DE2518209C3 - Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image - Google Patents

Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image

Info

Publication number
DE2518209C3
DE2518209C3 DE19752518209 DE2518209A DE2518209C3 DE 2518209 C3 DE2518209 C3 DE 2518209C3 DE 19752518209 DE19752518209 DE 19752518209 DE 2518209 A DE2518209 A DE 2518209A DE 2518209 C3 DE2518209 C3 DE 2518209C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
different
grid
grid structure
receiver
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19752518209
Other languages
German (de)
Other versions
DE2518209A1 (en
DE2518209B2 (en
Inventor
Ludwig Dr. 6330 Wetzlar Leitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Microsystems Holdings GmbH
Original Assignee
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ernst Leitz Wetzlar GmbH filed Critical Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority to DE19752518209 priority Critical patent/DE2518209C3/en
Priority to CH369076A priority patent/CH611430A5/en
Priority to GB1314476A priority patent/GB1534360A/en
Priority to CA249,825A priority patent/CA1082944A/en
Priority to IT6790576A priority patent/IT1059456B/en
Priority to SE7604673A priority patent/SE412801B/en
Priority to FR7611939A priority patent/FR2308939A1/en
Priority to NL7604351A priority patent/NL182245C/en
Publication of DE2518209A1 publication Critical patent/DE2518209A1/en
Publication of DE2518209B2 publication Critical patent/DE2518209B2/en
Priority to US05/856,585 priority patent/US4110042A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2518209C3 publication Critical patent/DE2518209C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only

Description

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur fotoelektrischen Bestimmung der Lage mindestens einer Schärfenebene eines Bildes innerhalb eines optischen Gerätes mit Abbildung mindestens eines Objektes auf mindestens ein Ortsfrequenzfilter eines optischen Bildkorrelators und Messung und/cder Anzeige der das Ortsfrequenzfilter verlassenden Lichtflüsse sowie Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.The application relates to a method for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image within an optical device with mapping of at least one object onto at least one spatial frequency filter of an optical image correlator and measurement and / cthe display of the spatial frequency filter leaving light flows as well as facilities for carrying out this process.

Kin solches Verfahren ist in dem DE-Patent 23 30 940 beschrieben, bei dem unterschiedliche Pupillenbereiche der abbildenden Optik durchlaufende Lichtflüsse ge-Such a method is in DE patent 23 30 940 described, in which different pupil areas of the imaging optics produce light fluxes passing through

meinsam durch das Ortsfrequenzfilter moduliert und entsprechend den Pupillenbereichen geometrisch oder physikalisch oder durch eine zusätzliche Modulation aufgespalten und dann aufeinanderfolgend oder gleichzeitig einem gemeinsamen fotoeiektrischen Empfänger oder getrennten fotoeiektrischen Empfängern zugeführt werden, deren Ausgangssignalc zum Zwecke der Steuerung einer Anzeige- und/oder Nachführeinrichtung weiterverarbeitet werden. Dabei können zusätzlich zum Zwecke der vorzeichenrichtigen Steuerung -iner Anzeige- und/oder Steuereinrichtung die Größe und/oder bei einer Relativbewegung zwischen Ortsfrequenzfilter und Bild die Phasenlage und/oder die Frequenzen der anfallenden elektrischen Signale relativ zueinander ermittelt werden. Auch können bei Verwendung einer Gegentaktlichtflüsse erzeugenden Ortsfrequenzfilteranordnung die unterschiedliche Pupillenbereiche der Optik durchlaufenden Lichtflüsse nach ihrer Aufspaltung in je ein im Gegentakt befindliches Paar aufeinanderfolgend oder gleichzeitig einem gemeinsamen fotoelektrischen Empfängerpaar zugeführt werden, dessen Ausgangssignale für jedes einem Pupillenbereich zugeordnete Empfängerpaar in bekannter Weise je einem Gegentaktverstärker zugeführt werden, wobei die Ausgangssignale dieser Verstärker anschließend zum Zwecke der vorzeichenrichtigen Steuerung einer Anzeige- und oder Nachführeinrichtung bezüglich Größe und/oder — bei einer Relativbewegung /wischen Ortsfrequenzfilter und Bild — gegenseitiger Phasenlage oder Frequenz miteinander verglichen werden.modulated together by the spatial frequency filter and geometrically or according to the pupil areas split physically or by an additional modulation and then sequentially or simultaneously fed to a common photoelectric receiver or separate photoelectric receivers are, the output signalc for the purpose of controlling a display and / or tracking device are further processed. In addition, -iner Display and / or control device the size and / or in the case of a relative movement between the spatial frequency filter and image the phase position and / or the frequencies of the electrical signals generated relative can be determined to each other. When using a spatial frequency filter arrangement which generates push-pull light fluxes the different pupil areas of the optics pass through light flows according to their Splitting into a push-pull pair, one after the other or one common at the same time photoelectric receiver pair are supplied, the output signals of which for each a pupil area assigned pair of receivers are each fed to a push-pull amplifier in a known manner, the output signals of these amplifiers then for the purpose of controlling with the correct sign a display and / or tracking device with regard to size and / or - in the event of a relative movement / wipe Spatial frequency filter and image - mutual phase position or frequency are compared with each other.

Wie sich gezeigt hat, sind die nach dem Verfahren erhaltenen Signale gut zur Messung der Entfernung und als Steuersignale für eine abgleichende Einrichtung geeignet. Es hat sich aber auch gezeigt, daß dieses Verfahren nur innerhalb eines begrenzten Bereiches die Lage der Bildebene oder die Abstandslage eindeutig vermittelt. Es zeigt sich nämlich, daß in den Auswertesignalen eine Periodizität auftritt, die zu Mehrdeutigkeiten Anlaß gib·. Bewegt man sich mit der Bildebene innerhalb eines Lagebereiches, weichet einer halben Signalperiode entspricht, so tritt beim Durchlaufen dieses Bereiches nur ein Signalmaximums in Erscheinung, die Lage der Bildebene läßt sich eindeutig ermitteln. Ordnet man einem Raster zwei fotoelektrische Empfänger zu und durchfährt man mit diesem Raster den Abbildungsbereich der Optik, so haben die Ausgangssignale der Empfänger bei Lage des Rasters in der Schärfenehene nicht nur maximale Amplitude, sondern sie sind auch phasengleich; je nach Auswanderungsrichtung des Rasters aus dieser Ebene längs der optischen Achse läuft die Phase des einen oder des anderen Signals vor. Es ist nun möglich, daß sich im Bildfeld das anzumessende Objekt und mit einer abweichenden Entfernung ein anderes Objekt befinden, wobei letzteres aufgrund seiner Strahlung (z. B. Rücklicht eines Kraftwagens) eine höhere Signalamplitude liefert als das Meßobjekt und damit eine Fehlinterpretation und damit eine Fehlmessung bewirkt.As has been shown, the signals obtained by the method are good for measuring the distance and suitable as control signals for an adjusting device. But it has also been shown that this Only move the position of the image plane or the distance position clearly within a limited area conveyed. It is shown that there is a periodicity in the evaluation signals that leads to ambiguities Give cause ·. If one moves with the image plane within a positional area, half of it gives way Corresponds to the signal period, only one signal maximum appears when passing through this range, the position of the image plane can be clearly determined. If one assigns two photoelectric ones to a grid To the receiver and drive through the imaging area of the optics with this grid, they have Output signals from the receiver when the grid is in the plane of focus not only maximum amplitude, but they are also in phase; depending on the direction of migration of the grid from this plane along the optical axis leads the phase of one or the other signal. It is now possible that the Image field is the object to be measured and another object at a different distance, The latter has a higher signal amplitude due to its radiation (e.g. the rear light of a motor vehicle) supplies as the measurement object and thus causes a misinterpretation and thus a wrong measurement.

Die vorbeschriebenen Effekte sind um so nachteiliger, je größer der Bereich ist, den man erfassen möchte, und je mehr man vom Fernbereich in den Nahbereich kommt.The effects described above are more disadvantageous the larger the area that one wants to cover, and the more one comes from the far range to the near range.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß mit ihm auch für große Meßbereiche eindeutige Meßergebnisse erzielt werden können, sowie Einrichtungen zur Anwendung des neuen Verfahrens /u schaffen.The present invention was based on the object of improving the method mentioned at the beginning in such a way that unambiguous measurement results can be achieved with it even for large measuring ranges, as well as creating devices for the application of the new method / u.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß zum Zwecke der eindeutigen Entfernungsbestimmung durch optisch-geometrische Maßnahmen im Bildraum und/oder im Fourier-Raum unterschiedliche Strahlenführungssysteme erzeugt werden, so daß bei einer axialen Relativbewegung eines Objektbildes relativ zur Rasterstruktur an jedem einer Strahlführung zugeordneten fotoelektrischen Empfängersystem ein Ausgangssignal entsteht, das sich von dem aus einer anderen Strahlführung gewonnenen Ausgangssignal stets bezüglich seiner Frequenz und damit seiner Phase unterschiedet, und daß diese beiden Ausgangssignale dann miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis die geometrische Bildlage des Hauptmaximums gegenüber der geometrischen Lage der Nebenmaxima bestimmt wird.The invention relates to a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that that for the purpose of unambiguous determination of the distance through optical-geometric measures in Image space and / or different beam guidance systems are generated in Fourier space, so that at an axial relative movement of an object image relative to the grid structure on each of a beam guide Associated photoelectric receiver system, an output signal arises from the one output signal obtained with other beam guidance always with regard to its frequency and thus its phase distinguished, and that these two output signals are then compared with one another and from the comparison result the geometrical image position of the main maximum compared to the geometrical position of the secondary maxima is determined.

Eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem mindestens eine Abbildungsoptik, mindestens eine optisch wirksame Rasterstruktur sowie e.n dieser zugeordnetes fotoelektrisches Empfängersystem aufweisenden Korrelatorsystem zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens zwei Strahlenführungs- und Empfängersysteme mit unterschiedlichen Strahlenführungselementen vorgesehen sind, welche je ein von der Relativlage zwischen Objekt und optischem Korrelatorsystem periodisch abhängiges Ausgangssignal liefert, wobei die Abhängigkeit zwischen Signalperiode und axialer Relativlage für die Strahlenführungssysteme vorzugsweise zueinander nicht harmonisch unterschiedlich ist und wobei den den Strahlenführungssystemen zugeordneten fotoelektrischen Empfängersystemen eine Vergleichsschaltung nachgeschaltet ist, welche durch Vergleich der aus den unterschiedlichen Strahlenführungssystemen gewonnenen elektrischen Signale selbst über mehrere Perioden eindeutige ortsbestimmende elektrische Ausgangssignale liefert.A device for performing this method with at least one imaging optics, at least having an optically effective grid structure and a photoelectric receiver system associated with it Correlator system is characterized in that at least two radiation guidance and receiver systems are provided with different beam guide elements, each one of the relative position supplies periodically dependent output signal between the object and the optical correlator system, the Dependency between signal period and axial relative position for the beam guidance systems is preferred is not harmoniously different from one another and is associated with the radiation guidance systems photoelectric receiver systems a comparison circuit is connected downstream, which by Comparison of the electrical signals obtained from the different radiation guidance systems themselves supplies unambiguous position-determining electrical output signals over several periods.

Dabei kann zwecks Abtrennung der keine Meßinformation beinhaltende Signalanteile jedem Strahlcnführungssystem eine Schaltung nachgeordnet sein, die aus zwei Ausgangssignalen des entsprechenden Empfängersystems ein drittes, gereinigtes Signal bildet, welches als Eingangssignal der Vergleichsschaltung zugeführt wird. Als optisch wirksame Rasterstruktur kann eine Gitteranordnung mit in zwei Azimuten unterschiedlichen Teilungsperioden oder eine Gitteranordnung, welche in einem Azimut mindestens zwei unterschiedliche Teilungsperioden aufweist, oder eine Gitteranordnung mit nach vier Richtungen aufspaltenden Markierungen und zugeordnet im abbildenden System optisch wirksame Mittel zur Erzeugung mindestens zweier, den Meßkoor dinaten der Gitteranordnung entsprechender, unterschiedlichen Azimutwinkeln zugeordneter parallaktischer Meßwinkel oder eine Gitteranordnung mit nach vier Richtungen aufspaltenden Markierungen und derart angeordneten fotoelektrischen Empfängersystemen, daß die durch die Lage ihrer Empfänger definierten parallaktischen Winkel von Empfängersystem zu Empfängersystem unterschiedlich sind, vorgesehen sein.For the purpose of separating the signal components which do not contain any measurement information, each beam guidance system can be used be followed by a circuit that consists of two output signals of the corresponding receiver system forms a third, purified signal which is fed as an input signal to the comparison circuit. A grid arrangement with different azimuths in two azimuths can be used as the optically effective grid structure Graduation periods or a grid arrangement, which in an azimuth at least two different graduation periods or a grid arrangement with markings and splitting in four directions assigned in the imaging system optically effective means for generating at least two, the measuring coils dinates of the grid arrangement of corresponding, different azimuth angles assigned parallactic Measuring angle or a grid arrangement with markings and splitting in four directions so arranged photoelectric receiver systems that by the location of their receiver defined parallactic angles are different from receiver system to receiver system be.

Es kann auch dem abbildenden optischen System mindestens eine Blende zugeordnet sein, deren Aussparung bzw. Aussparungen vier pupillenbereiche bzw. Punillen definieren, deren Schwerpunkte paarweise zur optischen Achse des Systems vorzugsweise gleiche Abstände aufweisen, wobei die Abstände zweier Pupillenpaare bzw. Pupillenbereichspaare ungleich sind (ungleiche Parallaxe). Die Markierungen der Raster-It may also the imaging optical system may be associated with at least one diaphragm defining the recess or recesses four p upillenbereiche or Punillen whose priorities in pairs to the optical axis of the system preferably equally spaced, wherein the spacing of two pupil pairs or pupil area pairs are unequal ( unequal parallax). The markings of the grid

struktur können in mindestens einer Richtung dreieckförmigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Sie können auch unterschiedliche flankenwinkel aufweisen. structure can be triangular in at least one direction or trapezoidal cross-section. They can also have different flank angles.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with the aid of schematically illustrated exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 eine Darstellung zur Erklärung des Zustandekommens der Signalmaxima.Fig. 1 is an illustration for explaining how it came about the signal maxima.

Fig. 2 eine Einrichtung mit nach zwei Koordinaten- κ richtungen unterschiedliche Teilungsperioden aufweisendem Raster bzw. Gitter,Fig. 2 shows a device with two coordinates κ directions with different graduation periods having a grid or grid,

Fig. 2a —2c Ausführungsformen für das Raster bzw. Gitter,2a-2c embodiments for the grid or Grid,

Fig. 3 —3b Ausführungsiorrncn mit nach einer :■ Koordinatenrichtung orientierten Rastern bzw. Gittern,3 - 3b embodiments with after one: ■ Coordinate direction-oriented grids or grids,

Fig. 4—4b Beispiele mit unterschiedlichen Pupillenschwerpunkten, Fig. 4-4b examples with different pupillary centroids,

F i g. 5, 5a eine Ausführungsform in Verbindung mit einer Kamera, :i.F i g. 5, 5a an embodiment in connection with a camera: i.

F i g. 6. 6a eine Ausführungsform in Verbindung mit einem Projektor.F i g. 6. 6a an embodiment in connection with a projector.

In F i g. 1 bildet ein Objekiv 11 ein Objekt 12 in eine Ebene ab, in der ein Amplitudengitter 10 bewegbar gelagert ist und von einem Generator 14 in oszillator!- ^ sehe Bewegung parallel zur Zeichenebene und senkrecht zur optischen Achse'versetzt wird Dem Gitter nachgeordnet sind zwei fotoelektrisch!.' Empfänger 8, 9, welche aufgrund ihrer räumlichen Lage unterschiedlichen Pupillenbereichen des Objektivs zugeordnet sind. ;<-In Fig. 1, an objective 11 forms an object 12 into one Level from in which an amplitude grating 10 is movably mounted and from a generator 14 in oscillator! - ^ see movement parallel to the plane of the drawing and perpendicular to the optical axis' is offset to the grid downstream are two photoelectric !. ' Receiver 8, 9, which, due to their spatial position, are assigned to different pupil areas of the lens. ; <-

Für die gezeigte Lage des Rasters liefern beide Empfänger Wechselsignaie maximaler Amplitude und gleicher Phasenlage. Ändert man nun den Absi;:::d zwischen Objektiv und Raster, so nehmen die .Signalamplituden kontinuierlich ab. gleichzeitig trill ^ Phasenverschiebung der Ausgangssignale der Empfänger 8, 9 auf. wobei die Bewegungsrichtung der Schärfenebene bestimmt, welche Signale vorlaufen. Die Phasenverschiebung kann grundsätzlich auch mehrere Signalperioden durchlaufen. In jedem Fall isl die a Frequenz der Signale durch die Gitterkonstante und Geschwindigkeit der Gitterbewegung bestimmt.For the position of the grid shown, both receivers supply alternating signals of maximum amplitude and the same phase position. If you now change the Absi; ::: d between the lens and the grid, the signal amplitudes decrease continuously. at the same time trill ^ phase shift of the output signals of the receivers 8, 9 on. where the direction of movement of the plane of focus determines which signals precede. In principle, the phase shift can also run through several signal periods. In any case, isl which determines a frequency of the signals by the lattice constant and speed of the grid moving.

Der Erfindung lag der Gedanke zugrunde, daß man bei der Entfernungsmessung mit den nach einer Koordinalenrichtung des Gesichtsfeldes gewonnenen n Signalen dann auskommt, wenn die Entfernungsänderung des Objektes zur Verlagerung der SchärfenebeneThe invention was based on the idea that when measuring the distance with the n signals obtained in a coordinate direction of the field of view, one gets along with the change in distance of the object to shift the plane of focus

Im Bereich einer Signalphasenänderung vonIn the area of a signal phase change of

bisuntil

- I führt. Darüber hinaus treten Doppeldeutigkeiten *o- I leads. In addition, there are ambiguities * or similar

auf, die es zu eliminieren gilt.to be eliminated.

Nun kann man aber, da nur eine Koordinatenrichtung des Gesichtsfeldes zur Meßsignalgewinnung verwendet wird, eine andere Koordinalenrichtung des Gesichtsfel- s.s des zur Gewinnung von definierenden Hilfssignalen verwenden. Dies gelingt insbesondere dann, wenn man den beiden Koordinatenrichtungen Raster mit voneinander abweichenden Teilungsperioden zuweist. In diesem Fall sind die Ausgangssignale von den f>o unterschiedlichen Koordinatenrichtungen zugeordneten fotoelektrischen Empfängern in ihrer Frequenz gegeneinander unterschiedlich, und es läßt sich aus der Phasenlage der gegeneinander unterschiedlichen Signale die Lage der Schärfenebene, welche durch maximale '\s Ausgangssignale der Empfänger der Meß-Koordinatenrichtung definiert ist, mit Sicherheit bestimmen. Benutzt man beispielsweise Raster, deren Teilungsperioden im Verhältnis 1 : 10 sind, so tritt, von Maximummeßsignalen ausgehend, dieses in der gleichen Phasenrelation zum Hilfssignal erst nach zehn Perioden des Hilfssignals wieder auf. Man hat es also durch die geeignete Wahl der Raster in der Hand, den Eindeutigkeitsbereich der Meßanordnung zu vergrößern und damit den Entfernungsmeßbereich der Meßanordnung zu erweitern.Well you can but because only one coordinate direction of the field is used for measuring signal, another Koordinalenrichtung of Gesichtsfel- ss of use for the recovery of defining auxiliary signals. This is particularly successful if grids with graduation periods that differ from one another are assigned to the two coordinate directions. In this case, the frequency of the output signals from the photoelectric receivers assigned to different coordinate directions is different from one another, and the position of the focal plane can be determined from the phase position of the mutually different signals, which is determined by maximum output signals from the receivers of the measuring Coordinate direction is defined, determine with certainty. If, for example, grids are used whose division periods are in a ratio of 1:10, starting from maximum measurement signals, this occurs again in the same phase relation to the auxiliary signal only after ten periods of the auxiliary signal. By choosing the appropriate grid, it is therefore possible to enlarge the unambiguous range of the measuring arrangement and thus to expand the distance measuring range of the measuring arrangement.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel isl in Fig. 2 gezeigt. Das nicht mit dargestellte Objekt wird von einem Objektiv 11 auf ein Raster 10' mit Marken dreieckförmigen Querschnittes abgebidet, welches nach zwei zueinander senkrechten Koordinalenrichtungen \. y geteilt ist und für diese Koordinalenrichtungen unterschiedliche Teilungsperioden aufweist. Dieses Rasier ist mittels zweier, an ihm diagonal angebrachter Biegeschwinger 13 gelagert und kann durch Ansteuerung dieser Biegeschwinger mittels eines Generators 14 in Richtung schräg zu den beiden Koordinatenrichtungen χ, ν oszillierend bewegt werden. Dem Raster 10' ist eine Feldlinse 15 nachgeordnet, welche die Eintrittspupille des Objektivs 11 in eine Ebene 16 abbildet. In dieser Ebene sind vier Paare fotoclcktrischer Empfänger 20 bis 27 gelagert. Da das Raster die Eintrittspupillc in vier Alistrittspupillen aufspaltet, beaufschlagen deren Bilder jeweils ein Empfängerpaar. Entsprechend dem obengenannten Patent sind die Empfänger so geformt und gelagert, daß jeweils zwei von ihnen Licht aus unterschiedlichen parallaktischen Winkeln vom Objekt erhalten, entsprechend einem rechten und einem linken oder einem oberen und einem unleren Anteil der Eintritispupille. Die Signale der Empfänger 20, 22 bzw. 21, 23 bzw. 24, 26 bzw. 25, 27 sind zueinander im Geger.takt. Sie werden entsprechend Gcgeriiaktverstärkern 60, 61, 62, 63 zugeführt, welche ihre Eingangssignale summieren und gleichzeitig die Gleichtaktanteile sowie Störanteile eliminieren. Die so gewonnenen Ausgangssignale werden nun paarweise entsprechend der ihnen zugeordneten Koordinatenrichlung einer Phasenvergleichsstufe 65 bzw. 66 zugeführt deren. Ausgangssignale von der jeweiligen Phasendifferenz der Eingangssignaie abhängig und dieser direkt oder einer dieser entsprechenden Winkelfunktion proportional ist. Bei Änderung des Objektabstände? ergibt sich im zweiten Fall für Koordinatenrichtung ein Ausgangssignal mit periodischem Verlauf, aber in der beiden Koordinatenrichtungen mit unterschiedlicher Beziehung zwischen Entfernungsänderung und Periodenlängc. Die beiden Signale werden einem Verhältnisbildner 67 zugeführt, welcher die jeweiligen Momentanwene vergleicht und dessen Ausgangssignale als Kennung der Periode des oben beschriebenen Abslandssignals verwendet wird. Zusätzlich wird da? Signal mindestens einer Koordinate zur Messung innerhalb der Periode verwendet, und zwar untei Ausnutzung seiner Phasenlage. Außerdem kann durch Hinzuziehung eines von der Schwingbewegung de« Rasters abgeleiteten Referenzsignals mittels mindesten« eines gestrichelt dargestellten phasenempfindlicher Gleichrichters 68 aus den ursprünglichen Ausgangssi gnalen der Gegentaktverstärker 60 bis 63 ein Signa abgeleitet werden, das der Objektverlagerung senkrecht zur optischen Achse in bis zu 2 Koordinater proportional ist (Anzeige 69). Auch können untei Verwendung des Referenzsignals aus der Abtastbewe gung durch Vergleich mit mindestens einem dei Ausgangssignale der Verstärker 60 bis 63 Ausgangssi gnale gewonnen werden, die der Lageänderung de: Objektes senkrecht zur optischen Achse entsprechen. A corresponding embodiment is shown in FIG. The object, which is not shown, is imaged by an objective 11 on a grid 10 'with marks of triangular cross-section, which along two mutually perpendicular coordinate directions \. y is divided and has different division periods for these coordinate directions. This razor is mounted by means of two flexural oscillators 13 attached diagonally to it and can be moved in an oscillating manner by controlling these flexural oscillators by means of a generator 14 in the direction oblique to the two coordinate directions χ, ν. A field lens 15, which images the entrance pupil of the objective 11 in a plane 16, is arranged downstream of the grid 10 ′. Four pairs of photoconductive receivers 20 to 27 are stored in this level. Since the grid splits the entrance pupils into four alistin pupils, their images each act on a pair of receivers. According to the above-mentioned patent, the receivers are shaped and mounted in such a way that two of them receive light from different parallactic angles from the object, corresponding to a right and a left or an upper and a lower part of the entrance pupil. The signals of the receivers 20, 22 or 21, 23 or 24, 26 or 25, 27 are in counter-clock to one another. They are fed to Gcgeriiakteamplifiers 60, 61, 62, 63, which add up their input signals and at the same time eliminate the common-mode components and interference components. The output signals obtained in this way are now fed in pairs to a phase comparison stage 65 or 66 in accordance with the coordinate direction assigned to them. Output signals depend on the respective phase difference of the input signal and this is directly proportional or proportional to one of these corresponding angle functions. When changing the object distances? In the second case, an output signal with a periodic profile results for the coordinate direction, but in the two coordinate directions with a different relationship between the change in distance and the length of the period. The two signals are fed to a ratio generator 67, which compares the respective instantaneous values and whose output signals are used to identify the period of the offshore signal described above. In addition, there will be? Signal used at least one coordinate for the measurement within the period, namely under utilization of its phase position. In addition, by using a reference signal derived from the oscillating movement of the grid by means of at least one phase-sensitive rectifier 68 shown in dashed lines, a signal can be derived from the original output signals of the push-pull amplifiers 60 to 63 which is proportional to the object displacement perpendicular to the optical axis in up to 2 coordinates is (display 69). Also, using the reference signal from the scanning movement by comparison with at least one of the output signals of the amplifiers 60 to 63, output signals can be obtained which correspond to the change in position of the object perpendicular to the optical axis.

Das Raster 10' läßt sich auf unterschiedliche Weise realisieren. Einmal ist es möglich, die den beiden Koordinatenrichtungen zugeordneten unterschiedlichen Teilungsperioden dadurch zu erzielen, daß man ein walmdachartiges oder walmdachstumpfartiges Raster mit nicht quadratischen Marken-Basen erzeugt. Ein Beispiel ist in Fig. 2a gezeigt, wobei die gestrichelten Linien die äußere Fläche des Rasters bei Ausführung als walmdachstumpfartiges Raster difinieren. F i g. 2b zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die durch die Marken gebildeten Täler ob der Tatsache, daß die Marken mit quadratischer Grundfläche in den beiden Koordinatenrichtungen unterschiedliche Flankenneigungen aufweisen, entsprechend den Koordinatenrichtungen unterschiedlich tief sind. Fi g. 2c zeigt ein Raster, welches aus zwei einkoordinatigen Prismenrastern unterschiedlicher Teilungsperiode zusammengesetzt ist, wobei diese beiden Prismenraster um 90° mit ihren Teilungsrichtungen gegeneinander verdreht aneinanderliegen. The grid 10 'can be implemented in different ways. On the one hand, it is possible to achieve the different graduation periods assigned to the two coordinate directions by generating a hipped roof-like or hipped roof-like grid with non-square mark bases. An example is shown in FIG. 2a, the dashed lines defining the outer surface of the grid when it is designed as a hipped roof-like grid. F i g. 2b shows an execution f orm, wherein the marks formed by the valleys whether the fact that the marks with a square base in the two coordinate directions have different flank inclination, the coordinate directions are respectively different depths. Fi g. 2c shows a grid which is composed of two one-coordinate prism grids of different graduation periods, these two prism grids lying against one another rotated by 90 ° with their graduation directions.

Beim bisher Beschriebenen werden nach zwei unterschiedlichen Koordinatenrichtungen unterschiedliche Teilungsperioden aufweisende Raster verwendet. Es ist aber einzusehen, daß sich die zur Lagedefinition erforderlichen Signale unterschiedlicher Frequenz auch dadurch gewinnen lassen, daß man Objekt 12' auf zwei der gleichen Koordinatenrichtung zugeordnete, unterschiedliche Teilungsperioden aufweisende Raster gleichzeitig abbildet, wobei diese Raster dicht nebeneinanderliegen und ihr Licht über eine gemeinsame Optik erhalten können.In what has been described so far, two different coordinate directions are different Grids exhibiting graduation periods are used. But it can be seen that the position definition The necessary signals of different frequencies can also be obtained by splitting object 12 'to two grids with different graduation periods assigned to the same coordinate direction at the same time, with these grids lying close to each other and their light via a common optic can get.

Auch ist es möglich, das dem Objektiv nachgeordnete Raster einkoordinatig auszubilden und über ein zweites Objektiv das Objekt auf ein Hilfsraster abzubilden, wobei Meßraster und Hilfsraster die obengenannten Bedingungen erfüllen und entsprechend der durch ihre Marken bestimmten Richtungen unterschiedlichen oder sogar der gleichen Koordinatenrichtung zugeordnet sind. Ein Beispie! dazu zeigt Fig.3. Das Objektiv 11 bildet das nicht mit dargestellte Objekt auf ein Prismenraster JOO ab, welchem über sammelnde Linsen 30, 31 fotoelektrische Empfänger 32, 33 nachgeschaltet sind, deren Ausgangssignale aufgrund der Geometrie des Rasters 100 zueinander im Gegentakt sind. Eine entsprechende Anordnung von Bauelementen ist darüberliegend dargestellt, wobei ihre Bauteile jeweils mit einem zugesetzten Strich bezeichnet sind. Für sie gilt bezüglich der Ausgangssignale das gleiche wie für die untere Anordnung. Die beiden Objektive 11, 1Γ liegen möglichst nah beieinander und sind miteinander gekoppelt, so daß eventuelle räumliche Verlagerungen gemeinsam vollführt werden. Die beiden Raster 100 und 100' haben voneinander unterschiedliche Teilungsperioden, so daß die Ausgangssignaie der fotoelektrischen Empfänger 32, 33 eine andere Frequenz haben als die der Empfänger 32', 33'. Nicht mit dargestellt sind Antriebsmittel, welche die Raster in synchrone oszillatorische Bewegung versetzen entsprechend dem Doppelpfeil 35. Sie werden vorzugsweise von einem Generator 36 gespeist Die Auswertung der Signale erfolgt in der oben beschriebenen Weise.It is also possible to form the raster arranged downstream of the objective with one coordinate and a second one Objectively to image the object on an auxiliary grid, the measuring grid and auxiliary grid being the ones mentioned above Meet conditions and different or according to the directions determined by their brands are even assigned to the same coordinate direction. An example! FIG. 3 shows this. The lens 11 images the object (not shown) on a prism grid JOO, which has collecting lenses 30, 31 photoelectric receivers 32, 33 are connected downstream, the output signals of which are due to the geometry of the grid 100 are in push-pull to each other. A corresponding arrangement of components is shown above, with their components each denoted by an added dash. For her The same applies to the output signals as to the arrangement below. The two lenses 11, 1Γ are as close together as possible and are coupled to each other, so that any spatial shifts be carried out together. The two grids 100 and 100 'have different division periods from each other, so that the output signal of the photoelectric Receivers 32, 33 have a different frequency than that of the receivers 32 ', 33'. Are not shown with Drive means which set the grid in a synchronous oscillatory movement according to the double arrow 35. They are preferably fed by a generator 36. The evaluation of the signals takes place in the manner described above.

Variationen dieser Anordnung sind möglich. So kann, wenn genügend Licht vorhanden ist, das Objektiv 11 auch zur Abbildung auf beide Raster 100 und 100' verwendet werden, indem man zwischen Objektiv und Raster 100 einen entsprechenden geometrischen oder physikalischen Strahlenteiler anbringt Dabei können die den Rastern zugeordneten Anteile des Lichtflusses Variations on this arrangement are possible. Thus, when there is sufficient light, the lens 11 also for imaging on both raster 100 and 100 'is used by attaching a corresponding geometric or physical beam splitter between the lens and grid 100 this connection, the pitches of the associated portions of the light flux

durchaus ungleich sein, da es bei den mittels des Hilfsrasters 100' erzeugten Signalen im wesentlichen auf ihre Phasenlage ankommt, die zur Definition der Lage der Bildebene herangezogen wird. Ein Beispiel hierzu ist in F i g. 3a gezeigt. Wie ersichtlich, ist hier dem Objektiv 11 ein geometrischer Strahlenteiler 106 nachgeordnet, welcher die einer Pupillenhälftc des Objektivs 11 entsprechenden Lichtflüsse auf das Raster 100' leitet, während der Lichtfluß aus der anderen Pupillenhälfte zum Raster 100 gelangt.be quite unequal, since it is essentially the case with the signals generated by means of the auxiliary raster 100 ' depends on their phase position, which is used to define the position of the image plane. An example this is shown in FIG. 3a shown. As can be seen, the objective 11 is here a geometric beam splitter 106 downstream, which the light fluxes corresponding to a pupil half of the objective 11 onto the grid 100 'conducts, while the light flux reaches the grid 100 from the other half of the pupil.

Beide Raster sind wiederum mechanisch miteinander starr gekoppelt. Sie weisen in ihren Perioden gleiche, aber in ihren Flankenwinkeln unterschiedliche Prismen auf und werden unter Steuerung durch den Generator 14 in zur Zeichenebene senkrechter Richtung bewegt. An die Stelle des Teilers 106 kann auch, wie gestrichelt angedeutet ist, ein physikalischer Strahlenteiler 107 treten.Both grids are in turn mechanically rigidly coupled to one another. They show the same in their periods, but in their flank angles different prisms and are under control by the generator 14 moved in the direction perpendicular to the plane of the drawing. Instead of the divider 106, as shown in dashed lines is indicated, a physical beam splitter 107 occur.

Auch ist es möglich, den beiden Rastern unterschiedliehe Pupillenbereiche zuzuordnen, wie dies beim in Fig. 3b gezeigten Beispiel der Fall ist. Das Objekt 12' wird über das Objektiv 11 mit vorgeschaltetem Bi-Keil ti' abgebildet, und die beiden Raster 101 und 102, welche gegeneinander unterschiedliche Teilungsperioden aufweisen, sind unterschiedlichen Pupillenhälften des Objektivs 11 zugeordnet. Sie sind miteinander starr gekoppelt und werden unter Steuerung von einem Generator 14 in zur Zeichenebene senkrechter Richtung bewegt. Die nachgeschalteten fotoelektrischen Empfänger 103 bzw. 104 liefern im Zusammenwirken mit den durch Feldlinsen 15 sie erreichenden Lichtflüssen Ausgangssignale, welche sich in ihrer Frequenz entsprechend der Ausbildung der Raster unterscneiden. Die Verarbeitung dieser Signale erfolgt analog zum oben Beschriebenen.It is also possible to differentiate between the two grids Assign pupil areas, as is the case in the example shown in FIG. 3b. The object 12 ' is via the lens 11 with an upstream bi-wedge ti ', and the two grids 101 and 102, which are mutually different graduation periods have, are assigned to different halves of the pupil of the objective 11. They are rigid with one another coupled and are under the control of a generator 14 in the direction perpendicular to the plane of the drawing emotional. The downstream photoelectric receiver 103 and 104 provide in cooperation with the light fluxes reaching them through field lenses 15, output signals which vary in frequency Undercut according to the formation of the grid. These signals are processed in the same way as described above.

Will man aber auf die Gewinnung der Signale, nämlich der Meßsignale und der diese definierenden Hilfssignale, aus zwei Koordinatenrichtungen nicht verzichten, so kann man solches auch mit einem nach zwei Koordi'natenrichtungen gleiche Teilungsperioden aufweisenden Raster erreichen, wenn man dafür Sorge trägt, daß den Koordinatenrichtungen Pupillenbereiche mit unterschiedlichen Abständen ihrer Schwerpunkte zugeordnet sind. Solches läßt sich beispielsweise durch Verwendung eines Objektivs elliptischer öffnung oder dadurch erreichen, daß man dem Objektiv eine entsprechende Blende zuordnet. Beispiele für solche Blenden sind in den F i g. 4a und 4b dargestellt, während Fig. 4 den grundsätzlichen Aufbau der Gesamtanordnung zeigt. In Fig. 4a ist dem Objektiv 11 eine Blende 40 mit einer ovalen Aussparung 41 zugeordnet, welche durch ihre Formgebung die Lage der Pupillenschwerpunkte Px und Py bestimmt. Beim Beispiel nach F i g. 4b weist die Blende 43 vier Aussparungen 44 bis 47 runden Querschnitts auf, deren Zentren mit den Pupillenschwerpunkten Px bzw. Py zusammenfallen. Wie ersichtlich, weisen die Pupillenschwerpunkte Px zueinander bzw. die Pupillenschwerpunkte Py zueinander unterschiedliche Abstände auf, ihnen sind unterschiedliehe Parallaxwinkel zugeordnet woraus im Zusammenwirken mit einem Raster 110, welches für beide Koordinatenrichtungen gleiche Teilungsperioden aufweist, in ihrer Frequenz unterschiedliche elektrische Abtastsignale resultieren, wobei dem kürzeren Pupilienschwerpunktabstand die höherfrequenten Signale entsprechen. Dabei ist es nicht unbedingt notwendig, daß die Pupillenschwerpunkte einer Koordinatenrichtung zur optischen Achse des Systems gleichen Abstand However, if one does not want to do without the acquisition of the signals, namely the measurement signals and the auxiliary signals defining them, from two coordinate directions, then this can also be achieved with a grid having the same graduation periods in two coordinate directions, if one takes care that the Coordinate directions are assigned to pupil areas with different distances between their centers of gravity. This can be achieved, for example, by using an objective with an elliptical opening or by assigning a corresponding aperture to the objective. Examples of such diaphragms are shown in FIGS. 4a and 4b, while FIG. 4 shows the basic structure of the overall arrangement. In FIG. 4a, the objective 11 is assigned a diaphragm 40 with an oval recess 41 which, through its shape, determines the position of the pupil centers of gravity Px and Py . In the example according to FIG. 4b, the diaphragm 43 has four recesses 44 to 47 of round cross-section, the centers of which coincide with the pupil centroids Px and Py . As can be seen, the pupil centers of gravity Px to one another or the pupil centers of gravity Py to one another have different distances, they are assigned different parallax angles, which in cooperation with a grid 110, which has the same graduation periods for both coordinate directions, results in different electrical scanning signals in terms of their frequency, the shorter of which The pupil center of gravity corresponds to the higher-frequency signals. It is not absolutely necessary for the pupil centers of gravity in a coordinate direction to be at the same distance from the optical axis of the system

aufweisen.exhibit.

Auf die Blende 43 kann verzichtet werden, wenn man dafür sorgt, daß die fotoelektrischen Empfänger so ausgestaltet und angeordnet sind, daß sie von Pupillenbereiche mit unterschiedlichen Abständen ihrer Schwerpunkte durchlaufen habenden Strahlungsanteilen getroffen werden. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Empfängeranordnung ist in F i g. 5, ihre spezielle Verwendung in einer Kamera in F i g. 5a gezeigt. Die in F i g. 5 gestrichelt dargestellten Felder entsprechen den Strahlungsanteilen, die zum Sucher weitergeleitet werden und somit für die Messung nicht mehr zur Verfügung stehen.The aperture 43 can be omitted if one ensures that the photoelectric receiver so are designed and arranged that they are of pupil areas with different distances between their Focal points of the radiation components that have passed through are taken. An embodiment for a such a receiver arrangement is shown in FIG. 5, their specific use in a camera in FIG. 5a shown. In the F i g. 5 fields shown in dashed lines correspond to the radiation components that are passed on to the viewfinder and are therefore no longer available for the measurement.

In F i g. 5a ist zwischen die Glieder des Kameraobjektivs 51 ein Teiler oder Klappspiegel 59 gestellt, der mindestens einen Teil des einfallenden Lichtflusses seitlich in einen Sucher-Strahlengang ablenkt. Die optischen Glieder 53,55 in Verbindung mit einer Blende 54 sind so ausgeführt, daß Objekt auf einen Ringspiegel 50 abgebildet wird, durch dessen öffnung einmal der Strahlungsanteil für den Sucher mit seinem Okular 58 hindurchfällt. Die den Ringspiegel 50 treffenden Strahlungsanteile werden auf einen Hohlspiegel 50' geworfen, welcher sie durch das Loch des Ringspiegels 50 einer optischen Einrichtung 57 zuführt, welche entsprechend dem oben Gesagten aufgebaut ist. Die Figur zeigt, daß sich die neue Einrichtung ohne viel Platzbedarf auch in einer Kamera anwenden läßt.In Fig. 5a is between the links of the camera lens 51 a divider or folding mirror 59 is placed, the at least part of the incident light flux deflects laterally into a viewfinder beam path. The optical members 53,55 in connection with a diaphragm 54 are designed so that the object is imaged on an annular mirror 50, through the opening of which the Part of the radiation for the viewfinder with his eyepiece 58 falls through. The ones that hit the ring mirror 50 Radiation components are thrown onto a concave mirror 50 ', which they pass through the hole in the ring mirror 50 to an optical device 57 which is constructed in accordance with what has been said above. the Figure shows that the new device can also be used in a camera without requiring much space.

Bisher wurde davon ausgegangen, daß das anzumessende Objekt selbst genügend Strukturen aufweist, welche ausreichende Meßsignale sicherstellen. Nun gibt es aber Fälle, in deiien dies nicht gegeben ist. Dazu wurde bereits vorgeschlagen, auf das anzumessende Objekt eine Struktur zu projizieren, welche bezüglich des Bildes ihrer Teilungsperiode in der Ebene des Rasters mit der Teilungsperiode des letzteren übereinstimmt (vgl. Patentanmeldung P 24 03 518.5). Dieses Verfahren läßt sich auch im Rahmen vorliegender Erfindung anwenden, wenn man das die projizierte Struktur liefernde Raster als Kreuzraster mit in zwei Koordinatenrichtungen der Bildebene unterschiedlichen Teilungsperioden ausbildet und als Sensorraster, vorzugsweise ein Pyramidenraster, vorsieht, das mit seinen unterschiedlichen Teilungsperioden dem Bild der unterschiedliche Teilungsperioden aufweisenden Struktur entspricht. Dieses Raster wird, wie oben erwähnt, quer zu den Koordinatenrichtungen in oszillierende Bewegungen versetzt und dann das Licht aus dem Bildraum für die beiden Koordinatenrichtungen auf je ein Empfängerpaar geleitet. Dabei entstehen im Objektraum sich mehrfach kreuzende rhombische Strahlengeometrien, die aus der projizierten Struktur und dem virtuellen Bild des Rasters hervorgehen. Um bei nur einer gegebenen parallaktischen Basis — an sichSo far it has been assumed that the object to be measured itself has enough structures which ensure sufficient measuring signals. But there are cases in which this is not the case. In addition it has already been proposed to project a structure onto the object to be measured which, with respect to of the image of its division period in the plane of the grid coincides with the division period of the latter (see patent application P 24 03 518.5). This method can also be used in the context of the present Invention apply when the projected structure supplying grid as a cross grid with in two Coordinate directions of the image plane forms different graduation periods and as a sensor grid, preferably a pyramid grid, which with its different division periods the image of the corresponds to structure having different division periods. As mentioned above, this grid is set in oscillating movements transversely to the coordinate directions and then the light emanates from the Image space for each of the two coordinate directions is directed to a pair of receivers. This results in the Object space multiple intersecting rhombic ray geometries resulting from the projected structure and emerge from the virtual image of the grid. To, given only one equatorial base - in and of itself

ίο sind auch Anordnungen mit zwei Basen z. B. in Höhen- und Seitenrichtung möglich — mit einfachen Mitteln auszukommen, werden beide Kreuzraster unter z. B. 45° zur Basis in den Bildebenen verdreht angeordnet, wodurch für beide Koordinatenrichtungen eine Kompo-ίο are also arrangements with two bases z. B. in altitude and side direction possible - to get by with simple means, both cross grids are shown under z. B. 45 ° arranged rotated to the base in the image planes, whereby a component for both coordinate directions

is nente der Basis und der Schwingbewegung des Rasters zur Wirkung kommt.is part of the base and the swinging motion of the grid comes into effect.

Bei einer solchen Anordnung kann für die Projektionseinrichtung und den Sensor ein gemeinsames Objektiv Verwendung finden, wobei vorzugsweise durch eine geometrische Strahlenteilung in der Nähe der Eintrittspupille getrennte Pupillen· und Parallaxen-Schwerpunkte für die Rasterprojektion und den Sensor entstehen. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist in den F i g. 6 und 6a gezeigt. Ein gemeinsames Objektiv 70 ist sowohl der aus einer Lichtquelle 71, einem Kondensor 72, einem die projizierte Struktur liefernden Raster 73 sowie einem Umlenkspiegel 74 bestehenden Projektionseinrichtung als auch dem aas einem (durch Pfeile angedeuteten) schwingenden Raster 75, einer Feldlinse 76 sowohl einem fotoelektrischen Empfängersystem 77 bestehenden Sensor zugeordnet, wobei jeweils nur eine Objektivhälfte benutzt wird. Sowohl das Raster des Sensors (F i g. 6a) als auch das Raster der Projektionseinrichtung sind so angeordnet, daß die vonIn such an arrangement, a common for the projection device and the sensor Find objective use, preferably by means of a geometric beam splitting in the vicinity Pupils and parallax centers separate from the entrance pupil for the grid projection and the sensor. An example of such an arrangement is in fig. 6 and 6a shown. A common lens 70 is both that of a light source 71, a Condenser 72, a grid 73 delivering the projected structure and a deflecting mirror 74 Projection device and the aas a (indicated by arrows) oscillating grid 75, a Field lens 76 assigned to both a photoelectric receiver system 77 existing sensor, wherein only one half of the lens is used at a time. Both the grid of the sensor (FIG. 6a) and the grid of the Projection devices are arranged so that the

.vs ihnen definierten Koordinatenrichtungen schräg zur Schwingungsrichtung des Rasters 75 stehen. Die parallaktische Basis ist mit bbezeichnet..vs coordinate directions defined by them are inclined to the direction of oscillation of the grid 75. The equatorial base is denoted by b.

Es ist leicht einzusehen, daß die in den einzelnen Beispielen verwendeten Raster bei entsprechender Anpassung durch Raster anderer Art ersetzt werden können.It is easy to see that the screens used in the individual examples with appropriate Adaptation can be replaced by grids of a different type.

Auch bleibt zu erwähnen, daß das oben beschriebene Verfahren bzw. die Einrichtungen zu seiner Durchführung auch in der Augenrefraktomie verwendet werden kann.It should also be mentioned that the method described above and the facilities for carrying it out can also be used in eye refractomy.

Hierzu 5 Blatt ZeichnunsienFor this purpose 5 sheets of drawing uncertainty

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines mindestens eine Abbildungsoptik, mindestens eine optisch wirksame Rasterstruktur sowie ein dieser zugeordnetes fotoelektrisches Empfängersyetem aufweisenden optischen Korrelators, d a durch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der eindeutigen Entfernungsbestimmung durch optisch-geometrische Maßnahmen im Bildraum und/oder im Fourier-Raum unterschiedliche Strahlenführungssysteme erzeugt werden, so daß bei einer axialen Relativbewegung eines Objektbildes relativ zur Rasterstruktur an jedem einer Strahlenführung zugeordneten fotoelektrischen Ernpfängersystem ein Ausgangssignal entsteht, das sich »on dim aus einer anderen Strahlführung gewonnenen Ausgangssignal stets bezüglich seiner Frequenz und damit seiner Phase unterscheidet, und daß diese beiden Ausgangssignale dann miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis die geometrische Bildlage des Hauptmaximums gegenüber den geometrischen Lagen der Nebenmaxima bestimmt wird.1. Method for distance measurement by means of at least one imaging optics, at least an optically effective grid structure and a photoelectric receiver system assigned to it having optical correlator, d a characterized in that for the purpose of unambiguous distance determination by optical-geometric measures in the image space and / or in the Fourier space different beam guidance systems are generated, so that with an axial relative movement of an object image relatively for the grid structure on each photoelectric receiver system assigned to a beam guide an output signal arises that is »on dim output signal obtained from another beam guide always with regard to its frequency and so that its phase differs, and that these two output signals are then compared with one another and from the comparison result the geometric image position of the main maximum compared to the geometric positions of the secondary maxima is determined. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Entfernungsmessung mit einem mindestens eine Abbildungsoptik, mindestens eine optisch wirksame Rasterstruktur sowie ein dieser zugeordnetes fotoelektrisches Empfängersystem aufweisenden optischen Korrelatorsystem, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strahlenführungs- und Empfängersysteme mit unterschiedlichen Strahlenführungselementen vorgesehen sind, welche je ein von der Relativlage zwischen Objekt und optischem Korrelatorsystem periodisch abhängiges Ausgangssignal liefern, wobei die Abhängigkeit zwischen Signalperiode und axialer Relativlage für die Strahlenführungssysteme vorzugsweise zueinander nicht harmonisch unterschiedlich ist, und daß den den Strahlenführungssystem zugeordneten fotoelektrischen Empfängersystemen eine Vergleichsschal tung (65, 66) nachgeschaltet ist, welche durch Vergleich der aus den unterschiedlichen Strahlenführungssystemen gewonnenen elektrischen Signale selbst über mehrere Perioden eindeutige ortsbestimmende elektrische Ausgangssignale liefert.2. Device for performing the method for distance measurement with at least one Imaging optics, at least one optically effective grid structure and one assigned to it optical correlator system having a photoelectric receiver system, characterized in that that at least two radiation guidance and receiver systems with different radiation guidance elements are provided, each of which depends on the relative position between the object and the optical Correlator system deliver periodically dependent output signal, the dependence between Signal period and axial relative position for the beam guidance systems, preferably to one another is not harmonically different, and that the photoelectric associated with the beam guidance system Receiver systems a comparison circuit (65, 66) is connected downstream, which through Comparison of the electrical signals obtained from the different radiation guidance systems delivers unambiguous, position-determining electrical output signals even over several periods. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abtrennung der keine Meßinformation beinhaltenden Signalanteile jedem Strahlenführungssystem eine Schaltung (60—63) nachgeordnet ist, die aus zwei Ausgangssignalen des entsprechenden Empfängersystems (20—27) ein drittes, gereinigtes Signal bildet, welches als Eingangssignal der Vergleichsschaltung (65, 66) zugeführt wird. *3. Device according to claim 2, characterized in that, for the purpose of separating the signal components containing no measurement information, each beam guidance system is followed by a circuit (60-63) which forms a third, purified signal from two output signals of the corresponding receiver system (20-27) is fed as an input signal to the comparison circuit (65, 66). * 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als optisch wirksame Rasterstruktur eine Gitteranordnung (10', 75 — Fig. 2a, 2c) mit in zwei Azimuten unterschiedlichen Teilungsperioden vorgesehen ist. 4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that as an optically effective grid structure a grating arrangement (10 ', 75 - Fig. 2a, 2c) is provided with graduation periods different in two azimuths. 5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als optisch wirksame Rasterstrukmr eine Gitteranordnung (100, 100'; 101, 102) vorgesehen ist, die in einem Azimut mindestens zwei unterschiedliche Teilungsperioden aufweist.5. Device according to claim 2 or 3, characterized in that a grid arrangement (100, 100 '; 101, 102) is provided as the optically effective Rasterstrukmr, which has at least two different graduation periods in an azimuth. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als optiscli wirksame6. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that effective as optiscli Rasterstruktur eine Gitteranordnung (10', 75, 100) mit nach vier Richtungen aufspaltenden Markierun gen vorgesehen ist und daß im abbildenden System optisch wirksame Mittel (43) zur Erzeugung mindestens zweier, den Meßkoordinaten der Gitteranordnung entsprechender, unterschiedlichen Azimutwinkeln zugeordneter parallaktischer Meßwinkel vorgesehen sind.Grid structure a grid arrangement (10 ', 75, 100) with four-way splitting Markierun gene is provided and that in the imaging system optically effective means (43) are provided for generating at least two, the measuring coordinates of the grid arrangement corresponding, different azimuth angles associated with parallactic measuring angles. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als optisch wirksame Rasterstruktur eine Gitteranordnung (110) mit nach vier Richtungen aufspaltenden Markierungen vorgesehen ist und daß die zugeordneten fotoelektrischen Empfängersysteme (32, 32', 33, 33') derart angeordnet sind, daß die durch die Lage ihrer Empfänger definierten parallaktischen Winkel von Empfängersystem zu Empfängersystem unterschiedlich sind.7. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that a grid arrangement (110) is provided as an optically effective grid structure with markings splitting in four directions and that the associated photoelectric receiver systems (32, 32 ', 33, 33') in such a way are arranged so that the parallactic angles defined by the position of their receiver are different from receiver system to receiver system. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem abbildenden optischen System (11) mindestens eine Blende (40, 43) zugeordnet ist, deren Aussparung (41) bzw. Aussparungen (44—47) vier Pupillenbereiche bzw. Pupillen definieren, deren Schwerpunkte (P,, P1) paarweise zur optischen Achse des Systems (It) vorzugsweise gleiche Abstände aufweisen, wobei die Abstände zweier Pupillenpaare bzw. Pupfllenbereiehspaare ungleich sind (ungleiche Parallaxe).8. Device according to claim 6, characterized in that the imaging optical system (11) is assigned at least one diaphragm (40, 43), the recess (41) or recesses (44-47) define four pupil areas or pupils Centers (P 1 , P 1) in pairs to the optical axis of the system (It) preferably have the same distances, the distances between two pairs of pupils or pairs of pupil areas being unequal (unequal parallax). 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen der Rasterstruktur (100) in mindestens einer Richtung dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.9. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the markings of the grid structure (100) have a triangular cross-section in at least one direction. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen der Rasterstruktur in mindestens einer Richtung trapezförmigen Querschnitt aufweisen (F i g. 2a).10. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the markings of the Have a grid structure in at least one direction trapezoidal cross-section (Fig. 2a). 11. Einrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterstruktur mindestens zwei entsprechend den gewünschten Koordinatenrichtungen orientierte, einkoordinatige Gitter enthält (F ig. 2c).11. Device according to claim 4, characterized in that the grid structure is at least contains two one-coordinate grids oriented according to the desired coordinate directions (Fig. 2c). 12. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen der Rasterstruktur unterschiedliche Flankenwinkel aufweisen (Fig. 2b).12. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the markings of the grid structure have different flank angles (Fig. 2b). 13. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterstruktur zwischen ihren Markierungen unterschiedliche Rillentiefen aufweist(Fig. 2b).13. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the grid structure between their markings having different groove depths (Fig. 2b). 14. Verwendung einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 13 in Kombination mit einer mindestens eine Rasterstruktur auf das anzumessende Objekt entwerfenden Projektionseinrichtung. 14. Use of a device according to one of the preceding claims 2 to 13 in combination with at least one grid structure on the Projection device to be measured to design the object.
DE19752518209 1975-04-24 1975-04-24 Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image Expired DE2518209C3 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752518209 DE2518209C3 (en) 1975-04-24 1975-04-24 Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image
CH369076A CH611430A5 (en) 1975-04-24 1976-03-24 Method and device for distance measurement by means of an optical correlator
GB1314476A GB1534360A (en) 1975-04-24 1976-04-01 Method of and apparatus for range finding
CA249,825A CA1082944A (en) 1975-04-24 1976-04-08 Method of and apparatus for the photo-electric determination of the location of at least one focal plane of an image
IT6790576A IT1059456B (en) 1975-04-24 1976-04-15 DEVICE FOR PHOTOELECTRIC DETERMINATION OF THE SHARPNESS PLAN OF AN IMAGE
SE7604673A SE412801B (en) 1975-04-24 1976-04-22 PROCEDURE AND DEVICE FOR PHOTOELECTRIC DISTINCTION
FR7611939A FR2308939A1 (en) 1975-04-24 1976-04-22 METHOD AND DEVICES FOR PHOTOELECTRIC DETERMINATION OF THE POSITION OF AT LEAST ONE SHARPNESS PLANE OF AN IMAGE
NL7604351A NL182245C (en) 1975-04-24 1976-04-23 METHOD AND APPARATUS FOR DISTANCE MEASUREMENT BY MEANS OF AN OPTICAL CORRELATOR
US05/856,585 US4110042A (en) 1975-04-24 1977-12-01 Method and apparatus for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752518209 DE2518209C3 (en) 1975-04-24 1975-04-24 Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2518209A1 DE2518209A1 (en) 1976-11-04
DE2518209B2 DE2518209B2 (en) 1977-09-22
DE2518209C3 true DE2518209C3 (en) 1978-05-18

Family

ID=5944894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752518209 Expired DE2518209C3 (en) 1975-04-24 1975-04-24 Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image

Country Status (8)

Country Link
CA (1) CA1082944A (en)
CH (1) CH611430A5 (en)
DE (1) DE2518209C3 (en)
FR (1) FR2308939A1 (en)
GB (1) GB1534360A (en)
IT (1) IT1059456B (en)
NL (1) NL182245C (en)
SE (1) SE412801B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2147762A (en) * 1983-10-10 1985-05-15 Audim Sa An artifical binocular vision system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2308939A1 (en) 1976-11-19
SE7604673L (en) 1976-10-25
NL182245C (en) 1988-02-01
FR2308939B1 (en) 1981-08-21
IT1059456B (en) 1982-05-31
CA1082944A (en) 1980-08-05
NL182245B (en) 1987-09-01
CH611430A5 (en) 1979-05-31
SE412801B (en) 1980-03-17
GB1534360A (en) 1978-12-06
NL7604351A (en) 1976-10-26
DE2518209A1 (en) 1976-11-04
DE2518209B2 (en) 1977-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3278302B1 (en) Motion-measuring system of a machine and method for operating the motion-measuring system
DE2156617C3 (en) Device for determining the position of the plane of maximum amplitude of a spatial frequency, for example in the case of a range finder
DE2237564C3 (en) Method for the non-contact optical measurement of movement quantities, such as speeds and displacement distances and device for carrying out the method
DE2209667C3 (en) Device for contactless measurement
DE102016217628B4 (en) A method of operating a surgical microscopy system, a motion sensing system for a surgical microscopy system, and an operating microscopy system
EP0159354B1 (en) Method and installation for the multidimensional measurement of an object
WO1983002716A1 (en) Apparatus and method for measuring the refraction
DE2210681C3 (en) Device for non-contact measurement
DE3410421A1 (en) ALIGNMENT PROCESS WITH RELATED DEVICE
DE3242636A1 (en) DEFINITION DETECTING DEVICE
DE2758854B1 (en) Device for measuring the displacement and / or the speed of a body connected to an optical striped pattern
DE2200664A1 (en) INDEPENDENT FOCUSING DEVICE
EP3230684B1 (en) Depth-scanning microscope and method for operating a depth-scanning microscope
DE2422866A1 (en) PHOTOELECTRIC DETECTOR DEVICE
DE2518209C3 (en) Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image
DE102009012248A1 (en) Best focus position determining method for e.g. microscope, involves determining lateral distance of images of focus position, and determining minimum of lateral distance and associated focus position as best focus position
CH639778A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING COUNTER-PHASE CONTROL SIGNALS FOR A PRE-REVERSE COUNTER.
DE2163200C2 (en) Device for non-contact measurement
DE2335227A1 (en) PROCESS FOR ALIGNMENT OF THE ANGLE POSITION OF A WORKPIECE WITH OPTICALLY DETERMINABLE STRUCTURES RELATIVE TO A REFERENCE DIRECTION AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION
DE2144487B2 (en) Device for contactless measurement
EP1047918B1 (en) Method of producing a carrier frequency modulated signal
WO2018065261A1 (en) Calibration method and calibration device for a group of reflectors for concentrating solar radiation onto a radiation receiver
DE2619795C3 (en) Methods and arrangements for automatic parallax determination
DE2160282A1 (en) Automatic adjustment arrangement
DE2330940C3 (en) Method and device for photoelectrically determining the position of at least one focal plane of an image

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: WILD LEITZ GMBH, 6330 WETZLAR, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LEICA INDUSTRIEVERWALTUNG GMBH, 6330 WETZLAR, DE