DE6812272U - Optische abtastvorrichtung - Google Patents

Description

Optische Abtastvorrichtung

Die Neuerung bezieht sich auf eine optische Abtastvorrichtung, insbesondere für O^tungs- oder Zielverfolgungsgeräte, mit einem bei exzentrischer Anordnung um die geometrische Hauptachse der Vorrichtung rotierbaren, zur Erzeugung einer Abbildung des Beobachtungsfeldes und eines gleichzeitigen kreisförmigen Umlaufs des Bildfeldes auf der Oberfläche einer einem strahlungsempfindlichen Empfangselement vorgeschalteten, ruhenden, mit der geometrischen Hauptachse zentrierten Modulatorscheibe dienenden Bündelungssystens und mit einem elektrischen Antriebsmotor für das Bündelungssystem.

Bei einer bekannten optischen Abtastvorrichtung dieser Art, ist das zylindrische Gehäuse, in dem das Bündelungssystem (Objektiv) exzentrisch angeordnet ist, auf mehreren, über den Gehäuseumfang verteilten Rollen gelagert. Eine dieser Rollen ist dabei auf die Achse eines zugehörigen Antriebsmotors gesetzt, so daß eine Art Reibradgetriebe gebildet wird, durch welches das Gehäuse mit Bündelungssystem in Rotation versetzt werden kann.

Diese bekannte Antriebsmechanik ergibt jedoch für die Abtastvorrichtung verschiedene nachteilige Wirkungen. So ist einmal die mögliche Rotationsfrequenz durch das Getriebe bestimmt und kann nicht beliebig hoch gewählt werden. Da

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mit der Rotationsfrequenz des Objektivs auch die Grunde frequenz der Modulation festgelegt ist, sind hiermit auch der.erzielbaren Modulationsfrequenz Grenzen gesetzt. Wenn man[ aber die Ortungsergebnisse optimieren will, so sind gerade sehr hohe Modulationsfrequenzen wünschenswert.

Zum anderen enthält das bekannte Reibradgetriebe mit seinen Rollen und deren Lagern verschiedene Verschleißteile, die infolge rascher Abnutzung öfters ausgewechselt werden müssen. Da das Gehäuse mit exzentrisch angeordnetem Objektiv stets optisch genau justiert sein muß, werden durch das Auswechseln der Rollen und dgl. anschließend stets umfangreiche Justiermaßnahmen erforderlich.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine optische Abtastvorrichtung der eingangs genannten Art und Ausführung mit einer robusten und dauerhaften Antriebsmechanik auszustatten, die vor allem auch äußerst hohe Rotationsfrequenzen für das Bündelungssystem gewährleistet.

Die genannte Aufgabe ist gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der das Bündelungssystem der Abtastvorrichtung halterndc zylindrische Tubus innerhalb des Rotors eines Motors mit hohler Achse angeordnet und gemeinsam mit dem Rotor drehbar ist.

Durch diese Maßnahme entfallen jegliche zu einer mechanischen Kraftübertragung zwischen Antriebsmotor und Bündelungssystem üblicherweise notwendigen Getriebeteile und dgl., so daß der Antriebsmotor ohne weiteres auf seine maximale Drehzahl gebracht v/erden kann, wodurch auch das optische Bündelungssystem mit entsprechend hoher Rotationsfrequenz um die geometrische Hauptachse der Abtastvorrichtung umlaufen kann.

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Der Antriebsmotor ist hierbei vorzugsweise ein drehzahlgeregelter Gleichstrommotor oder ein Synchronmotor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung dient als Modulatorscheibe in an sich bekannter Weise eine innerhalb eines konzentrischen, ringförmigen Bereichs jeweils radial verlaufende, abwechselnd undurchlässige Stege und durchlässige Spalte aufweisende Kreisscheibe.

Wird das Bildfeld infolge Rotation des optischen Bündelungssystems mit konstanter Winkel geschv/indigkeit auf dem kreisringförmigen Oberflächenbereich der ruhenden Modulatorscheibe um deren Mittelpunkt bewegt, so werden in bekannter Weise die Strahlen des Bildfeldmittelpunktes mit konstanter Frequenz moduliert, während die Strahlung jedes anderen Bildpunkts mit einer in für ihn charakteristischer Weise sich ändernden Frequenz moduliert wird. Es werden infolgedessen frequenzmodulierte Signale erhalten, deren kennzeichnende Größen, nämlich der maximale Frequenzhub und ihre Phasenlage bezüglich eines Vergleichssignals, jeweils ein Maß für die gesuchten Bildpunktkoordinaten in bezug auf den Bildfeldmittelpunkt darstellen.

Gerade bei Ortungs- und Zielverfolgungsgeräten, die auf der Grundlage der Frequenzmodulation arbeiten, sind ausreichend hohe Modulationsfrequenzen erwünscht, um eine möglichst kleine "Zeitkonstante" zu erzielen, d.h. also um die Spanne, die zwischen dem Zeitpunkt der mechanischen Modulation der Bildpunktstrahlung und dem Zeitpunkt des Vorliegens entsprechender elektrischer, das Meßergebnis darstellender Signale verstreicht, möglichst gering halten zu können. Diese Forderung kann bei Verwendung

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einer neuerungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung für Ortungs- und Zielverfblgungsgerate vollkommen erfüllt werden. Gleichzeitig lassen sich hierbei sehr hohe Frequenzhübe erzielen, womit die Ortungsgenauigkeit optimal wird!

Zur näheren Erläuterung der neuerungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung dienen die Zeichnungen.

Es zeigen:

Fifc. 1 die Abtastvorrichtung im Längsschnitt und Fig. 2 die Modulatorscheibe in Draufsicht.

Die optische Abtastvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Tubus 2, der als Halterung für ein in exzentrischer Position befindliches, eine Abbildung des Beobachtungsfeldes erzeugendes Bündelungssystem 1 dient, einer dem Tubus 2 folgenden Modulatorscheibe 6, einem optischen Sammelkörper 7 und einem strahlungsempfindlichen Empfangselement 8. Die zur Modulation der Bildfeldstrahlung (Frequenzmodulation) vorgesehene Modulatorscheibe 6, die in Fig. 2 in Draufsicht zu sehen ist, besitzt in an sich bekannter Weise innerhalb eines konzentrischen, kreisringförmigen Bereichs jeweils radial gerichtete, abwechselnd undurchlässige Stege und durchlässige Spalte und ist mit der geometrischen Hauptachse 9 der Abtastvorrichtung zentriert. Da die Modulatorscheibe 6 feststeht, wird ein die Modulation bewirkender Bildfeldumlauf durch Rotation des exzentrisch angeordneten Bündelungssystems 1 um die Achse 9 erzeugt.

Zum Antrieb des Bündelungssystems 1 dient ein Motor mit hohler Achse, dessen Rotor mit 3 "und dessen Stator mit bezeichnet ist.

Gemäß der Neuerung ist der das Bundelungssystem Λ halternde Tubus 2 innerhalb des Rotors 3 angeordnet und gemeinsam mit dem Rotor 3 drehbar.

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Vorzugsweise ist der Tubus 2 mit dem Rotor 3 fest verbunden, wobei Tubus 2 und Rotor 3 koaxial sind.

Der Tubus 2 weist auf seiner der Modulatorscheibe 6 (zugewendeten Seite in bekannter Weise eine der Lage des 'Bundelungssystems 1 entsprechende Bildfeldblende 5 auf und mittels der Sammellinse 7 wird in ebenfalls bekannter Weise die Eintrittspupille der optischen Abtastvorrichtung auf den strahlungsempfindlichen Empfänger abgebildet.

~ Schutzansorüche -

Claims (3)

1. Ic - 30?

   17.12.1968 Cr/Pl

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   Optische Abtastvorrichtung, insbesondere für Ortungsoder Zielverfolgungsgeräte, mit einem bei exzentrischer Anordnung um die geometrische Hauptachse der Vorrichtung rotierbaren, zur Erzeugung einer Abbildung des Beobachtungsfeldes und eines gleichzeitigen kreisförmigen Umlaufs des Bildfeldes auf der Oberfläche einer einem strahlungsempfindlichen Empfangselement vorgeschalteten, ruhenden, mit der Hauptachse zentrierten Modulatorscheibe dienenden Bündelungssystem und mit einem elektrischen Antriebsmotor für das Bundelungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß der das Bundelungssystem (1) halternde Tubus (2) innerhalb des Rotors (3) eines Motors mit hohler Achse angeordnet und gemeinsam mit dem Rotor (3) drehbar ist.
2. 2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein drehzahlgeregelter Gleichstrommotor ist.
3. 3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Synchronmotor ist.

   4·. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulatorscheibe (6) in an sich bekannter Weise eine innerhalb eines konzentrischen, kreisförmigen Bereichs jeweils radial verlaufende, abwechselnd undurchlässige Stege und durchlässige Spalte aufweisende Kresscheibe dient.