-

dann über die Öffnung 26 hinweg nach unten, wenn sagt, daß das vertikale Ablenksignal über die Leitung

das Elektronenbild jeweils nach oben oder nach un- 36 auf das erste Paar von parallel angeordneten

ten bewegt wird. Die Ablenkgeschwindigkeit ergibt 25 Transistorschaltern 81 und 82 und sodann in die

sich aus der vertikalen Ablenkfrequenz, welche Speicheranlage 100 gegeben wird. Diese weist die

durch den Oszillator 32 gesteuert wird. Kondensatoren 101 und 102 auf. Der erstgenannte

Infolge der erwähnten vertikalen Ablenkung des ist parallel zu dem Kreis geschaltet, der den Transi-Elektronenbildes ändert sich der Ausgang des Elek- storschalter 81 in Reihe enthält. Der Kondensator tronenvervielfachers 27 der Bildaufnahmeröhre 20 30 102 ist parallel zu dem Kreis geschaltet, der den von einem hohen Stromwert zu einem niedrigen Transistorschalter 82 in Reihe hält. Wenn der Schal-Stromwert, wenn sich das Elektronenbild an der Öff- ter 81 oder 82 geschlossen ist, wird das Ablenknung 26 von Hell auf Dunkel ändert; und dann wie- signal durch den Schalter auf den jeweiligen Speider zurück zu einem hohen Stromwert, wenn sich das cherkondensator 102 oder 101 gegeben. Wie er-Elektronenbild an der Öffnung 26 auf hell ändert, 35 wähnt, ist einer der Schalter 81, 82 geschlossen, der d. h. der Hellbereich wieder auf der Öffnung 26 liegt. andere geöffnet.

Die optische Diskontinuität des Elektronenbildes Welcher geschlossen und welcher geöffnet ist, hängt

braucht eine endliche Zeit, um sich über die Öffnung vom Zustand der Kippschaltung 60 ab. Die Zeitkon-

26 zu bewegen, und dementsprechend hat die Kurven- stanten sind so gewählt, daß der Speicherkonden-

form des Ausgangs der Bildaufnahmeröhre 20 einen 40 sator sich zeitlich bezogen auf das vertikale Ablenk-

Ubergangsbereich vom Maximum zum Minimum, der signal lädt und entlädt, wenn der Eingangsschalter

von der Zeit des Übergangs vom maximalen zum geschlossen ist, so daß in dem Augenblick, wenn sich

minimalen Wert abhängt. der Eingangsschalter öffnet, die Ladung oder das

Der in F i g. 1 gezeigte, der Bildaufnahmeröhre 20 Signal auf dem Kondensator jener bzw. jenem des

nachgeschaltete Pegeldetektor 40 übernimmt die Um- 45 vertikalen Ablenksignals in dem Zeitpunkt des Öff-

wandlung des Ausgangssignals in rechteckige Impulse. nens des Eingangsschalters entspricht.

Ist das Meßobjekt gegenüber der optischen Achse Die Speicherkondensatoren 101 und 102 sind über nach oben verschoben, so daß die Blendenöffnung 26 ein zweites Paar von Transistorschaltern 121 bzw. im Dunkelbereich des Elektronenbildes liegt, dann 122 mit einem gemeinsamen Ausgangsverstärker 140 wird das Ausgangssignal dem Dunkelwert entspre- 50 verbunden. Nur wenn der zweite Transistorschalter chen. In Abhängigkeit von der Ablenkungsfrequenz 121 oder 122 leitend ist, wird das Kondensatorwird in diesem Falle das Ausgangssignal nur kurz- signal auf den Ausgangsverstärker übertragen. Wenn zeitig auf den dem Hellwert entsprechenden Wert der Transistorschalter 121 oder 122 geöffnet ist, gebracht. kann sich der Kondensator 101 bzw. 102 nicht ent-

Abhängig von dem wählbaren Punkt des Ausgangs- 55 laden. Wie gesagt, hängt es vom Zustand der Kippwertes der Bildaufnahmeröhre wird der Pegeldetek- schaltung ab, welcher Transistorschalter geöffnet ist, tor 40 getriggert und erzeugt einen rechteckförmigen d. h., welcher Transistor sperrt. Der Schaltzustand Ausgangsimpuls. Vorteilhaft wird der Pegeldetektor jeweils zweier Transistorschalter ist immer gleich: 40 so angesteuert, daß er in Abhängigkeit von der Schalter 122 im gleichen Zustand wie Schalter 81; Einstellvorrichtung 42 (F i g. 1) je nach den Über- 60 und entsprechend Schalter 121 gleich Schalter 82.
gangen von Dunkel auf Hell positiv und von Hell auf Die Transistorschalter 81 und 122 sind ebenso wie Dunkel negativ getriggert wird. Vorteilhaft ist die Ein- die Schalter 82 und 122 in Reihe geschaltet. Der Stellvorrichtung 42 so eingestellt, daß der Pegeldetek- Speicherkondensator 101 ist zwischen die gemeinter 40 im Dunkel-Hell-Zustand arbeitet. same Verbindungsstelle der Transistorschalter 81

Die Kippschaltung 60 besitzt einen Ausgang 61 mit 65 und 121 und Erde geschaltet. Der Speicherkonden-

einem hohen Wert und einen Ausgang 62 mit einem sator ist zwischen die gemeinsame Verbindungsstelle

niedrigen Wert, wenn sich die Schaltung im stabilen der Schalter 82 und 122 und Erde geschaltet.

Zustand befindet. Welche Leitung den Ausgang mit Die Form der Stromkurve über der Zeit (g) in

Fig. 3 zeigt das Signal an der Ausgangsseite des Speicherkondensators 101. Entsprechend zeigt die Kurvenform (A) in F i g. 3 das Signal auf der Ausgangsseite des Speicherkondensators 102. Zum Zeitpunkt /j steigt der Signalwert an der Ausgangsleitung

61 der Kippschaltung 60 an, während der Signalwert an der Ausgangsleitung 62 absinkt. Infolgedessen schließen sich die Transistorschalter 81 und 122 (die Transistoren werden Strom führen), während sich die Schalter 82 und 121 öffnen. Das vertikale Ablenksignal lädt über die Leitung 36 und den Transistorschalter 81 den Speicherkondensator 101 auf. Der Transistorschalter 121 auf der Ausgangsseite des Kondensators 101 ist geöffnet, und es wird kein Signal zum Ausgangsverstärker 140 übertragen. Das am Kondensator 101 erzeugte Signal ist in F i g. 3 als Kurvenform (g) dargestellt.

Das am Kondensator 102 zur Öffnungszeit des Schalters 82 auftretende Augenblickssignal (d. h. das Kondensatorsignal zum Zeitpunkt ij) wird über den geschlossenen Schalter 122 zum Ausgangsverstärker 140 gegeben. Der Kondensator 102 liegt an einem \ Kreis mit hoher Impedanz, und das am Kondensator t_t liegende Augenblickssignal wird im wesentlichen für die Zeitdauer des vertikalen Ablenkzyklus aufrechterhalten. Dieses Signal ist in F i g. 3 durch denjenigen Teil der Kurvenform (h) dargestellt, der als Signal S₁ gekennzeichnet ist, das sich vom Zeitpunkt ij zum Zeitpunkt t₂ erstreckt.

Zur Zeit t₂ verändert die Kippschaltung 60 in Abhängigkeit vom Signal aus dem Pegeldetektor 40 ihren Zustand, und das Signal in der Ausgangsleitung 61 fällt ab, während das Signal in der Ausgangsleitung

62 ansteigt. Die Transistorschalter 82 und 121 schließen sich jetzt (die Transistoren werden leitend), während die Schalter 81 und 122 sich öffnen. Am Speicherkondensator 101 lag zum Zeitpunkt t₂ ein Signal, das dem augenblicklichen Wert des vertikalen Ablenksignals in diesem Augenblick entsprach. Dieses Signal, das als S₂ in F i g. 3 (g) gekennzeichnet ist, wird durch den Kondensator 101 über den geschlossenen Schalter 121 auf den Ausgangsverstärker 140 gegeben.

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 140 ist in Fig. 3 als Kurvenform (t) dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Kurvenform (/) aus Signalen besteht, welche abwechselnd von den Speicherkondensatoren 101 und 102 erhalten werden. Ein in Fig. 1 als Ansprech-Zeiteinstellung 141 bezeichnetes Filter wird dazu verwendet, die Schaltübergänge herauszufiltern, die sonst im Verstärkerausgangssignal an Zeitpunkten vorhanden wären, die denjenigen Zeitpunkten entsprechen, zu denen die Kippschaltung 60 von einem Zustand in den anderen übergeht.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Ausgang aus dem Verstärker 140 auf eine Anzeigevorrichtung 160, die gewöhnlich aus einer Kathodenstrahlröhre bestellt, und in einen Signalkanal 161 gegeben wird, der das Signal für viele Zwecke verwenden kann.

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 140 ist von dem augenblicklichen vertikalen Ablenksignal zu dem Augenblick abgeleitet, in dem die optische Diskontinuität 203 die öffnung 26 überquert. Zu diesem Zeitpunkt entspricht das Ausgangssignal aus dem Verstärker 140 dem vertikalen Ablenksignal. Wenn das Objekt 200 ohne vertikale Bewegung im Mittelpunkt des Abtastbereiches liegt, überquert die Grenzlinie 203 des vertikal abgelenkten Elektronenbildes die Öffnung 26 im Mittelpunkt des vertikalen Ablenkzyklus. Wenn das Objekt 200 sich aus seiner Normalstellung nach oben bewegt, überquert die Grenzlinie 203 des Elektronenbildes die öffnung 26 näher am oberen Bereich des Ablenkzyklus. Wenn das Objekt 200 sich aus seiner Normalstellung nach unten bewegt, überquert die Grenzlinie 203 die öffnung näher am unteren Bereich des Ablenkzyklus.
Daher ändert sich der Wert des Ausgangssignals

ίο aus den Speicherkondensatoren 101 und 102 entsprechend der vertikalen Lage des Elektronenbildes, und die Kurvenform des Ausgangssignals aus dem Ausgangsverstärker 140 ist proportional zu den Vertikalbewegungen des Objektes 200.

Wie oben erwähnt, wird die Frequenz des vertikalen Ablenkzyklus vorzugsweise so gewählt, daß sie im Verhältnis zur erwarteten Geschwindigkeit der Schwingung oder einer anderen Bewegung des Objektes hoch ist. Die Phase des Schaltvorganges ändert sich, wenn sich die Lage des Objekts im Gesichtsfeld ändert. Da für jedes Objekt die Phasenabweichung nie mehr als +180° beträgt, ist die Frequenz die gleiche.

Dies spielt jedoch keine Rolle, da das endgültige Ausgangssignal unabhängig von der Wiederholungsgeschwindigkeit oder Frequenz der einzelnen Proben immer noch analog zur Objektverschiebung ist. Wenn natürlich die gleiche Anlage für Objektbewegungen bei Frequenzen verwendet wird, welche nahe oder oberhalb der Abtastfrequenzen liegen, wird die Kurvenform der Verschiebung des Objektes in einem anderen Zeitmaßstab wiedergegeben.

Es können erwünschtenfalls Bewegungen, die sowohl vertikale als auch horizontale Komponenten enthalten, durch Verwendung sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Ablenksysteme nachgewiesen werden. Ferner können sowohl das horizontale als auch das vertikale Ablenksignal gleichzeitig verwendet werden. Sollen beispielsweise die vertikalen Verschiebungen einer schwingenden Stange an verschiedenen Stellen ihrer Längserstreckung bestimmt werden, um beispielsweise die Knotenpunkte usw. festzulegen, oder soll die Vorrichtung als Linienschreiber verwendet werden, so kann eine vertikale Abtastung mit hoher Frequenz, kombiniert mit einer langsamen horizontal umlaufenden Abtastung, verwendet werden.

In F i g. 1 ist ein Pegeldetektor 142 beschrieben, der mit dem Ausgang des Verstärkers 140 gekoppelt ist. Dieser Pegeldetektor 142 ist einstellbar. Er kann entweder durch positive (-+-) oder negative.( — ) Signale getriggert werden, wie durch die Stellvorrichtung 143 angezeigt. Der Pegeldetektor kann so eingestellt werden, daß er auf Eingangssignale anspricht.

die entweder kleiner oder größer als ein vorbestimmter, von der Stellvorrichtung 144 gegebener Stromwert sind. Wenn beispielsweise der Ausgang des Verstärkers 140 einen vorbestimmten Wert übersteigt, gibt der Pegeldetektor 142 ein Signal auf die Anzcigevorrichtung 155, die ein Warnlicht aufweisen kann, oder es kann ein Alarmsignal über die Leitung 146 gegeben werden.

Der Pcgeldctektor 242 hat im allgemeinen die gleiche Funktion in bezug auf den Ausgang der Bildes aufnahmeröhre 20 wie der Pegeldctcktor 142 bezüglich des Verstärkers 140. Wenn der Signalausgang der Bildaufnahmeröhre 20 einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird der Pegddetektor 242 getriguert und

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betätigt die Anzeigevorrichtung 245, die eine Alarm- Leitung 319 zur Rückhalteschaltung 301 gegeben,

vorrichtung sein kann. Durch diese kann ein Warn- um die Kursführungsanlage auszuschalten. Man er-

signal abgegeben werden, das anzeigt, daß infolge zu reicht dies durch Erdung der Ausgangsleitung 50 des

großer Helligkeit des Objekts ein zu großes Signal Pegeldetektors 40 durch die Schaltung 301. Diese

abgegeben wird. 5 wird nur für den Nachweis einer Mehrzahl von Ob-

Die Intensitätssteuerung der Uberwachungskatho- jekten verwendet und dadurch in die Anlage ein-

denstrahlröhre 212 kann ebenfalls mit dem Ausgang geschaltet, daß der Schalter 318 von Hand geschlos-

der Bildaufnahmeröhre verbunden werden, wie es in sen wird.

einer Fernsehanlage mit geschlossenem Schaltkreis Bei Ablenkung des Elektronenbildes des horizon-

der Fall ist. io tal gestreiften dunkel/hellen Objektes nach oben

Die Erfindung kann auch zum Nachweis einer quer zur öffnung 26 beim Rücklauf der vertikalen

Mehrzahl von Objekten verwendet werden, deren Abtastung weist die Bildaufnahmeröhre 20 Dunkel-

jedes sich im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeröhre be- Heil-Diskontinuitäten an den Grenzlinien 327, 326,

findet. Eine solche Anlage wird nunmehr beschrie- 325 und 324 gemäß F i g. 4 auf. Da die Anlage nur

ben: 15 auf die optischen Diskontinuitäten 314, 315 und 316

In F i g. 1 ist dargestellt, daß eine Vorrichtung der ansprechen soll, ist die vertikale Ablenksteuerung 31

letztgenannten Art außer den schon beschriebenen mit einer abschaltenden Hilfsschaltung 329 versehen,

Bauelementen ferner noch einen Impulszähler 300, durch die ein Abschaltsignal über die Leitung 330

eine Rückhalteschaltung 301, einen Pegeldetektor 302 in F i g. 1 während des vertikalen Rücklaufes auf die

und eine abschaltende Hilfsschaltung 329 der verti- ao Rückhajteschaltung 301 gegeben wird. Hierdurch

kalen Ablenksteuerung 31 aufweist. Die Funktion der wird gewährleistet, daß die Rückhalteschaltung 301

Hilfsschaltung 329 besteht darin, die Anlage wäh- eine Erdverbindung der Ausgangsleitung 50 des Pe-

rend des Abtastrücklaufes dadurch abzuschalten, daß geldetektors 40 aufrechterhält, und es wird gewähr-

der Ausgang des Pegeldetektors 40 während des leistet, daß die Nachweisanlage während des verti-

Rücklaufes geerdet wird. 35 kalen Rücklaufes abgeschaltet ist. In dem oben dar-

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage gestellten Beispiel wird während des Rücklaufes das

beim Nachweis mehrerer Diskontinuitäten am Ob- Elektronenbild nach oben über die öffnung 26

jekt betrachtet man zweckmäßigerweise nur ein ein- geführt.

ziges Objekt mit einer Mehrzahl von horizontal an- Nach dem vertikalen Rücklauf beginnt das Elek-

geordneten dunklen und hellen Streifen. Das EIek- 30 tronenbild wiederum seine Bewegung nach unten,

tronenbild eines solchen Objektes ist in F i g. 4 dar- Das vertikale Ablenksignal wird über die Leitung 36

gestellt. Das Elektronenbild des Objektes ist als ge- und 304 auf den Pegeldetektor 302 gegeben. Wenn

genüber der öffnung 26 vollständig nach oben ab- das Ablenksignal einen durch die Einstellung 306

gelenkt dargestellt; d. h. in der Stellung, die das Ob- gesteuerten ausreichenden Wert erreicht, wird ein

jekt im oberen Bereich des vertikalen Abtastzyklus 35 Einschaltimpuls durch den Pegeldetektor 302 auf die

einnehmen würde. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich Rückhalteschaltung 301 gegeben. Hierdurch wird

die öffnung 26 in einem unteren hellen Bereich. Die die Schaltung 301 zurückgesetzt und dadurch die

optischen Diskontinuitäten zwischen den dunklen Erde von der Leitung 50 abgeschaltet. Dadurch wie-

und hellen Bereichen, die einen Übergang von Dunkel derum wird die Kippschaltung 60 eingeschaltet und

auf Hell hervorrufen, sind in Fig.4 mit 314 bis 317 40 an der in Fig. 5 mit 314 bezeichneten Stelle durch

bezeichnet. Der in F i g. 1 gezeigte Wählschalter 42 den auf der optischen Diskontinuität 314 (F i g. 4)

ist in die Dunkel-Hell-Stellung gesetzt, so daß der beruhenden Impuls getriggert. Dieser Vorgang wie-

Pegeldetektor 40 getriggert wird, wenn das Ausgangs- derholt sich dann.

signal nach der Bildaufnahmeröhre 20 vom dunklen Es ist somit beschrieben, daß mit der in Fig. 1

zum hellen Wert ansteigt. 45 gezeigten Anlage mehrere Diskontinuitäten, beispiels-

Bei der Ablenkung des Elektronenbildes gemäß weise 3, nachgewiesen werden können. Das Aus-

• F i g. 4 nach unten durch das vertikale Ablenksignal gangssignal aus dem Ausgangsverstärker 140 für

bewegt sich eine Reihe von optischen Diskontinui- jede der genannten drei Diskontinuitäten 314 bis 316

täten quer zur öffnung 26, und der Pegeldetektor 40 wird in der gleichen Weise erzeugt, wie oben bezüg-

wird nacheinander durch jedes erzeugte Signal ge- 50 Hch der Anlage bereits beschrieben ist. Die Größe

triggert, wenn die Dunkel-Hell-Diskontinuitäten 314 des für jede optische Diskontinuität erzeugten Aus-

bis 317 die öffnung 26 überstreichen. Die Kurven- gangssignals entspricht der augenblicklichen Größe

form des Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre 20 des vertikalen Ablenksignals, d. h. der Größe des

während der Abtastung nach unten ist in Fig. 5 Ablenksignals in dem Augenblick, in dem die op-

dargestellt. 55 tische Diskontinuität die öffnung 26 überquert.

Wenn nur die ersten drei optischen Diskontinuitä- Drei getrennte Ausgangssignale werden erzeugt,

ten zu beachten sind, wird vorzugsweise der Impuls- welche bei Darstellung auf der Anzeigevorrichtung

zähler 300 (Fig. 1) durch die Zahleneinstellung311 160 in drei verschiedenen Höhen erscheinen. Diese

so eingestellt, daß er nach dem Zählen von drei Im- entsprechen den drei verschiedenen Augenblickswer-

pulsen ein Ausgangssignal abgibt. Mit anderen Wor- 60 ten des Ablenksignals. Wenn daher die drei Dis-

ten gibt der Impulszähler nach drei Impulsen ein kontinuitäten getrennt und unabhängige Schwingun-

Ausgangssignal ab, und der letzte oder die nächsten gen und andere unabhängige Vertikalbewegungen

beiden dann folgenden Impulse führen nicht zu ausführen können, kann jede der drei Bewegungen

einem Ausgangssignal. durch die beschriebene Anlage unabhängig nachge-

Dcr Ausgang des Impulszählers 300 wird über die 65 wiesen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Erzeugung des Eingangs (50) der Kippschaltung Patentansprüche: (60) während des Rücklaufs des Ablenkzyklus vorgesehen ist.

1. Elektrooptische Vorrichtung zur Anzeige der 5
Verschiebungen mindestens einer zwischen zwei
Bereichen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit
oder unterschiedlichen Lichtreflexionsvermögens
bestehenden optischen Diskontinuität eines Körpers unter Verwendung einer Bildaufnahmeröhre io

mit einer Photokathode, einer zur Ablenkung des Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Vor-Bildes über die Blendenöffnung mit gegenüber der richtung zur Anzeige der Verschiebungen mindestens erwarteten Bewegungsfrequenz des Körpers eine einer zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher hohe Frequenz aufweisenden Signalen ausge- Lichtdurchlässigkeit oder unterschiedlichen Lichtsteuerten Elektronenablenkeinrichtung und einer 15 reflexionsvermögens bestehenden optischen Disfür von der Photokathode zur Erzeugung eines kontinuität eines Körpers unter Verwendung einer Auslaßsignals freigesetzten Elektronen als Durch- Bildaufnahmeröhre mit einer Photokathode, einer gang dienenden Blendenöffnung, gekenn- zur Ablenkung des Bildes über die Blendenöffnung zeichnet durch eine der Photokathode mit gegenüber der erwarteten Bewegungsfrequenz nachgeordnete, durch Änderungen des Ausgangs- 20 des Körpers eine hohe Frequenz aufweisenden Signasignals getriggerte, bistabile Kippschaltung (60) len ausgesteuerten Elektronenablenkeinrichtung und mit zwei stets unterschiedliche Potentiale aufwei- einer für von der Photokathode zur Erzeugung eines senden Ausgängen (61, 62), durch zwei zwischen Auslaßsignals freigesetzten Elektronen als Durchdem Ausgang (36) der Elektronenablenkeinrich- gang dienenden Blendenöffnung. Die Vorrichtung tung (24) und einem Verstärker (140) vorge- 25 nach der Erfindung ist insbesondere dazu geeignet, sehene parallele Zweigverbindungen, von denen hochfrequente Schwingungen kleiner Amplitude eines jede eine Reihenschaltung eines ersten (81, 82) Körpers zu beobachten, und kann zu einem Linien- und eines zweiten (121, 122) elektronischen schreiber oder einer Kursführungs- oder -folgeanlage Schalters und je einen zwischen die Verbindungs- ausgebaut werden.

stelle der Schalter und Erde geschalteten Konden- 30 Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung

sator (101, 102) aufweist, bei der der erste Schal- wird das Ausgangssignal der Bildaufnahmeröhre auf

ter (81) des ersten Zweiges und der zweite Schalter die Ablenkplatten zurückgekoppelt, um die optische

(122) des zweiten Zweiges an einen ersten Ausgang Diskontinuität, d.h. beispielsweise den Übergang

(61) und entsprechend der zweite Schalter (82) zwischen einem hellen und einem dunklen Bereich des ersten Zweiges und der erste Schalter (121) 35 eines Bildes gleichsam an der Blendenöffnung der des zweiten Zweiges an einen weiteren Ausgang Röhre festzuhalten, indem beispielsweise der Span-

(62) der bistabilen Kippstufe (60) geschaltet sind. nungsverlauf für die Vertikalablenkung der Elektro-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- nen durch die Ausgangsspannung derart modifiziert kennzeichnet, daß zwischen die Bildaufnahme- wird, daß die Elektronen jeweils um eine Strecke röhre (20) und die Kippschaltung (60) ein die 40 abgelenkt werden, die der Bewegung der zu beob-Kippschaltung bei einer bestimmten, einstellbaren achtenden Diskontinuität dem Betrage nach gleich, Höhe des Ausgangssignals der Bildaufnahme- jedoch entgegengesetzt gerichtet ist. Derartige auf röhre (20) triggernder Pegeldetektor (40) geschal- dem Rückkoppelungsprinzip beruhende Vorrichtuntet ist. gen bringen jedoch nachteilhafterweise erfahrungs-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch 45 gemäß erhebliche Schwierigkeiten in bezug auf die gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeröhre (20) Stabilisierung der Schaltung mit sich.

hinter der Blendenöffnung (26) einen Elektronen- Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe

vervielfacher (27) aufweist. zugrunde, eine elektrooptische Vorrichtung zur An-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch zeige der Verschiebung eines Körpers zu schaffen, gekennzeichnet, daß zur Speisung des Elektronen- 5° bei der Stabilisierungsschwierigkeiten vermieden vervielfachers (27) eine als Funktion des Ausgan- werden.

ges der Bildaufnahmeröhre veränderliche Span- Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken,

nung aufweisende Hochspannungsquelle vorge- den Wert der Ablenkspannung für die Elektronen in

sehen ist. demjenigen Augenblick zu messen, in dem das sich

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Anzeige 55 in seiner Intensität infolge der durch die optische der Verschiebungen einer bestimmten Anzahl Diskontinuität hervorgerufenen Lichtschwankung optischer Diskontinuitäten, dadurch gekennzeich- ändernde Elektronenbündel durch die Blendenöffnet, daß zur Erdung nach einer bestimmten durch nung hindurchtritt. Ausgehend von der Vorrichtung einen zwischen die Bildaufnahmeröhre und die der eingangs beschriebenen Gattung ist die Vorrich-Verhinderungskippschaltung geschalteten Im- 60 tung nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine pulszähler (300) einstellbaren Anzahl von Trig- der Photokathode nachgeordnete, durch Änderungen gerimpulsen des Eingangs (50) der Kippschaltung des Ausgangssignals getriggerte, bistabile Kippschal-(60) eine zweite bistabile Schaltung (301) vorge- tung mit zwei stets unterschiedliche Potentiale aufsehen ist. weisenden Ausgängen, durch zwei zwischen dem Aus-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- 65 gang der Elektronenablenkeinrichtung und einem kennzeichnet, daß zwischen der die Ablenkspan- Verstärker vorgesehene parallele Zweigverbindungen, nung erzeugenden Schaltung (31) und der Sperr- von denen jede eine Reihenschaltung eines ersten und kippschaltung (301) eine Hilfsschaltung (329) zur eines zweiten elektronischen Schalters und je einen