DE2835390A1 - Optischer korrelator - Google Patents

Optischer korrelator

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DE2835390A1 DE19782835390 DE2835390A DE2835390A1 DE 2835390 A1 DE2835390 A1 DE 2835390A1 DE 19782835390 DE19782835390 DE 19782835390 DE 2835390 A DE2835390 A DE 2835390A DE 2835390 A1 DE2835390 A1 DE 2835390A1
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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light

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Description

Ernst Leitz Wetzlar Gmbl I . Λ 2o9Vü 2y57
Pat Mii/Ilz - 1o*8.78
Optischer Korrelator
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Korrelator zur berührutigsJosen ilessung. der Geschwindigkeit und/ oder der Bewegungsrichtung und/oder der Entfernung des Objektes mit einem abbildenden System mit wenigstens einer mindestens in der NMho der Hi1debene dieses Systems montierten Raster-(Gitt»r·)sfcruktür sowie wenigstens einem dieser Struktur in 1.-Loht richtung nachgeordneten, die aus dem Zusammenwirken vn Objektbild und Raster-(Gitter-) Struktur resultierenden modulierten Lichti'lüsse in elektrische Signale wandolnderi i'oboelektrischon Empfängersystem.
Für den Einsatz eines so Lehen optischen Korrelators ist es meist nur erforderlich, entsprechend der zur Analyse verwendeten Raster-(Ui fcfcer-JSfcruktur in einer Richtungsachse, und zwar vorzugsweise senkrecht zum Verlauf der Raster-(Gitter-)Linicuf eine Abbildung der Struktur vorzunehmen. Dabei ist die benötigte Abbildungsqualität des abbildenden Systems bestimmt durch die Konstante der analysierenden Raster-(Gitter-)struktur, die in diesem Korrelator als OrtsfrequoriKfilter wirkt.
Es hat sich gezeigt, daß sich Objektstrukturen, deren in der Raster-(Gitter-)Ebeno zum abbildenden System erzeugtes Bild kleiner als dio halbe Konstante der Raster-(Gitter-)
030008/0425 - 2 -
BAD ORIGINAL
Λ 2o96/ß 2^57
Pat Mü/llz - 1 ο. 8c 78
Patentabteilung
Struktur ist, im vom nlektriscfien Einpfängersystern erzeugten Signal als störende Oberwellen bemerkbar machen und daß bei relativ groben Rastertl das Auflösungsvermögen des abbildenden Systems keine ausreichende Dämpfung der Oberwellen bietet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den optischen Korrelator derart rv verbessern, daß Objektstrukturen, aus denen störende Obnrwellen resultieren können, für die Signalerzeugung Witestpeheiid unwirksam gemacht werden, ohne daß die Grundwelle dns Signals dabei im wesentlichen beeinflußt wird.
Diese Aufgabe wird el π durch v.o. löst, daß im Strahlengang des eingangs genannten optischen ünrrelators und in dessen optischer Achse ein zusätzliches Bauteil eingefügt ist, mit welchem in den Objektbildstrukturen enthaltene Ortsfrequenzen transformiert werden.
Dabei ist es möglich, daß das zusätzliche Bauteil aufgrund seiner Lage im Strahlengang eine Transformation der Ortsfrequenzen in Richtung r!«r Linien der Raster-(Gitter-)Struktur oder quer zu diesen erzeugt. Uei Abbildung in Richtung der Strukturlinien ist dio Abbildung quer zur Struktur nur durch die sphärische Optik bestimmt, während bei Abbildung quer zu den Strukturliniou die Bronnweite des zusätzlichen Bauteiles mit berücksichtigt werden muß- In beiden Fällen wird man aus einem Objektpunkt eine Linienabbildung machen.
Erfindungsgemäü kanu dar? die OrtsErequenzen transformierende zusätzliche Bauteil ίγπ die optische Achse des optischen !Correlators drehbar montiert sein»
Durch eine derartige Maßnahme ist es möglich, daß die Höhe
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BAD ORIGINAL
Λ 2οί>6/Β 2957
Pat Mü/Ilz - 1Ο.8.7Β
Patentabteilung
der Ortsfrequenzen durch die Größe der Verdrehung des eingefügten Bauteils variierbar ist. Mit Vorteil ist dazu zur definierten Verdrehung des zusätzlichen Bauteils eine entsprechend markierte Skala vorhanden.
Als die Ortsfrequenzeu trans formierendes Bauteil kann eine Zylinderlinse vorgesehen
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer schematischen
Zeichnung für ein Aufjiühxungsbeispiel näher beschrieben.
Senkrecht zur optischen Achse Ii eines abbildenden Systems
1 sowie wenigstens in der Nähe von dessen Bildebene 3 ist
eine Raster-(Gitter~ )s trukt.ur !i mit senkrecht zur optischen Achse 2 verlaufenden transparenten und opaken Linien 5 und 6 montiert. Die Ras Li;r-((iitfcer-)Struktur k dient als Ortsfrequenzfilter für das auf ihr vom abbildenden System 1
entworfene Bild des nicht initdargesteilten anzumessenden
Objektes. Die die Ras tor- ((Ji b ter-)Struktur k verlassenden, aus dem Zusammenwirken von Uns t:er-(Git ter-)struktur h mit
den Bildstrukturen des Objektbildes herrührenden Lichtflüsse beaufschlagen f otoel elctrische Jitnpf ängersysteme 7 und 8.
Die dabei an deren yUisf'Hngeti anstehenden Signale enthalten eine Signalkomponent», die der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung und/oder der KntfeiTiung des Objektes proportional ist.
Nun können sich bei diesen bis hier beschriebenen optischen Korrelator Strukturen, die kJeiner abgebildet werden, als
es der halben Raster-(Gitter-)Konstante entspricht, im vom fotoeiektrischen Empfängeravstem 7t 8 erzeugten elektrischen Signal als Oberwellen störend bemerkbar machen. Um dies zu vermeiden, ist in dem Strahlengang des optischen !Correlators
030008/0425
BAD ORIGINAL
Λ 2ο"6/Β 2957
!'at Mu/Hz - Ιο. 8.78
Patentabteilung
ein. die Ortsfrequenzn.n dieser Strukturen, transformierendes Bauteil eingefügt. Xm dargestellten Fall ist dies eine Zylinderlinse l), mit welcher das Objekt in Abhängigkeit des Einbauortes der Zylinderlinse 9 sowohl astigmatisch, d.h. nicht punkfcgetreu, als auch anamorphotisch, d.h. in unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben abgebildet werden kann. VorKitgsweisfi wird diese Abbildung quer zu den Linien 5 und 6 der Paster-(Gitter-)struktur k erfolgen.
Das von der Zylinder" I Iuse 9 vom nicht mitdargestellten ο Objekt entworfene Liui.eubild kann aber auch in seiner Neigung relativ zu den I itiion 5» 6 der llaster-(Git ter-)struktur 4 verändert werden. Dazu ist, wie die Figur zeigt, die Zylinderlinse 9 auf oi.cinr pjiie Skala 13 tragenden Halterung Io gelagert, di« Ln Richtung des Doppelpfeiles 11 um die Achse 2 des opt.i schon Korrelators verdrehbar ist. Mit Drehung der Halterun/r Io wird die Zylinderlinse 12 der Zylinderlinse 9 um clio Achs«· 2 des optischen Korrelators definiert verschwende t. und man erhält, bezogen auf die Senkrechte der Linien 5 und 6 der Raster-(Gitter-)struktur 4, eine resultierende J1Ll dpunktgröüe, die für alle Bildpunkte im Objektbild eine frJ.«.ic>m zusätzliche Verbreiterung bringt. Die Verbreiterung isb also durch definierte Schwenkung bzw. Lageeinstellung der .Achse 12 vorwählbar und bestimmt gleichzeitig die im Objektbild vorkommende höchste Ortsfrequenz.
030008/0425
BAD ORIGINAL

Claims (3)

1. Optischer Korrelator zur berührungslosen Messung der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung und/oder der Entfernung eines Ob.jnktes mit einem das Objekt abbildenden System, mit wenigstens einer mindestens in der Nähe der Bildebene diese-·? Systems montierten Raster-(Gitter-) Struktur sowie wenigstens einem dieser Struktur in Lj^chtrichtung nachgeordn« ten, dj.e aus dem Zusammenwirken von Objektbild und Hastor-(Gitter-)struktur resultierenden modulierten Lichtflüs^e in elektrische Signale wandelnden fotoelektrischen Empfängersys l;em, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des optischen Korrelators (1, k, 7»
8) ein zusätzliches Uaufceil (9) eingefügt ist, mit welchem in den Ob jektb J. Ids trukturen enthaltene Ortsfrequenzen transformiert werden.
2. Optischer Korrelator riach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil (9) aufgrund seiner Lage im Strahlengang eino Transformation der Ortsfrequenzen in Richtung der Linien (5t 6) der Raster-(Gitter-)Struktur (k) erzeugt.
3. Optischer Korrelator nanh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil (9) aufgrund seiner Lage im Strahlengang eine Transformation der Ortsfrequenzen quer zur Richtung der Linien (5, 6) der Raster-(Gitter-)struktur (4) erzeugt.
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DRfGINAL INSPECTED
Λ 2ο9ό/Β 2957 Pat Mü/Hz - I0.Ö.78
Patentabteilung
h. Optischer Korrelator· nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da(3 das die Ortsfrequenzen transformierende zusätzliche Bauteil (9) um die optische Achse (2) des optischen !Correlators (i, k, 7, B) drehbar montiert ist.
5ο Optischer Korrelator nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß zur definierten Vordrehung des zusätzlichen Bauteils (9) eine entsprechend markierte Skala (13) vorhanden ist.
Optischer Korrelator nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß a Ls die Ortsfrequenzen transformierendes Bauteil eine Zylinderlinse (9) vorgesehen ist.
030008/0425
BAD ORIGINAL
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