DE1140719B

DE1140719B - Arrangement for capturing scale lines

Info

Publication number: DE1140719B
Application number: DEL37015A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Holle
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1960-09-10
Filing date: 1960-09-10
Publication date: 1962-12-06

Description

Anordnung zum Einfangen von Maßstabstrichen Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Anordnung zum Einfangen von einem oder mehreren Maßstäbstrichen.Arrangement for capturing scale lines The invention relates to relate to a new arrangement for capturing one or more scale lines.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1062 966 ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei der die Aufzeichnungen eines Aufzeichnungsträgers nach Abtastung mittels eines Elektronenstrahls auf den lichtempfindlichen Schirm einer Kathodenstrahlröhre projiziert werden.Through the German Auslegeschrift 1062 966 an arrangement has become known, in which the recordings of a recording medium after scanning by means of a Projected electron beam onto the photosensitive screen of a cathode ray tube will.

Bei einer anderen bekannten Anordnung wird zur Abtastung von optisch gespeicherten Informationen der abtastende Lichtstrahl in zwei Lichstrahlen aufgeteilt (deutsche Auslegeschrift 1069 413). Der eine Strahl wird direkt auf ein lichtempfindliches Organ geleitet, während der andere durch den Informationsträger beeinflußt und einem zweiten lichtempfindlichen Organ zugeleitet wird. Das Verhältnis der Ausgangssignale der beiden lichtempfindlichen Organe gibt dann die Grundlage für eine Auswerteschaltung, die die abgetastete Information wiedergibt.In another known arrangement, optical scanning is used stored information split the scanning light beam into two light beams (German interpretation document 1069 413). One beam is directed at a light-sensitive one Organ directed, while the other influenced by the information carrier and one second light-sensitive organ is supplied. The ratio of the output signals of the two light-sensitive organs then provides the basis for an evaluation circuit, which reproduces the scanned information.

Auch in der französischen Patentschrift 1158 535 ist ein Gerät beschrieben, bei dem zur Abtastung einer als Kurvenzug gegebenen Information ein Elektronenstrahl verwendet ist.The French patent specification 1158 535 also describes a device in which an electron beam is used to scan information given as a curve.

Im Gegensatz dazu wird bei einer in der deutschen Auslegeschrift 1079 336 beschriebenen fotoelektrischen Vorrichtung zum Einstellen von Objekten das Licht einer Lampe verwendet, um das einzustellende Objekt hinsichtlich seiner Lage mit einem oszillierenden Lichtstrahl periodisch abzutasten. Dazu dienen im Strahlengang angeordnete bewegliche Elemente, z. B. ein Draht, der magnetisch angeregt wird.In contrast, one in the German Auslegeschrift 1079 336 described photoelectric device for setting objects the light a lamp is used to indicate the position of the object to be adjusted periodically scan an oscillating light beam. Serve in the beam path arranged movable elements, e.g. B. a wire that is magnetically excited.

Auch ist es bekannt, zur Abtastung der Striche eines Maßstabes mechanisch bewegte optische Mittel zu benutzen (deutsches Patent 843 902), die einen oszillierenden Lichtstrahl erzeugen. Auch wurde bereits vorgeschlagen, die Abtastung der Maßstabstriche mittels Doppelbildern vorzunehmen. Nach einem anderen Vorschlag wird zur Abtastung der Striche eine mit einem spiralförmigen Schlitz versehene rotierende Scheibe benutzt.It is also known to mechanically scan the lines of a scale to use moving optical means (German patent 843 902), which have an oscillating Generate light beam. It has also already been proposed to scan the scale lines by means of double images. Another suggestion is scanning the stroke uses a rotating disk with a spiral slot.

Den genannten Verfahren haften die Nachteile an, daß entweder - da das bewegte Bauteil sich im Strahlengang der Anordnung befindet - ein hoher konstruktiver Aufwand beim Aufbau des Gerätes getrieben werden muß, um nach Möglichkeit keine unerwünschten Schwingungen der Gesamtanordnung aufkommen zu lassen, oder aber, daß sich bei der Verschiebung des Maßstabes für die Abtastung mit Doppelbildern eine Diskriminatorkennlinie (in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet) ergibt, die steile Flanken aufweist, so daß man bereits bei dicht neben dem Maßstabstrich liegendem Bereich am Anzeigeinstrument das gleiche Ergebnis erhält wie beim Durchlaufen des Striches selbst, so daß die Anzeige nicht eindeutig ist.The above methods have the disadvantages that either - there the moving component is in the beam path of the arrangement - a high constructive one Effort in building the device must be driven to avoid if possible to allow undesired vibrations of the overall arrangement to occur, or else that when shifting the scale for scanning with double images a Discriminator characteristic curve (shown in dashed lines in Fig. 3) results in the steep Has flanks, so that one already lies close to the scale line Area on the display instrument receives the same result as when running through the Line itself, so that the display is not clear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile vermieden sind.The invention is based on the object of creating an arrangement in which the disadvantages indicated are avoided.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Anordnung zum Einfangen von Maßstabstrichen, die sich dadurch auszeichnet, daß mittels des Elektronenstrahls einer Abtaströhre einmal ein Indexraster, zum anderen die Striche eines Maßstabes abgetastet werden. Die von zwei Fotozellen aufgenommenen Abtastergebnisse werden dann mittels Triggerstufen amplitudenunabhängig gemacht. Das vom Indexraster herrührende Abtastergebnis wird zur Steuerung eines Umschalters benutzt sowie der an einem nachgeschalteten RC-Glied auftretende Spannungsabfall zur Anzeige ausgenutzt.The invention therefore relates to an arrangement for trapping Scale lines, which are characterized by the fact that by means of the electron beam a scanning tube an index grid on the one hand, and the lines of a ruler on the other are scanned. The scanning results recorded by two photocells are then made independent of amplitude by means of trigger stages. The one coming from the index grid The scanning result is used to control a changeover switch as well as that of a downstream switch The voltage drop occurring in the RC element is used for display purposes.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert. Es stellt dar Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine zeitabhängige Darstellung der auftretenden Spannungen, Fig. 3 die Ausgangsspannung am RC-Glied in Abhängigkeit von der Maßstabverschiebung.The invention is explained below with reference to the drawings. It Fig. 1 shows the schematic structure of an arrangement according to the invention, FIG. 2 shows a time-dependent representation of the voltages occurring, and FIG. 3 shows the output voltage on the RC element depending on the scale shift.

In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, bei der über mehrere Maßstabstriche gemittelt wird. Der Lichtpunkt (bzw. -strich) einer Abtaströhre 3, die von einem Kippgerät 4 angesteuert wird, wird über ein Objektiv 6 auf einem Maßstab 1, der die Maßstabstriche 2 trägt, abgebildet. Das Kippgerät 4 ist so ausgelegt (vgl. die in Fig. 2, Zeile i, dargestellte Sägezahnspannung), daß die Lichtspur (Fig. 2, Zeile a) der Abtaströhre 3 mehrere Maßstabstriche (Fig. 2, Zeile b) überstreicht. Das am Maßstab reflektierte Licht wird mittels einer Strahlenteilerplatte 7 auf eine Fotozelle 10 geworfen, die je- weils beim Uberfahren eines Maßstabstriches einen negativen Impuls liefert (Fig. 2, Zeile c). Dieser wird mittels einer nachfolgenden Triggerstufe 12 amplitudenunabhängig gemacht (Fig. 2, Zeile d). Außerdem wird mittels eines Objektivs 5 der sich bewegende Lichtpunkt auf ein Indexraster 8 (Fig. 2, Zeile e) abgebildet, dessen linke Lochkanten h bis 14 jeweils den Einfallindex für den zugehörigen Maßstrich darstellen. Eine hinter dem Indexraster 8 befindliche Fotozelle 9 liefert über eine. Triggerstufe 11 eine Rechteckspannung (Fig. 2, Zeile f), die einen Umschalter 13 (z. B. phasenempfindliche Gleichrichter) steuert. Der von der Triggerstufe 12 kommende Impuls wird vom Umschalter 13 als positiv herausgegeben, wenn die Spannung von der Triggerstufe 11 positiv ist (Fig. 2, Zeile g). Er wird negativ ausgegeben, wenn die Ausgangsspannung an der Triggerstufe 11 negativ ist. Fällt die Umschaltung mitten in den Impuls von der Triggerstufe 12, so wird dieser in einen positiven und einen negativen Teil aufgespalten (Fig. 2, Zeile h). Die mittlere Gleichspannung, die ein nachgeschaltetes RC-Glied 14 abgibt, wird in diesem Fall zu Null. Dem RC-Glied 14 ist ein Anzeigegerät 15 angefügt. Die Ausgangsspannung des RC-Gliedes 14 kann auch beispielsweise als Steuersignal für einen Servomotor benutzt werden.In Fig. 1, an arrangement is shown schematically in which averaging is carried out over several scale lines. The light point (or line) of a scanning tube 3, which is controlled by a tilting device 4, is imaged via an objective 6 on a scale 1, which bears the scale lines 2. The tilting device 4 is designed (cf. the sawtooth voltage shown in FIG. 2, line i) that the light track (FIG. 2, line a) of the scanning tube 3 covers several scale lines (FIG. 2, line b). The light reflected on the scale is thrown onto a photocell 10 by means of a beam splitter plate 7 , which delivers a negative pulse each time it passes over a scale line (FIG. 2, line c). This is made independent of amplitude by means of a subsequent trigger stage 12 (FIG. 2, line d). In addition, by means of an objective 5, the moving point of light is imaged on an index grid 8 (FIG. 2, line e), the left hole edges h to 14 of which each represent the incidence index for the associated scale line. A photocell 9 located behind the index grid 8 supplies a. Trigger stage 11 a square wave voltage (Fig. 2, line f), which controls a changeover switch 13 (z. B. phase-sensitive rectifier). The pulse coming from the trigger stage 12 is issued by the switch 13 as positive when the voltage from the trigger stage 11 is positive (FIG. 2, line g). It is output as negative if the output voltage at trigger stage 11 is negative. If the switchover occurs in the middle of the pulse from the trigger stage 12, it is split into a positive and a negative part (FIG. 2, line h). The mean DC voltage that a downstream RC element 14 emits becomes zero in this case. A display device 15 is attached to the RC element 14. The output voltage of the RC element 14 can also be used, for example, as a control signal for a servomotor.

In Fig. 3 ist graphisch die Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Maßstabverschiebung darge stellt. Wie man sieht, ist der Einfangbezeich praktisch gleich ± 1/2 Strichabstand, was gegenüber dem bekannten Verfahren einen wesentlichen Vorteil darstellt. Es ist noch zu erwähnen, daß an das Kippgerät und die Abtaströhre keinerlei Anforderungen im Hinblick auf Frequenz, Amplitude und Linearität gestellt zu werden brauchen.In Fig. 3 is graphically the output voltage as a function of the Scale shift represents Darge. As you can see, the catch label is handy equal to ± 1/2 line spacing, which is a significant compared to the known method Represents advantage. It should also be mentioned that the tilting device and the scanning tube No requirements are made with regard to frequency, amplitude and linearity need to become.

Die Mittelung über mehrere Maßstabstriche erfolgt bei dieser Anordnung nicht dadurch, daß gleichzeitig mehrere Lichtstriche auf dem Maßstab abgebildet werden, sondern dadurch, daß ein Lichtstrich mehrere Maßstabstriche nacheinander abtastet, wobei zu jedem Maßstabstrich ein mechanisch-optischer Index zugeordnet ist.Averaging over several scale lines takes place in this arrangement not by the fact that several lines of light are shown on the scale at the same time be, but by the fact that a line of light several scale lines one after the other scans, with a mechanical-optical index assigned to each scale line is.

Ein weiterer Vorteil, der in den Herstellungskosten für solche Geräte seinen Niederschlag findet, ist darin zu erblicken, daß keine mechanisch bewegten Teile verwendet zu werden brauchen.Another advantage that is in the manufacturing cost of such devices is reflected in the fact that none are mechanically moved Parts need to be used.

Claims

Claim: An arrangement for capturing scale lines, characterized in that both an index grid and the lines of a scale are scanned simultaneously by means of the electron beam of a scanning tube, that the scanning results recorded by two photocells are made independent of amplitude by means of trigger stages, that the scanning result originating from the index grid is used Control one. Switch used and that the output current of this switch, z. B. over a. averaging RC element, a display instrument and / or a servo circuit is supplied. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1062 966, 1069 413, 1079 336; French patent specification No. 1158 535.