DE1957104A1

DE1957104A1 - Instrument zur linearen Abtastung

Info

Publication number: DE1957104A1
Application number: DE19691957104
Authority: DE
Inventors: Oehman Claes Thomas
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Pharos AB
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-13
Publication date: 1970-06-04
Also published as: US3594578A; GB1289728A; DE1957104B2; FR2024948A1; CH499774A; SE325648B

Description

1957IUA

Patentanwalt Pipl.-Ing. H. Strohschänk

8 München 60 Muiäuistrae· 9

l3.11.l969-SLa(4) 19O-752F

Instrument zur linearen Abtastung

Die Erfindung betrifft ein Instrument zur linearen Abtastung im Infrarotbereich mit einem in einer drehbaren optischen Einheit angeordneten optischen System/ dessen optische Achse zur Drehachse der Einheit senkrecht verläuft, und„ einem auf die von diesem optischen System aufgenommene Strahlung ansprechenden Infrarotempfänger.

Es ist in vielen Fällen wünschenswert, das zur Infrarotabtastung dienende optische System durch ein weiteres optisches System zu ergänzen, das entweder auf einen anderen Bereich infraroter Strahlung oder auf sichtbares Licht anspricht. Im letztgenannten Fall kann das weitere, zweite System eine zur Orientierung dienende Abbildung des Abtastbereiches erzeugen, wozu das Infrarotsystem weniger geeignet ist. Eine zweite Möglichkeit zur Ausnützung des zweiten Systems besteht darin, daß es zur Aussendung von Lichtimpulsen dient, durch die die Orientierung im Abtastbereich erleichtert werden kann.

009823/1327

19571U4

Die genannten Aufgaben werden durch das Instrument nach der Erfindung gelöst. Das erfindungsgemäße Instrument ist gekennzeichnet durch ein weiteres, in der drehbaren Einheit vorgesehenes optisches System mit zur Drehachse senkrechter optischer Achse und durch eine mit dem zweiten optischen System zusammenwirkende Signalvorrichtung.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt ist; es zeigen:

Fig. 1 das die beiden optischen Systeme aufweisende Instrument in einer seinen allgemeinen Aufbau veranschaulichenden Schemadarstellung;

Fig. 2 das Instrument in einem Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild nebst einer Bildwiedergaberöhre desselben Instrumentes.

Das in Fig. 1 gezeigte Instrument umfaßt ein Gehäuse H mit Lagerungen B, in denen eine drehbare Einheit U mit optischen Systemen OSl und 0S2 gelagert ist. Das erste optische System OSl spricht auf infrarotes Licht an und nimmt die Strahlung in der Richtung seiner Achse Al auf. Die Strahlung wird von einem Prisma DM in die Richtung der Rotationsachse X der Einheit ü umgelenkt. Das reflektierte Licht durchgeht eine Kollimatorlinse CL und ein Filter F und erreicht eine positive Linse PL, von der die Strahlung auf einen Infrarotempfänger DE fokussiert wird. Das Filter F und der Empfänger DE bestimmen den Wellenbereich des infraroten Lichtes, auf den das Instrument anspricht.

Das zweite optische System 0S2 ist mit seiner Achse A2 koaxial zur Achse Al angeordnet und kann auf einen anderen

009823/1327

Bereich Infraroter Strahlung ansprechen. Bei der dargestellten Ausführungsform spricht jedoch das zweite System auf sichtbares Licht an, das auf die Rückseite des Prismas DM geworfen wird. Die reflektierte Strahlung verläuft koaxial zur Achse X durch eine Linse L und ein Ablenkprisma DP. Nach rechtwinkliger Ablenkung erreicht das Licht eine Signalvorrichtung SMn die als Abbildungssystem ausgebildet sein kann. Die Signalvorrichtung SM kann auch aus einem Lichtimpulserzeuger bestehen, der zur Aussendung von LichtImpulsen zur Kennzeichnung einer bestimmten Richtung im Abtastbereich j dient. Die drehbare Einheit U wird von einem Motor M, z.B. mit 1000 U/min, über ein Getriebe G angetrieben.

Wenn die Signalvorrichtung SM als Abbildungssystem ausgebildet ist, kann eine Richtung bei abgestelltem Motor dadurch gefunden werden, daß die Einheit U mit der Hand eingestellt wird, bis der gesuchte Punkt im Bildfeld erscheint. Da die Achsen Al und A2 einen Winkel von 180° einschließen, kann danach die Stärke der infraroten Strahlung aus der gefundenen Richtung nach einer Drehung von 180° ermittelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die als Lichtimpulserzeuger ausgebildete Signalvorrichtung SM in Verbindung mit der sich drehenden Einheit U zum Er- J zeugen von zur Drehung synchronen Lichtimpulsen zu verwenden, wenn sich das zweite optische System OS2 in einer bestimmten Winkelstellung befindet, wodurch ein zugeordneter Punkt des abgetasteten Feldes oder der abgetasteten Linie gekennzeichnet wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Schnittdarstellung des Instrumentes■ veranschaulicht zugleich Synchronisationsmittel RM zur Erzeugung von Synchronimpulsen, die die Erzeugung der synchronisierten Lichtimpulse steuern können. Bei der Ausführungsform nach Fig· 2 werden jedoch die Synchronimpulse A und B zur

009823/1327

Synchronisierung der elektrischen Schaltung nach Fig. 3 verwendet, bei der ein Lichtimpulserzeuger PG zur Ausstrahlung von Lichtimpulsen vorgesehen ist. Diese Lichtimpulse werden über das zweite optische System OS2 ausgestrahlt. Der Impuls A umfaßt die Dauer der infraroten Abtastung und liegt im Winkelabstand von 180° zum Impuls B. Wenn die ausgestrahlten Lichtimpulse mit dem Impuls B gleichzeitig erzeugt werden, wenn das zweite optische System OS2 eine bestimmte Richtung im Abtastbereich hat, wird das erste optische System OSl dieselbe Richtung in einem entsprechenden Zeitpunkt mit Bezug auf den Impuls A erreichen. Die Impulse A und B können in irgendeiner bekannten Weise erzeugt werden, z.B., wie in Fig. 2 angedeutet, mittels einer synchron mit der Einheit U umlaufenden Nockenscheibe CD, deren Nocken eine Ausdehnung hat, die derjenigen des Abtastbereiches entspricht. Der Nocken steuert diametral gegenüberliegend angeordnete Kontakte CA und CB, durch die die Synchronimpulse A bzw. B erzeugt werden.

Fig. 3 zeigt die elektrische Schaltung mit einer Bildwiedergaberöhre DT mit Ablenksystemen HD und VD zur horizontalen bzw. vertikalen Ablenkung. Auf dem Bildschirm SN der Röhre wird die Veränderung der Intensität der Infrarotstrahlung entlang der abgetasteten Linie als Ordinate einer Kurve A" gezeigt. Außerdem erscheint ein Markierungsimpuls E", der die Winkelrichtung des Lichtimpulses im ALtastbereich anzeigt.

Die Synchronimpulse A und B gelangen zu Eingangsklemmen TA bzw. TB eines ODER-Kreises OR, dessen Ausgangsspannung einen Horizontalablenkungsgenerator SW ansteuert. Der Generator SW erzeugt für jede Umdrehung ein Paar von Sägezahnimpulsen C zur horizontalen Ablenkung für die Bildwiedergaberöhre DT. Die Sägezahnimpulse erscheinen gleich-

009823/1327

zeitig mit den Synchronimpulsen A und B.

Die Eingangsklemme TB steht auch mit einem Eingang eines UND-Kreises AN in Verbindung. Die Ausgangsspannung des Generators SW gelangt zu einem Eingang eines Spannungsvergleichers CP, dessen anderer Eingang mit dem Laufkontakt eines Spannungsteilers PM verbunden ist. Im Spannungsvergleicher CP findet ein Vergleich zwischen der Amplitude des Sägezahnimpulses C und der vom Spannungsteiler PM abgegriffenen Spannung statt zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses D von veränderbarer Dauer. Die Ausgangsspannung des Spannungsvergleichers CP wird einem Differenzier- und Abschneidekreis DCC zugeführt, in dem der Impuls D differenziert und die bei der Differentiation der Rückflanke entstehende negative Spannung unterdrückt wird,, wodurch ein Markierungsimpuls E entsteht, dessen Lage auf der abgetasteten Linie demjenigen Zeitpunkt entspricht, in dem der Sägezahnimpuls C mit der vom Spannungsteiler PM abgenommenen Spannung übereinstimmt. Der Markierungsimpuls E liegt am anderen Eingang des UND-Kreises AN. Die Ausgangsspannung des Kreises AN umfaßt jeden zweiten Markierungsimpuls E und steuert den Licht impulserzeuger PG an. Ein synchronisierter Schalter SV befindet sich in der Stellung B¹ während der Impulse B und in der Stellung A¹ während der Impulse A. In der Stellung B¹ gelangen die Markierungsimpulse E zur Bildwiedergaberöhre DT und deren graphisches Bild E" erscheint auf dem Bild-, schirm SN und zeigt den Punkt an, bei dem der Lichtimpulserzeuger betätigt wird.

Wirkungsweise

Zwei Sägezahnimpulse C werden während jeder Umdrehung erzeugt, deren erster der infraroten und deren zweiter der "sichtbaren"Abtastung entspricht. Der Schalter SV wird

009823/1327

entsprechend synchronisiert, so daß abwechselnd die Signalspannung F des Infrarotempfängers DE in der Form einer Kurve A" und der Markierungsimpuls E als Kurve E" auf dem Bildschirm erscheinen. Die Spannung A+B gelangt auch zum Steuergitter der Bildwiedergaberöhre DT, wie in Fig. 3 gezeigt, wodurch die Röhre nur während des Abtastens wirksam ist.

Am Spannungsteiler PM wird ein einstellbarer Spannungspegel für den SpannungsvergIeicher CP eingestellt, und wenn der Sägezahnimpuls C diesen Spannungspegel erreicht, wird
der Lichtimpulserzeuger PG vom Markierungsimpuls E betätigt. Dies geschieht während des Impulses B mit dem Schalter SV in der Stellung B¹.

009823/1327

Claims

1. Instrument zur linearen Abtastung im Infrarotbereich mit einem in einer drehbaren optischen Einheit angeordneten optischen System, dessen optische Achse zur Drehachse der Einheit senkrecht verläuft, und einem auf die von diesem optischen System aufgenommene Strahlung ansprechenden Infra- j rotempfanger, gekennzeichnet durch ein weiteres, in der drehbaren Einheit (U) vorgesehenes optisches System (OS2) mit zur Drehachse (X) senkrechter optischer Achse und durch eine mit dem zweiten optischen System zusammenwirkende Signalvorrichtung (SM).

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Achsen (Al, A2) parallel.zueinander angeordnet sind.

3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Achsen koaxial angeordnet sind.

4. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das zweite optische System (OS2) einen vom Ansprechbereich des ersten optischen Systems (OSl) unterschiedlichen Ansprechbereich für infrarote Strahlung aufweist.

5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische System (OS2) einen auf sichtbares Licht ansprechenden Ansprechbereich aufweist.

6. Instrument nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalvorrichtung (SM) ein Abbildungssystem ist.

009823/1327

19571OA

7. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalvorrichtung als Lichtimpulserzeuger (PG) ausgebildet ist.

8. Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zum Antrieb der drehbaren Einheit (U) vorgesehenen Motor (M).

9. Instrument nach den Ansprüchen 7 und 8, gekennzeichnet durch Synchronisierungsmittel (RM) zur Erzeugung von Synchronimpulsen (A, E) bei einer vorbestimmten Winkellage des ersten und des zweiten optischen Systems (OSl, OS2); Fig. 2.

10. Instrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulserzeuger (PG) durch die Synchronimpulse (B) der Synchronisiermittel (RM) anregbar ist.

11. Instrument nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel (SW, DCC, CP, PM) zum Erzeugen von Markierungsimpulsen (E) mit einstellbarer Verzögerung im Verhältnis zu den Synchronimpulsen (A, B) .

12. Instrument nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Bildwiedergaberöhre (DT) mit Ablenksystemen (HD, VD) zur horizontalen und vertikalen Ablenkung und einem auf die Synchronimpulse (A, B) ansprechenden Horizontalablenkungsgenerator (SW).

13. Instrument nach den Ansprüchen 11 und 12, gekennzeichnet durch einen Schalter (SV), über den die Bildwiedergaberöhre (DT) während abwechselnder horizontaler Ablenkungen mit dem Ausgangssignal des Empfängers (DE) und mit dem Markierungsimpuls (E) beaufschlagbar ist.

009823/1327

Leerseite