DE2211228A1 - Optisches Entfernungsmeßgerät - Google Patents

Description

Dr. Ing. H. Nectndank

Dipl. Ing, H- Hauck - CUA. P.v/s. W. Schmitt

Dipl. Ing. E. Graälis - Dipk ing. W. Wahnart

8 München 2, ivlczartssraös 25

Telefon 5 53 0586

Cubic Corporation

9233 Balboa Avenue 7. März 1972

Anwaltsakte M-2084

Optisches Entfernungsmeßgerät

Optische Entfernungsmeßgeräte sind seit Jahren bekannt. Diese Geräte senden gewöhnlich einen Lichtstrahl auf die reflektierte Fläche eines entfernten Objektes, empfangen den reflektierten Lichtstrahl und bestimmen dann die Entfernung zum Objekt aus der Phasenverschiebung von Signalen, mit denen der ausgesendete Liehstrahl und der empfangene Lichtstrahl moduliert sind. Geräte der beschriebenen Bauform unterliegen sich verändernder Genauigkeit, welche von mehreren Faktoren abhängt, so von der Genauigkeit der gesamten Anlage, von Verzögerungen der Phasenverschiebung im Gerät, von der Einhaltung der Frequenz und des Amplitudenausganges der Sende- und Empfängerelemente usw.. Die Entfernungsmeßgeräte besitzen eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten und haben sich in weitem Umfang durchgesetzt. Davon ausgehend erweist es sich von Vorteil, ein neues und verbessertes optisches Entfernungsmeßgerät zu schaffen, welches in der _,.

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Lage ist, eine genauere Entfernungsanzeige in verhältnismäßig schneller und wirtschaftlicher Weise zu erstellen.

Bei einer Ausführungsform des optischen Meßgerätes gemäß der Er findung wird ein Lichtstrahl bzw. Lichtbündel, welches beispielsweise im Infrarotband liegen kann, auf einen in Entfernung befindlichen Reflektor geleitet. Dieser Reflektor reflektiert das Licht zurück auf den Sender. Die Lichtquelle des Lichtstrahles wird durch ein Trägerfrequenzsignal helligkeitsmoduliert; das Frequenzsignal seinerseits wird durch Zwischen- oder Hilfsträgersignale moduliert, vorzugsweise durch zwei Signale. Die Phase dieser drei Signale wird durch Kreuzkopplung vom Sender zum Empfänger angezeigt. Die Signale liegen im Frequenzbereich so im Abstand zueinander, daß eine Digitalaufbereitungsschaltung Grob-, Zwischen- und Fein-Entfernungsmessungen erstellt, um zu verbesserter Entfernungsgenauigkeit zu kommen. Mehrere Entfernungsmessungen werden bei einer bestimmten Anzahl von Proben im Durchschnitt genommen, werden summiett, durch Digitalanordnungen verglichen und anschließend aus dem Binärsystem in das Binärdezimalsystem umgeformt, um eine der Entfernung entsprechende Anzeige in Dezimalzahlen zu erstellen. Die Digitalproben- und Summiervorrichtung erzeugt relative Entfernungsimpulse, welche innerhalb der Leistungsfähigkeit eines derartigen Systems liegen. Ein einzelner Oszillator erzeugt die Frequenz für das gesamte System, weshalb Oszillatordriftfehler reduziert sind.

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Gewöhnlich besteht eine auf innerer Verzögerung lleruhende Phasenversetzung zwischen dem Sender und dem Empfänger, was die Gesamtgenauigkeit der Entfernungsmessung durch Phasenversetzung beeinträchtigt bzw.'reduziert. Die Erfindung schafft eine Vorrichtung, um die durch innere Verzögerung bedingte Phasenversetzung zu vermeiden bzw. abzuleiten, wobei eine direkt kreuzgekoppelte und lichtübertragende Vorrichtung Verwendung findet. Da die kreuzgekoppelte, lichtübertragende Vorrichtung in der Lage ist, Licht

einer bestimmten Intensität vom Sender auf den Empfänger zu richten, welches die Intensität des reflektierten Lichtes von einem entfernt befindlichen, reflektierenden Objekts übersteigt, sind Mittel vorgesehen, um das über die Kreuzkopplungsvorrichtung übertragene Licht zu dämpfen.

In vielen optischen Meßgeräten zur Entfernungsbestimmung, so in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird eine lichtemittierende Diode als Lichterzeugerquelle verwendet. Das auf diese Weise erzeugte Licht wird durch eine geeignete Linse auf einen entfernt befindlichen Reflektor reflektiert und von dort auf den Empfänger zurückgeleitet. Der Empfänger sieht bzw. empfängt einen bestimmten, äußerst geringen Anteildes Lichtes, welches von einer sehr kleinen Fläche der lichtemittierenden Diode ausgesendet wurle. Da bestimmte, geringe Flächen von Phot-Dioden nicht verändernden Intensität und sich verändernder Phase erzeugen können kann dies zu einem Fehler in der Phasenversetzung der modulierenden Signale führen, welche erzeugt und empfangen werden.

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Demgegenüber sind bei Entfernungsmeßgerät gemäß der Erfindung Mittel vorgesehen, welche die lichtemittierende Diodenlichtquelle in eine im wesentlichen planar bzw. ebene Lichtquelle umformen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues und verbessertes, optisches Entfernungsmeßgerät zu schaffen. Das Meßgerät soll mit größerer Genauigkeit de» Abstand bis zu einem reflektierenden Objekt feststellen.

Das Meßgerät gemäß der Erfindung soll mehrere Messungen der Phasenversetzung als Durchschnitt erstellen, um ein genaueres Messen der Entfernung zu ermöglichen.

Mit Hilfe des neuartigen und verbesserten,optischen Entfernungsmeßgerätes gemäß der Erfindung werden mehrere Signale dem übertragenen Lichtsignal aufgelegt, wobei die Signale unterschiedliche Frequenzen aufweisen, um Grob-, Mittel- und Feinbestimmungen der Entfernung vornehmen zu können. Das Meßgerät weist Mittel auf, um Phasenversetzungen aus innerer Verzögerung von der Entfernungsmeßanzeige freizuhalten. Das Entfernungsmeßgerät gemäß dsr Erfindung arbeitet mit einem kreuzgekoppelten, licht-Übertragenden Pud zur Bestimmung des Phasenversetzungsfehlers der inneren Verzögerung; der lichtübertragende Pfad stell die Helligkeit bzw. Intensität des kreuzgekoppelten Lichtes auf die Intensität des Lichtes ein, welches von einem entfernt befindlichen, reflektierenden Objekt aufgenommen wird.

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Das optische Entfernungsmeßgerät erzeugt Licht mit einer im wesentlichen flächenebenen bzw. planaren Lichtquelle.

Das Meßgerät arbeitet mit einer reflektierenden Vorrichtung, mit welchem Reflektoren unter verschiedenen Winkeln bezüglich der Senkrechten einstellbar sind, während ein exakt zentrierter, lichtreflektierender Punkt über einer bestimmten Meßposition beibehalten wird.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme, auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht unter Darstellung der Meßeinheit und der Reflektoreinheit bei Benutzung;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht der Meßeinheit,

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht einer teilweise geschnittenen, lichtemittierenden Diode,

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Linie 5-5 in Fig. 1;

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Fig. 6 ist eine im wesentlichen schematische Seitenansicht der Meßeinheit unter Darstellung der optischen Anordnung;

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht zum Sammeln des Lichtes der Senderdiode;

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer„weiteren, lichtsammelnden Vorrichtung;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Linie 9-9 in Fig. 3;

Fig. 10 ist eine Vorderansicht einer Reflektoreinheit; Fig. 11 ist eine Schnittansicht von Linie 11-11 in Fig. 10; Fig. 12 ist eine Schnittansicht von Linie 12-12 in Fig. 11;

Fig. 13 ist eine Ansicht der rückwärtigen Steuerplatte der Meßeinheit;

Fig. 14 istein Blockdiagramm der Senderschaltung; Fig. 15 ist ein Blockdiagramm der Empfängerschaltung;

pig. 16 ist ein Blockdiagramm der Digitalanzeigeschaltung;

und
pig. 17 ist ein Diagramm unter Darstellung der Bestimmung

der Phasenversetzung. -7-

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Das Gerät umfaßt eine Meßeinheit 10 und eine Reflektoreinheit 12, welche an den Punkten angebracht sind, zwischen welchen die Entfernung zu messen ist. Gemäß Fig. 1 wird ein Lichtbündel bzw. Lichtstrahl 14 von einer Linse 16 ausgesendet, während der reflektierte Lichtstrahl 18 von der Linse 20 aufgenommen wird. Der Charakter des Lichfctrahls und seiner Handhabung bei der Bestimmung der Entfernung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Schaltung erläutert.

Die Meßeinheit befindet sich innerhalb eines Gehäuses 22 mit einer vorderen Platte 24,in welcher Linsen 16 und 20 befestigt sind. An der rückseitigen Platte 26 des Gehäuses sind die Steuerungsorgane angebracht. Das Gehäuse kann an geeigneter Position geöffnet werden, um an die Bauteile zu gelangen. Die Linsen sind von herkömmlicher Konstruktion und dienen dazu, das Bild einer Lichtquelle im Unendlichen zu bündeln; die Linse kann jedoch in geeigneter Weise verstellbar sein. Im Bereich der Rückseite des Gehäuses 22 befindet sich eine Strebe 28, an welcher ein optischer Sender bzw. Geber 30 und ein optischer Empfänger 32, axial mit den Linsen 16 und 18 fluchtend, angebracht sind. Der optische Geber 30 besteht aus einer lichtemittierenden Diode, während der Empfänger 32 aus einer lichtempfindlichen Diode besteht. Beide Dioden sind in verschiedenen Formen und Befestigungsmöglichkeiten verfügbar. So ist die zum Senden vorgesehene Diode gemäß Fig. 4 innerhalb

einer kleinen, durch eine Deckplatte 36 abgeschlossenen Dose 34 eingefaßt. Das lichtemittierende Element 38 befindet sich in der Mitte der Dose. Da das Licht eines derartigen Elements die Brennebene der zugehörigen Linse mit einer geringfügigen Phasen-

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abweichung quer zur wirksamen Lichtscheibe erreicht ist es erwünscht, eine Lichtquelle mit einer kleinen, flachen Scheibe herzustellen, um die KoIlimation zu vereinfachen. Entsprechend wird innerhalb der Deckplatte 36 ein kleiner Glasstab 40 verwendet, der axial und optisch mit dem Element 38 fluchtet. Das Licht wird im Glasstab weitergeleitet und über den Stab an der Endfläche 42 vereint. Die Endfläche 42 wirkt infolge als ebene Lichtquelle.

Für gewisse Verwendungszwecke kann das Licht mit Hilfe einer öffnung 44 innerhalb eines in Fig. 7 dargestellten Schirmkörpers 46 gesammelt werden. Das Licht des emittierenden Elements 48 befindet sich in der Ebene des Schirmkörpers in einer im wesentlichen flachen Front. Ein weiterer, in Fig. 8 dargestellter Lösungsvorschlag sieht eine Feldlinse 50 vor, welche das Licht an einer öffnung 52 sammelt.

Die Meßeinheit wird mit Hilfe eines in einem Sockel 56 gehaltenen Fernrohres bzw. Teleskop* 54 in Position gebracht; der Sockel ι 56 befindet sich auf der Oberseite der Strebe 28 und ist mit Hilfe einer Sattelklemme 58 befestigt. Das Einblick- bzw. Okular-

ende des Teleskops 54 ist in einen Okularhalter 60 an der rückwärtigen Platte 26 eingesetzt, während sich das Objektivende durch die vordere Platte 24 oberhalb der Linsen und zwischen diesen erstreckt.

An der Strebe 28 ist fernerhin ein zum einstellen dienenden Verbindungskörper 62 angebracht. Dieser verbindet zu bestimmten

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Zeitpunkten die Geber- und Empfängerdioden optisch. Der Verbindungskörper besteht aus einem Arm 64, welcher auf einer Hohlwelle 66 verschwenkbar ist. Die Hohlwelle ist in der Strebe auf einer Achse drehbar, die sich parallel zu den optischen Achsen der Dioden und zwischen diesen erstreckt. An den gegeüberliegenden Enden des Arms 64 sind End- bzw. Steckhülsen 68 und 70 vorgesehen, welche die Enden eines optischen Fasergliedes 72 tragen. Das Glied erstreckt sich durch einen zylindrischen Kopf 74 der Welle 66. In der Einstell- bzw. Eichposition hält die Endhülse 68 das Aufnahmeende 76 des Gliedes 72 vor der Geberdiode 30, während die Endhülse 70 das emittierende Ende 78 des Gliedes vor der Empfänger· diode 32 hält. Der Arm 64 wird mit Hilfe eines an der Strebe 28 fixierten Motors 80 in Umlauf versetzt und weist ein mit einem Zahnrad 64 kämmendes Ritzel 82 auf. Das Zahnrad 84 istfam Arm fixiert. Die Bewegung des Arms 64 ist durch Stoßfänger 86 und 88 an der Strebe 28 begrenzt. Diese halten den Arm in der in Fig. 5 durch gebrochene Linien dargestellten Eichposition und

: in der durch ausgezogene Linien dargestellten Freigabeposition.

' In der Freigabeposition sind die Dioden nicht bedeckt.

Ϊ

J Um die Lichtintensität durch das kurze Glied zu dämpfen ist

^! es innerhalb des Kopfes 74 durch einen Schirmkörper 90 unterbrochen. Dieser ist axial in einem Schlitz 92 bewegbar. Der Schirmkörper 90 trägt einen Schlitz 94, welcher keilförmig zulauft, vorzugsweise in Form einer logarithmischen Kurve, um die freiliegende Fläche der gegenüberliegenden Enden des unterbrochenene Gliedes gemäß Fig. 3 zu verändern. Es sollte erwähnt

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werden, daß die Größe des Schlitzes 94 zum Zwecke der Übersicht- ι liehen Darstellung übertrieben wiedergegeben ist. Die tatsächliche Breite verändert sich im wesentlichen von der gesamten Dicke des Gliedes 72 auf nahezu Null am schmaleren Ende. Infolge der im Faserglied eigenen Verluste und der am durch den Schlitz 94 entstehenden Verluste kann das Licht innerhalb des Gliedes auf das vom Reflektor zurückkehrende Licht eingestellt werden. Aus diesem Grund bedarfs es keiner Veränderungen der Intensität zwischen den Meß- und Eichpositionen der Anlage. Der Schirmkörper 90 ist in einem zylindrischen Stopfen 96 gehalten, welcher innerhalb der Hohlwelle 66 verschiebbar ist. Ein innerhalb der Welle 66 drehbarer Verstellbolzen 98 trägt ein Gewindeende 100, welches in den Stopfen 96 eingeschraubt ist. Der Verstellbolzen wird mit Hilfe eines in einer Nut 104 eingesetzten Bügels bzw. Spannringes 102 gegenüber axialer Bewegung abgesichert. Auf dea Verstellbolzen 98 befinden sich eine Rolle 106, welche über einen Riemen 108 mit einer Rolle 110 auf einer Antriebswelle 112 in Verbindung steht. Die Antriebswelle erstreckt sich durch ein Lager 114 an der rückseitigen Platte 126 und ist mit einem Knopf 116 zum Zwecke manueller Betätigung versehen. Diese Anordnung ermöglicht eine sehr genaue Feineinstellung zur Abdämpfung des Lichtes. Der ' Band- bzw. Riemenantrieb ermöglicht außerdem einen Schlujüf an den Grenzen der Bewegung. Der Schirmkörper 90 weist Ansätze 118 auf, welche sich vom Kopf 74 erstrecken und welche durch eine Feder 120 ergriffen werden. Die Feder verspannt den Schirmkörper in seine geöffnete Position und verhindert einen toten Gang im Antrieb.

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Zweckmäßigerweise befinden sich die verschiedenen Steuerungsorgane an der rückseitigen Platte 26; in Fig. 13 ist eine Anordnung dieser Form dargestellt. In einer oberen Ecke befindet sich ein Abstandsanzeiger 122, unterhalb welchem ein Druckknopf 124 zur Auslösung einer Meßfolge vorgesehen ist. In der anderen, oberen Ecke ist ein zwei Funktionen zugängiges Meß- bzw. Anzeigegerät 126 angebracht. Eine Funktion des Anzeigegerätes besteht darin, den Zustand der Batterie wiederzugeben, wenn der entsprechende Testknopf 128 für die Batterie gedrückt wird. Die zweite Funktion des Anzeigegerätes besteht darin, das Niveau reflektierten Lichtes bezüglich des Bezugslichtes durch den Verbindungskörper 62 einzustellen. Eine weitere Funktion besteht darin, das Instrument auf maximale Rückführung von Signalen einzustellen. Mit Hilfe eines Wählschalters 129 kann die Größe des reflektierten Lichtes der Reflektoreinheit am Meß- und Anzeigegerät 126 angezeigt werden. Das Anzeigegerät kann mit Hilfe einer zur Nachstimmung dienenden Steuerung 131, so mit einem Potentiometer in eine Mittel- oder NuIlage gebracht werden. Inder anderen Position des Wählschalters 129 wird der Motor 80 angefahren, um den Verbindungskörper 62 in die Eichposition zu verbringen. In dieser Position wird die Stärke des Lichtes durch das Verbindungsglied am Anzeigegerät wiedergegeben. Der Knopf 116 wird anschließend gedreht, um den zur Lichtdtmpfung dienenden Schirmkörper 90 zubewegen und um das Licht in der Nullposition auszugleichen. Wenn die Lichtstärken derart kalibriert bzw. einge-

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stellt sind befindet sich die Einheit in betriebsfertiger, zur Abstandsmessung dienenden Lage.

Die im einzelnen in den Fign. 10 bis 12 dargestellte Reflektoreinheit 12 kann mit jeder beliebigen Anzahl von Reflektorelementen 132 versehen werden; so sind beispielsweise drei Reflektorelemente dargestellt. Jedes Reffektorelement 132 weist eine in einem Halter 136 eingefaßtes Spezialprisma 134 auf, wobei die Halter in einer Gruppe auf einer zur Befestigung dienenden Platte 138 angebracht sind. Das Prisma entspricht einer Ausführungsform mit totaler Innenreflektion, welche als Winkelwürfelreflektor bekannt ist. Dieser reflektiert das Licht genau in an sich bekannter Weise in die Lichtquelle zurück. Um die Befestigung zu vereinfachen bzw. zu erleichtern ist der vordere Teil 135 des Prismas 134 zylindrisch ausgestaltet und in den schalenförmigen Halter eingepaßt. Die Innenfläche 140 an der vorderen öffnung des Halters 136 divergiert etwas nach innen, so daß das Prisma in seine Position gedrückt werden muß und hinter der Vorderkante des Halters einschnappt. In dieser Position wird das Prisma sicher fixiert. Ein mit einer Ausnehmung versehener Sockel 142 an der Rückseite : des Halterinnenraumes nimmt den Scheitel 144 des Prismas auf und

j zentriert dieses bezüglich ihrer optischen Achse. Jeder Halter i 136 ist mit Füßen 146 bestückt, welche mittels Schrauben 148 an

der Platte 138 angebracht sind.

Um eine genaue Fluchtung mit der Meßeinheit zu erzielen ist der j Reflektor verstellbar an einer Strebe 150 angebracht. Die Strebe ;

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besteht aus einer Basis 152, aus einem senkrechten Ständerteil und aus einem nach oben sich erstreckenden, bogenförmigen Arm 156. Die Platte 138 ist an einem Block 158 befestigt, welcher einen konvex-bogenförmigen, an der Innenseite des Arms 156 verschiebbaren Kanal 160 aufweist. Die Einheit wird mit Hilfe eines Klemmblockes 162 fixiert, welcher gleichfalls einen konvex-bogenförmigen Kanal 164 aufweist. Der Kanal bzw. die Kehlung gleitet an der Außenseite des Arms 156. Der Klemmblock wird mit Hilfe einer Schraube 166 festgeklemmt, welcher sich unter Gewindeeingriff durch einen in Längsrichtung des Arms verlaufenden Schlitz 168 in den Block 158 erstreckt. An der Schraube 166 ist ein zur manuellen Bedienung vorgesehener, erweiterter Kopf 170 angebracht; der Klemmdruck wird mit Hilfe einer zwischen den Kopf und dem Klemmblock 162 angeordneten Feder 172 angelegt. Die Basis 152 weist eine Gewindebohrung 174 auf, welche die Befestigung der Strebe an einem Dreibein ermöglicht. Die Befestigung kann auch aus einem Tragekörper 176 bestehen, welcher in Fig. 11 zusammen mit einer zum Festklemmen dienenden Schraube 178 durch gestrichelte Linien dargestellt ist.

Zum Zwecke der Einstellung wird die Meßeinheit vorzugsweise in leinen Bügel 180 angeordnet. Der Bügel ist mit einem Basisteil

182 zur Befestigung an einem Dreibein ausgestattet bzw. zur Befestigung an einem Präsisionsgerät, so an der Nivellierhalterung ,des Beobachters. Dies erleichtert das sorgsame Einstellen der Meßeinheit auf den Reflektor unter Verwendung des E^r^rohrs bzw. Teleskop!, Eine entsprechend präzise Einstellung der R*fl*fcteseinheit bezüglich der Meßeinheit ist nicht alt wesentlich bzw.

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kritisch anzusehen, da die Winkelreflektoren von der Achse abweichende Strahlen im Bereich einer vertretbaren Winkelabweichung auf ihre Lichtquelle zurückführen.

Die in den Fign. 14 und 15 dargestellte elektronische Schaltung dient zur Erzeugung der Signale zum Antreiben der entsprechenden Geber- und Empfängerdioden. Der kristallgesteuerte Oszillator 210 ist ein temperaturkompensierter Oszillator, welcher ein Ausgangssignal mit einer Frequenz f1 erzeugt. Die Frequenz kann zum Zwecke der Darstellung der besonderen Ausfhrungsform der Erfindung 4.573198 MHz betragen. Das Ausgangssignal fi wird an einem Phasendetektor 220 angelegt, welcher einen Fehlersignalausgang erzeugt, um den spannungsgesteuerten Oszillator 212 mit einer Frequenz f2 von 73.17165 MHz anzutreiben. Das Signal der Frequenz f2 wird einem Puffer 214 eingespeist, welcher den Wert bzw. die Größe des Signals anhebt, um den nachfolgenden logischen Kreis zu steuern. Der f2-Ausgang des Puffers 214 wird an einem Frequenzteiler 216 angelegt, welcher die Frequenz durch vier teilt; dieses Signal wird am Frequenzteiler 218 angelegt, welcher die Frequenz gleichfalls durch vier teilt. Auf diese Weise wird die Frequenz f2 auf den Wert von f1, d.h. auf 4.573198 MHz reduziert. Der Phasendetektor 220 zeigt die Fehler in der Phase zwischen f2 geteilt durch 16 und f1 an. Jeder Phasenunterschied zwischen diesen Signalen löst eine Fehlerspannung am spannungsgesteuerten Oszillator 212 aus, welche dessen Frequenz und Phase korrigfert, um die Frequenz £2 und deren Phase auf der

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Frequenz fides Kristalloszillators 210 und dessen Phase zu halten*

Der quarz- und kristallgesteuerte Oszillator 210 legt über eine Leitung 222 ein Signal mit der Frequenz £1 an der Serie von Frequenzteilern 224, 228, 230, 232, 233 und 235 an. Der Frequenzteiler 224 der ersten Stufe teilt die Frequenz £1 duTch 2 auf eine Frequenz von beispielsweise 2.286599 MHz und speist dieses Signal einem Addierer 226 ein. Die Frequenzteiler 224, 228, 230 und 232 teilen die Frequenz f1 auf eine Frequenz von 71.456215KHz, welche über Leitung 234 am Addierer 226 angelegt wird. Somit entspricht das Signal bei 234 f1 geteilt durch 64.

Die Ausgangsfrequenz f2 des spannungsgesteuerten Oszillators stellt die Frequenz des Feinbereichsignals dar, welche 16 χ f1 entspricht; der Teiler 224 erzeugt eine Signalfrequenz eines mittleren Bereiches, welche f1 Halbe entspricht, während der Spannungsteiler 232 eine Signalfrequenz eines Grobbereiches von £1 durch 64 auslöst. Die mittlere Frequenz und die Grobfrequenz werden linear im Addierer 226 addiert und werden über die Leitung 236 eingespeist, um den spannungsgesteuerten Oszillator 212 Frequenz zu modulieren. Diese Frequenz moduliert das £2-Ausgangssignal, das über die Leitung 238 am Steuerkreis 240 des Gebers angelegt wird. Dieser besteht aus einem Verstärker, welcher ein Ausgangssignal über Leitung 242 anlegt, um die Lichtquelle bzw. die Geberdiode 30 gemäß Fig. 2 anzutreiben. Bei Anlegen des Signals erzeugt die lichtemittierende Diode ein Licht, welches

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im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Infrarotband liegt. Es kann natürlich jede andere Form einer Lichtquelle auf die beschriebene Weise erregt und gesteuert werden. Das Signal über Leitung 242 helligkeitsmoduliert die Lichtquelle durch die Frequenz f2 bzw. die 73.171165 MHz-Trägerfrequenz, welche ihrerseits durch die mittlere Frequenz und durch die Grobfrequenz des Addiersignals aus Leitung 236 frequenzmoduliert ist.

Das ausgesendete Licht 14 wird gemäß Fig. 1 durch die Sendelinse in vorangehend beschriebener Weise ausgestrahlt und wird über die Empfängerlinse 20 und die Empfängerdiode 32 aufgenommen. Die Empfängerdiode kann aus jedem geeigneten Foto-Detektorelement oder aus anderen, entsprechenden Einheiten bestehen, welche befähigt sind, die Intensitätsmodulation des ausgesendeten Signals mit der Phasenversetzung anzuzeigen, welche aus dem Abstand von und zur Reflektoreinheit 12 herrührt.

Die Empfängerdiode 32 zeigt die Intensitätsveränderung des modu-

an lierten Signals des rückgeleiteten Lichtes/und erzeugt ein Aus-

: gangssignal, welches über Leitung 250 (Fig. 15) einem ZF-Ver-J stärker 252 eingespeist wird. Dieser ZF-Verstärker arbeitet als Bandpaßverstärker f4hr eine 73 MHz-Trägerfrequenz, welche durch Hilfsträgerfrequenzen frequenzmoduliert ist'. Der Ausgang des ZF-Verstärkers 252 wird am Datenmischer 254 angelegt.

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Die Frequenzteiler 224, 228, 230, 232, 233 und 235 teilen die ^: Eingangsfrequenz f1 aus der Leitung 222, um über die Leitung 247 ein Ausgangssignal von 8.932 KHz am Phasendetektor 258 anzulegen. Diese Frequenz entspricht der Frequenz f1, geteilt durch 512. Der Phasendetektor 258 legt ein Fehlersignal am spannungsgesteuerten Oszillator 262 an, wobei letzterer ein Aisgangssignal von 73.180097 MHz erzeugt. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 262 wird über den Puffer 265 und über den die Frequenz auf die Frequenz des EingangsSignaIs reduzierenden Teiler 260 am Phasendetektor 258 angelegt, wodurch sich eine Halte- oder Sperrschleife

zweiter Phase und Frequenz ergibt. Diese hält die Frequenz und die Phase des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators 262 auf derselben Frequenz und derselben Phase des Ausgangssignals f1 des Kristalloszillators 210. Die Phasenarretierung der Phasendetektoren 220 und 258 hält die Ausgänge des spannungsgesteuerten Oszillators 212 und des spannungsgesteuerten Oszillators 262 auf gleicher Phase unter Einstellung durch die Phase des Signals f1 von Kristalloszillator 210. Somit ist der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 262 an der Leitung 264 gegenüber der Ausgangsfrequenz f2 des spannungsgesteuerten Oszillators 212 um 8.932 KHz versetzt, ist jedoch frequenzkohärent. I

Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 262 wird über die Leitung 264 am Phasenmodulator 256 angelegt. Das gleiche Frequenzsignal wird über den Puffer 265 am Frequenzteiler 266 angelegt; der Ausgang des Frequenzteilers 266, welcher im wesent-

liehen 2.286878 MHz entspricht, wird am Phasenmodulator 256

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angelegt, um das über Leitung 264 empfangene Trägersignal von 73.180097 MHz Phasen zu modulieren. Der Teiler 268 legt ein Signal von 71.4649 KHz am Phasenmodulator 256 an, so daß das vom spannungsgesteuerten Oszillator 262 empfangene Trägersignal phasenmoduliert wird. Das phasenmodulierte Ausgangssignal des PhasenmoduJators 256 wird über Leitung 257 als Ober lagerung soszillator-Eingangssignal für den Datenmischer 254 angelegt.

Das Eingangssignal von der Empfängerdiode aus Leitung 250 wird dem Datenmischer 254 mit dem Überlagerungsoszillator-Ausgang aus Leitung 257 gemischt, um eine Ausgangs-Trägerfrequenz von 8.932 KHz zu erhalten, welche durch eine Frequenz von 279.12 Hz und 8.722 Hz amplitudenmoduliert ist. Der Ausgang des Datenmischers 254 wird in 8.9 KHz-Bandjäurch den ZF-Verstärker 270 verstärkt, dessen Ausgang über Leitung 269 am Detektor 231 angelegt wird. Dieser bewirkt eine Amplitudendemodulation, wobei die drei Bestandteile, nämlich die 8.932 KHz-Trägerfrequenz, die Datenfeinfrequenz, die 279.12 Hz Datenzwischenfrequenz und die 8.722 Hz Datengrobfrequenz durch den Feinfilter 25), den Mittel-bzw. Zwischenfilter 253 und den Grobfilter 255 in die

fefiltert wer.den . ₄. ._ __ „ „ ....... 82A Die

Nulldurchgangsdetektoren erzeugen Ausgangssignale für jeden Nulldurchgang des Eingangssignals bzw. für jede halbe Periode des EingangssignaIs und legt Ausgangsimpulse an den Ausgangsleitun- ; gen 277, 279 und 281 an. Der automatische Verstärkungsregelungs-

ί Verstärker 271 hält den Wert des Ausgangs des ZF-Verstärkers

270 auf einen im wesentlichen konstanten Niveau.

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Ein Teil des Ausgang des Geberantriebs 240 wird über Leitung am Bezugsmischer 246 angelegt. Der MischeT 246 legt ein Ausgangssignal von 8.932 KHz am Nulldurchgangsdetektor 291 an. So erzeugt der Nulldurchgangsdetektor Ausgangsimpulse über leitung 290 von 8.932 KHz für das Bezugsfeinsignal. Der Frequenzteiler 293 und 295 teilen den Ausgang des Nulldurchgangsdetektors 291, um ein Bezugszwischensignal in Leitung 292 und 279.12 Hz und ein Bezugsgrobsignal in Leitung 194 von 8.722 Hz auszulösen. Ein über Leitung 296 angelegtes Feintaktausgangssignal weist eine Frequenz von 2048 X der Frequenz von 8.932 KHz auf. Das über Leitung 298 angelegte Zwischentaktausgangssignal entspricht einer Frequenz, welche 2048 X der BezugsZwischenfrequenz von 279.12 Hz entspricht. Das über Leitung 300 angelegte Grobtaktausgangssignal weist eine Frequenz auf» welche 2048 X der Bezugsgrobfrequenz von 8.722 Hz entspricht.

Die Ausgangsleitungen 290, 292 und 294 erzeugen Ausgangssignale mit der ursprünglichen Phase des f1-Signals des Kristalloszialltors 210. Die Ausgangsleitungen 277, 279 und 281 besitzen die

kehr
Phase der Rückjfeignale mit der Entfernungs-Phasenversetzung und mit jeder anderen Phasenversetzung, welche aus der inneren Laufzeit in den Schaltungen herrührt. Die Ausgänge der Leitungen 296, 298 und 300 erzeugen Taktsignale, um die nachfolgende Digitalanzeige und die entsprechende Schaltung gemäß Fig. 16abzustimmen.j Die Taktsignale weisen ein bestimmtes Vielfaches der Frequenzen der Bezugssignale und der Datensignale auf. So entspricht bei-

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spielsweise das Vielfache des Feintaktsignals 2048 mal der Frequenz des Feintaktsignals von 8.932 KHz.

Gemäß Fig. 16 werden die Signale mit ihrer Originalphase über die Leitungen 290, 292 und 294 an der Bezugsgatterschaltung

kehr
angelegt. Die Rück/signale mit ihrer Entfernungs-Phasenversetzung und mit der durch innerer Laufzeit bedingten Phasenversetzung werden über die Leitungen 277, 279 und 281 an den Datengattern 302 angelegt. Ein Programmierer 304 bekannter Konstruktion, welcher bekannte Programmierschaltungen von NAND-Gattern aufweist, erzeugt zyklische Steuerimpulse für die Grob-Zwischen- und Feindatengatter und die Bezugsgatter für jeden der Kanäle 290, 292, 294, 277, 279 und 381. Der Programmierer weist drei Zeilenausgänge auf, dargestellt durch die Eingangsleitungen 301 und 303 an den entsprechenden Bezugsgattern 300 und an den Datengattern 302. Der Programmierer erzeugt in bekannter, periodischer Wirkungsweise Steuerwerte über die Leitungen 301 und 303, um die Eingänge über die Leitungen 328 und 330 am Datentaktgatter 306 zu schalten. Das Datentaktgatter 306 arbeitet mit bekannten Verfahren, um eine Gruppe von NAND-Gattern und NOR-Gatter zu erzeugen, welche eines der durch das Progammierersignal an Leitung 305 erzeugten Taktsignale auswählen. Das Taktsignal durch eine der entsprechenden Leitungen 296, 298 oder 300 steht mit dem jeweiligen Eingangsbezugssignal und mit dem über die Bezugsgatter 300 und die Datengatter 302 geschalteten Datensignal in Beziehung.

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Wenn der Programmierer 304 über die Leitungen 303 und 301 die Gatter der entsprechenden Schaltungen 302 und 300 auswählt, um ₈ die Bezugsfeinsignale und die Datenfeinsignale über die Leitun-

legt

gen 328 und 330 am Datentaktgatter 306 zu schalten,/der Programmierer außerdem das jeweilige Datensignal über die Leitung 305 an, um die Taktsignale am Datentaletgatter anzulegen. Das Datentaktgatter 306 öffnet die Leitung 332 gegenüber einem Ausgangssignal, wie nachfolgend erläutert ist. Das Bezugsfeinsignal 355 mit einer Frequenz 8.932 KHz öffnet gemäß Fig. 17 das Gatter an Leitung 332 mit seiner Vorderflanke 356. Die Vorderflanke 358 des Feindatensignals 357 schließt das entsprechende Datentaktgatter an Leitung 332. Die Phasenversetzung 360 zwischen dem Bezugssignal 355 und dem Datensignal 357 stellt die Phasenversetzung bei Entfernungsmessung und die innere Phasenversetzung infolge innerer Verzögerung dar. Während der Zeit, während welcher die Leitung 232 geöffnet ist,werden Feinwert-Taktimpulse 362 einer sehr hohen Frequenz, welche 2048 X der Feindaten- und Bezugsfrequenz von 8.932 KHz entspricht, auf die Leitung 332 übertragen. Das Feintaktsignal wird über den programmierfähigen Teiler 311 eingespeist und erzeugt Impulse am programmierfäligen Auf- und Abzähler 310. Es sollte unter Bezugnahme auf Fig. 17 darauf verwiesen werden, daß die Feinwert-Taktimpulse 362 auf die Leitung 332 während eines beliebigen Auf-Abteiles des entsprechenden Bezugs- und Datensignals 355 und 357 übertragen werden, so bei 364 und 366.

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- 2

Der Programmier programmiert über Leitung 334 den Zähler 310, um entweder aufwärts oder abwärts zu zählen. In diesor Ausführungsform programmiert der Programmierer den Zähler 3 10 dergestalt, daß dieser nach oben zählt. Der Programmierer 304 legt, ein Programmsignal am Teiler 311 an, v/elcher die Zahl vom Datentaktgitter um eine bestimmte Zahl herunter dividiert, beispielsweise um eine Zahl, welche ü!92 beträgt.

Für jede übertragene Zahl über Leitung 332 und dem programmierfähigen Teiler 311 wird eine Zahl über Leitung 309 am Prüf- oder Probenzähler angelegt. Nachdem einige Proben gezählt sind, wobei die Anzahl der durch den Probenzähler 308 in diesem Ausführungsbeispiei gezählten Proben 8 192 tragen,wird ein Signal mit HiIEe des Proben- bzw. Prüfzählers 308 über Leitung 339 eingespeist, um den Programmierer auf die nächsten Taktdatenleitungen zu schalten Steuersignale des Programmierers 304 v/erden über Leitungen 336 und 337 angelegt, um den Teiler 311 und den Probeiuähier auf die jeweiligen Zahlen der Fein-Zwischen- und firobdacen einzustellen. So ist der Probenzähler 308 wirksam, die Probengruppen aus de» Datentaktgitter 306 über Leitung 309 zu zählen. Wenn die Zahl erreicht ist^chaltet.er den Programmierer 304 auf die nächste T.iktdatenleitung.Da der Programmteiler 311 entsprechend der Zählv.eise des Probenzähler;; 508 nach unten dividiert erhäLt man einen Durchschnitt des Eingangssignal«, welcher zu besseren Datenergebnissen führt und Eingangsgeräusche ausgleicht. Durch Verwen-

von
dung Hinterflanken und Vorderflanken des Bezugssignals und der

Datensignale werden harmonische Geräusche ausgeglichen. Her

-23-2 U ⁽J b i 8 / Ü 9 0 3

ORIGINAL !HSfECTED

Programmzähler 310, welcher als Zähler und zweitweise als Register wirkt, zählt und registriert die Feintaktimpulse für die bestimmte Phasenversetzung 360, Diese Phasenversetzungwird durch die Zahl am Zähler 310 erkennbar gemacht.

Der Programmierer 304 legt nunmehr über Leitung 342 ein Signal am Motor 80 an (Fig. 5). Der Motor steuert die Position des optischen Fasergliedes 72. Das optische Faserglied wirkt in vorangehend beschriebener Weise als eichendes Verbindungselement. Das Ausgangssignal über Leitung 342 hat zur Folge, daß der Motor 80 das eichende Verbindungselement 62 dreht, um das optische Faserglied 72 in Einstell- bzw. Eichposition zu verbringen, d.h. in eine Position, in welcher das Licht von der Geberdiode 30 zur Empöigerdiode 32 gelangt. Die unter Bezugnahme auf die Fign. 14 und 15 beschriebene Schaltung arbeitet in gleicher Weise weiter und erzeugt dieselben Ausgangssignale, welche einem Rückkehrsignal der Distanzmessung entsprechen würden. Die gemäß Fig. 17 dargestellte Phasenversetzung bzw. Phasenverschiebung 360 wäre jedoch von kürzerer Dauer und würde der Phasenversetzung entsprechen, welche durch die innere Verzögerung in der Schaltung verursacht ist. Das System erhält seine Anzeigen in gleicherweise, mit der

er
Ausnahme, daß der Programmier/310 gleichzeitig ein Signal über 334 anlegt, welches den Auf- und Abzähler 310 in diejenige Position einstellt, in welcher er nach unten zählt. Während dieser Zeit zählt der Zähler 310 während der programmierten, der inneren Phasenversetzung entsprechenden Periode mit einer gewissen Anzahl nach unten. Wenn diese Zahl von der Zahl des programmier-

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fähigen Auf- und Abzählers 310 abgezogen wird ist die Phasenversetzung von der angezeigten Phasenversetzung abgezogen, wodurch man die tatsächliche, der Phasenversetzung entsprechende Verzögerungszahl der Distanzmessung erhält. Während dieser Zeit passieren keine Signale die Sperren 318 und 320 oder das binäre Datenregister 312. Indessen wurde eine Feinmessung vorgenommen und eine Eichung erreicht, um die Phasenversetzung der inneren Verzögerung abzuleiten. Der Programmierer 304 legt über Leitungß42 ein Signal an, welches dem Motor in Betrieb nimmt und das eichende Verbindungselement und das optische Faserglied 42 in ihre Ausgangsposition zurückführt. In dieser Ausgangsposition befindet sich das Glied nicht in der optischen Bahn des ausgesendeten Lichts.

Dieselbe Folge der Aufnahme von Anzeigen und Zahlen durch die Zwischendaten und die Grobdaten wird in gleicher, vorangehend unter Bezugnahme auf die Feindaten beschriebener Weise vorgenommen, um einander folgend Zählung im programmierfähigen Auf- und Abzähler auszulösen, wenn die Eichung abgenommen ist.Es sollte erwähnt werden, daß die Taktsignale undjsomit die Probenzählungen zwischen den Fein-, Mittel- und Grobbezugssignalen veränderlich sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die jeweiligen Zahlen für]die Zwischendaten 256 und für die Grobdaten 8,

j Die Feindatenzahl, welche im programmierfähigen Auf- und Abzähler 310 gespeichert wurde, wird beispielsweise an der Sperre 320 über

! Leitung 319 angelegt. Wenn man andmmt, daß die Mittel- bzw. ; Zwischenmessung durchgeführt wurde und daß die Taktzahlen für

IC. ; ί J

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die Zwischendatenphasenversetzung im programmierfähigen Auf- und Abzähler gespeichert sind werden die drei Bit- bzw. Impulsdaten, d.h. die fünften, sechsten und siebten, bedeutendsten Ziffern der Zwischendatenzahl über Leitung 317 an der Dreier-Impulssperre 318 eingeschaltet. Die Zwischendatenzahl wird immer auf die jeweilige Dreier-Bit-Sperre geschaltet, welche nicht verwendet wurde,um zuerst die Feindatenzahl aufzunehmen.

Die Ausgänge der Sperr- bzw. Verklinkungsschaltungen 318 und 320 werden durch ein Signal vom Programmierer 304 über Leitung 385 an den Dekodierern 322 und 324 angelegt. Diese sind von bekannter Wirkungsweise und bekanntem Aufbau, wobei acht Ausgangsleitungen für jeden Dekodierer 322 und 324 vorgesehen sind. Eine Ausgangsleitung an jedem der Dekodierer wird ausgewählt, so daß die Ausgänge über ein Gatternetzwerk 326 von bekannter Schaltung und unter bekannten Verfahren übertragen werden. Die Gatterschaltung umfaßt NAND-Gatter, welche bestimmen, ob Mull, eins oder zwei Zahlen der Zwischendatenzahl des Zählers 310 hinzuzufügen sind, um die jeweilige Digitalanzeige mit Datenzahl des im Zählr 310 vorangehend registrierten Feindateneinganges abzustimmen. Die Gatterschaltung 326 wird durch ein Signal über Leitung 358 vom Programmierer 304 angesprochen. Dadurch werden Ausgangsimpulse erzeugt, welche 0,1 oder 2 entsprechen und über Leitung 327 am Zähler 310 eingespeist werden. Diese Impulse oder Zahlen korrigieren die Zahl im Auf- und Abzähler 310, um eine Korrektur bei Phasenversetzungen zu erhalten, welcher sich über den Mittelpunkt der entsprechenden Wellenformen 355 und 357 erstrecke^ mögen und welche es erschweren, zu bestimmen, ob die Phasenver-

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Setzung vor dem Bezugssignal voraneilt oder hinter diesem läuft.

Nachdem die Impulse für die Mittel- bzw. Zwischendaten über Leitung 327 am programmierfähigen Zähler 310 angelegt sind werden die vier bedeutendsten Bite bzw. Impulse dieser Zahl über das Signal des Programmierers 304 über Leitung 334 auf das Register 312 übertragen. Gleichzeitig werden die drei bedeutendsten Bits der Zwischendatensignale und der Zahl im Zähler 310 auf den Sperr· kreis 320 übertragen bzw. in diesen eingegeben. Auf diese Weise wird das zuvor gespeicherte Signal der Feindaten zerstört und mit den gespeicherten Daten der Zwischendatenzählung ersetzt. Die Zwischendaten werden in der Sperre 320 gespeichert, un später verwendet zu werden. Der Schritt der Zwischeneichung wird so durchgeführt, daß die der inneren Phasenversetzung entsprechende Zahl des im programmierfähigen Zähler 310 gespeicherten Signals herausgenommen wird, bevor das Signal auf das binäre Datenregister 312 umgeschaltet wird.

Die Grobmessung wird anschließend in vorangehend unter Bezugnahme auf die Mittelmessung unddie Feinmessung beschriebene Weise vorgenommen, wobei die Signalzahl wie vorangehend beschrieben im j programmierfähigen Zähler 310 gespeichert wird. Der programmierfähige Zähler überträgt nunmehr die fünften, sechsten und siebten bedeutendsten Ziffern über Leitung 317 auf die Sperrschaltung

in

der drei Impulse bzw. Bits. Die Zwischendatenzahl/der Sperrschaltung 320 und die Grobdatenzahl in der Sperrschaltung 318 werden durch den Programmierer 304 wieder in vorangehend beschriebener Weise entschlüsselt, während die Dekodierer 322 und 324 und

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die Gatterschaltung 326 wiederum bestimmen, ob null, eins oder zwei Impulse oder Zahlen über Leitung 327 am Zähler 310 einzugeben sind. Der programmierfähige Auf- und Abzähler 310 ist in seiner Ausgangslage um eine Zahl zurück, so daß null, eins oder zwei Zahlen den Zähler in einem Bereich bewegen, welcher sich von der rücklaufenden Zahl von Eins bis zur Zahl Eins erstreckt. Wenn die Grobzahl korrigiert im programmierfähigen Speicher 310 gespeichert ist werden die vier bedeutendsten Ziffern in das Binär-Datenregister und in den Ab-Zähler 312 eingespeichert. Dies entspricht einer binären Darstellung einer gemessenen Entfernung im Register 312, welche um die Phasenversetzung der inneren Laufzeit bzw. Verzögerung korrigiert ist. Der Programmierer speist nunmehr eine Zahl ein und steuert das Signal über Leitung 386 in das Register 312 und das binär verschlüsselte Datenregister 314. Dies bewirkt, daß das binäre Datenregister 312 nach unten zählt und daß das binär verschlüsselte Datenregister 314 in einer binär verschlüsselten Dezimale nach oben zählt, was die Abstandsmessung auf binär\er-schlüsselte Dezimale im Register 314 verändert. Die binär verschlüsselte Information wird durch den Dekodierer 316 entschlüsselt, wodurch sich die Messung in Dezimalzahlen darstellen läßt.

Nachfolgend ist die Folge der vorangehend beschriebenen Schritte wiedergegeben:

Feinwertkalibrierung

Feinmessung !

-28- !

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Einspeichern in Sperrschaltungen Übertragen der gespeicherten Daten in den Datenspeicher

Zwischenwertmessung Zwischenwertkalibtierung Korrektur der Zwischenwertzählung Speichern der Zwischenwertzählung

Grobwertkalibrierung Grobwertmessung

Korrektur der Grobwertzählung Speichern der Grobwertzählung

Indem anhand eines Ausführungsbeispieles verwendeten Digitalsystems ist ein Verhältnis von 32:1 zwischen den Grob-, Zwischen- und Feindaten möglich. Das System gewährt einen Bereich, welcher bei Verwendung eines Dezimalsystems größer und entsprechend unpraktischer wäre.

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Claims (20)

1. Patentansprüche

   MJ Optisches Entfernungsmeßgerät mit einer Lichtquelle und einer Gebervorrichtung,welche das Licht der Lichtquelle in Richtung eines reflektierenden Objektes sendet, dessen Entfernung zu messen ist, gekennzeichnet durch eine erste, mit der Lichtquelle gekoppelte Vorrichtung, um den Lichtstrahl durch eine Trägerfrequenz in der Helligkeit zu modulieren, eine zweite Vorrichtung zur Frequenzmodulierung der Trägerfrequenz durch eine Hilfsträgerfrequenz, eine Empfängervorrichtung, welche den Lichtstrahl vom reflektierenden Objekt aufnimmt und Datenausgangssignale erzeugt, eine Vorrichtung, um die Trägerfrequenz und die Hilfsträgerfrequenz der ersten und zweiten Vorrichtung mit der Empfängervorrichtung im Kreuz zu koppeln, eine Vorrichtung, welche die relativen Phasenversetzungen der Träger-requenz und der Hilfsträgerfrequenz des abgehenden und des einkommenden Lichtstrahles bestimmt, und eine Vor-

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   richtung, um die vorbestimmte Phasenversetzung der Trägerfrequenz und die Phasenversetzung der Hilfsträgerfrequenz zur Anzeige der Entfernung zu kombinieren.
2. 2. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Vorrichtung die Trägerfrequenz mit einer zweiten Hilfsträgerfrequenz moduliert, daß die zur Bestimmung der Phasenversetzung dienende Vorrichtung mit Mitteln versehen ist, welche die relativen Phasenversetzungen der zweiten Hilfsträgerfrequenz des abgehenden und des ankommenden Lichtes bestimmt, daß die Vorrichtung zur Kreuzkopplung die zweite Hilfsträgerfrequenz kreuzkoppelt, und daß die zur Kombinierung der Phasenversetzung dienende Vorrichtung mit Mitteln versehen ist, welche die Phasenversetzung der zweiten Hilfsträgerfrequenz mit den Phasenversetzungen der Trägerfrequenz und der Hilfsträgerfrequenz kombiniert, um die Entfernung anzuzeigen.
3. 3. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kombinierung dienende Vorrichtung mit einer Binärdigitalschaltung versehen ist, welche die Phasenversetzungen zur Entfernungsanzeige aufbereiten, und daß die Trägerfrequenz und die ersten und zweiten Hilfsträgerfrequenzen so im Frequenzbereich getrennt sind, daß die Digitalaufbereitungsschaltung Entfernungsmeßgenauigkeiten im Feinbereich, im Zwischenbereich und im Grobbereich auslöst.

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4. 4. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kombinierung dienende Vorrichtung mit Mitteln versehen ist, welche den Ausgang der binären Digitalauf bereitung sschaltung auf eine binär verschlüsselte Dezimale aufschlüsselt und die Entfernungsanzeige in Dezimalzahlen wiedergibt.
5. 5. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten, und dritten Vorrichtungen Oszillatoranordnungen zur Erzeugung einer Ausgangsfrequenz aufweisen, daß eine aweite Oszillatoranordnung phasen- und fre-

   vorgesehen q'uenz abhäng ig von der Ausgangsfrequenz / ist, um die Trägerfrequenz zu erzeugen, daß eine Vorrichtung die Ausgangsfrequenz in die Hilfsträgerfrequenz und in die zweite Hilfsträgerfrequenz aufteilt, und daß eine Addiervorrichtung linear die Hilfsträgerfrequenz an die zweite Hilfsträgerfrequenz addiert, bevor die Trägerfrequenz moduliert wird.
6. 6. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die zur Bestimmung der Phasenversetzung dienende Vorrichtung eine dritte Oszillatoranordnung aufweist, welche mit der Ausgangsfrequenz phasen- und frequenzverriegelt ist,

   um eine zweite Ausgangsfrequenz zu erstellen, und daß eine Frequenzteilervorrichtung die zweite Ausgagsfrequenz in. zwei einzelne Frequenzen aufteilt, daß eine Modulatorvorrichtung die zweite Ausgangsfrequenz mit den zwei Frequenzen moduliert, und daß eine Mischvorrichtung an den Ausgang der Modulatorvorrichtung, die Trägerfrequenz und die Hilfsträgerfrequenz in den Datenausgangssignalen mischt. -32-

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7. 7. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz einem bestimmten Vielfachen der Hilfsträgerfrequenz entspricht, und daß die Hilfsträgerfrequenz dem gleichen Vielfachen der zweiten Hilfsträgerfrequenz entspricht.
8. 8. Optisches Entfernungameßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Aufbereitungsschaltung einen Binärzähler zur Speicherung von Impulsen umfaßt, und daß eine Gattertaktvorrichtung eine Gruppe von Impulsen am binären Zähler erzeugt, welche in ihrer Anzahl de» Zeitintervall der Phasenversetzungen entsprechen.
9. 9. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Öffnung der Gattertaktvorrichtung, um eine bestimmte Anzahl von Impulsgruppen hindurchzulassen, und eine Teilervorrichtung zur Teilung der Impulsgruppen durch die bestimmte Zahl.
10. 10. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Programmiervcarichtung, welche die Gattertaktvorrichtung serienmäßig für die Phasenversetzungen der Trägerfrequenz, der Hilfsträgerfrequenz und der zweiten Hilfsträgerfrequenz ansteuert.
11. 11. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kombinierung dienende Vorrichtung eine

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    Taktgattervorrichtung zur Erzeugung von Impulsgruppen umfaßt, deren Impulszahl der Zeitlänge der Phasenversetzungen entspricht, daß die Impulse durch eine Zählvorrichtung gezählt werden, daß eine Vorrichtung den der Verzögerung entsprechenden Teil der Phasenversetzungen bestimmt, welcher.durch innere Schaltungsverzögerungen im Meßgerät ausgelöst sind, daß die Taktgattervorrichtung den Verzögerungsanteil in entsprechende Impulse umsetzt, und daß eine Vorrichtung die Zählervorrichtung entsprechend der der Verzögerung entsprechenden Impulse nach unten zählt.
12. 12. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 11, dadurchgekennzeichnet, daß die dem Verzögerungsteil entsprechende Vorrichtung eine Lichtübertragungsvorrichtung umfaßt, welche den ausgehenden Lichtstrahl direkt mit der Empfängervorrichtung kreuzkoppelt.
13. 13. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lichtübertragung dienende Vorrichtung aus einem optischen Faserglied besteht.
14. 14. Optisches EntfernungsmeßgetfÄt nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, um periodisch das optische Raserglied in die zur Lichtübertragung dienende Position und aus dieser Position zu verschwenken.

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15. 15. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine im optischen Faserglied befindliche, zur Lichtdämpfung dienende Vorrichtung, welche wahlweise die Lichtintensität des übertragenen Lichtes dämpft.
16. 16.Optisches Entfernungmeßgerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die zur Lichtdämpfung dienende Vorrichtung einstellt, um die Intensität des" übertragenen Lichtes auf die Lichtintensität des reflektierten Lichtstrahles einzusteuern.
17. 17. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus einer lichtemittierenden Diode besteht, und daß die zur Umsetzung des von der Diode emittierten Lichtes dienende Vorrichtung aus einer flachen Lichtquelle gebildet ist.
18. 18. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Umsetzung des Lichtes dienende Vorrichtung aus einem verhältnismäßig kurzen Lichtrohr besteht.
19. 19. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Umsetzung des Lichtes dienende Vorrichtung aus einem Schirmkörper mit darin befindliche« Feinloch besteht.

    -35-

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    - ~ ob ~
20. 20. Optisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lichtumsetzung dienende Vorrichtung aus einem SchirmkÖrper mit einer Öffnung und einer Festlinse besteht, welche das Licht an der Öffnung sammelt.

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