DE1548772C - Elektrooptisch^ Vorrichtung zur Anzeige der Verschiebung eines Korpers - Google Patents

Description

3 4

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- F i g. 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- F i g. 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 40 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 ab-

nuitäten gleichzeitig beobachtet, beispielsweise auf geleitetes Signal gesteuert, um Unterschiede im Um-

dem 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

Werkstück, dessen schnelle Schwingung oder Verschiebung gemessen werden soll. Das Werkstück kann in vorteilhafter Weise z. B. rechteckige Form haben. Die Bildaufnahmeröhre 20 ist mit optischen Hilfsmitteln auf den Hell-Dunkel-Übergang 203 zwischen dem hellen Bereich 201 und dem dunklen Bereich 202 fokussiert. Die Abbildung des Objekts auf die Photokathode 21 wird von der Innenfläche der Fotokathode 21 in ein Elektronenbild umgesetzt und auf die Bildplatte 25 geführt. Das Elektronenbild des Objektes 200 ergibt sich also aus der optischen Diskontinuität 203, welche durch die Öffnung 26 läuft.

Erfindungsgemäß wird das Elektronenbild mit der Information der optischen Diskontinuität des Objektes 200 quer zur Öffnung 26 in vertikaler Richtung nach oben und unten mit einer Frequenz abgelenkt, die im Verhältnis zu der erwarteten Frequenz der Schwingungen des Objektes oder einer anderen nachzuweisenden Bewegung hoch ist. Infolgedessen ändert sich das Elektronenbild an der Öffnung 26, d. h., die Grenzlinie Hell/Dunkel des Elektronenbildes bewegt sich von der Öffnung 26 fort nach oben und sodann über die Öffnung 26 hinweg nach unten, wenn das Elektronenbild jeweils nach oben oder nach unten bewegt wird. Die Ablenkgeschwindigkeit ergibt sich aus der vertikalen Ablenkfrequenz, welche durch den Oszillator 32 gesteuert wird.

Infolge der erwähnten vertikalen Ablenkung des Elektronenbildes ändert sich der Ausgang des Elektronenvervielfachers 27 der Bildaufnahmeröhre 20 von einem hohen Stromwert zu einem niedrigen Stromwert, wenn sich das Elektronenbild an der Öffnung 26 von Hell auf Dunkel ändert; und dann wieder zurück zu einem hohen Stromwert, wenn sich das Elektronenbild an der Öffnung 26 auf hell ändert, d. h. der Hellbereich wieder auf der Öffnung 26 liegt. Die optische Diskontinuität des Elektronenbildes braucht eine endliche Zeit, um sich über die Öffnung 26 zu bewegen, und dementsprechend hat die Kurvenform des Ausgangs der Bildaufnahmeröhre 20 einen Übergangsbereich vom Maximum zum Minimum, der von der Zeit des Übergangs vom maximalen zum minimalen Wert abhängt.

Der in F i g. 1 gezeigte, der Bildaufnahmeröhre 20 nachgeschaltete Pegeldetektor 40 übernimmt die Umwandlung des Ausgangssignals in rechteckige Impulse.

Ist das Meßobjekt gegenüber der optischen Achse nach oben verschoben, so daß die Blendenöffnung 26 im Dunkelbereich des Elektronenbildes liegt, dann wird das Ausgangssignal dem Dunkelwert entsprechen. In Abhängigkeit von der Ablenkungsfrequenz wird in diesem Falle das Ausgangssignal nur kurzzeitig auf den dem Hellwert entsprechenden Wert gebracht.

Abhängig von dem wählbaren Punkt des Ausgangswertes der Bildaufnahmeröhre wird der Pegeldetektor 40 getriggert und erzeugt einen rechteckförmigen Ausgangsimpuls. Vorteilhaft wird der Pegeldetektor 40 so angesteuert, daß er in Abhängigkeit von der Einstellvorrichtung 42 (F i g. 1) je nach den Übergängen von Dunkel auf Hell positiv und von Hell auf Dunkel negativ getriggert wird. Vorteilhaft ist die Einstellvorrichtung 42 so eingestellt, daß der Pegeldetektor 40 im Dunkel-Hell-Zustand arbeitet.

Die Kippschaltung 60 besitzt einen Ausgang 61 mit einem hohen Wert und einen Ausgang 62 mit einem niedrigen Wert, wenn sich die Schaltung im stabilen Zustand befindet. Welche Leitung den Ausgang mit dem hohen Wert und welche den mit dem niedrigen Wert hat, hängt von dem Schaltzustand der Kippschaltung 60 ab.

Die Signale auf den Ausgängen 61 und 62 werden auf ein erstes Paar von elektronischen Schaltern 81, 82, vorzugsweise Transistorschaltern, gegeben. Es sei an dieser Stelle für die weitere Beschreibung festgehalten, daß die Funktion der Transistorschalter wie die von herkömmlichen Schaltern beschrieben wird:

ίο Wenn der Transistorschalter geöffnet ist, dann sperrt der Transistor, wenn dagegen der Transistorschalter geschlossen ist, befindet sich der Transistor im leitenden Zustand.

Da das eine Signal der Ausgänge 61 bzw. 62 hoch und das andere Signal niedrig ist, wird einer der Transistorschalter 81, 82 geschlossen sein (d. h., der Transistor ist im leitenden Zustand), und der andere Transistorschalter öffnet sich (d. h., der Transistor sperrt). Weiter unten wird an Hand der F i g. 3 die Form der. Stromkurve über der Zeit im Zusammenhang mit der Schaltungsfunktion näher erläutert.

Vorerst sei jedoch noch ergänzend zu F i g. 1 gesagt, daß das vertikale Ablenksignal über die Leitung | 36 auf das erste Paar von parallel angeordneten Transistorschaltern 81 und 82 und sodann in die Speicheranlage 100 gegeben wird. Diese weist die Kondensatoren 101 und 102 auf. Der erstgenannte ist parallel zu dem Kreis geschaltet, der den Transistorschalter 81 in Reihe enthält. Der Kondensator 102 ist parallel zu dem Kreis geschaltet, der den Transistorschalter 82 in Reihe hält. Wenn der Schalter 81 oder 82 geschlossen ist, wird das Ablenksignal durch den Schalter auf den jeweiligen Speicherkondensator 102 oder 101 gegeben. Wie erwähnt, ist einer der Schalter 81, 82 geschlossen, der andere geöffnet.

Welcher geschlossen und welcher geöffnet ist, hängt vom Zustand der Kippschaltung 60 ab. Die Zeitkonstanten sind so gewählt, daß der Speicherkondensator sich zeitlich bezogen auf das vertikale Ablenksignal lädt und entlädt, wenn der Eingangsschalter geschlossen ist, so daß in dem Augenblick, wenn sich der Eingangsschalter öffnet, die Ladung oder das Signal auf dem Kondensator jener bzw. jenem des £

vertikalen Ablenksignals in dem Zeitpunkt des Öff- * nens des Eingangsschalters entspricht.

Die Speicherkondensatoren 101 und 102 sind über ein zweites Paar von Transistorschaltern 121 bzw. 122 mit einem gemeinsamen Ausgangsverstärker 140 verbunden. Nur wenn der zweite Transistorschalter 121 oder 122 leitend ist, wird das Kondensatorsignal auf den Ausgangsverstärker übertragen. Wenn der Transistorschalter 121 oder 122 geöffnet ist, kann sich der Kondensator 101 bzw. 102 nicht entladen. Wie gesagt, hängt es vom Zustand der Kippschaltung ab, welcher Transistorschalter geöffnet ist, d. h., welcher Transistor sperrt. Der Schaltzustand jeweils zweier Transistorschalter ist immer gleich: Schalter 122 im gleichen Zustand wie Schalter 81; und entsprechend Schalter 121 gleich Schalter 82.

Die Transistorschalter 81 und 122 sind ebenso wie die Schalter 82 und 122 in Reihe geschaltet. Der Speicherkondensator 101 ist zwischen die gemeinsame Verbindungsstelle der Transistorschalter 81 und 121 und Erde geschaltet. Der Speicherkondensator ist zwischen die gemeinsame Verbindungsstelle der Schalter 82 und 122 und Erde geschaltet.

Die Form der Stromkurve über der Zeit (g) in

F i g. 3 zeigt das Signal an der Ausgangsseite des die öffnung 26 im Mittelpunkt des vertikalen Ab-

Speicherkondensators 101. Entsprechend zeigt die lenkzyklus. Wenn das Objekt 200 sich aus seiner

Kurvenform (h) in F i g. 3 das Signal auf der Aus- Normalstellung nach oben bewegt, überquert die

gangsseite des Speicherkondensators 102. Zum Zeit- Grenzlinie 203 des Elektronenbildes die öffnung 26 punkt /j steigt der Signalwert an der Ausgangsleitung 5 näher am oberen Bereich des Ablenkzyklus. Wenn

61 der Kippschaltung 60 an, während der Signalwert das Objekt 200 sich aus seiner Normalstellung nach an der Ausgangsleitung 62 absinkt. Infolgedessen unten bewegt, überquert die Grenzlinie 203 die öffschließen sich die Transistorschalter 81 und 122 (die nung näher am unteren Bereich des Ablenkzyklus.
Transistoren werden Strom führen), während sich Daher ändert sich der Wert des Ausgangssignals die Schalter 82 und 121 öffnen. Das vertikale Ab- io aus den Speicherkondensatoren 101 und 102 entlenksignal lädt über die Leitung 36 und den Transi- sprechend der vertikalen Lage des Elektronenbildes, storschalter 81 den Speicherkondensator 101 auf. Der und die Kurvenform des Ausgangssignals aus dem Transistorschalter 121 auf der Ausgangsseite des Ausgangsverstärker 140 ist proportional zu den VerKondensators 101 ist geöffnet, und es wird kein Si- tikalbewegungen des Objektes 200.

gnal zum Ausgangsverstärker 140 übertragen. Das 15 Wie oben erwähnt, wird die Frequenz des verti-

am Kondensator 101 erzeugte Signal ist in Fig. 3 kalen Ablenkzyklus vorzugsweise so gewählt, daß sie

als Kurvenform (g) dargestellt. im Verhältnis zur erwarteten Geschwindigkeit der

Das am Kondensator 102 zur Öffnungszeit des Schwingung oder einer anderen Bewegung des Ob-Schalters 82 auftretende Augenblickssignal (d. h. das jektes hoch ist. Die Phase des Schaltvorganges än-Kondensatorsignal zum Zeitpunkt I₁) wird über den ao dert sich, wenn sich die Lage des Objekts im Gegeschlossenen Schalter 122 zum Ausgangsverstärker sichtsfeld ändert. Da für jedes Objekt die Phasen-140 gegeben. Der Kondensator 102 liegt an einem abweichung nie mehr als +180° beträgt, ist die Fre-Kreis mit hoher Impedanz, und das am Konden- quenz die gleiche.

sator Z₁ liegende Augenblickssignal wird im wesent- Dies spielt jedoch keine Rolle, da das endgültige liehen für die Zeitdauer des vertikalen Ablenkzyklus 25 Ausgangssignal unabhängig von der Wiederholungsaufrechterhalten. Dieses Signal ist in F i g. 3 durch geschwindigkeit oder Frequenz der einzelnen Proben denjenigen Teil der Kurvenform (h) dargestellt, der immer noch analog zur Objektverschiebung ist. Wenn als Signal S₁ gekennzeichnet ist, das sich vom Zeit- natürlich die gleiche Anlage für Objektbewegungen punkt I₁ zum Zeitpunkt i₂ erstreckt. bei Frequenzen verwendet wird, welche nahe oder

Zur Zeit t₂ verändert die Kippschaltung 60 in Ab- 30 oberhalb der Abtastfrequenzen liegen, wird die Kur-

hängigkeit vom Signal aus dem Pegeldetektor 40 ihren venform der Verschiebung des Objektes in einem

Zustand, und das Signal in der Ausgangsleitung 61 anderen Zeitmaßstab wiedergegeben,

fällt ab, während das Signal in der Ausgangsleitung Es können erwünschtenfalls Bewegungen, die so-

62 ansteigt. Die Transistorschalter 82 und 121 wohl vertikale als auch horizontale Komponenten schließen sich jetzt (die Transistoren werden leitend), 35 enthalten, durch Verwendung sowohl der vertikalen während die Schalter 81 und 122 sich öffnen. Am als auch der horizontalen Ablenksysteme nachgewie-Speicherkondensator 101 lag zum Zeitpunkt t_o ein sen werden. Ferner können sowohl das horizontale Signal, das dem augenblicklichen Wert des vertika- als auch das vertikale Ablenksignal gleichzeitig verlen Ablenksignals in diesem Augenblick entsprach. wendet werden. Sollen beispielsweise die vertikalen Dieses Signal, das als S₂ in Fig. 3 (g) gekennzeich- 40 Verschiebungen einer schwingenden Stange an vernet ist, wird durch den Kondensator 101 über den schiedenen Stellen ihrer Längserstreckung bestimmt geschlossenen Schalter 121 auf den Ausgangsverstär- werden, um beispielsweise die Knotenpunkte usw. ker 140 gegeben. festzulegen, oder soll die Vorrichtung als Linien-

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 140 ist in schreiber verwendet werden, so kann eine vertikale Fig. 3 als Kurvenform (/') dargestellt. Es ist ersieht- 45 Abtastung mit hoher Frequenz, kombiniert mit einer lieh, daß die Kurvenform (/) aus Signalen besteht, langsamen horizontal umlaufenden Abtastung, verweiche abwechselnd von den Speicherkondensatoren wendet werden.

101 und 102 erhalten werden. Ein in F i g. 1 als An- In F i g. 1 ist ein Pegeldetektor 142 beschrieben,

sprech-Zeiteinstellung 141 bezeichnetes Filter wird der mit dem Ausgang des Verstärkers 140 gekoppelt

dazu verwendet, die Schaltübergänge herauszufiltern, 5° ist. Dieser Pegeldetektor 142 ist einstellbar. Er kann

die sonst im Verstärkerausgangssignal an Zeitpunkten entweder durch positive (+) oder negative ( —)■ Si-

vorhanden wären, die denjenigen Zeitpunkten ent- gnale getriggert werden, wie durch die Slellvorrich-

sprechen, zu denen die Kippschaltung 60 von einem tung 143 angezeigt. Der Pegeldetektor kann so ein-

Zustand in den anderen übergeht. gestellt werden, daß er auf Eingangssignale anspricht.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Ausgang aus 55 die entweder kleiner oder größer als ein vorbestimmdem Verstärker 140 auf eine Anzeigevorrichtung 160, ter, von der Stellvorrichtung 144 gegebener Stronidie gewöhnlich aus einer Kathodenstrahlröhre be- wert sind. Wenn beispielsweise der Ausgang des Versteht, und in einen Signalkanal 161 gegeben wird, stärkers 140 einen vorbestimmten Wert übersteigt, der das Signal für viele Zwecke verwenden kann. gibt der Pegeldetektor 142 ein Signal auf die Anzeige-

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 140 ist 60 vorrichtung 155, die ein Warnlicht aufweisen kann,

von dem augenblicklichen vertikalen Ablenksignal oder es kann ein Alarmsignal über die Leitung 146

zu dem Augenblick abgeleitet, in dem die optische gegeben werden.

Diskontinuität 203 die öffnung 26 überquert. Zu die- Der Pcgeldetcktor 242 hat im allgemeinen die

sem Zeitpunkt entspricht das Ausgangssignal aus dem gleiche Funktion in bezug auf den Ausgang der Bild-Verstärker 140 dem vertikalen Ablenksignal. Wenn 85 aufnahmeröhre 20 wie der Pegeldctcktor 142 bezug--

das Objekt 200 ohne vertikale Bewegung im Mittel- lieh des Verstärkers 140. Wenn der Signalausgang

punkt des Abtastbereiches liegt, überquert die Grenz- der Bildaufnahmeröhre 20 einen vorbestimmten Won

linie 203 des vertikal abgelenkten Elektronenbikles übersteigt, wild der Pegeldetektor 242 getrigueit und

betätigt die Anzeigevorrichtung 245, die eine Alarmvorrichtung sein kann. Durch diese kann ein Warnsignal abgegeben werden, das anzeigt, daß infolge zu großer Helligkeit des Objekts ein zu großes Signal abgegeben wird.

Die Intensitätssteuerung der Überwachungskathodenstrahlröhre 212 kann ebenfalls mit dem Ausgang der Bildaufnahmeröhre verbunden werden, wie es in einer Fernsehanlage mit geschlossenem Schaltkreis der Fall ist.

Die Erfindung kann auch zum Nachweis einer Mehrzahl von Objekten verwendet werden, deren jedes sich im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeröhre befindet. Eine solche Anlage wird nunmehr beschrieben:

In F i g. 1 ist dargestellt, daß eine Vorrichtung der letztgenannten Art außer den schon beschriebenen Bauelementen ferner noch einen Impulszähler 300, eine Rückhalteschaltung 301, einen Pegeldetektor 302 und eine abschaltende Hilfsschaltung 329 der verti- ao kalen Ablenksteuerung 31 aufweist. Die Funktion der Hilfsschaltung 329 besteht darin, die Anlage während des Abtastrücklaufes dadurch abzuschalten, daß der Ausgang des Pegeldetektors 40 während des Rücklaufes geerdet wird.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage beim Nachweis mehrerer Diskontinuitäten am Objekt betrachtet man zweckmäßigerweise nur ein einziges Objekt mit einer Mehrzahl von horizontal angeordneten dunklen und hellen Streifen. Das Elektronenbild eines solchen Objektes ist in F i g. 4 dargestellt. Das Elektronenbild des Objektes ist als gegenüber der öffnung 26 vollständig nach oben abgelenkt dargestellt; d. h. in der Stellung, die das Objekt im oberen Bereich des vertikalen Abtastzyklus einnehmen würde. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die öffnung 26 in einem unteren hellen Bereich. Die optischen Diskontinuitäten zwischen den dunklen und hellen Bereichen, die einen Übergang von Dunkel auf Hell hervorrufen, sind in F i g. 4 mit 314 bis 317 bezeichnet. Der in Fig. 1 gezeigte Wählschalter42 ist in die Dunkel-Hell-Stellung gesetzt, so daß der Pegeldetektor 40 getriggert wird, wenn das Ausgangssignal nach der Bildaufnahmeröhre 20 vom dunklen zum hellen Wert ansteigt.

Bei der Ablenkung des Elektronenbildes gemäß F i g. 4 nach unten durch das vertikale Ablenksignal bewegt sich eine Reihe von optischen Diskontinuitäten quer zur öffnung 26, und der Pegeldetektor 40 wird nacheinander durch jedes erzeugte Signal getriggert, wenn die Dunkel-Hell-Diskontinuitäten 314 bis 317 die öffnung 26 überstreichen. Die Kurvenform des Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre 20 während der Abtastung nach unten ist in Fig. 5 dargestellt.

Wenn nur die ersten drei optischen Diskontinuitäten zu beachten sind, wird vorzugsweise der Impulszähler 300 (Fig. 1) durch die Zahleneinstellung 311 so eingestellt, daß er nach dem Zählen von drei Impulsen ein Ausgangssignal abgibt. Mit anderen Worten gibt der Impulszähler nach drei Impulsen ein Ausgangssignal ab, und der letzte oder die nächsten beiden dann folgenden Impulse führen nicht zu einem Ausgangssignal.

Der Ausgang des Impulszählers 300 wird über die Leitung 319 zur Rückhalteschaltung 301 gegeben, um die Kursführungsanlage auszuschalten. Man erreicht dies durch Erdung der Ausgangsleitung 50 des Pegeldetektors 40 durch die Schaltung 301. Diese wird nur für den Nachweis einer Mehrzahl von Objekten verwendet und dadurch in die Anlage eingeschaltet, daß der Schalter 318 von Hand geschlossen wird.

Bei Ablenkung des Elektronenbildes des horizontal gestreiften dunkel/hellen Objektes nach oben quer zur öffnung 26 beim Rücklauf der vertikalen Abtastung weist die Bildaufnahmeröhre 20 Dunkel-Hell-Diskontinuitäten an den Grenzlinien 327, 326, 325 und 324 gemäß F i g. 4 auf. Da die Anlage nur auf die optischen Diskontinuitäten 314, 315 und 316 ansprechen soll, ist die vertikale Ablenksteuerung 31 mit einer abschaltenden Hilfsschaltung 329 versehen, durch die ein Abschaltsignal über die Leitung 330 in Fig. 1 während des vertikalen Rücklaufes auf die Rückhajteschaltung 301 gegeben wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Rückhalteschaltung 301 eine Erdverbindung der Ausgangsleitung 50 des Pegeldetektors 40 aufrechterhält, und es wird gewährleistet, daß die Nachweisanlage während des vertikalen Rücklaufes abgeschaltet ist. In dem oben dargestellten Beispiel wird während des Rücklaufes das Elektronenbild nach oben über die öffnung 26 geführt.

Nach dem vertikalen Rücklauf beginnt das Elektronenbild wiederum seine Bewegung nach unten. Das vertikale Ablenksignal wird über die Leitung 36 und 304 auf den Pegeldetektor 302 gegeben. Wenn das Ablenksignal einen durch die Einstellung 306 gesteuerten ausreichenden Wert erreicht, wird ein Einschaltimpuls durch den Pegeldetektor 302 auf die Rückhalteschaltung 301 gegeben. Hierdurch wird die Schaltung 301 zurückgesetzt und dadurch die Erde von der Leitung 50 abgeschaltet. Dadurch wiederum wird die Kippschaltung 60 eingeschaltet und an der in F i g. 5 mit 314 bezeichneten Stelle durch den auf der optischen Diskontinuität 314 (F i g. 4) beruhenden Impuls getriggert. Dieser Vorgang wiederholt sich dann.

Es ist somit beschrieben, daß mit der in F i g. 1 gezeigten Anlage mehrere Diskontinuitäten, beispielsweise 3, nachgewiesen werden können. Das Ausgangssignal aus dem Ausgangsverstärker 140 für jede der genannten drei Diskontinuitäten 314 bis 316 wird in der gleichen Weise erzeugt, wie oben bezüglich der Anlage bereits beschrieben ist. Die Größe des für jede optische Diskontinuität erzeugten Ausgangssignals entspricht der augenblicklichen Größe des vertikalen Ablenksignals, d. h. der Größe des Ablenksignals in dem Augenblick, in dem die optische Diskontinuität die öffnung 26 überquert.

Drei getrennte Ausgangssignale werden erzeugt, welche bei Darstellung auf der Anzeigevorrichtung 160 in drei verschiedenen Höhen erscheinen. Diese entsprechen den drei verschiedenen Augenblickswerten des Ablenksignals. Wenn daher die drei Diskontinuitäten getrennt und unabhängige Schwingungen und andere unabhängige Vertikalbewegungen ausführen können, kann jede der drei Bewegungen durch die beschriebene Anlage unabhängig nachgewiesen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Erzeugung des Eingangs (50) der Kippschaltung Patentansprüche: (60) während des Rücklaufs des Ablenkzyklus r 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 refiexionsvermögens 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, g e k e η η - 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- 50 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