DE2248542A1

DE2248542A1 - Optisches system zum messen der realativen verschiebung oder geschwindigkeit eines koerpers, insbesondere fuer wegoder geschwindigkeitsmesser

Info

Publication number: DE2248542A1
Application number: DE19722248542
Authority: DE
Inventors: David William Swift
Original assignee: Pilkington PE Ltd
Current assignee: Qioptiq Ltd
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1972-10-04
Publication date: 1973-04-19
Also published as: GB1391779A

Description

quenz des Lichtsignals in dem anderen Strahlengang phasenverschoben ist» Die Signale in beiden Strahlengängen werden miteinander verglichen und liefern ein von der Differenz der Signale abgeleitetes»Ausgangssignal .

Mit einem solchen optischen System können unerwünschte Komponenten der Lichtsignale, z.B. solche, die von einem breiten Band verschiedener Lichtstärken auf der Oberfläche herrühren, wirksam vermindert oder eliminiert werden, zumal wenn solche Komponenten in den Lichtsignalen beider Strahlengänge wesentlich gleich sind und in dem Ausgangssignal vermindert oder durch das Ausgangssignal eliminiert werden können, das aus ihrer Differenz gebildet wird, während dank der Phasenverschiebung die gewünschte Frequenz erhalten bleibt. Das optische System kann eine Lichtquelle zum Beleuchten der Oberfläche einschließen, z.B. einen Infrarotstrahler. (Unter dem Begriff "Licht" sollen beliebige elektromagnetische Wellen verstanden werden und nicht nur sichtbares Licht.)

Vorzugsweise enthält das optische System Photozellen, welche die Lichtsignale empfangen und diesen entsprechende elektrische Signale liefern, sowie Mittel zum Vergleichen der elektrischen Signale miteinander und zur

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Hannover, den 3. Oktober 1972

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Betr.: P 681/g - Anmelders Firma

PILKINGTON PERKIN-ELMER LIMITED

201-211 Martins Building,

Vater Street,

LIVERPOOL, L2 3SR, Lancashire

England

Optisches System zum Messen der relativen Verschiebung oder Geschwindigkeit eines Körpers, insbesondere für Weg- oder Geschwindigkeitsmesser

Die Erfindung betrifft ein optisches System zum Messen der relativen Verschiebung oder Geschwindigkeit eines Körpers gegenüber einer Oberfläche, mit der der Körper nicht in Berührung steht, und dient insbesondere zur Verwendung als Wegmesser und Geschwindigkeitsmesser.

Gemäß der Erfindung enthält das optische System ein Gitter, das einen von der Oberfläche ausgehenden Lichtstrahl moduliert, um ein Lichtsignal zu erzeugen, dessen Stärke mit der Frequenz schwankt, die dem Maß der Verschiebung zwischen dem Gitter und der Oberfläche entspricht. Das System erzeugt optische Lichtsignale in zwei Strahlengängen, wobei die Gitter so angeordnet sind, daß die Frequenz des Lichtsignals in dem einen Strahlengang gegenüber der Fre-

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-S-

Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Ausgangssignals.

Die beiden Strahlengänge können in der Weise gebildet
werden, daß das von der Oberfläche kommende Licht beispielsweise mittels eines Strahlenteilers geteilt und
in jeden Strahlengang ein Gitter eingeschaltet wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Gitter
abwechselnd mit durchsichtigen und reflektierenden Streifen versehen. Das in üblicher Weise von dem Gitter durchgelassene Licht erzeugt ein Signal in dem einen Strahlengang, und das von dem Gitter reflektierte Licht ein Signal in dem anderen Strahlengang. Die Gitter können so angeordnet sein, daß das unter 45° durchgelassene Licht den einen Strahlengang bildet und das unter 45 reflektierte
Licht den anderen Strahlengang, so daß der Winkel zwischen beiden Strahlengängen 90° beträgt. Es können aber auch
andere Neigungswinkel der Gitter gegenüber dem einfallenden Licht in Betracht kommen.

Das optische System kann wahlweise oder zusätzlich weitere Mittel enthalten, mit denen den Lichtsignalen in beiden
Strahlengängen eine zusätzliche Frequenz überlagert wird· Zum Beispiel können bewegliche Teile, wie rotierende
Spiegel oder Prismen verwendet werden, die das von der

_ 4 - '
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Oberfläche ausgehende Licht quer zu dem Gitter zerhacken.

Wahlweise oder zusätzlich können die Gitter selbst bewegt werden. Bei einer Ausführungsform' der Erfindung enthält das Gitter eine Gitterscheibe mit radial verlaufenden abwechselnd durchsichtigen und reflektierenden Streifen, wobei die Gitterscheibe um ihre Mittelachse gedreht werden kann. Das Gitter kann durch einen Hilfsmotor angetrieben werden, der in Abhängigkeit von den genannten Ausgangssignalen arbeitet, und der Antrieb kann so erfolgen, daß das Ausgangssignal eine im wesentlichen konstante Frequenz beibehält, wobei dafür zu sorgen ist, daß die Bewegung des Gitters ermittelt werden kann. Üblicherweise enthält das optische System einen Zähler, um die Wechsel zu zählen, die der Verschiebung gegenüber der Oberfläche entsprechen.

Das optische System kann auch Vorrichtungen umfassen, mit denen die Oberfläche auf dem Gitter abgebildet wird, vorzugsweise eine telezentrische Linse.

Die Erfindung soll anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigenj

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-J-

Fig. 1 die schema tische Darstellung eines

vereinfachten optischen Systems, auf dem die Erfindung beruht,

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des optischen Systems nach der Erfindung.

Figur 1 zeigt ein optisches System, das in ein Fahrzeug eingebaut ist, so daß es sich über den Boden Gr in der Pfeilrichtung A bewegt.

Das optische System enthält eine Linse 1, die so angeordnet ist, daß sie die vom Boden ausgehenden Lichtstrahlen sammelt, d.h. den Grund abbildet, und sein Bild auf das Gitter 2 wirft. Das Gitter 2 besteht aus parallel zueinander verlaufenden, abwechselnd durchsichtigen Streifen k und undurchsichtigen Streifen 3· Das von dem Gitter 2 hindurchgelassene Licht wird in einer Linse 5 gesammelt und unmittelbar auf eine Photozelle 6 geworfen, die ein elektrisches Signal entsprechend dem empfangenen Lichtsignal aussendet. * ' ,

In nahezu allen vorkommenden Fällen hat der Baden G eine ungleichförmige Lichtstärke. Wenn sich das Fahrzeug mit dem optischen System über den Boden mit einer Geschwindig-

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-C-

keLfc ν bewegt, dann wird jeder helle Punkt der Abbildung des Bodens das Gitter 2 mit einer Geschwindigkeit v.m durchLauferi, wobei die optische Vergrößerung zwischen dem Hoden G und dem BiId auf dem Gitter 2 ist. Wenn die Gitterfrequenz g Wechsel pro Längeneinheit hat, so ergibt sich daraus in der Photozelle 6 eine Signalfrequenz f = v.m.g Perioden pro Zeiteinheit. Daher ist der in einer bestimmten Zeit 0 - t zurückgelegte Weg

J: ~" -Jt

1 f.dt. Wenn m und g konstant sind, dann

g ,
ist das gleich χ Gesamtzahl der Wechsel des Signals

m.g
seit der Zeit 0. Wenn man daher die Anzahl Wechsel des Signals in der Lichtzelle 6 zählt, kann die Verschiebung des Systems und dater auch der Weg des Fahrzeugs gegenüber dem Boden gemessen werden.

In der Praxis wird dem von der Photozelle 6 ausgehenden Signal zusammen mit der Frequenz, welche, wie oben erklärt, den Weg anzeigt, wegen der breiten Skala der Schwankungen der Lichtstärke des Bodens eine niedrigere Frequenz überlagert sein. Diese niedrigere Frequenz kann in Wirklichkeit sogar größer sein als das gesuchte, oben beschriebene Signal. Deshalb wird gemäß der Erfindung ein zweiter Strahlengang vorgesehen, und das optische System wird so angeordnet, daß die Lichtsignale in den beiden Strahlengängen

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die unerwünschte niedere Frequenz und die gesuchte Frequenz führen, aber die letztere in dem einen Strahlengang ist gegenüber der in dem anderen Strahlengang phasenverschoben. Vorzugsweise besteht zwischen den beiden Strahlengängen in bezug auf die gesuchte Frequenz eine Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge. Das Differenzsignal zwischen den beiden Strahlengängen wird dann die gewünschte Frequenz führen, dagegen wird die unerwünschte niedere Frequenz wirksam eliminiert (obwohl eine unerwünschte Modulation immer noch vorhanden sein mag). Figur 2 zeigt eine Anordnung, die geeignet ist, auf diese Weise zu arbeiten.

In Figur 2 ist (ebenso wie in Figur 1) der Boden mit G bezeichnet und die Fahrtrichtung (die rechtwinklig zu der Zeichenebene steht) ist durch den Pfeil A bezeichnet. Das optische System besteht aus einer telezentrischen Objektivlinse 7» welche den Boden auf einem Gitter, das die Form einer Gitterscheibe 8 hat, abbildet, die abwechselnd mit durchsichtigen und reflektierenden radial verlaufenden Streifen h und 3 ausgestattet ist. Die Gitterscheibe 8 ist unter einem Winkel von ^5 gegenüber der optischen Achse der Linse 7 geneigt. Das durch diese Gitterscheibe hindurchtretende Licht wird in einar Linse 9 gesammelt und auf eine Photozelle 10 geworfen, das von der Gitterscheibe reflektierte Licht dagegen wird in einer Linse 11 gesammelt

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und auf eine Photozelie 12 geworfen. Daher bestimmt die Linse 9 einen Strahlengang und die Linse 11 einen anderen Strahlengang! wobei die beiden Strahlengänge unter einem rechten Winkel zueinander verlaufen, gegenüber der Gitterscheibe 8 dagegen um je 45 geneigt sind.

Die Photozelle 10 sendet ein elektrisches Signal entsprechend dem von ihr empfangenen Lichtsignal aus, und dieses elektrische Signal läuft über einen Verstärker 13 zu einem Differenzverstärker 14. Die Photozelle 12 sendet in gleicher Veise ein elektrisches Signal entsprechend dem von ihr empfangenen Liohtsignal aus, und dieses elektrische Signal läuft über einen Verstärker 15 zu dem Diffe- :

renzverstärker 14. Das durch die Linse 9 hindurchtretende |

) Lichtsignal hat eine Frequenz, die von der relativen Be- |

wegung zwischen dem Gitter und dem Boden abhängt, Über- _:

lagert von einer niedrigeren Frequenz, die von größeren j

Liohtstärkesohwankungen des Bodens herrührt. In gleicher | Weise hat das duroh die Linse 11 hindurohtretend« Lioht- j

signal eine Frequenz, die von der relativen Bewegung 1

zwischen dem Gitter und dem Boden abhängt, überlagert von j

einer niedrigeren Frequenz, die von größeren Liohtstärke- j

Schwankungen des Bodens herrührt. Die Frequenzen, die von j

ί der relativen Bewegung zwischen dem Boden und dem Gitter \

abhängen, sind In den beiden Strahlengängen phasenverschoben,

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vorzugsweise besteht eine Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge zwischen den Frequenzen infolge der Phasenverschiebung um eine Halbwelle der durchsichtigen und der reflektierenden Streifen der Gitterscheibe 8, Der Differenzverstärker 14 sendet also ein Ausgangssignal entsprechend der Differenz zwischen den beiden Strahlengängen, und dieses Signal hat eine Frequenz entsprechend der Relativbewegung zwischen dem Gitter und der Abbildung des Bodens, während die niedrigere Frequenz eliminiert ist (abgesehen von einer Modulation).

Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 wird einem Frequenzkomparator 16 zugeführt, der ein Ausgangssignal zu dem Servoverstärker 17 weitergibt. Das verstärkte Signal dient dazu, einen Servomotor 18 zu steuern, auf dessen Welle 19 die Gitterscheibe 8 aufgesetzt ist. Eine Licht aussendende Diode 20 ist auf der einen Seite der Gitterscheibe 8 gegenüber einer Photozelle 21 auf der anderen Seite atigeordnet. Daher empfängt die Photozelle 21 durch die Gitterscheibe 8 hindurch Licht von der Licht aussendenden Diode 20 und sendet ein entsprechendes elektrisches Signal aus, d.h. mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Gitterscheibe 8 entspricht. Dieses elektrische Signal wird über einen Verstärker 22 einem in beiden Richtungen arbeitenden Differentialzähler 23 zugeführt. Der Differential·

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- IO -

zähler 23 ist mit einem Frequenzgenarator Zh verbunden, der ein Signal in den Frequenzkomparator 16 einspeist.

In Betrieb ist das optische System so geschaltet, daß von dem Differenzverstärker i4 ein Ausgangssignal von wesentlich konstanter Frequenz geliefert wird, der eine zusätzliche Frequenz infolge der Drehung der Gitterscheibe 8 überlagert wird. Der Frequenzkomparator 16 vergleicht die Frequenz des von dem Differenzverstärker i4 kommenden Signals mit der Frequenz des von dem Frequenzgenerator kommenden Signals. Das HiIfssignal wirkt dann als Steuerung des Servomotors 19» um so die Drehzahl der Gitterscheibe zu erhöhen oder zu vermindern und auf diese Weise ein Aus·» gangs signal von wesentlich konstanter Frequenz aus dein Differenzverstärker 14 zu erhalten. Auf diese Weise wird die Verschiebung des optischen Systems gegenüber dem Boden tatsächlich durch das Maß der Rotation der Gitterscheibe 8 dargestellt, wobei dieses Maß der Rotation eine konstante Überlagerungsfrequenz einschließt zusammen mit der Frequenz, die das Maß der Verschiebung über den Boden anzeigt. Die Licht aussendende Diode 20 und die PhotοzeHe 21 wirken zusammen, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, das die ..Drehgeschwindigkeit der Gittersoheibe 8 anzeigt, dessen Wechsel wirksam in dem Differentialzähler 23 gezählt werden, der in der Praxis die Differenz zwischen

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den Impulsen des Frequenzgenerators 24 und den Impulsen des Verstärkers 22 zählt. Diese Differenz ist also ein Maß für die Verschiebung, die das optische System gegenüber dem Boden zurückgelegt hat.

Wie schon oben anhand der Figur 1 erklärt, wurde die Annahme gemacht, daß die optische Verstärkung zwischen dem Boden und dem Bild auf dem Gitter konstant ist. In Wirklichkeit schwankt aber der Abstand eines in ein Fahrzeug eingebauten optischen Systems zwischen dem Boden G und der Objektivlinse 7 wegen der Unebenheiten des Bodens und Schwankungen in der Aufhängung des Fahrzeugs. Um dem zu begegnen, wird als Objektivlinse 7, wie schon früher erwähnt, »ine telezentrische Linse verwendet.

Bei einer anderen Anordnung, bei der die Verwendung einer telezentrischen Linse vermieden werden kann, sind zwei gleiche optische Systeme In verschiedenen Höhen gegenüber dem Boden eingebaut und die Höhendifferenz hat einen bekannten konstanten Wert. Die optische Vergrößerung beider optischen Systeme hängt von der Höhe gegenüber dem Boden ab, und wenn man zwei optische Systeme vorsieht, kann man* die Höhe aus der Gleichung durch geeignete Programmierung eines Computers eliminieren, in den die Ausgangs signale der beiden optischen Systeme eingegeben werden. Es ist

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in gleicher Weise möglich, die Höhe in der Gleichung zu lassen und die Geschwindigkeit zu eliminieren. Ein derartiges optisches Doppelsystem könnte dazu dienen, um die Stellung eines beweglichen Objekts gegenüber den optischen Systemen zu messen, z.B. die Höhe der Oberfläche von fließendem Wasser.

In der Praxis mag es wünschenswert sein, eine Lichtquelle anzuordnen (in Fig. 2 nicht dargestellt), um den Boden zu beleuchten, über den sich die Objektivlinse 7 hinwegbewegt. Eine solche Lichtquelle kann auch unsichtbare Strahlen aussenden, insbesondere im InfrarotSpektrum zwischen etwa 1,0 bis 1,6 mikron. Als Lichtquelle kommt auch eine gefilterte Glühlampe in Betracht, und die Photozellen 10 und 12 können Germanium-Photodioden sein.

Wohlbemerkt mißt das oben beschriebene optische System gemäß Figur 2 Verschiebungen in einer bestimmten Richtung in bezug auf das optische System, insbesondere senkrecht zu der Zeichenebene nach Figur 2. Wenn verlangt wird, einen Verschiebungevektor gegenüber einem Bodenrahmen anzuordnen, kann eine orientierende Information von einer außerhalb des optischen Systems angeordneten Quelle erhalten werden. Diese orientierende Information kann dazu dienen, das optische System zu stabilisieren, oder wenn das optische

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System in einem festen orientierenden Verhältnis zu dem Fahrzeug steht, in dem es eingebaut ist, die Bodenverschiebung zu berechnen. Auch können, wie beschrieben, zwei unabhängige optische Systeme benutzt werden, um die Verschiebung in zwei zueinander senkrechten Richtungen zu messen, obwohl, wenn gewünscht, die beiden optischen Systeme auch in gewissen Grenzen miteinander zusammengebaut sein können, anstatt völlig unabhängig voneinander zu sein.

Wenn das Fahrzeug, in welches das optische System eingebaut ist, über ein Gelände mit Unebenheiten fährt, kann das optische System so aufgebaut sein, daß es in Richtung auf die Senkrechte stabilisiert ist, wobei die wirkliche horizontale Verschiebung gemessen wird. Andererseits kann das Fahrzeug auch mit einer Meßvorrichtung für den Steigungswinkel und einer von einem Computer herbeigeführten

Korrektur ausgestattet sein.

Wohlbemerkt ist die speziell beschriebene Ausführung nur zur Erläuterung und als Beispiel gegeben, und bestimmte Kennzeichen sind nicht maßgebend und schränken die Erfindung nicht ein.

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2 2 A β 5 Λ 2

So können z.B. die Gitter eine andere Form als eine Scheibe haben. Sie können zylindrisch oder kegelig sein oder die Form eines flachen Bandes haben. Ferner, wenn die Gitter dazu benutzt werden, zwei Strahlengänge durch Reflektion und Durchlassen des Lichts zu bilden, können sie unter einem anderen Winkel als 4 5 zum einfallenden Licht stehen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß wenn die unter einem Winkel zu dem einfallenden Licht geneigte Gitterscheibe 8 radial angeordnete Streifen hat, bei anders geformten Gittern die Streifen auch parallel anstatt radial verlaufen können.

Die beiden Strahlengänge können auch auf andere Weise als mittels der Gitteranordnungen erzeugt werden, z.B. mittels eines Strahlenteilers, der das Licht in zwei Strahlengänge teilt, in die dann erst geeignete Gitter eingeschaltet werden, die so ausgeführt sind, daß sie die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den Signalen in den beiden Strahlengängen herbeiführen. Die Gitter brauchen in diesem Fall nicht mit beiden, sowohl reflektierenden als auch durchsichtigen Streifen, ausgestattet zu sein, zumal sie in diesem Falle nur dazu erforderlich sind, eine einzige Lichtkomponente zu erzeugen. Die andere kann absorbiert werden oder auf andere Weise verloren gehen.

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In Bezug auf die Anordnung nach Figur 2 ist beschrieben, daß die Gitter unter der Einwirkung einer Hilfssteuerung bewegt werden sollen, so daß ein Ausgangssignal mit im wesentlichen konstanter Frequenz erzeugt wird. Wenn gewünscht, können die Gitter auch mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden. Dann zeigt die Differenz zwischen dem Ausgangssignal der beiden Strahlengänge und dem der Verschiebung des Gitters entsprechenden Signal die Geschwindigkeit gegenüber dem Boden an. Wohlbemerkt kann auch anstelle mittels einer körperlichen Bewegung der Gitter die Abbildung des Bodens quer zu dem Gitter zerhackt worden, z.B. mittels umlaufender Spiegel oder Prismen. Wie schon früher ausgeführt, wird bei Bewegung.des Gitters bzw. beim Zerhacken der Abbildung des Bodens quer zu dem Gitter eine zusätzliche Frequenz in das optische System eingefühlt. Wenn eine solche zusätzliche Frequenz nicht verlangt wird, kann ein feststehendes Gitter verwendet werden, ohne die Abbildung des Bodens quer zu dem Gitter zu zerhacken.

Unter gewissen Umständen ist es möglich, daß die Amplitude des Signals zeitweise auf Null oder einen sehr niedrigen Wert fällt, z.B. wegen zeitweise sehr geringer Beleuchtung des Bodens. Um auch unter diesen Umständen die Genauigkeit zu erhalten, ist es wünschenswert, eine gewisse Art Schwungradwirkung zu haben, wobei Impulse von der Frequenz erhalten bleiben, die unmittelbar vor einer zeitweiligen Störung in

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der Signalstärke bestand, um eine solche Frequenz aufrechtzuerhalten, solange die Signalstärke unzulässig niedrig ist. In der oben im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen Ausführungsform ist diese Funktion durch die Massenträgheit des umlaufenden Gitters 8 gewährleistet. Jedoch kann, wenn gewünscht, auch eine einem Schwungrad analoge Elektronik wie z.B. ein Schwungradoszillator in das optische System einbezogen sein.

Wohlbemerkt ist auch die besondere elektronische, in Figur beschriebene Schaltung lediglich als Erläuterung und Beispiel gegeben, und daß auch verschiedene andere brauchbare Schaltungen verwendet werden können, ist für jedn Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich.

Es ist ersichtlich, daß ein optisches System gemäß der Erfindung zu einer integrierten Einheit zusammengefaßt sein kann, die leicht in ein Fahrzeug eingebaut werden kann. z.B. in ein Räderfahrzeug oder in ein gezogenes Fahrzeug oder ein Schubfahrzeug. Es ist weiter zu erkennen, daß ein optisches System nach der Erfindung zur Messung einer augenblicklichen Verschiebung benutzt werden kann, d.h. des Abstandes oder der Geschwindigkeit, d.h. der Verschiebung in der Zeiteinheit. Daher ist die Erfindung auch besonders geeignet für Wegmesser oder Geschwindigkeitsmesser.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Optisches System zum Messen der Verschiebung oder der relativen Geschwindigkeit gegenüber einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem optischen System Gitter (2, 8) zur Modulierung des von der Oberfläche des Bodens (G) ausgehenden Lichts vorgesehen sind, um ein Lichtsignal zu erzeugen, dessen Stärke mit der Frequenz wechselt, welche die Größe der relativen Verschiebung zwischen dem Gitter und der Oberfläche anzeigt und so Lichtsignale in zwei Strahlengängen gebildet werden, daß die Gitter so eingestellt sind, daß die Frequenz des Signals in dem einen Strahlengang phasenverschoben ist gegenüber der Frequenz des Lichtsignals in dem anderen Strahlengang, und daß in dem optischen System Elemente (Differenzverstärker (i4) und Frequenzkomparator (i6)) einbegriffen sind, in denen die Signale in den beiden Strahlengängen miteinander verglichen werden und ein Ausgangssignal erzeugt wird, das von der Differenz zwischen den beiden abgeleitet wird,

2. Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Lichtquelle zur Beleuchtung der Oberfläche des Bodens (g), z.B. eines Infrarotstrahlers.

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3. Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung von Photozellen (10, 12), um Lichtsignale zu empfangen und entsprechende elektrische Signale zu senden, die über einen Differenzverstärker (i4) ein Ausgangssignal erzeugen, das der Differenz zwischen den Signalen in den beiden Strahlengängen entspricht.

4. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Oberfläche des Bodens (G) erhaltene Licht beispielsweise durch einen Strahlenteiler in zwei Strahlengänge geteilt wird, und daß in Jedem Strahlengang ein Gitter (2, 8) liegt.

5. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter (2, 8) abwechselnd durchsichtige und reflektierende Streifen (3» 4) aufweisen, wobei das durch die durchsichtigen Streifen (4) hindurchtretende Licht das Lichtsignal in dem einen Strahlengang und das an den reflektierenden Streifen (3) reflektierte Licht das Lichtsignal in dem anderen Strahlengang bildet.

6. Optisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter so angeordnet sind, daß das unter nach der einen Seite durchgelassene Licht den einen Strahlengang und das unter 45 nach der anderen Seite

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reflektierte Licht den anderen Strahlengang bildet, wobei die beiden Strahlengänge unter 90° zueinander verlaufen.

7. Optisches System nach Anspruch 1 * gekennzeichnet durch die Anordnung einer telezentrischen Objektivli-nse (7)» welche die Oberfläche des Bodens (g) auf einer Gitterscheibe (8) abbildet, die abwechselnd mit radial verlaufenden durchsichtigen Streifen (4) und reflektierenden Streifen (3) besetzt ist und unter einem Winkel von ^ 5 gegenüber der optischen Achse der Objektivlinse (7) angeordnet ist, so daß durch die Gitterscheibe (8) hindurchtretendes Licht durch eine Linse (9) gesammelt und auf eine Photozelle (1O) geworfen wird und von der Gitterscheibe (8) reflektiertes Licht durch eine Linse (11) gesammelt und auf eine Photozelle (12) geworfen wird.

8. Optisches System nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Photozelle (1O) ein elektrisches Signal erzeugt, das dem empfangenen Lichtsignal entspricht und über einen Verstärker (I3) in einen Differenzverstärker (ik) eingespeist wird, und daß die Photozelle (12) ein elektrisches Signal entsprechend dem empfangenen Lichtsignal erzeugt, das über einen Verstärker (15) in den Differenzverstärker (i4) eingespeist wird, dessen Ausgangssig-

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nal die Differenz zwischen den beiden Lichtsignalen
in den beiden Strahlengängen wiedergibt,

9. Optisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker (i4) einem Frequenzkomparator (i6) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal dem Servoverstärker (i?) zugeführt wird, der einen Servomotor (18) steuert, auf dessen Welle (19) die Gitterscheibe (8) aufgesetzt ist.

10. Optisches System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Licht aussendende Diode (20) auf der einen Seite der Gitterscheibe (8) gegenüber einer Photozelle (21) auf der anderen Seite der Gitterscheibe angeordnet ist, so daß die Photozelle (21) das durch die Gitterscheibe (8) hindurchtretende Licht der Licht aussendenden Diode (20) empfängt und ein elektrisches Signal aussendet, das dem Maß der Umdrehungen der Gitterscheibe (8) entspricht, und daß dieses Signal über einen Verstärker (22) einem Differentialzäüer (23) zugeführt wird, der an einen Frequenzgenerator (2^) angeschlossen ist, der sein Signal dem Frequenzkomparator
(16) zuführt.

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11. Optisches System nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter (2) zylindrisch oder kegelig sind oder die Form eines flachen Bandes haben.

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