DE1548869B2 - Teilung mit in ungleichen abstaenden aufeinanderfolgenden teilungsmarkierungen - Google Patents

Description

entsprechen, in dem jedes ganzzahlige Vielfache einer Einheit als Abstand zwischen den Schwerpunkten zweier Teilungsmarkierungen genau k-mal vorkommt.

2. Optisch wahrnehmbare Teilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilungsmarkierungen aus gegenüber ihrer Umgebung kontrastierenden Bereichen von jeweils der Breite höchstens einer Einheit bestehen.

3. Teilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Teilung aus einem ganzzahligen oder auch nicht ganzzahligen Vielfachen der Periodenlänge besteht.

4. Teilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Teilung aus einem mehr als —£- Teilungsmerkmale enthaltenden Bruchteil .einer vollen Periode besteht.

5. Teilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Mehrzahl aneinander anschließender Perioden ganze Perioden in der Weise fortgelassen sind, daß homologe Punkte der verbleibenden Perioden ihrerseits eine Teilung gemäß Anspruch 1 bis 4 bilden.

gemäß geht das Bestreben dahin, schon aus einem sehr kleinen Abtastgesichtsfeld ein möglichst hohes Signal oder eine hohe Signaländerung zu erhalten, im übrigen aber das Störsignal, das ist das Signa i außerhalb des Vorzugsbereiches, möglichst gleichbleibend klein zu halten, wobei meist auch noch die Ausdehnung des erwähnten Vorzugsbereiches im Verhältnis zum übrigen Verschiebeweg möglichst klein gehalten werden soll. Die einzelnen Forderungen widersprechen sich weitgehend, weshalb die bisher erzielten Lösungen noch nicht für alle Anwendungsfälle befriedigende Ergebnisse brachten. Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der genannten Teilungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Der kleinste Abstand zwischen zwei Teilungsmarkierungen beträgt eine Einheit, und man kann z. B. bei optisch wahrnehmbaren Teilungen die die einzelnen Teilungsmarkierungen darstellenden, gegenüber ihrer Umgebung kontrastierenden Bereiche bis zu der Breite einer ganzen Einheit breit machen. In diesem Falle berühren sich Teilungsmarkierungen mit dem' Abstand 1, und es entsteht an dieser Stelle scheinbar eine doppelt oder mehrfach so breite Teilungsmarkierung.

In Fig. 1 bis 15 sind Beispiele für solche Zyklen dargestellt. Von den Schwerpunkten der einzelnen Teilungsmarkierungen sind Striche nach außen gezogen. Die dazwischen angegebenen Maßzahlen bedeuten die Abstände zwischen den Schwerpunkten in Vielfachen einer Einheit, die ihrerseits den

35

40 ■n(n-l)

+ 1 ten Teil

eines vollen Zyklus darstellt, wenn η die Anzahl der Teilungsmarkierungen und k die Häufigkeit des Vorkommens eines beliebigen Intervalls ist. Im folgenden sind für die einzelnen Ausführungsbeispiele n, k unc die Periodenlänge P, außerdem die Paarungen vor Teilungsmarkierungen, die ein bestimmtes Interval ergeben, tabellarisch angegeben.

Die Erfindung betrifft eine Teilung mit in ungleichen Abständen aufeinanderfolgenden, unter sich gleich breiten Teilungsmarkierungen, die einem Zyklus von η Teilungsmarkierungen entsprechen. Derartige Teilungen sind bekannt und beispielsweise gezeigt und beschrieben in F i g. 4 mit zugehörigem Text der deutsehen Patentschrift 876 162. Solche Teilungen sind dazu bestimmt, beim Verschieben gegenüber einer zweiten, gleichartigen oder komplementären Teilung ein Signal zu liefern, das in der Nähe einer bestimmten gegenseitigen Lagezuordnung der beiden Teilungen, einem Vorzugsbereich, eine wesentliche steilere Änderung seines Betrages erfährt als in anderen Lagezuordnungen.

Teilungen dieser Art lassen sich danach charakterisieren, über einen wie großen Verschiebeweg sich der Vorzugsbereich erstreckt, wie hoch das Signal bzw. seine Änderung im Vorzugsbereich, wie hoch diese Werte im übrigen Bereich sind und ein wie großer Ausschnitt der beiden Teilungen zusammen wirken muß, damit die erwähnten Werte erhalten werden. Dieser Abschnitt soll im folgenden, in Anlehnung an den Spezialfall der optisch wahrnehmbaren Teilungen, das Abtastgesichtsfeld genannt werden. Natur-Intervall:

1, 6

2, 5

3, 4

Intervall:

1, U

2, 11

3, 10

4, 9

5, 8

6, 7

Fig. 1
η = 3, Zc= 1, P = 7

-C₁

F i g. 2 und 3
η = 4, /c= 1, P= 13

- c₂

- C₂
-d,

C₃ - d₃ b₃ - C₃ «3 - C₃
b^-d*

Intervall: 1, 20

Fig. η = 5, k = 1, P =

L — b_A

2, 19 dt - e₄

3, 18 b₄ — C₄

4, 17 a₄ - C₄

5, 16 O₄ — e₄

6, 15 b_A - e₄

7, 14 Q₄ - d₄

8, 13 b₄ - d_A

9, 12 c₄ - e₄ 10, 11 C₄ - d_A

F i g. 5 bis 9 η = 6, k = i, P = 31

Intervall:	30	«5	~b5	«6	-&6	«7	-K	as	-bs	CLg — bg
1,	29	O5	~ Cs	C6	-4	di	- e7	bs	- C8	dg - eg
2,	28	a5	~ C5	be	- C6	Κ	- C7	«8	- C8	C9 - dg
3,	27	d5	- e5	«6	- C6	«7	~~ C7	ds	- es	eg - fg
4,	26	C5	-d5	be	■-4	ei		as	-fs	C9 - eg
5,	25	es	-fs	«6	-d6	c-	-d7	bs	-fs	dg — /9
6,	24	b5	- d5		- e6	d7	- fi	C8	-ds	bg — C9
7,	23	«5	- d5	e6	— Je	Cl	- e7	C8	-fs	ag - C9
8,	22	C5	- es	C6	- e6	.K	-d7		-ds	C9 -/9
■ 9,	21	ds	-fs	«6	-fe	«7	-di	as	-ds	O9 — O"9
10,	20	b5	- es		— Je	K	- e7	C8	— e8	O9 — dg
11,

12, 19 a₅ - e₅ O₆- e₆ a₇ - e₇ e_a - f_s ■ b₉ - e_g

13, 18 a₅ -fs «₆ - e₆ C₇ - /₇ O₈ - e₈ O₉- e₉

14, 17 o₅-/₅ c₆-/₆ «₇-Z₇ «8-e₈ O₉-Z₉

15, 16 C₅ -fs d₆-f₆ V-/7 4j-/₈ ^9-/9

Intervall:

Fig. 10 bis ,, = 8, k = 1, P =

1,	56	«10	U °10	«11	-Ki	«12	- Ki
2,	55	gio	-A10	Cn	~ dn	<?12	-A2
3,	54	«ίο	-/10	«Ίι	- en	012	- Ci2
4,	53	b10	"~ C10	/ll	~ gll	«12	- C12
5,	52	«10	— C10	Cn	- en	C12	-du
6,	51	/10	— gio	«11	-A11	«12	-A12
7,	50	dio	- e10	O11	-A11	O12	-A12
8,	49	/10	— "10	bn	- C11	612	-dl2
9,	48	«ίο	- gio	«11	C11	«12	-dl2
10,'	47 :	«Ίο	-/10	bn	-dn	cl2	-K2
11,	46	ClO	- Aio	an	-dn	dl2	- C22
12,	45	«10	— /i10	gn	-A11	/12	-gl2
13,	44	»10	— A1O	bn	- en	<*12	~" Zl2
14,	43	«10	- g10	«11	- en		- gl2
15,	42	b\o	- g10	C11	- A11	dl2	- A12
16,	41	«Ίο	-gio	/11	- A11	Ci2	- el2
17,	40	C10	-A10	"I1	-A11	gl2	-K2
18,	39	«Ίο	- A10	on	-gn	C12	- hi
19,	38	Cio	- gio	b\\	- gn	&12	- el2
20,	37	«10	-/10	en	— A11	«12	- cI2
21,	36	bio	-Λο	en	-/n	i>12	— Zi2
22,	35	C1O	- dl0	«11	-/11	«12	-Z12
23,	34	«10	- <·Ίο	K1	-/,1	«12	-gl2
24,	33	b\o	- c10	dn	-/.1	O12	-Si2

35

40

45

55

60

Intervall:

25, 32 C₁₀ - Z₁₀ e_n - g_u d_l2 - g₁₂

26, 31 O₁₀-^₁₀ C_n - f_n e₁₂ - Zi₁₂

27, 30 a₁₀ - d₁₀ C₁₁ - g_n C₁₂ - g₁₂

28, 29 c₁₀ - e₁₀ d_n - g_n Zi₂ - A₁₂

Fig.

Intervall

1, 14

2, 13

n = 5,/c = 2, P=

Intervall:

1, 10 O₁₃-

2, 9 O₁₃ -

3, 8 a₁₃ -

4, 7 a₁₃-

5, 6 O₁₃-

H3

C₁₃ - «Ί

«Ί3 - ^e13 ^C13 - ^e13

frl3 b_i3

«13 -

-13 *13

Fig. η = 7, k = 3, P =

₄ C₁₄ C₁₄ d₁₄ e

4 - gl4 ^14-^14

3, 12 C₁₄ — e₁₄ if₁₄ — Zi4

4, 11 b₁₄ - e₁₄ C₁₄ - Zi4 5,

14 Jl4

«Ί4 - e₁₄

/l4 - gl4 ^14 - gl4

10 a₁₄ - ο 9 a₁₄-c 8 o,₄ -d

«i₄ —

«14-

-14

- g₁₄ C₁₄ - g₁₄

Fig. 15

η = 9, k = 4, P = 19
Intervall:

.1, 18 b_l5 - C₁₅ 2, 17 O₁₅ - i_l5

e_ls - f_l5
e_l5 - g₁₅

3, 16

- d_l

- h

- h

_l5

gis ~ h h_l5 -

_l5

4, 15 α₁₅ - h

5, 14 a_l5

6, 13 α₁₅
7,

8, 11

15

- e₁₅ e₁₅ - /I₁₅ g₁₅ -

b_l5 - d₁₅ d₁₅ - Z₁₅ /₁₅ -

^ai5 - gis ^₁₅ - g_ls e₁₅ -

«is - /is C₁₅ - e₁₅ d_l5 -

^l15

12 a_l5 - e₁₅

15

/is

- e_i5 -gis

C₁₅ - f

₁₅

d_ls - i

n(n- 1)

+ 1 Einheiten

IO

15

9, 10 a_iS - d_l5 b_l5 - g_ls b_l5 - h₁₅ c₁₅ - h_is

Gemäß der Erfindung sollen nun die Teilungsmarkierungen von Längen- oder Kreisteilungen so angeordnet sein, daß die Schwerpunkte der Teilungsmarkierungen in Abständen aufeinanderfolgen, die einem solchen Zyklus von η Teilungsmarkierungen entsprechen, der die Periodenlänge

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hat und in dem jedes ganzzahlige Vielfache einer Einheit als Abstand zwischen zwei Teilungsmarkierungen genau fc-mal vorkommt. Die gesamte Teilung kann dabei aus einem ganzzahligen oder auch nicht ganzzahligen Vielfachen der Periodenlänge bestehen. Die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben sich auch, wenn nur ein (nicht zu kleiner) Bruchteil der Periodenlänge benutzt wird. Als Anhaltspunkt könnte man annehmen, daß dieser Bruchteil mehr als -£- Teilungsmerkmale enthält. Es können aber auch aus einer Mehrzahl aneinander anschließender Perioden ganze Perioden in der Weise fortgelassen sein, daß homologe Punkte der verbleibenden Perioden ihrerseits eine Teilung der erfindungsgemäßen Art bilden.

Die Fig. 16 bis 18 zeigen Ausführungsbeispiele solcher Teilungen.

In Fig. 16 sind zwei übereinandergleitende Teilungen in aufeinanderfolgenden Verschiebeschritten dargestellt. Die Schwerpunkte der Teilungsmarkierungen folgen in Abständen aufeinander, die denen des Zyklus der Fig. 14 entsprechen. Der in Fig. 16 dargestellte Ausschnitt umfaßt zweimal die Periodenlänge, die Teilungen selbst können beliebig weit über diesen dargestellten Ausschnitt hinausgehen. Die sich ergebende Signalkurve ist längs der rechten Bildkante der Fig. 16 aufgetragen. Bei vollkommener Uberdeckung beträgt die freie öffnung 7 Einheiten pro Periode, im dargestellten Ausschnitt 14 Einheiten, außerhalb des Vorzugsbereiches vollkommend gleichbleibend 3 Einheiten pro Periode, im dargestellten Ausschnitt 6 Einheiten. Fig. 17 unterscheidet sich von Fig. 16 nur dadurch, daß die Teilungsmarkierungen jeweils nicht eine ganze Einheit, sondern nu: eine halbe Einheit breit sind. Die sich daraus ergebend*. Signalkurve ist wiederum an der rechten BildkanU aufgetragen. Sie unterscheidet sich von der de: Fig. 16 dadurch, daß auch außerhalb des Vorzugs bereiches eine im Vergleich zum Vorzugsbereich weniger als halb so große Signalmodulation stattfindet Fig. 18 zeigt ein Beispiel, in.dem nur ein Ausschnit; aus einer vollen Periode benutzt wird. Der Ausschnit; ist dem Zyklus der F i g. 7 entnommen. Man erkennt. daß die entstehende Signalkurve außerhalb des Vorzugsbereiches einen zwar nicht vollkommen, aber doch annähernd konstanten Störsignalpegel ergibt.

Fig. 19 schließlich besteht aus der mehrfachen Anordnung des zu Fig. 15 komplementären Zyklus. d. h. des Zyklus, der dadurch entsteht, daß keine Teilungsmarkierungen dort sind, wo solche in Fig. If sind, und umgekehrt. Aus diesem periodischen Muster sind nun ganze Perioden weggelassen, und zwar nach eben derselben Gesetzmäßigkeit, wie bereits einzelne Teilurfgsmarkierungen innerhalb einer Periode fehlen. Ebenso gut hätte aber irgendeine andere Gesetzmäßigkeit der F i g. 1 bis 15 dabei Anwendung finden können. Die Teilung nach Fig. 19 kann ihrerseits mehrfach aneinandergesetzt verwendet werden,, und es entsteht dadurch ein periodisches Muster beliebiger Länge, wenn jedesmal im Anschluß an das zuletzt gezeigte helle Feld ein dunkles Feld von 80 Einheiten Breite verbleibt. Da das Muster der Fig. 19 bereits 281 Einheiten breit ist, ergibt sich damit eine Periodenlänge von 281 + 80 = 361 = 19². Von den 281 Einheiten der Fig. 19 sind hell die Platznummern (von links nach rechts):

1	3	5	6	7	8	11	12	14	15
39	41	43	44	45	46	49	50	52	53
77	79	81	82	83	84	87	88	90	91
96	98	100	101	102	103	106	107	109	HO
115	117	119	120	121	122	125	126	128	129
134	136	138	139	140	141	144	145	147	148
191	193	195	196	197	198	201	202	204	205
210	212	214	215	216	217	220	221	223	224
248	250	252	253	254	255	258	259	261	262
267	269	271	272	273	274	277	278	280	281

Aus zeichentechnischen Gründen ist es nicht möglich, die Signalkurve wiederzugeben, die sich ergibt, wenn zwei gleichartige Teilungen gemäß Fig. 19 aneinander vorbei bewegt werden. Dennoch kann das Ergebnis kurz mitgeteilt werden. Bei vollkommener Uberdeckung beträgt die gesamte freie öffnung 100 Einheiten pro Periode. Sie fällt während der Verschiebung um eine einzige Einheit auf 50 Einheiten ab und steigt während eines weiteren Verschiebeweges von 359 Einheiten niemals über den Wert von 50 Einheiten, wobei selbst in diesem Bereich die Spitzenwerte in vollkommen gleichmäßigen Abständen erscheinen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Teilung mit in ungleichen Abständen aufeinanderfolgenden, unter sich gleich breiten Teilungsmarkierungen, die einem Zyklus von η Teilungsmarkierungen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunkte der Teilungsmarkierungen in Abständen aufeinanderfolgen, die einem Zyklus der Periodenlänge

n{n

+ 1 Einheiten