DE977916C - - Google Patents

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DE977916C DENDAT977916D DE977916DA DE977916C DE 977916 C DE977916 C DE 977916C DE NDAT977916 D DENDAT977916 D DE NDAT977916D DE 977916D A DE977916D A DE 977916DA DE 977916 C DE977916 C DE 977916C
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    • G01S13/422—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates sequential lobing, e.g. conical scan

Description

fangssystems geneigte Achse rotiert und dessen Flächennormale einen kleinen Winkel gegen die Rotationsachse bildet. Infolgedessen wird das Bildfeld elliptisch verzerrt und dessen Ebene in Abhängigkeit vom Umlauf winkel gegen die Ebene der Modulationsscheibe geneigt, so daß der Durchmesser des von einem punktförmigen Objekt verursachten Strahlerbündels in der Ebene der Modulationsscheibe größer ist als der Bildpunktdurchmesser oder bestenfalls diesemcatching system inclined axis rotates and its surface normal a small angle to the Forms rotation axis. As a result, the field of view becomes elliptically distorted and its plane inclined depending on the rotation angle against the plane of the modulation disc, so that the diameter of the one point-shaped object caused radiation beam in the plane of the modulation disk is greater than the pixel diameter or at best this

ίο gleich und zusätzlich mit dem Umlauf veränderlich ist. In dem mit einem Taumelspiegel versehenen Modulationssystem muß daher die Schlitzbreite der Modulationsblende entsprechend größer sein, wenn ein zu einem Bildpunkt gehöriges Strahlenbündel vollständig moduliert sein solL Damit ist aber automatisch eine verstärkte Modulation der Hintergrundstrahlung verbunden, was zu einem geringen Auflösungsvermögen und zu einer wesentlich kleineren Reichweite des Gerätes führt.ίο is the same and also variable with the circulation. In the modulation system provided with a wobble mirror, therefore, the slit width of the modulation diaphragm must be be correspondingly larger if a bundle of rays belonging to an image point is complete should be modulated But this is automatically linked to an increased modulation of the background radiation, resulting in a low resolution and a much smaller range of the Device leads.

ao Solche Nachteile und Schwierigkeiten sind durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vollständig überwunden. Bei ihr wird nämlich das Bildfeld in seiner Kreisflächenform unverändert in die Ebene der Modulationsblende abgebildet. Das Bildfeld bleibt eben und parallel zur Modulationsblende. Form und Größe de* einzelnen Bildpunktes ändern sich nicht.ao Such disadvantages and difficulties are due to the device according to the invention completely overcome. With her, namely, the image field is in its circular shape mapped unchanged in the plane of the modulation diaphragm. The image field remains level and parallel to the modulation diaphragm. The shape and size of the individual pixel do not change.

Es ist daher möglich, das Empfangssystem mit einer feinuntcrteilten Modulationsblende zu versehen, wodurch eine hohe Genauigkeit für die Auflösung zwi-It is therefore possible to provide the receiving system with a modulation feinuntcrteilten aperture, whereby a high accuracy for the resolution be-

3<J sehen Punkt- und Flächenzielen und eine optimale Hintergrundsunterdrückung gewährleistet wird.3 <J see point and area targets and an optimal one Background suppression is guaranteed.

Aus der USA.-Patentschrift 2 873 381 ist zwar eine rotierende Abtastvorrichtung mit zwei unter etwa 45° zur optischen Achse geneigten, einander ungefähr parallelen Spiegelflächen bekannt, durch die eine angenäherte Parallelversetzung zwischen dem ein- und austretenden Strahlenbündel erreicht wird. Im Unterschied zum Gegenstand der Erfindung wird jedoch bei der bekannten Abtastvorrichtung ein »gedachter« Umlauf zweier Empfangselemente im Beobachtungsfeld bewirkt und nicht — wie es beim Erfindungsgegenstand vorgesehen ist — ein effektiver Umlauf des Abbildes des Beobachtungsfeldes auf einem Empfangselement bzw. einer davor befindliehen Modulationsblende.US Pat. No. 2,873,381 discloses a rotating scanning device with two under approximately 45 ° to the optical axis inclined, approximately parallel mirror surfaces known through the one approximate parallel displacement between the incoming and outgoing beam is achieved. in the However, the known scanning device differs from the subject matter of the invention "Imagined" rotation of two receiving elements in the observation field and not - as it is with the Subject matter of the invention is provided - an effective circulation of the image of the observation field on a receiving element or a modulation diaphragm located in front of it.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Verwendung eines Empfangselements, dessen Oberfläche in an sich bekannter Weise kleiner als die Fläche der Modulationsblende ist, zwischen der Modulationsblende und dem Empfangselement ein zweites, als Rücklenkprisma wirkendes Rhomboidprisma gleicher Bauform in spiegelsymnietrischer Lage gegenüber dem Auslenkprisma angeordnet und synchron • und gleichphasig mit dem Aiislenkprisma um die optische Achse drehbar ist.A further development of the invention is that to use a receiving element, its Surface in a manner known per se is smaller than the area of the modulation diaphragm, between the modulation diaphragm and a second rhomboid prism acting as a return prism similar to the receiving element Design in a mirror-symmetrical position opposite the deflection prism and arranged synchronously • and in phase with the Aiislenkprisma around the optical axis is rotatable.

Diese Maßnahme erlaubt es, von den Vorteilen kleinflächiger Empfänger Gebrauch zu machen. Diese Vorteile sind in erster Linie darin zu sehen, daß das Empfangssystem hinsichtlich Empfindlichkeit, Signal-Rauschverhältnis und Reichweite optimal ausgelegt werden kann.This measure makes it possible to make use of the advantages of small-area receivers. These Advantages are primarily to be seen in the fact that the receiving system in terms of sensitivity, signal-to-noise ratio and range can be optimally designed.

Die weitere Erläuterung der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen erfolgt an Hand der Zeichnungen.The further explanation of the invention and its configurations is based on the drawings.

Im Rahmen von Ausfühnsngsbeispielen zeigtIn the context of exemplary embodiments

A b b. 1 eine bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbare Modulationsblende,A b b. 1 one in the device according to the invention usable modulation diaphragm,

A b b. 2 ein Schema des Strahienverlaufs innerhalb einer Optik zur Erzeugung einer Abbildung des Beobachtungsfeldes,A b b. 2 shows a diagram of the course of the rays within an optical system for generating an image of the Observation field,

A b b. 3 die Lage eines punktförmigen Zielobjektes im Beobachtungsfeld,A b b. 3 the position of a punctiform target object in the observation field,

A b b. 4 die Lage des als Bildpunkt abgebildeten Zielobjektes innerhalb des Bildfeldes,A b b. 4 the position of the target object depicted as a pixel within the image field,

A b b. Sa und Sb mögliche Ausfühxungsformen von bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbaren Rhomboidprismen,A b b. Sa and Sb possible embodiments of those which can be used in the device according to the invention Rhomboid prisms,

A b b. 6 und 8 geometrische Darstellungen des Bildfeldumlaufs,A b b. 6 and 8 geometric representations of the image field circulation,

A b b. 7 und 9 graphische Darstellungen der verschiedenen Modulationsfrequenzen undA b b. 7 and 9 graphical representations of the various modulation frequencies and

Abb. 10 eine Gesamtübersir.ht über e.ine Vor-' richtung nach der Erfindung, dargestellt als optisches System einschließlich eines Blockschalthildes der Auswerteelektronik.Fig. 10 a complete overview over a pre ' direction according to the invention, shown as an optical system including a block diagram of the Evaluation electronics.

Die Modulationsblende 10 gemäß Abb. 1 besteht aus für die zu empfangende Objektstrahlung abwechselnd durchlässigen Schlitzen 1 und undurchlässigen Stegen 2. Die Lage der Modulationsblende 10 ist aus der Abb. 2 zu ersehen.The modulation diaphragm 10 according to FIG. 1 consists of alternating elements for the object radiation to be received permeable slots 1 and impermeable webs 2. The position of the modulation diaphragm 10 can be seen from Fig. 2.

Das hierin schematisch dargestellte zylindersymmetrischi· optische System zur Erzeugung einer Abbildung des Beobachtungsfeldes ist in diesem Beispiel als Spiegelsystem 3 ausgebildet. Es besitzt ein ebenes, kreisförmig begrenztes Bildfeld Aa, dessen Mittelpunktsnormale mit der Achse 5 des Spiegelsystems 3 identisch ist.The cylinder-symmetrical optical system shown schematically here for generating an image of the observation field is designed as a mirror system 3 in this example. It has a flat, circularly delimited image field Aa, the center normal of which is identical to the axis 5 of the mirror system 3.

Der Bildpunkt eines in der Achse S liegenden punktförmigen Objektes entsteht dann im Mittelpunkt 6 des Bildfeldes.The image point of a point-like object lying in the axis S then arises in the center 6 of the image field.

In der Abb. 3 ist die Lage eines punktförmigen Zielobjektes 7 dargestellt, daß vom Ort des Empfangssystems aus unter den Ablagewinkeln Φ und y> beobachtet wird. Diesem Zielobjekt 7 entspricht im Bildfeld, wie in Abb. 4 gezeigt ist, ein Bildpunkt 8 mit den Polarkoordinaten <p0 = Φ und r = F · tg ψ, wobei F die Bündelungsweite des Spiegelsystems ist.In Fig. 3, the position of a punctiform target object 7 is shown that is observed from the location of the receiving system at the angles Φ and y>. Corresponding to this target object 7 in the image field, as shown in FIG. 4, is an image point 8 with the polar coordinates <p 0 = Φ and r = F · tg ψ, where F is the focusing range of the mirror system.

Das als Auslenkprisma wirkende Rhomboidprisma 9, wie es beispielsweise auch aus den Abb. 5 a oder Sb hervorgeht, ist nun so zwischen das Spiegelsystem 3 und die Modulationsblende 10 gebracht, daß die Mittelpunktsnormale der Prismenstirnseite 9« oder 9 b (s. Abb. 5 a und 5 b) mit der Achse 5 zusammenfällt. Dadurch wird das Bildfeld, wenn der Brechungsindex des Prismenvolumens gegenüber Luft gleich 1 beträgt, um die Länge p der Prismenkante in Richtung der Achse 5 und um die Länge q senkrecht zur Achse 5 verschoben. Das jetzt entstehende Bildfeld 4 bleibt dabei gleichförmig zu dem ohne Auslenkprisma entstehenden Bildfeld 4a, und die Achsen x, y behalten ihre Richtung bei. iaoThe rhomboid prism 9 acting as a deflecting prism, as can also be seen, for example, from Fig. 5a or 5b, is now placed between the mirror system 3 and the modulation diaphragm 10 in such a way that the center normal of the prism face 9 ″ or 9b (see Fig. 5 a and 5 b) coincides with axis 5. As a result, if the refractive index of the prism volume with respect to air is equal to 1, the image field is shifted by the length p of the prism edge in the direction of the axis 5 and by the length q perpendicular to the axis 5. The image field 4 that now arises remains uniform to the image field 4a that arises without a deflection prism, and the axes x, y maintain their direction. iao

Das Bildfeld 4 wird dann um einen geringeren Betrag als p in Richtung der Achse 5 verschoben, wenn der Brechungsindex des Prismen volumen s gegenüber Luft größer als 1 ist.The image field 4 is then shifted by a smaller amount than p in the direction of the axis 5 when the refractive index of the prism volume s is greater than 1 compared to air.

Die ruhende; Modulationsblende 10 'befindet sich in der Ebene des Bildfeldes 4. Rotiert nun das Rhom-The dormant; Modulation diaphragm 10 'is in the plane of the image field 4. Now rotates the rhomb

boidprisma 9 mit konstanter Umlauffrequenz fQ um die Achse 5 des Empfangssystercs, so bewegt sieb das Bildfeld 4 mit gleicher Liniauffrequenz auf einem Kreisring H um den Bezugspunkt 12, wie an Hand dei Abb. 6 gezeigt wird. Die Achsen x, y des Bildfeldes behalten dabei ihre Richtung. Der Mittelpunktö des Bildfeldes 4 durchläuft infolgedessen einen Kreis 13 um dui Bezugspunkt 12, dessen Radius gleich der Länge q des Prismenabstandes ist. Jeder andereBoid prism 9 with constant rotational frequency f Q around the axis 5 of the receiving syste, then moves the image field 4 with the same line frequency on a circular ring H around the reference point 12, as shown in Fig. 6. The axes x, y of the image field keep their direction. The center point of the image field 4 consequently runs through a circle 13 around the reference point 12, the radius of which is equal to the length q of the prism spacing. Every body else

to Punkte des Bildfeldes4 beschreibt in der Modulationsebene einen dazu exzentrischen Kreis 14 mit dem . gleichen Radius. Die Exzentrizität des Kreises nach Betrag und Richtung ist jeweils durch die Koordinaten r und <p0 bzw. y und χ des betreffenden Punktes8To points of the image field 4 describes an eccentric circle 14 with the in the modulation plane. same radius. The eccentricity of the circle in terms of magnitude and direction is given by the coordinates r and <p 0 or y and χ of the point in question8

is des Bildfeldes 4 gegeben. Der Mittelpunkt des Kreises :14 hat zum Bezugspunkt 12 die gleichen Koordinaten r und γ0. is the image field 4 given. The center of the circle: 14 has the same coordinates r and γ 0 at reference point 12.

Befindet sich also das Objekt in der Achse 5 des Emptangssystems, so fällt der entsprechende BiId-So if the object is in axis 5 of the reception system, the corresponding image

ao punkt mit dem Mittelpunkt 6 des Bildfeldes zusammen und der Mittelpunkt des mit der Umlauffrequenz f0 durchlaufenen Kreises mit dem Bezugspunkt 12. Die hinter der Modulationsblende 10 erscheinende Modulationsfrequenz /"j des Bildpunktes ist in diesemao point with the center point 6 of the image field and the center point of the circle traversed at the rotational frequency f 0 with the reference point 12. The modulation frequency / ″ j of the image point appearing behind the modulation diaphragm 10 is in this

»5 Falle konstant, und zwar ist /", = Mf0, wobei η die Anzahl der Schlitze der Modulationsblende 10 ist (s. Abb. 7).»5 trap constant, namely /", = Mf 0 , where η is the number of slots in the modulation diaphragm 10 (see Fig. 7).

Befindet sich das Objekt außerhalb der Achse 5 des Empfangssystems, so besitzt der entsprechende Bildpunkt im Bildfeld die Polarkoordinaten r und ψ0 (s. Abb. 8). Der ebenfalls mit der Umlauffrequenz /"„ durchlaufene Kreis 14 hat seinen Mittelpunkt 15 ebenfalls im Abstand r vom Bezugspunkt 12 sowie einen Winkel ^0 gegenüber der willkürlich ge-Wählten Bezugsrichtung λ'. Die hinter der Modulationsblende abzunehmende Modulationsfrequenz /", ist in diesem Falle mit der Umlauffrequenz f0 periodisch veränderlich und in dei Amplitude der Frequenzänderung von r, in der Phase φ von ψ0 abhängig.If the object is outside the axis 5 of the receiving system, the corresponding image point in the image field has the polar coordinates r and ψ 0 (see Fig. 8). The circle 14, also traversed with the rotational frequency / "", has its center point 15 also at a distance r from the reference point 12 and an angle ^ 0 with respect to the arbitrarily selected reference direction λ ' periodically variable with the rotational frequency f 0 and in the amplitude of the frequency change of r, in the phase φ of ψ 0 dependent.

Das Maximum der Frequenz /Ί liegt bei ψ = π + ψ0, das Minimum der Frequenz fx bei ψ = <p0. Angenähert besteht zwischen den Frequpnzen fx und /"„ der ZusammenhangThe maximum of the frequency / Ί is ψ = π + ψ 0 , the minimum of the frequency f x is ψ = <p 0 . There is approximately the relationship between the frequencies f x and / ""

Λ = «Λ,Λ = «Λ,

wobei R = q der Radius des Kreises 14 und ρ der mit φ veränderliche Radiusvektor vom Bezugspunkt 12 zum Bildpunkt 8 ist. Für ρ (r, <p0, φ) giltwhere R = q is the radius of the circle 14 and ρ is the radius vector from the reference point 12 to the image point 8, which is variable with φ. For ρ (r, <p 0 , φ) we have

ρ = r (sin 9P0 · sin φ + cos <p0 · cos φ) ρ = r (sin 9P 0 sin φ + cos <p 0 cos φ)

„ <-) {[(sin ψ0 ■ sin φ -f cos <p0 ■ cos φ)2-1] r* + R*}1'* . 55 "<-) {[(sin ψ 0 ■ sin φ -f cos <p 0 ■ cos φ) 2 -1] r * + R *} 1 '*. 55

Für φ — φ0 ist ρ = R + r, For φ - φ 0 we have ρ = R + r,

füi φ = π + ψ0 ist ρ = R — r. for φ = π + ψ 0 we have ρ = R - r.

Die beiden Extremfrequenzen sind demnachThe two extreme frequencies are accordingly

/imin = ^TT— nfo und Λ max =/ imin = ^ TT— n fo and Λ max =

R + rR + r

R-rR-r

Der maximale Frequenzhub gegenüber der konstanten Frequenz f, β η· f0 bat damit bei ψ = ψο den BetragThe maximum frequency deviation compared to the constant frequency f, β η · f 0 was the amount at ψ = ψο

Δ f (,-{mas — tr ' M7o Δ f (, - {mas - tr ' M 7o

R ·+· r R + r

und bei φ = π + ψ0 den Betragand with φ = π + ψ 0 the amount

R — R -

nfo· n fo

Der Frequenzhub über den gesamten Umlauf beträgt The frequency deviation over the entire cycle is

ai= /max — /min —ai = / max - / min -

rRrR

Der zeitliche Verlauf der Modulationsfrequenz /", ist in der Abb. 9 für die Fälle r > O, ψ<0 = O, -^- und -^~ aufsezeichnet. Die Polaikoordinaten r und </0 des Bildpunktes 8 im Bildfeld sind demnach bestimmbar durch den maximalen Frequenzhub, die Amplitude der Frequenzmodulation und durch die Phasenbeziehung der Frequenzmodulation zur willkürlich angenommenen Bezugsrichtung. Entsprechendes gilt für die Bestimmung der kartesischen Koordinaten χ und y mit Hilfe der Beziehungen χ = r · cos ^0 und y = r · sin ψ0. The time course of the modulation frequency / ″ is recorded in Fig. 9 for the cases r> O, ψ < 0 = O, - ^ - and - ^ ~. The polar coordinates r and </ 0 of the image point 8 in the image field are accordingly can be determined by the maximum frequency deviation, the amplitude of the frequency modulation and the phase relationship of the frequency modulation to the arbitrarily assumed reference direction.The same applies to the determination of the Cartesian coordinates χ and y using the relationships χ = r · cos ^ 0 and y = r · sin ψ 0 .

Aus der Abb. 10 ist eine Gesamtübersicht über die erfindungsgemäße Vorrichtung zur koordinatenmäßigen Bestimmung der Lage eines Objektes in einem Beobachtungsfeld zu entnehmen.From Fig. 10 is an overall overview of the inventive device for coordinate Determination of the position of an object in an observation field.

Darin enthält das Empfangssystem ine Liiucn-Spiegeloptik a, ein Auslenkprisma b, eine Modulationsblende c, ein Rücklenkprisma d, einen optischen S?T»melkörper e (der auch gleichzeitig als Wellenlängenfilter ausgebildet sein kann) und einen Empfänger f. The receiving system contains a Liucn mirror optics a, a deflection prism b, a modulation diaphragm c, a return prism d, an optical swirl body e (which can also be designed as a wavelength filter at the same time) and a receiver f.

Die dem Empfänger f nachfolgende Auswerteelektronik besteht aus einem Referenzgenerator g, einem Bandpaß h, einem Verstärker i, einem Demodulator j, einem ^"-Phasenschieber k für die ^/-Richtung, einem Demodulator / für die »-Richtung, einem Demodulator m für die ^-Richtung, einem Tiefpaß η für die #-Steuerspannung und einem Tiefpaß 0 für die y-Steuerspannung.The evaluation electronics following the receiver f consists of a reference generator g, a bandpass filter h, an amplifier i, a demodulator j, a ^ "phase shifter k for the ^ / direction, a demodulator / for the» direction, a demodulator m for the ^ direction, a low pass η for the # control voltage and a low pass 0 for the y control voltage.

Das Empfangssystem ist für die Anwendung infraroter und/oder sichtbarer und/oder ultravioletter Strahlung ausgelegt.The receiving system is infrared and / or visible and / or ultraviolet for the application Radiation designed.

Auslenkprisma b und Rücklenkprisma d bestehen aus dem gleichen Werkstoff und besitzen die gleichen Abmessungen. Sie rotieren synchron und in gleicher Phase, so daß das Bildfeld nach der Modulation genau urn den Betrag der vorherigen Auslenkung verzerrungsfrei und gleichförmig auf die optische Achse iao zurückgelenkt wird. Eine dem Rücklenkprisma d folgende Sammeloptik e bündelt die frequenzmodulierte Strahlung auf einen Empfänger f von relativ kleiner nutzbarer Oberfläche.Deflection prism b and return prism d consist of the same material and have the same dimensions. They rotate synchronously and in the same phase, so that the image field after the modulation is deflected back to the optical axis iao exactly by the amount of the previous deflection, without distortion and uniformly. A collecting optics e following the return prism d bundles the frequency-modulated radiation onto a receiver f with a relatively small usable surface.

Der Referenzgenerator g liefert eine zu /"„ synchrone Wechselspannung, deren Phase z. B. soThe reference generator g supplies an alternating voltage that is synchronous with / "", the phase of which, for example, is as follows

liegt, daß das Maximum dem Durchgang des Bildfeld Mittelpunktes 6 durch die als Bezugsrichtung gewählte »-Achse mit 95 = O entspricht. Der Referenzgenerator g kann ein mit dem rotierenden Prismensystem gekoppelter Wechselstromgenerator sein oder auch eine Fotozelle, die phasengleich mit Licht der Modulationsfrequenz /"0 bestrahlt wird.lies that the maximum corresponds to the passage of the image field center point 6 through the »-axis selected as the reference direction with 95 = 0. The reference generator g can be an alternating current generator coupled to the rotating prism system or a photocell which is irradiated in phase with light of the modulation frequency / "0.

Die koordinatenabhängige Steuerspannung für die x- bzw. y-Richtung wird von der Auswerteelektronik geliefert.The coordinate-dependent control voltage for the x or y direction is supplied by the evaluation electronics.

Der Frequenzbereich der Fotospannung wird, um ein maximales Nutz-Stör-Signalverhältnis zu erzielen, durch den Bandpaß h aufIn order to achieve a maximum useful-to-interference signal ratio, the frequency range of the photo voltage is increased by the bandpass filter h

nfo — Δ f(_)max bis nf0 + Δ /"(+)max nfo - Δ f (_) m ax to nf 0 + Δ / "(+) max

eingeengt. Das Ausgangssignal wird demnach in dem mehrstufigen Verstärker i hochverstärkt und dem Frequenzdemodulator j zugeführt, der eine mit f0 constricted. The output signal is accordingly highly amplified in the multi-stage amplifier i and fed to the frequency demodulator j , the one with f 0

ao periodische Spannung liefert, welche der Änderung der Modulationsfrequenz f-y als Folge der Prismendrehung entspricht.ao supplies periodic voltage which corresponds to the change in the modulation frequency fy as a result of the prism rotation.

Die Amplitude der Spannung ist dem Frequenzhub proportional, die Phase entspricht der Phase derThe amplitude of the voltage is proportional to the frequency deviation, the phase corresponds to the phase of the

as Frequenzmodulation. Die Modulationsspannung wird an die beiden Ringdemodulatoren I und m für die «-Richtung bzw. y-Richtung weitergegeben; sie bestimmen die Phasenlage der Modulationsspannung im Vergleich zu der Referenzspannung, die der Referenzgenerator g direkt für die ^-Richtung und über den ^"-Phasenschieber k für die y-Richtung liefert. Die Ausgangsspannungen der beiden Demodulatoren I und m werden in den nachfolgenden Tiefpässen η und ο von Restanteilen der Modulationsspannung und deren Oberwellen gereinigt. Die beiden an den Ausgängen der Tiefpässe η und 0 auftretenden Signal-Gleichspannungen sind ein Maß für die x- und die y-Koordinate des Bildpunktes. Sie können in Verbindung mit den bekannten Größen des Empfangssystems zur Bestimmung der Ablage des Punktobjektes von der optischen Achse dienen oder als Stcuerspannungen für einen Ziel-Nachführmechanismtis.as frequency modulation. The modulation voltage is passed on to the two ring demodulators I and m for the direction and y direction; they determine the phase position of the modulation voltage compared to the reference voltage which the reference generator g delivers directly for the ^ direction and via the ^ ″ phase shifter k for the y direction. The output voltages of the two demodulators I and m are in the subsequent low-pass filters η and ο cleaned of residual components of the modulation voltage and their harmonics. The two DC signal voltages occurring at the outputs of the low-pass filters η and 0 are a measure of the x and y coordinates of the image point Receiving system to determine the position of the point object from the optical axis or as control voltages for a target tracking mechanism.

An Stelle einer kombinierten Linsen-Spiegeloptik kann für die oben gerannten Wellenlängenbereiche entweder eine reine Linsenoptik oder eine reine Spiegeloptik verwendet werden; die Auslenk- und Hücklenkprismen können aus jeweils zwei parallelen Planspiegeln als Hypotemisenflächen bestehen oder aus entsprechenden Spiegelhohlkörpem oder aus VoIlmaterial mit geeigneter Transparenz und Refraktion, wobei die Hypotenusenflächen an sich total oder durch geeignete Verspiegelung total reflektieren sollen. Die Modulationsblende kann auf einen transparenten Träger aufgebracht oder aus nichttransparentem Werkstoff gearbeitet sein. Als Sammelkörper kommen Linsen bzw. Linsensysteme oder Reflexionskondensoren in Betracht. Für den infraroten, sichtbaren bzw. ultravioletten Bereich können Fotoempfänger wie etwa polykristalline PhotozeHen, Fotodioden, Fototransistoren, Fotowiderstande, DK-Zellen, Fotoemissionsröhren, thermische Empfänger wie z. B.Instead of a combined lens and mirror optics, for the wavelength ranges mentioned above either a pure lens optic or a pure mirror optic can be used; the deflection and Hücklenkprisms can consist of two parallel plane mirrors as hypotemic surfaces or from corresponding hollow mirror bodies or from solid material with suitable transparency and refraction, with the hypotenuse areas in themselves total or should reflect completely through suitable mirroring. The modulation diaphragm can be on a transparent Carrier applied or made of non-transparent material. Come as a collector's body Lenses or lens systems or reflection condensers into consideration. For the infrared, visible or the ultraviolet range, photo receivers such as polycrystalline photo cells, photo diodes, Photo transistors, photo resistors, DK cells, photo emission tubes, thermal receiver such as B.

: Thermoelemente, Thermosäulen, Bolometer oder thermopneumatische Elemente verwendet werden. : Thermocouples, thermopiles, bolometers or thermopneumatic elements are used.

Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgelegt sein, daß die koordinatenmäßige Bestimmung von Objekten möglich ist, die elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich der Funkmeßtechnik emittieren oder remittieren, so läßt sich die Vorrichtung folgendermaßen abwandeln: Als Bündelungssystem, Hypotenuseflächen der Auslenk- und Rücklenkprismen und Sammelkörper dienen Reflektoren; als Empfänger dienen Antennen oder tiefgekühlte Halbleiterelemente. Die Modulationsblende muß in ihren Dimensionen auf die im Vergleich zu optischen Wellen große Wellenlänge abgestimmt sein.Should the device according to the invention be designed so that the coordinate determination of Objects is possible, the electromagnetic radiation in the wavelength range of radio measurement technology emit or remit, the device can be modified as follows: As a bundling system, Hypotenuse surfaces of the deflection and return prisms and collecting bodies serve as reflectors; Antennas or frozen semiconductor elements serve as receivers. The modulation aperture its dimensions must be matched to the wavelength, which is large compared to optical waves.

Für die Anwendung auf akustische Wellen, z. B. auf Ultraschall, werden das Bündelungssystem, die Hypotenusenflächen der Prismenkörper und der Sammelkörper von Reflektoren gebildet oder auch als Linsen- bzw. Prismensysteme aus geeignetem Vollmaterial hergestellt. Als Empfänger dienen Mikrophone, Halbleiterelemente, Thermoelemente, piezoelektrische Elemente, thermopneumatische Elemente oder Resonatoren.For application to acoustic waves, e.g. B. on ultrasound, the bundling system that Hypotenuse surfaces of the prism body and the collecting body formed by reflectors or also as Lens or prism systems made of suitable solid material. Microphones are used as receivers, Semiconductor elements, thermocouples, piezoelectric elements, thermopneumatic elements or resonators.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Vorrichtung zur koordinatenmäßigen Bestimmung der Lage eines Objekts in einem Beobachtungsfeld, versehen mit einem Bündelungssystem zur Erzeugung einer Abbildung des Beobachtungsfeldes; mit rotierenden Ablenkmitteln zur Erzeugung eines kreisförmigen Umlaufs des Bildfeldes auf der Oberfläche einer feststehenden, mit der Systemachse zentrierten, radial verlaufende Schlitze aufweisenden Modulationsblende; mit einem Empfangselement zur Aufnahme der modulierten Objoktstrahlung sowie mit einer nachgeschalteten elektronischen Einrichtung zur Bildung von den Objektkoordinaten proportionalen Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines verzerrungsfreien Bildfeldumlaufs zwischen dem Bündelungssystem und der Modulationsblende ein als Auslenkprisma wirkendes Rhomboidprisma derart angeordnet ist, daß die Mittelpunktsnormale der Prismenstirnseite mit der Systemachse zusammenfällt, und daß das Prisma um diese Achse drehbar ist.1. Device for the coordinate determination of the position of an object in an observation field, provided with a bundling system for generating an image of the observation field; with rotating deflectors to generate a circular orbit of the image field on the surface of a stationary, modulation diaphragm centered with the system axis and having radially extending slots; with a receiving element for receiving the modulated object radiation and with a downstream electronic device for generating the object coordinates proportional voltages, characterized that to achieve a distortion-free image field circulation between the bundling system and the modulation diaphragm a rhomboid prism acting as a deflecting prism is arranged in such a way that the normal to the center point the prism face coincides with the system axis, and that the prism around this Axis is rotatable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung eines Empfangselements, dessen Oberfläche in an sich bekannter Weise kleiner als die Fläche der Modulationsblende ist, zwischen der Modulationsblende und dem Empfangselement ein zweites, als Rücklenkprisma wirkendes Rhomboidprisma gleicher Bauform in spiegelsymmetrischer Lage gegenüber dem Auslenkprisma angeordnet und synchron und gleichphasig mit dem Auslenkprisma um die Systemachse drehbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for the use of a receiving element, the surface of which, in a manner known per se, is smaller than the area of the modulation diaphragm is, between the modulation diaphragm and the receiving element, a second, as a return prism acting rhomboid prism of the same design in a mirror-symmetrical position opposite the deflecting prism arranged and synchronized and in phase with the deflecting prism around the System axis is rotatable. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- lao kennzeichnet, daß zwischen dem Rücklenkprisma und dem Empfangselement ein geeigneter Sammelkörper angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that it is indicates that a suitable collecting body between the return prism and the receiving element is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 iüi die Anwendung im Mikrowellenbereich, dadur -h ge- las kennzeichnet, daß das Bündelungssystem, das4. Apparatus according to claim 1 to 3 iüi the Use in the microwave range, dadur -h read indicates that the bundling system that prismatische Auslenksystem, das prismatische Rücklenksystem und der Sammelkörper aus Reflektoren bestehen und das Empfangselement eine Antenne oder ein tiefgekühlter Halbleiter ist.prismatic deflection system, the prismatic return deflection system and the collecting body made of reflectors exist and the receiving element is an antenna or a frozen semiconductor. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 für die Anwendung' im Bereich akustischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündelungssystem, das prismatische Auslenksystem, das prismatische Rücklenksystem und der Sammelkörper aus Reflektoren oder akustischen Linsen bestehen und das Empfangselement ein Mikrophon, ein Halbleiterelement, ein Thermoelement, ein thermopneumatisches Element, ein piezoelektrisches Element oder ein Resonator ist.5. Device according to claim 1 to 3 for the application 'in the field of acoustic radiation, characterized in that the bundling system, the prismatic deflection system, the prismatic return system and the collecting body made of reflectors or acoustic lenses and the receiving element is a microphone, a semiconductor element, a thermocouple is a thermopneumatic element, a piezoelectric element or a resonator. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bündelurigssystein und Empfänger zur Begrenzung auf einen bisstimmten Spektralbereich und/oder zur weiteren Unterdrückung von Hintergrundstrahlung ein Filter angeordnet ist.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that between Bündelurigssystein and receivers for limiting to a certain spectral range and / or to further Suppression of background radiation a filter is arranged. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkörper gleichzeitig, als Spektralfilter ausgebildet ist.7. Apparatus according to claim 3 and 6, characterized in that the collecting body at the same time, is designed as a spectral filter. In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 087 838;
USA.-Patentschriften Nr. 2 873 381, 2 981 843.Considered publications:
French Patent No. 1,087,838;
U.S. Patent Nos. 2,873,381, 2,981,843. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings ι SO» 650/1 1172ι SO »650/1 1172
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