DE1623566A1 - Faseroptisches Koordinatenmessgeraet - Google Patents

Faseroptisches Koordinatenmessgeraet

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DE1623566A1 DE19661623566 DE1623566A DE1623566A1 DE 1623566 A1 DE1623566 A1 DE 1623566A1 DE 19661623566 DE19661623566 DE 19661623566 DE 1623566 A DE1623566 A DE 1623566A DE 1623566 A1 DE1623566 A1 DE 1623566A1
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Genaehr Dipl-Phys Rudolf
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Jos Schneider Feinwerktechnik GmbH
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Description

' Jos» Schneider Feinwerktechnik GmbH. J: Bad Kreuznaoh "Faseroptisches Koordinatenmeßgerät»w
Die Erfindung betrifft ein faseroptisches Koordinatenmeßgerät, das die Lage eines oder mehrerer Punkte in einer Ebene in x- und y-Koordlnaten digital angibt«. Dieses Gerät nach der Erfindung eignet sich besonders zur Ausmessung eines wandernden Punktes, z.B. Radar und Echolot, zur Auswertung von Punkten oder Kurven auf Schirmbildern und in der Raumfahrt zur lagefeststellung von Raumkörpern nach Himmelskörpern, sowie zur Ausmessung von Kurven auf Oszillographenschirmen und von Kernspuren in Blasenkammern bei Kernspaltungsmessungen.
Es ist ein Meßgerät bekannt, bei dem die optische Information durch einen optischen Tunnel auf eine Matrix gebracht wird, die mehrere Zellen hat. Zwischen dem zu vermessenden Punkt und dem optischen Tunnel, der aus Spiegeln aufgebaut ist, ist eine faseroptische Reihe angeordnet» Durch den optischen Tunnel wird erreicht, daß ein bestimmter Punkt eines Gebietes in einer Ebene auf eine Vielzahl beliebig angeordneter Teilgebiete einer anderen Ebene abgebildet wird und daß die Lage des Punktes in den einzelnen Teilgebieten dieselbe ist wie im Ausgangsgebiet» Die Zellen werden op-.' tisch beaufschlagt und geben entsprechend der Lage der analogen . Größe in einem binären System einen Wert an ein Auswertesystem ab (AP 3 184 732). Bei diesem Gerät darf nur ein© optisch© Faser der ··,.FaserrBihe beleuchtet werden, da sonst, wie es auch bei digitalen
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BAD ORtGINAL
Winkelkcdierern auftritt, die elektronische Auswahllogik zwangsläufig zu Fehlanzeigen fuhren muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lage mehrerer Punkte oder einer Kurve mittels faseroptischer Bauelemente in einem Keßvorgang zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Eingangsraster8 das aus Spalten und Zeilen besteht, mit Enden faserop- ^ tischer Bauelemente belegt ist und deren anderen Enden zeilenweise nacheinander auf einer Scheibe angeordnet sind, an der die Abtastung und Weiterleitung von Informationen zur elektronischen Auswertung durch einen Abtastarm erfolgt.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf der Scheibe
eine zusätzliche Reihe faseroptischer Bauelemente angeordnet, die alle ständig beleuchtet sind und in ihrer Anzahl und Reihenanordnung denen der vom Eingangsraster kojnmenden faseroptischen Bauelemente entsprechen. Die Abtastung der auf der zweckmäßig als Kreisscheibe ausgebildeten Scheibe angeordneten beiden Reihen faseroptischer Bauelemente erfolgt durch einen faseroptischen Abtastarm, wobei die Abtastung der beiden Reihen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen kann. Anstelle der ständig beleuchteten faseroptischen ' Bauelemente können auch andere lichtleitende Elemente verwendet oder Spalten9 die beleuchtet werden, in die Soheibe eingebracht
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung äes Erfindungsgedankens Vorgesehen, daß der Äbtastarm rotierend vor der Soheibe ange-
Jnf- ÖW883/01 10
BAD ORfQtNAt ~3 ~
ordnet ist und zur Abtastung einerseits der von dem Eingangsraster kommenden und andererseits der ständig beleuchteten Bauelemente entsprechende faseroptische Abtastorgane enthält. Diese sind zweckmäßig in bzw. auf einer Kotorweile montiert, wobei das Ende des einen Abtastorgans kreisförmig um das Ende des anderen Abtastorgans angeordnet ist. Eine feststellende Faseranordnung ist hierbei den auf der Rotorwelle montierten Faserenden das Abtastarmes koaxial zugeordnet, us: die Informationen des rotierenden Äbtastarmes SU übernehmen und einer zweckmäßig elektronischen Auswert- und/ oder Anzeigevorrichtung zuzuführen. Damit kein Licht von dem äußeren zu dem im Zentrum liegenden faseroptischen Bauelement und/oder umgekehrt an der Übergangsstelle zwischen den einander zugekehrten koaxialen Enden des Abtastarmes und der feststehenden Faseranordnung, von denen das eine Ende das andere umgibt, gelangen kann, steht an einem Ende das äuüere Bauele^ über das inner© und am gegenüberliegenden anderen Ende das innere Bauelement iibtr da© Süßere vor ·
. liach einem weiteren Erfindungsmerkmal werden die I&ohtimpulee der ständig beleuchteten Bauelemente voa dem faseroptischen 3?eil nach Umwandlung in elektrische Impulse in einem photaelektrischen Wandler über einen Verstärker in zwei hintereinander geschalteten Zählern gezählt, und die von der. Eingangsraster kommenden Informationen von dem Abtastarm und der feststehenden Faseranordnung über einen photoelektrischin Wandler und einen Verstärker zu einer ·. Triggerstufe geleitet, die die vorhandenen Informationen zur Aus«· Wertung an die beiden Zähler weitergibt.
BADORfGINAL 009883/0110 - 4-
Ein Ausführungsb ei spiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Pig. 1 die Rückseite eines Eingangsrasters und die Reihenan- Ordnung der abzutastenden auf einer Kreisscheibe angeordneten faseroptischen Bauelemente,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine auf einer Motorwelle angebrachte mit faseroptischen Bauelementen belegte Kreisscheibe, einen faseroptischen Abtastarm, eine Faseranordnung und eine elektronische Anordnung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch das einer feststehenden Faser— anordnung zugeordnete Ende eines Abtastarmes.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind auf einem Eingangsraster I1 der in y—Richtung aus n—Spalten 2 und in x—Richtung aus m-Zeilen 3 besteht, einzelne optische Fasern 4, welche auch faseroptische Bündel sein können, angebracht; die rückseitigen Faserenden 7 sind zeilenweise nacheinander auf einer Kreisscheibe 6 angeordnet. Außerdem ist auf der Kreisscheibe 6 eine zweite Reihe 8 angeordnet, die von Enden durch eine lichtquelle ständig beleuchteter faseroptischer Bauelemente 5 gebildet ist.
Fig. 2 zeigt die am ümfangsrand. der im Längsschnitt gezeigten Kreisscheibe 6 eingebrachten faseroptischen Bauelemente 4 und 5. Durch die Glitte der Kreisscheibe 6 führt eine durch einen Motor H angetriebene Welle 12, die einen Abtastarm 9 rotieren läßt. Der Abtastarm 9 enthält s-förmige faseroptische Bauelemente 10 und 11, und zwar eine Einzelfaser bzw. ein Faserbündel 10 zur Abtastung der äußeren Reihe 7 der von dem Eingangsraster 1 kommenden faseroptischen Bauelemente 4, die bzw. das im Zentrum der Scheibe bzw. der
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BADORiGfNAt
Welle 12 endet. Das and'ere im Abtastarm 9 befindliche faseroptische Bauelement 11, vorzugsweise ein Faserband, dient zur Abtastung der inneren ständig beleuchteten Reihe 8, wobei das andere Ende dieses faseroptischen Bauelementes 11 kreisförmig um die Einzelfaser bzw. das Faserbündel 10 angeordnet ist, wie auch in der Fig. 3 im Querschnitt gezeigt. Durch einen geringen Abstand ist der Abtastarm 9
von einer feststehenden Faseranordnung 13ι die dem Abtastarm 9 entsprechende und diesem koaxial zugeordnete faseroptische Bauelemente 14 und 15 aufweist, getrennt. Um unerwünschte Lichtstrahlen an der Übergangsstelle zu vermeiden, ist vorgesehen, das Ende des äußeren faseroptischen Bauelementes 11 des Abtastarmes 9 über das Ende des inneren faseroptischen Bauelementes 10 und bei der feststehenden
Faseranordnung 13 das Ende des inneren faseroptischen Bauelementes 14 gegenüber dem Ende des äußeren faseroptischen Bauelementes 15
vorstehen zu lassen. Die Faseranordnung 13 übernimmt die lichtimpulse der ständig beleuchteten faseroptischen Bauelemente U und
gibt diese Lichtimpulse»einen photoelektrischen Wandler 16, der
über einen Verstärker 17 zwei Zähler 18 und 19 betätigt, wobei der Zähler 18 bis η zählt und beim nächsten Impuls wieder bei Eins beginnt und dabei den Zähler 19, der bis m zählen kann, um eine Einheit ~ zweckmäßig nach Dekaden - weiterstellt. Der Zähler 18
zeigt die x-Koordinaten und der Zähler 19 zeigt die y-Koordinaten
' an.
Die Information aus den von dem Einstellraster 1 kommenden faser- ·· optischen Bauelementen gelangen über einen photoelektrischen Wandler 20 und einen Verstärker 21 zu einer Triggerstufe 22, z.B. Schmitt-
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Trigger, axe die Zähler 18 und 19 stoppt oder, je nach Auslegung der Elektronik, die Information in einen Speiehex* set at. 'denn der * Abtastarm 9 die Stelle erreicht, ar. der sich, die vom zu messenden Wert beleuchtete i'aser der vom Eingangsraster 1 kommenden faseroptischen Bauelemente 4 befindet, wird der in diesen: I-Ioment erreichte Zählerstand, der die Koordinaten des I-Ießwertee darstellt, festgehalten.
Dieser Zählerstand Irani, angezeigt oder in irgendeiner Weise weiterverarbeitet werden. Ilehrere Punkte der Bildebene, die auch einen geschlossenen Kurvenzug darstellen können, werden vermessen, indem der Zählerstand einem oder mehreren Speichern zugeführt wird, wobei der Zähler weiter läuft. Werden die Speicher innerhalb eines Abtastzyklus wieder freigemacht und die gespeicherten Later, in dieser Zeit weiterverarbeitet, danr. können auch Kurven, die eine Funktion der Zeit sind, vermessen werden.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausfährung3Cex3pxel beschränkt,
.'z.B. können die aus den analog gemessenen Werten gewonnenen Digitalwerte erneut in analoge Werte umgeformt werden,^ jedoch in einer Weise, daß die ursprünglichen Analagwerte hierdurch, auf ein anderes Koordinatensystem konform abgebildet werden.
009883/0110
BAD

Claims (1)

  1. Patentansprüche :
    Ι.) Faseroptisches KoordinalenaieSgerät, das die lage eines oder . öi.rerer Punkte ir. einer Ebene in z— und y—Koordinaten digital an— gibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsraster (l), das aus Spalten (2) und Zeilen (3) besteht, mit Enden faseroptischer Bauelemente (4) o^legt ist und deren anderen Enden zeilenweise nacheinander auf einer Scheibe (6) angeordnet sind, an der die Abtastung und Weiterieittaig; von Informationen zur. elektronischen Auswertung durch einen Abtastern (9) erfolgt.
    2·) Faseroptisches Ikoordinaxe;^ce^erat iiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Scheibe (6) eine zusätzliche Reihe ξθ) faseroptischer Bauelemente (5) angeordnet ist, die alle ständig beleuchtet sind und in ihrer Anzahl und Reihenanordnung (c) denen der vom Eingangsraster (l) kommenden faseroptischen Bauelemente (4) entsprechen.
    3·) Faseroptisches Koordinatenxeiägerät nach den Ansprüchen 1 und
    2, d a d u. r C'h gekennzeichnet, da3 die Abtastung der auf der zweakmäeig als Kreisscheice ausgebildeten Scheibe (5) angeordneten beiden Reihen (7 und 6) faseroptischer Bauelemente (4 und 5) durch einen faseroptischen Abtastara (9) erfolgt.
    4.) Faseroptisches Koordinatenmeßgerät nach den Ansprüchen 1 bis
    3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der auf der Scheibe (6) angeordneten,Enden der beiden faseroptischen Keihen (7 und S) gleichzeitig durch einen Abtastarm (9) erfolgt.
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    —_ 3 ——
    5β) Faseroptisches Koordinatenin.ej3gerät nach den Ansprüchen 1 bis
    4, dadurch gekennzeichnet-, daß die Abtastung der auf der Scheibe (6) angeordneten Enden der beiden faseroptischen Reihen (7 und 8) nacheinander erfolgt.
    6β) Faseroptisches Kocrdinatenmeßgerät nach den Ansprächen 1 bis
    5, dadurch gekennzeichnet daß die Iron dem Eingangsraster (l) kommenden faseroptischen Bauelemente (4) aus optischen Einzelf&sern bestehen,,
    7») Faseroptisches Koordinatemießgerät nach den Ansprüche.a 1 bis
    6, dadurch gekennzeichnet , daß die ständig
    beleuchteten faseroptischen Bauelemente (5) aus einzelnen faceroptischen Bändern bestehen.
    8,) Faseroptisches Koordinatenmeßgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beleuchteten Bauelemente, die auf der Scheibe (S) die zweite Reihe (8) bilden, beleuchtete Spalten und/oder lichtleitende Elemente sind«
    9.) Faseroptisches Koordinatennießgerät nach den Ansprüchen 1 bia ö, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastarm (S) rotierend vor der Scheibe (6) angeordnet ist und zur Abtastung einerseits der von dem Eingangsraster (l) kommenden und andererseits der ständig beleuchteten Bauelemente (4 und 5) entsprechende faseroptische Abtastvorgang (10 und 11) enthält, die zweckmäßig in bzw. auf der rotorwelle (12) montiert sind, vobei das Ende des einen Äbtastorgans (11) kreisför:nig um das Ende des anderen Abtastorgans (IC) angeordnet ist. 009883/0110 BAQ1 OBlGtNAl, _ 9 ..
    10ο) Faseroptisches Koordinatenineßgerät nach Anspruch γ; d a durch geke η η'zeichnet, daß eine feststehende Faseranordnung (15) den auf der Hotorwelle (12) montierten Faserenden des Abtastarmes (9) koaxial augeordnet ist und die Informationen des rotierenden Abtastarmes (9) übernimmt und einer zweckmäßig elektronischen Auswert- und/oder Anzeigevorrichtung zuführt«
    11.) Faseroptisches Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Übergangsstelle zwischen dem Abtastann (9) und der feststehenden Faseranordnung (13) der faseroptischen Bauelemente, von denen das eine das andere umgibt, an einem Ende das äußere Bauelement (ll) über das innere (1O) und am gegenüberliegenden anderen Ünde das innere Bauelement (14) über das äußere (15) vorstehto
    12e) Faseroptisches Koordinatenmeßgerät nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulse der ständig beleuchteten Bauelemente (5) von dem faseroptischen Teil (9 und 13) nach Umwandlung in elektrische Impulse in einem photoelektrischen Wandler (16) über einen Verstärker (17) in zwei hintereinander geschalteten Zählern (18 und 19) gezählt werden.
    13.) Faseroptisches Koordinatenmeßgerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Eingangsraster (1) kommenden Informationen von dem Abtastarm (9) und der feststehenden Faseranordnung (13) über einen photoelektrischen Wandler (20) und einen Verstärker (2l) zu einer Trigger-
    stufe (22) geleitet werden,, die die vorhandene Information zur Auswertung an die beiden Zähler (18 und 19) weitergibt»
    Ό 0 9 8 8 3/0110
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