DE2202172A1

DE2202172A1 - Einrichtung zum automatischen nachfuehren

Info

Publication number: DE2202172A1
Application number: DE19722202172
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Leitz
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1972-01-18
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2168425A1; DE2202172B2; FR2168425B1; IT977621B; CH551658A; US3806725A; DE2202172C3; GB1389310A

Description

ERNST LEITZ GMB Uruor Zeichen: A 184O/B 2710 633 Wetzlar,den, 1 4 . Januar 1^72 Pat Se/GG Ν-**2ΐβ/»ι

Einrichtung zum automatischen Nachführen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Nachführen der Pupille eines optischen Gerätes bei relativer seitlicher Bewegung zwischen der Augenpupille eines Beobachters und der Pupille des optischen Gerätes.

Bei der Anwendung von optischen Beobachtungsgeräten auf sich bewegenden Fahrzeugen tritt immer wieder die Schwierigkeit auf, daß bei ungleichförmigen Bewegungen des Fahrzeuges, beispielsweise bei starkem Seegang oder böigen Wind, die Visierlinie zwischen der Pupille des optischen Gerätes und der Augenpupille des Beobachters verlorengeht bzw· sich so weit seitlich verschiebt, daß ein ordnungsgemäßes Benutzen des Gerätes nicht möglich ist. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diesem Mangel abzuhelfen. So wurde bereits vorgeschlagen, in den Strahlengang zwischen dem optischen Gerät und dem Beobachter eine Fernsehanlage einzufügen, so daß dem Beobachter stets ein großes Beobachtungsfeld zur Verfügung steht. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismäßig aufwendig in Bezug auf Kosten und Raumbedarf ist. Darüber hinaus geht bei Anwendung einer Schwarz-Weiß-Fernsehanlage wegen der fehlenden Farbe ein Teil der Information verloren. Eine andere Lösung sieht die Verwendung eines optischen Gelenkes zwischen dem optischen Gerät und seinem Okular vor derart, daß das Okular mit dem Kopf des Beobachters quasi starr verbunden ist. Hierbei ist nachteilig, daß einmal die Bewegungsfreiheit des Beobachters erheblich eingeschränkt ist, zum anderen aber eine Bewegung des Beobachters in Richtung des optischen Strahlenganges zu weiteren Erschwernissen führt. „

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Schließlich könnte man daran denken, das Okular des optischen Gerätes wiederum mit dem Kopf des Beobachters quasi starr zu koppeln und mittels eines Bildleitfaserbündels mit dem optischen Gerät zu verbinden. Abgesehen davon, daß eine solche Anordnung ein kurzfristiges Beobachten eines anderen Gerätes mit dem gleichen Auge unmöglich macht ι sind die Kosten, die für ein derartiges Bildleitfasersystem aufzubringen sind, doch erheblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Nachteile der genannten bekannten Geräte vermieden sind. Insbesondere soll die neue Einrichtung mit relativ geringem Aufwand realisierbar sein, und sie soll dem Beobachter eine freie Bewegung relativ zum beobachtenden optischen Gerät erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine zwischen dem Beobachter und dem optischen Gerät wirkende, auf der Basis fotoelektrischer Abtastung arbeitende Zielvorrichtung vorgesehen ist, der ein mit den elektrischen Ausgangssignalen der Zielvorrichtung gespeistes Servo-Antriebssystem zum Nachführen der Pupille des optischen Gerätes nachgeschaltet ist. Die Zielvorrichtung kann als Kollimator, vorzugsweise als Autokollimator ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, mit Vorteil die Zielvorrichtung mit einem Gitter als optischem Korrelator zu versehen, welchem die elektrischen Steuersignale erzeugende fotoelektrische Empfänger nachgeschaltet sind.

Die neue Einrichtung ist nachfolgend beispielsweise anhand von soh«matl*chen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Einrichtung nach dem Kollimatorprinzip, Fig. 2 eine Einrichtung nach dem Korrelatorprinzip, Fig. 3 eine weitere Variante der neuen Einrichtung.

In Fig.1 trägt die Pupille eines optischen Gerätes 20 das Bezugszeichen 21. Diese Pupille soll der Augenpupille eines Beobachters 22 bei Bewegung der beiden Pupillen relativ zueinander senkrecht zu ihrer Verbindungslinie nachgeführt werden. Fest verbunden mit dem optischen Gerät 20 ist eine automatische Autokollimationseinrichtung 23, die auf einen mit dem Kopf des Beobachters 22 fest verbundenen Tripelepiegel-Reflektor 2h zielt. Die bei Verschiebung des Reflektors 2k und damit der Augenpupille des Beobachters 22 senkrecht zur Visierlinie des Autokollimators an dessen Ausgang entstehenden elektrischen Ablagesignale sind einer Auswertelogik mit angeschlossener Stellvorrichtung 25 zugeführt· Letztere kann über einen Steuerarm 26 die Pupille 21 des optischen Gerätes 20 so lange verschieben, bis sie der verschobenen Augenpupille des Beobachters 22 nachgeführt ist.

Die in Fig.2 dargestellte Einrichtung nach dem Korrelatorprinzip kann anstelle des Autokollimatore 23 (Fig.1) treten*- Dabei erzeugt eine Lampe 1 einen Richtstrahl, der über einen Teiler 18 ftuf den Tripelspiegel-Reflektor 2k (Fig.1) geworfen wird. Nach Reflexion gelangt der Richtstrahl dann über ein Yollaston-Prisma 3 auf eine auf einem Linsenkörper 5 aufgebrachte Pyramidenrasterscheibe k. Die Aufspaltung der polarisierten Strahlkomponenten am Prisma 3 geschieht in Richtung der Diagonalen der Grundflächen der Rasterpyramiden und beträgt in der Rasterebene F ²» vobei P die Seitenlänge der Grundflächen bezeichnet. Die Komponenten selbst sollen Je mindestens mehrere Rasterpyramiden ganz überdecken. Die an der Rasterscheibe entstandene^ Strahlkomponenten werden über Kondensoren

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14, 15, 16, 17 und polarisierende Teiler 10, 11, 12, 13 auf fotoelektrische Empfängerpaare 6, 6«; 7, 7»; 8, 8«; 9t 9* gesammelt, so daß bei Strahlbewegung relativ zur Rasterscheibe 4 einander diagonal gegenüberliegende Empfängerpaare, z.B. 8, 9; 8¹, 9'» zwei gegeneinander um 90 verschobene Gegentaktsignalpaare liefern, z_tB. Empfänger 8 eine 0°-Phase, Empfänger 8' eine 90°-Phase, Empfänger 9 eine I8o°-Phase, Empfänger 9¹ eine 270°- Phase. Die Signale je zweier solcher Empfängerpaare sind je einer Koordinatenrichtung der Bewegung zugeordnet, wobei die Richtung der 90 -Phasenverschiebung über die Bewegungsrichtung informiert· Die zur Unterdrückung von Gleichanteilen in Differenz geschalteten Gegentaktsignale sind wie in der Einrichtung nach Fig.1 zur Nachführung verwendet.

Weitere Ausführungsformen sind möglich. So kann nach Fig.3 beispielsweise mit dem pupillenbestimmenden Okular 21 (Fig.1) des optischen Gerätes 20 eine nach Quadranten a, b, c, d unterteilte Anordnung von vier großflächigen fotoelektrischen Empfängern vorgesehen sein, die mit einem feinen Lichtstrahl beaufschlagt werden, welcher von einem am Kopf des Beobachters befestigten Lichtpunktprojektor 30 erzeugt wird. Ein nachgeordnetes Servosystem enthält zwei den Koordinatenrichtungen des Quadrantensystems von fotoelektrischen Empfängern zugeordnete Antriebsaggregate, z.B. Elektromotore 31 ι 32, welche über eine Schaltungslogik 33 entsprechend der jeweiligen, auf den Koordinaten-Schnittpunkt bezogenen Ablage des Lichtpunktes mit Energie versorgt werden und das pupillenbestimmende Okular 21 in eine solche Lage bewegen, daß der vom Mafckenprojektor erzeugte Lichtpunkt wieder in den Koordinatennullpunkt zu liegen kommt.

Die vier großflächigen Empfänger a, b, c, d können auch aus

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Empf ängergr-uppen aufgebaut sein. Solches ist besonders dann von Vorteil, wenn die räumliche Ausdehnung der lichtempfindlichen Anordnung relativ groß sein muß, da sich die Bemessung dieser Ausdehnung nach der Größe der auszuregelnden Relativbewegungen zwischen Beobachter und Okular in der Praxis richtet.

Die einfallenden Strahlengänge für das Beobachtungsgerät und für den Korrelator können auch miteinander verflochten sein. In diesem Fall ist es, um eine LichtSchwächung für die visuelle Beobachtung zu vermeiden, von Vorteil, für Beobachtung und Korrelator unterschiedliche Spektralbereiche zu verwenden

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Claims

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Ansprüche

Einrichtung zum automatischen Nachführen der Pupille eines optischen Gerätes bei relativer seitlicher Bewegung zwischen der Augenpupille eines Beobachters und der Pupille des optischen Gerätes» dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Beobachter (22) und dem optischen Gerät (20) wirkende, auf der Basis fotoelektrischer Abtastung arbeitende Zielvorrichtung (23, 2k) vorgesehen ist, der ein mit den elektrischen AusgangsSignalen der Zielvorrichtung (23) gespeistes Servo-Antriebssystem (25) zum Nachführen der Pupille (21) des optischen Gerätes (20) nachgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung als Kollimator, vorzugsweise als Autokollimator (23, 2k), ausgebildet ist.

3« Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung mit einem Gitter {k) als optischem Korrelator versehen ist, welchem die elektrischen Steuersignale erzeugende fotoelektrische Empfänger (6, 7, 8, 9; 6«, 7«, 8«, 9¹) nachgeschaltet sind (beispielsweise nach Patent ... (Patentanmeldung P 21 60 877.5)).

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