DE2157671C3

DE2157671C3 - Sight goniometer

Info

Publication number: DE2157671C3
Application number: DE19712157671
Authority: DE
Inventors: Gunthard Dipl.-Phys. Dr.Ing. 8000 Muenchen Born
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1971-11-20
Filing date: 1971-11-20
Publication date: 1974-05-16
Also published as: CH546410A; GB1401995A; DE2157671B2; FR2161562A1; DE2157671A1

Description

Die Erfindung hc/icht sich auf ein Visiscr-Goniomeier zur Messung der Winkellage eines leuchtenden Punktes in x- und y-Richtung relativ zu einem anvi- 4" sierten Ziel.The invention focuses on a Visiscr goniome egg for measuring the angular position of a luminous point in the x and y directions relative to a targeted target.

Goniometer der vorgenannten Art sind allgemein bekannt. Sie arbeiten vorzugsweise mittels mechanischer Modulation des vom Lciwhfpunkl ausgcsandtcn Signals. Dies setzt aber eine hohe mechanische Stabililiit und Präzision voraus, um Parallaxenfehlcr zwischen Visierteleskop und Meßeinrichtung unter Umwelteinflüssen mechanischer und thermischer Art zu vermeiden.Goniometers of the aforementioned type are generally known. They work preferably by means of mechanical Modulation of the emitted from the light point Signal. However, this implies a high mechanical stability and precision in order to avoid parallax errors between the telescope and the measuring device under environmental influences mechanical and thermal type to be avoided.

Aus der deutschen Offcnlcgungsschrifl 1448 542 ist ein feststehendes optisches Ortungsgerät mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Nullpunktsigna!-, bekanntgeworden, das jedoch keine Visiereinrichtung besitzt. Hier wird ein gewählter Nullpunkt als sogenannter Sollpunkt festgelegt. Erweitert man diese vorgeschlagene Optik um eine Visiereinrichtung, se zeigt es sich, daß durch Umwelteinflüsse Verschiebungen zwischen der Visiereinrichtung und der durch das Fadenkreuz difinierten Visierachse auftreten, so daß die Punktlichtquelle nicht mehr auf der Visierachse abgebildet wird. Die hierdurch auftretenden Meßfehler sind bei Winkdmessungen im Submilliradian-Bercich jedoch von erheblicher Bedeutung.From the German publication 1448 542 is a fixed optical locating device with a device for generating a zero point signal! -, became known, but has no sighting device. Here a selected zero point is used as a so-called Setpoint established. If this proposed optics is expanded to include a sighting device, see it turns out that shifts between the sighting device and the by environmental influences the crosshair difinierten sighting axis occur, so that the point light source is no longer on the sighting axis is mapped. The measurement errors that occur as a result are in the submilliradian range in the case of angle measurements but of considerable importance.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Visier-Goniometer zu schaffen, bei dem die Visierachsc ⁶S fest und unbeeinflußt von Umwelteinflüssen auf die Achse des Visierteleskops ausgerichtet ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, d~!? ··» fler Visierachse zwischen einem Varioobjektiv und einem Okular ein undurchlässiger Slrahlleiler angeordnet ist, dem ein posilionsempfindlicher Detektor zugeordnet ist, der /wischen Abgriffspunkten jeweih eine Spannung proportional /in Abweichung des Leuchtpunktes in x- und/oder y-Richtung von der Visierachse erzeugt, wobei zur Definieriing der jeweiligen Null-Achsen Position der x- bzw. y-Richlung Widerstünde angeordnet sind und zur Bildung des Nullpunktes die mn dulieile Punkllichlquelle auf den Detektor abgebildet wird, dergestalt, daß bei ungenauer Abgleichung der Widerstände an den Abgrifien Spannungen U_2x und ίΛ_ν erzeugt werden, die zur Regelung des Widerstandes'auf U,_x = 0 bzw. U_Iy = «» dienen, und zur Bildung des Visierpunkiesauf der Bildebene eine in Frequenz und Phase modulierte Lampe mit Fokussierspiegel, Lochblende und Optik dient.The object of the present invention is to create a visor goniometer in which the visor axis ⁶ S is aligned firmly and unaffected by environmental influences on the axis of the quarter telescope. This task is solved by d ~ !? ·· »For the sighting axis between a varifocal lens and an eyepiece, an opaque light beam is arranged, to which a position-sensitive detector is assigned, which / between tapping points generates a voltage proportional / in deviation of the luminous point in the x and / or y direction from the sighting axis , whereby resistors are arranged to define the respective zero-axis position of the x and y-direction and to form the zero point the minimal point light source is mapped onto the detector, in such a way that in the event of an inaccurate adjustment of the resistances at the graphs, voltages U _2x and ίΛ _{ν are} generated, which are used to regulate the resistance to U, _x = 0 or U _Iy = «», and a lamp modulated in frequency and phase with a focusing mirror, pinhole and optics is used to form the sighting point on the image plane.

Durch diese Maßnahmen ist es möglieh, auf mechanisch bewegte Teile zu verzichten und es sind weder bei der Herstellung nix'h im Betriebszustand aufwendige Justierarbeilen erforderlich. Außerdem wird eine automatische Achsenausrichtung erzielt. In zuverläs siger und einfacher Weise wird die Visierachse der Meßeinrichtung durch eine opto-elektronische Regelung fest und unbeeinflußt von Umwelteinflüssen auf die Achse des Visierleleskops ausgerichtet.Through these measures, it is möglieh to refrain from moving parts and do not require or in the production nix'h in operation elaborate Justierarbeilen. In addition, an automatic axis alignment is achieved. In a reliable and simple manner, the sighting axis of the measuring device is aligned firmly and unaffected by environmental influences on the axis of the sighting telescope by an opto-electronic control.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispie! beschrieben und gezeichnet. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Aiisfiihrungsbeispiels in schematischer Darstellung.The invention is based on an exemplary embodiment! described and drawn. The only The figure of the drawing shows the structure of an example embodiment according to the invention in schematic form Depiction.

Das zu beobachtende Gebiet, welches das anvisierte Ziel und den Leuchtpunkt 5 enthalt, wird durch ein Objektiv U über einen teildurchlässigen Umlenkspiegel 13 in der Bildebene 24 abgebildet, wo es durch ein Okular 12 betrachtet wird. Außerdem durchquert eiü Teil des Lichtes den leildurchliissigen Umlenkspiegel 13, so daß das Gebiet auch auf einem posilionsempfindlichen Detektor 15, vorzugsweise vom Typ der PIN-SC-Serie der Firma United Detektor technology abgebildet wird. Fur den Fall, daß der Leuchtpunkt durch eine charakteristische Spektralfprbe wif beispielsweise sichtbares oder Infrarot-Laserlichl gekennzeichnet ist, wird der teildurchlässige Spiegel 13 mit einer Filtcrschichi 14 versehen, die fur das Licht des Leuchtpunkles S durchlässig, für die Strahlung anderer Spcktralbereiche jedoch voll reflektierend ist. Das hat zur Folge, daß der Leuchtpunkl 5 auf dem Detektor 15, das übrige Gebiet um den Leuchtpunkt herum aber in der Bildebene 24 vor dem Okular 12 abgebildet ist.The area to be observed, which contains the aimed target and the luminous point 5, is imaged by an objective U via a partially transparent deflecting mirror 13 in the image plane 24, where it is viewed through an eyepiece 12. In addition, some of the light traverses the low-beam deflecting mirror 13, so that the area is also imaged on a position-sensitive detector 15, preferably of the PIN-SC series from United Detector technology. In the event that the luminous point is characterized by a characteristic spectral test such as visible or infrared laser light, the partially transparent mirror 13 is provided with a filter layer 14 which is permeable to the light from the luminous point S but fully reflective to the radiation from other areas of the spectrum . As a result, the light point 5 is imaged on the detector 15, but the remaining area around the light point is imaged in the image plane 24 in front of the eyepiece 12.

Der positionsempfindliche Detektor 15 liefert zwischen den Abgriffen 16, 17 eine Spannung U_t, deren Höhe proportional zur Abweichung des Lichtpunktes in Jt Richtung von einer Null-Achse 10 ist, deren Position wiederum durch das Verhältnis der Widerstände 18, 19 definiert ist.The position-sensitive detector 15 supplies a voltage U _t between the taps 16, 17, the height of which is proportional to the deviation of the light point in the Jt direction from a zero axis 10, the position of which is in turn defined by the ratio of the resistors 18, 19.

Der Detektor 15 ist mit zwei weiteren Abgriffen verschen, die auf der Figur nicht gezeichnet sind, die aber auf die gleiche vorbeschriebene Weise die Posi tion des Lichtpunktes in der y-Richtung orthogonal zur ^-Richtung zu bestimmen erlauben.The detector 15 is given away with two further taps, which are not drawn on the figure, the but in the same manner as described above, the position of the light point in the y-direction is orthogonal allow to determine the ^ -direction.

Zur Festlegung des Visierpunktes - der gleich dem Schnittpunkt der Null-Achsen für die x- und y-Bestimmung isi - ist eine Lampe 20 angeordnet, deren Licht zunächst auf eine feine Lochblende 22 mittels eines Spiegels 21 fokussiert wird. Das Licht wird im weitet cn Verlauf durch eine Linse 23 aufgefangen.To determine the sighting point - which is the same as the intersection of the zero axes for the x and y determination - a lamp 20 is arranged, the light of which is initially focused on a fine perforated diaphragm 22 by means of a mirror 21. The light is picked up in the broadest course by a lens 23.

Visicrpunkl dient Der and ^dt _I ^m.₁ durch den SlniMteiK 13 _auM chen De.ek.or ISgelenk« Hi r " punkl hei un LVisicrpunkl serves the and ^dt _I ^m . ₁ by the SlniMteiK 13 M _au chen De.ek.or ISgelenk "Hi r" punkl hot un L

iffiff

denthe

_Sign„ „, _v,_lm _Sign "", _v , _lm

Multiplexer 25 gcireiiiii werden kann. Das Signal U₁ wird dann auf einen Regler 26 gegeben, der den Wi dcrsiand 19 jewcilssoiiachregelt,daß U₂ = O isi. Eine ebensolche Regelung wird für die Position der NuIi Koordinate in ,y-Richtung durchgeführt.Multiplexer 25 gcireiiiii can be. The signal U ₁ is then sent to a controller 26 which adjusts the resistor 19 in such a way that U ₂ = 0. A similar control is carried out for the position of the zero coordinate in the y-direction.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die NuII-Achseii 10 auf dem positionsempfindlichen Detektor 15 immer genau dem Visierpunkt in dei Bildebene 24 entsprechen, iuid:/waruiiabh:ingig von mechanisch oder thermisch bedingten Verschiebungen der optischen Komponenten relativ zueinander.With this arrangement it is achieved that the NuII -axisii 10 on the position-sensitive detector 15 always exactly to the sighting point in the image plane 24 correspond, iuid: / waruiiabh: ingig of mechanical or thermally induced displacements of the optical components relative to one another.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Sight goniometer for measuring the angular position of a luminous point in the x- and y-direction relative / ti a sighted target, thereby gfkc π ηζe i ch η et that in the sight axis (10) between a vario lens (11) and an eyepiece (12) is arranged a light-permeable slider (13) to which a posilioiisensitive detector (15) is assigned, which between pick-off points (16, 17) each has a voltage ( U _1x and U, _y ) proportional to the deviation of the luminous point ( 5) generated in the x- and / or y-direction by the sighting axis (10), with resistors (18, 19) being arranged to define the respective zero-axis position of the x and y direction, and to form the zero point of the modulated Punkllichlquelle is imaged on the detector (15) (20,21,22), such that at ungc- * ° naucr match of the resistors (18, 19) to the taps (16, 17) voltages U _u and U _{2y are} generated, which are used to regulate the resistance, (19) to i / _2t = 0 and U _ly = 0, respectively n, and / ur formation of the sighting point on the image plane (24) ^a 5 is a frequency and phase modulated lamp (20) with focusing mirror (21), pinhole (22) and optics (23) is used.

2. visor goniometer according to claim I, characterized in that the cable-permeable 3 " Beam splitter (13) with a filter layer (14) vi rse hen is.