DE2354244C3

DE2354244C3 - Vierquadrantenempfänger

Info

Publication number: DE2354244C3
Application number: DE19732354244
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Phys. 6901 Nussloch Nohl
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2354244A1; GB1454625A; IT1020841B; FR2249342B3; FR2249342A1; DE2354244B2

Description

Die f'rfindung bezieht sich auf einen Vierquadrantenempfänger mit einem zwischen Objektiv und Brenn punkt angeordneten Flächendetektor, bei dem ein abzubildendes Punktziel einen Kreis konstanter Intensität darstellt sowie eine logische Verknüpfung der vier Quadranten Aufschluß über die Lage des Bildpunktes in der Deiektorcbene erteilt und bei dem ferner die Oberfläche des Flächendetektors eine als weiteren Meßkanal verwendbare zusätzliche Teüfläche in mittelpunktsymmetrischer Anordnung zu den vier vorhandenen Quadranten aufweist.

Einen solchen Vierquadrantenempfänger enthält die GB-PS 12 98 061. Seine mittelpnnktsymmetrische Teüfläche ist kreisförmig ausgebildet.

Aus der US·PS 30 55 263 ist sodann ein Differentialfotometer zur Bestimmung der Lage einer im Gesichtsfeld eines Ablesemikroskops beweglichen Meßmarke bekannt. Die dieser Anordnung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Fotometerempfindlichkeit bei Wechselnder! Abmessungen der Meßmarke konstant zu hallen, Hierzu bedient man sich einer einteiligen mittel· pünklsymmelfischen Teilfläche, die durch eine sternförmige Ausnehmung (P i g, 6) gebildet wird, Eine Erhöhung der Linearisierungsergebnisse ist hiermit nicht beabsichtigt.

Ferner ist noch aus der US-PS 34 35 232 ein Vierquadrantenempfänger mit einer Reihe von in Kreuzform angeordneten Teilflächen bekannt. Die empfangenen und dargestellten Signale sind jeweils proportional der zugehörigen ausgeleuchteten Fläche. ]e feiner die Unterteilung ist bzw. je kleiner die einzelnen Flächenelemente gemacht werden, desto schlechter fällt die Qualität der Signale aus. Im Extremfall führt dies dazu, daß die Signale vom Rauschen völlig überlagert und ίο somit unbrauchbar werden.

Ausgehend von dem gattungsgemäOen Vierquadrantenempfänger wird die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer hinsichtlich des Linearisierungseffektes optimal ausgebildeten zusätzlichen Teüfläche gesehen. iS Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine aus einer wenigstens einteiligen Sternform bestehende mittelpunktsymmetrische Teüfläche in der Oberfläche des Flächendetektors eingelassen ist. Eine solchermaßen ausgebildete Teüfläche bzw. ihie Kontur ermöglicht zusammen mit dem Koordinatenkreuz eine Aufteilung der gesamten Detektorfläche in bis zu acht Teüflächen. Auf diese Weise lassen sich Linearisierungsergebnisse — z. B. durch kreuzweises Subtrahieren — verbessern.

In Weiterbildung der Erfindung kann auch eine aus einer sternförmigen Abschattung auf der Detektorfläche bestehende Teüfläche Verwendung finden, die von einer zwischen Objektiv und Flächendetektor angeordneten Blende herrührt. Die Größe einer solchen Abschattungsblende ist vom Abbildungsverhältnis und der l.jge im Strahlengang abhängig.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor. daß die zusätzliche mittelpunktsymmetrische Teüfläche die Form eines vierzackigen Sterns aufweist, dessen Flache von insgesamt acht gleich langen aneinandergereihten Geraden begrenzt ist. Weitere Merkmale der Erfindung sehen vor. daß auch die Abmessungen der sternförmigen zusätzlichen Teüfläche vom Abbildungsverhältnis abhängig sind und ihre äußerste Ausdehnung vom Durchmesser d<-<> Flächendetektors begrenzt ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Frfindung an Hand einer Zeichnung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander enlspreehenden Teile dieselben Hezugszahlen aufweisen. Es zeigt

F i g. 1 die schcnatische Darstellung eines herkömm-Iuheu Vn.rciiiiiilr.inlencmpf.iMj.'irs nu' <leni il.inn .mgc ileuieien erfindiinpsecmaUcn Del.iil.

I ip 2 die I .igcil.irstclliinp des eigeiillalKti Deiek· [ms miK-rh.ilb ilcs Viei(|ii.idr.inienenipl.infers pini.ill I ι μ I.

I ιρ 5 tin· hiTkiiiiiHilii'hi· I liiUMeiluiip der Obirll.i the eines I l.iehciulcli'klfirs pcui.iU I ι ρ I iiiul 2 in ν erp roller tem M.ilisl.ib.

1 ip 4 die I lnlerleiliinp der Oberfläche ernes I Ι,ι iheniletcklors gemnll lip I und .' in fünf bzw .nht Ie1lll.11 hen in verpmlScrlcm M.illsl.ib und

I ip ") eine V.irunle der I Interleilung peiiuill I ι ρ 4

Der im I ip I dargcslelllc Vierc|ii.idr,inlcnempi.iMper 1 .1111 h M.irked Target Ueieiver penaiinl - besieht, wie .111 snh hckiinnl.ini wesentlichen .ins einem Gchmi se % in clclii frortlseiiig ein fur Strahlung J durchlässiges Fenster 4 eingesetz.i ist. Die durch dieses Fenster hiitdiiivhiieiendcn Strahlen gelungen über ein Objektiv 5 nuf defl eigentlichen Detektor 6. der beispielsweise iris einer Süi/ium-Fotodiode besteht; Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist der Detektor 6 nicht in der f5reiincbcnc 18, sondern /wischen dcf Bföfinebene 18 und dem öbjck-

liv 5 angeordnet. Die in I' i g. J gezeichnete Oberfläche der l'oicidiude ist in vier Quadranten 8 bis II unterteilt, von denen in der Fi g. I nur die beiden obenliegenden Quadranten 8 und 9 sichtbar sind. In der elektronischen Auswertung Π bis 16 wird sodann über eine logische Verknüpfung 7 die Lage des jeweiligen liildpunktes innerhalb der Bildebene ermiiMl. Mit der Be/ugs/ahl 17 ist der erfindungsgemäße fünfte Meßkanal angedeutet, der beispielsweise der Ermittlung der Entfernung des Bildpunktes vom Nullpunkt des Koordinatenkreuzes dienen kann. Um fünf Meßkanäle ausnützen zu können, muß die Oberfläche der Fotodiode 6 eine fünfte in Form .eines vierzackigen Sternes 12 (F i g. 4) bzw. i2' (I i g ^r>) ausgebildete Teilflache mittelpunktsymmctriseh eiiigeüt/i erhalten, fei/t kann lineansiert werden. Die Abmessungen dieser fünften in der Zeichnung schraffiert dargestellten Teilfliiche richten sich nach den entsprechenden Abbildungsverhaltnissen. Wahrend die itcrnförmige Flache 12 gemiili F 1 g. 4 von acht gleich langen, aneinandergereihlen Geraden gebildet und in seiner Ausdehnung von der Große des Lichtfleck·» '9 begrenzt wird, können die beiden einen stumpfen Winkel einschließenden Geraden e· κ-s jeden Quadranten bei einem anderen, in F1 g. 5 dargestellten Aiisführungsbeispiel, auch durch ein Polynom - im vorliegenden Spezialfall eine Hyperbel — ersetzt werden In beiden Fallen ergeben sich somit durch die vier Quadranten 8 bis Il und die sternförmige Teilfläche 12 bzw, 12' insgesamt Fünf Teilflachen und bei eingraviertem Koordinaienkreu/ 20 - das in den Fig. J bis 5 strichpunktiert angedeutet ist — sogar acht Teilflächen. In letzterem Fall liegen die vier äußeren Extrempunkte der sternförmigen Teilfläche 12 bzw. 12' jeweils auf den Ordinaien bzw. Abszissen des Koordinatenkreuzes 20. Durch einen in F i g. 5 durchgeführten Flachenausgleich der beiden Detekiorhälften (im Beispiel 8 und 10 und 9 und H) bezüglich des Lichtflecks 19 durch die sternförmige Teilfläche 12' und entsprechend bei den anderen Verknüpfungen erhalt man eine lineare Funk tion von X, wenn mit Λ die eirolle der Auslenkung bezeichnet wird.

Bei einem zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel isi es auch möglich, daß die zusätzliche Teilfläche in Form einer eine sternförmige Abschattung bewirkenden Blende zwischen Objeniv und Flächendetektor liegend angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vierquadrantenempfänger mit einem zwischen Objektiv und Brennpunkt angeordneten Flächendetektor, bei dem ein abzubildendes Punktziel einen Kreis konstanter Intensität darstellt sowie eine logische Verknüpfung der vier Quadranten Aufschluß über die Lage des Bildpunktes in der Detektorebene erteilt und bei dem femer die Oberfläche des Flächendetektors eine als weiteren Meßkanal verwendbare zusätzliche Teilfläche in mittelpunktsymmetrischer Anordnung zu den vier vorhandenen Quadranten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einer wenigstens einteiligen Sternform bestehende mittelpunktsymmetrische Teilfläche (12 bzw. 12') in der Oberfläche des Flächendetektors (6) eingelassen ist.

2. Vierquadrantenempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teüfläche (12 bzw. 12') aus en er sternförmigen Abschattung auf der Dctcktorfiachc besteht, die vcn einer zwischen Objektiv (5) und Flächendetektor (6) angeordneten Blende herrührt

3. Vierquadrantenempfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche mittelpunktsymmetrische Teilflache (12) die Form eines vierzackigen Sternes aufweist, dessen Fläche von insgesamt acht gleich langen aneinandergereihten Geraden begrenzt ist.

4. Vierquadrantenempfänger nach einem der vorausgehende"¹ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der sternförmigen zusatzlichen Teilfläche (12 bzw. 12'; vom Abbildungsverhältnis abhängig sind und ihre äubersie Ausdehnung vom Durchmesser des Fläch^ndetektors (6) begrenzt ist.