DE1292508B - Fliegerschulungsgeraet zur Nachbildung des Radarbildes einer Landschaft - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Fliegerschulungsgerät zur läufig etwas ungleichmäßig, und demzufolge ergibt Nachbildung des Radarbildes einer Landschaft, bei sich auch eine ungleichmäßige Lichtemission im Verdem ein Lichtstrahl einen fotografischen Film ab- laufe des Abtastens der Schicht durch den Elektrotastet, auf dem die Konturen der Landschaft als nenstrahl. Zu den Einrichtungen, die für das Eichen Grauschatten dargestellt sind, wobei eine licht- 5 oder Korrigieren des Videosignals in Hinsicht auf die empfindliche Einrichtung den Abtaststrahl nach Kompensation der ungleichmäßigen Lichtemission Durchtritt durch den Film aufnimmt und ein elektri- vorgesehen sind, gehört ein weiterer Fotovervielsches Ausgangssignal erzeugt, das verstärkt und einer fächer 20, auf den das von der Abtastvorrichtung 12 Kathodenstrahlröhre zugeführt wird. ausgehende Licht direkt auftrifft. Das diesem Foto-

Das Radarbild wird dabei als Grauschatten auf io vervielfacher zugeordnete optische System besteht aus einen Schirm geworfen. Die Stärke der Grauschatten einem als Strahlteiler wirkenden, dichroitischen beeinflußt dabei den Charakter der in Konturen dar- Spiegel 21, einer Linse 22 und einer Einrichtung 23 gestellten Landschaft. Dies führt dazu, daß der zum Dämpfen des Lichtes, beispielsweise in Form Charakter der Landschaft, vor allen Dingen die einer klären Filmplatte. Der Ausgang des Fotover-Höhengliederung, falsch beurteilt wird, denn eine 15 vielfachers 20 läuft über einen Verstärker 24 zu einer unerwünschte Verschiebung des Grauschattenberei- veränderlichen Dämpfungseinrichtung 25, der ebenches ergibt sich vor allem durch Intensitätsschwan- falls das im Fotovervielfacher 16 entwickelte und im kungen der Lichtquelle, die zur Abtastung des Films Ausgangskanal des Verstärkers 17 erscheinende verwendet wird. Bei der Übertragung der Lichtwerte Videosignal zugeführt wird. Dieses Videosignal wird werden außerdem häufig auch lichtempfindliche Ein- 20 durch eine von der Dämpfungseinrichtung 25 ausgerichtungen, z. B. Fotovervielfacher, verwendet, deren führte analoge Division um einen Betrag gedämpft, Betriebswerte während des Betriebes wandern. Auf- der der augenblicklichen Helligkeit des von der gäbe der Erfindung ist es, Schwankungen der Licht- Abtastvorrichtung 12 abgegebenen Lichtes entspricht, intensität des Abtaststrahles automatisch zu kompen- Das im Ausgang der Dämpfungseinrichtung 25 ersieren und das Wandern der Betriebswerte der licht- 25 scheinende Signal ist somit ein Videosignal, das von empfindlichen Einrichtungen während des Betriebes den Schwankungen der Lichtemission der Abtastvorauszugleichen. richtung 12 unabhängig ist, sich also so verhält, als

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine zweite ob die Abtastvorrichtung 12 eine konstante Lichtlichtempfindliche Einrichtung, die den Abtaststrahl leistung aufweisen würde.

vor dem Durchtritt durch den Film aufnimmt und 3° Die Fotovervielfacher 16 und 20 sind von Natur ein Kompensationssignal für die Strahlintensität er- aus Driften unterworfen, d. h., das für eine gegebene zeugt, das eine veränderliche Dämpfungseinrichtung Lichtleistung entwickelte elektrische Signal neigt dasteuert, die auf das Ausgangssignal einwirkt und in zu, sich langsam zu verändern. Zum periodischen Übereinstimmung mit der mittleren Intensität des Korrigieren der Driften und zum Nacheichen der Abtaststrahles das Ausgangssignal beeinflußt, und 35 Fotovervielfacher dient eine synchronisierte Einrichdurch Markiereinrichtungen, die optisch mit beiden rung mit einer Standard-Beleuchtungsquelle 27, die lichtempfindlichen Einrichtungen gekoppelt sind und optisch mit den beiden Fotovervielfachern 16 und 20 zu diesen periodisch ein Standardhelligkeitssignal gekoppelt ist. Die Standard-Beleuchtungsquelle entdurchlassen, hält eine Röhrenlampe, die innerhalb eines Zylinders Ein Ausführungsbeispiel des Fliegerschulungs- 40 28 angeordnet ist, der durch einen Synchronmotor gerätes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt 29 um seine Längsachse in Drehung versetzt werden Fig. 1 ein Schaübjld des optischen Systems und kann. Der Zylinder 28 ist durchweg undurchsichtig, der elektrischen Schaltung, besitzt jedoch eine sich in Längsrichtung schlitzför-F i g. 2 eine schematische Ansicht der Filmtrans- mig erstreckende durchsichtige Lichtdurchtrittsöffporteinrichtung. · 45 nung (Schlitz) 30. Aus dem Schlitz 30 tritt ein langes Ein Filmstreifen Ii wird von dem Lichtfleck einer flaches Lichtbündel aus, das den Raum außerhalb Abtastvorrichtung 12 abgetastet (Fig. 1). Der Licht- des Zylinders 28 überstreicht, wenn sich der Zylinder fleck wird von einer Kathodenstrahlröhre 13 erzeugt dreht. Der Zylinder 28 wird von einem Gehäuse 34 _ und über ein optisches System 14 auf den Filmstreifen umgeben, das zwei Öffnungen besitzt, von denen je-' fokussiert. Der Filmstreifen enthält ein Kartenbild, 50 weils ein Lichtleitstab 32 bzw. 33-ausgeht. Die beiden wobei verschiedene Grauschatten jeweils Höhen- Lichtleitstäbe leiten das Licht aus der Standardschichten darstellen. Eine lichtempfindliche Aufnah- Beleuchtungsquelle zu den Fotovervielfachern 16 und mevorrichtung in Form eines Fotovervielfachers 16 20 nach Maßgabe der Rotation_des Zylinders 28. Daentwickelt aus der Abtastung des Filmstreifens 11 ein bei ist die Anordnung so getroffen, daß die Foto-Videosignal, das über einen Verstärker 17 und über 55 vervielfacher immer dann mit Licht aus der Stanweitere Schaltungsteile zu einer Bildkonsole 18 gelei- dard-Beleuchtungsquelle versorgt werden, wenn in tet wird, die eine Kathodenstrahlröhre zur Wieder- der Abtastvorrichtung 12 ein Rücklauf ausgeführt gäbe eines nachgebildeten Radarbildes enthält. Es wird und die Bildkonsole 18 abgeschaltet ist.
sind ferner Einrichtungen vorgesehen zum Eichen Neben den beiden öffnungen, an die die Lichtoder Korrigieren des Viedeosignals, um Schwankun- 60 leitstäbe 32 und 33 angeschlossen sind, besitzt das gen in der Ausgangsleistung der Abtastvorrichtung Gehäuse 34 noch eine weitere Öffnung, von der aus 12 und Schwankungen infolge Drift im Fotoverviel- ein weiterer Lichtleitstab zu einem dritten Fotoverfacher 16 auszugleichen. vielfacher 35 führt. Dieser dritte Fotovervielfacher In der Abtastvorrichtung 12 wird der Lichtfleck in arbeitet als Taktkreis, indem er nach Maßgabe der üblicher Weise auf: dem Frontschirm der Kathoden- 65 Rotation des Zylinders 28 Lichtimpulse empfängt strahlröhre 13 erzeugt,, indem ein. Elektronenstrahl und elektrische Taktimpulse abgibt, die in die übrige auf eine Phosphorschicht auftrifft. Da die betreffen- Schaltung eingespeist werden. Die Taktimpulse lauden Phosphate granular sind, ist die Schicht zwang- fen über einen ersten Kanal vom Taktkreis 35 aus

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zu Ablenkkreisen 35', die sowohl für die Abtastvor- richtung. Die y-Komponente wird erhalten durch richtung 12 als auch für die Bildkonsole 18 Ablenk- Verschiebung der Abtastvorrichtung 12 und ihrer zusignale erzeugen. Über einen weiteren Kanal laufen geordneten Teile (optisches System 14) quer zum die Taktimpulse zu UND-Gattern 36 und 40, so daß Filmstreifen 11.

diese Gatter zum Durchlassen von Signalen bereit 5 Wie F i g. 2 zeigt, läuft der Film 11 über zwei gemacht werden. Da dieser Vorgang zeitlich eben- gezahnte Antriebswalzen 46 und 48 und über Zwifalls durch die Rotation des Zylinders 28 gesteuert schenwalzen 49 und SO, die jeweils auf einer der ist, bildet der rotierende Zylinder 28 einen Haupt- beiden Seiten des Fotovervielf achers 16 angeordnet taktgeber zum Erzeuger von Lichtimpulsen sowohl sind. Ein Antriebsmotor X, der den Filmtransport für die Eichung der Fotovervielfacher 16 und 20 als io in Filmlängsrichtung bewirkt, ist mit der gezahnten auch für die Erzeugung elektrischer Taktimpulse. Walze 46 über Getrieberäder 52, 53, 51,58 verbun-

Während der Rücklaufintervalle in der Abtastvor- den. Eine Umkehr der Laufrichtung des Filmes kann richtung 12 erzeugen die Fotovervielfacher 16 und dadurch erfolgen, daß der Motor Z über die Getriebe-20 infolge der Beleuchtung aus der Standard-Beleuch- räder 52, 53,54, 55 und 56 mit der gezahnten Antungsquelle 27 jeweils eine Ausgangsspannung, die 15 triebswalze 48 verbunden wird. In der Antriebsanebenso wie die Videospannung über die den Foto- Ordnung sind Kupplungen 57 vorgesehen. Zwei Spuvervielfachern nachgeschalteten Verstärker 17 bzw. len 59 bzw. 60 dienen dazu, je nach Laufrichtung des 24 geleitet wird. Gleichzeitig befindet sich das UND- Films den Filmstreifen 11 aufzunehmen oder abzu-Gatter36 im leitenden Zustand, so daß das Signal geben.

aus dem Verstärker 17 in einen Rückkopplungs- 20 Durch einen Motor Y kann die Abtastvorrichtung kanal gelangen kann, der sich auf der Ausgangsseite 12 längs zweier Führungen 62 und 63 verschoben des UND-Gatters 36 anschließt und zum Fotover- werden. Der dichroitische Spiegel 21 und das optische vielfacher 16 führt. Dieser Rückkopplungskreis ent- System 14 werden zusammen mit einem weiteren hält eine Speichervorrichtung 37 und einen Gleich- Spiegel 64 von einem Bügel 65 getragen, der an dem stromverstärker 38 und dient zum Steuern einer 25 Traggestell der Abtastvorrichtung befestigt ist. Dynodenspannung des Fotovervielf achers 16. Da die Der Filmstreifen 11 weist in seinem Hauptteil 67

Ausgangsspannung eines Fotovervielf achers stark von eine Höhenlinien enthaltende landkarten artige Darden an die Dynoden oder sonstige sekundäremissiven stellung auf. An einem Rand des Films erstreckt sich Elemente angelegten Beschleunigungsspannungen ab- ein Streifen mit einer Standard-Grauskala 68. hängt, kann eine Leistungssteuerung für die Fotover- 30 Der kartographische Teil des Films kann durch vielfacher durch Steuerung der Dynodenspännungen eine Serie aufeinanderfolgender fotografischer gebildet werden. Die Speichervorrichtung 37 kann Schritte gebildet werden. Es werden zunächst Höhenein einfacher Widerstand-Kondensator-Integrierkreis linien von einer Landkarte fotografisch auf ein sein, der eine Spannung von einem Rücklaufintervall Negativ übertragen. Sodann werden von Hand diebis zum nächsten Rücklaufintervall speichert. Wäh- 35 jenigen Gebiete der Emulsion abgelöst, die bestimmte rend eines Rücklaufintervalls, d. h. während des lei- Höhenschichten darstellen. Das Ablösen erfolgt jetenden Zustandes des UND-Gatters 36, ist der Rück- doch schrittweise, und zwar beginnend mit dem Gekopplungskanal mit den Schaltungsteilen 36, 37 und biet der größten Höhenerhebung. Nach jedem ein-38 wirksam, indem er eine gewünschte Ausgangs- zelnen Ablösevorgang wird der endgültig zu bildende spannung des Fotovervielfachers 16 erzeugt. Eine ge- 40 Filmstreifen durch das Negativ hindurch belichtet, eignete Rückkopplungsspannung wird dabei in dem und nach jedem Belichtungsvorgang wird ein weite-Speicher37 gesichert. Zwischen den Rückläufiger- res, die nächstniedere Höhenschicht darstellendes vallen ist das UND-Gatter 36 gesperrt, und die Rück- Gebiet vom Negativ abgelöst. Auf diese Weise wird kopplungsspannung zur Steuerung des Fotoverviel- beim ersten Belichtungsvorgang nur das Gebiet der fachers bleibt im Speicher 37 gespeichert. 45 größten Höhenerhebung auf den Filmstreifen über-

Der Fotovervielf acher 20 ist mit einem ähnlichen tragen, während bei den nächsten Belichtungen des Rückkopplungskanal zur Stabilisierung seiner Aus- Positivfilmes auch die entsprechenden geringeren gangsspannung verbunden. Dieser Rückkopplungs- Höhenschichten zusammen mit den bereits zuvor kanal enthält das Gatter 40, einen Speicher 41 und übertragenen darüberliegenden Höhenschichten auf einen Verstärker 42. Die in beiden Rückkopplungs- 50 den Positivfilm gebracht werden. Insgesamt werden kanälen enthaltenen Verstärker 38 bzw. 42 sind je- somit im kartographischen Teil des Positivfilms die weils mit einer manuellen Verstärkungsregelung 43 Gebiete höherer Höhenschichten langer entwickelt bzw. 44 versehen, damit ein gewünschter Ausgangs- und damit dunkler als die Gebiete tieferer Höhenpegel eingestellt werden kann. schichten. Die Bergspitzen werden schwarz und die - Zur Nachbildung eines Radarbildes für ein sich 55 tiefen Täler weiß, während die Zwischenschichten bewegendes Flugzeug wird der Filmstreifen 11 gegen- durch entsprechende Grauschatten dargestellt werüber der Abtastvorrichtung 12 durch eine Antriebs- den.

walze 46, die von einem Servoantrieb 47 gesteuert Da bei der Filmentwicklung Grauwertschwankun-

wird, bewegt. Die Geschwindigkeit der Antriebs- gen auftreten können, sind in dem Fliegerschulungswalze 46 wird durch den Servoantrieb 47 nach Maß- 60 gerät Einrichtungen zum elektronischen Kompensiegabe eines X-Eingangssignals gesteuert, das in üb- ren der von dem Filmstreifen abgenommenen Signale licher Weise aus dem Fliegerschulungsgerät abgeleitet vorgesehen. Die bandförmige Grauskala 68 des Films werden kann. Der nachgebildete Flugweg verläuft wird zusammen mit dem kartographischen Hauptteil zwar hauptsächlich in der x-Richtung, d.h. in der 67 hergestellt und damit fotografisch in der glei-Längsrichtung des Films, er kann jedoch von der 65 chen Weise behandelt. Der dunkelste Teil der Grau-Mittellinie des Films abweichen. Aus diesem Grunde skala entspricht den höchsten Höhenschichten (Bergist noch eine weitere Bewegungskomponente vorge- spitzen) im kartographischen Teil, und die Höhensehen, nämlich in y-Richtung quer zur Filmlängs- abstufung erstreckt sich über die Grauskala in sol-

eher Weise, daß ein jeweils weißerer Teil der Grauskala einer jeweils niedriger gelegenen Höhenschicht im kartographischen Teil entspricht. Es würde möglich sein, die Höhenlage eines jeden Punktes im kartographischen Hauptteil durch Vergleich der Grauwerte dieses Punktes mit der Grauskala — die die Standardhöhen angibt — zu bestimmen. An Stelle eines direkten Vergleichs mit der Grauskala kann jedoch auch der Film digital nach Maßgabe seiner Grauwert-Charakteristik geeicht werden. ίο

Beim digitalen Eichen des Films wird ein Eichverstärker 79 verwendet, der auf Signale anspricht, die von vier Spuren für digitale Kennwerte auf einer Seite des Filmstreifens 11 abgeleitet werden. Die Kennwerte bilden eine vierziffrige verschlüsselte Darstellung entsprechend der Grauwert-Charakteristik des Films. Die Grauwert-Charakteristik des Films ist dm allgemeinen nichtlinear und hängt von einer Anzahl von Variablen während der fotografischen Behandlung des Films ab. In die Grauwert-Charak- ao teristik des Films kann auch die Aufnahme-Charakteristik des Fotovervielfacher 16 und die Ausgangs-Charakteristik der Bildkonsole eingearbeitet sein.

Wie F i g. 1 zeigt, werden die digitalen Spuren auf dem Film 11 durch ein schmales Lichtbündel abgetastet. Zur Erzeugung dieses Lichtbündels sind eine Lichtquelle 73, eine Blende 74 und eine Linse 75 vorgesehen. Die Linse 75 fokussiert die Blendenöffnung auf die die vier Spuren enthaltende Bahn. Weitere optische Einrichtungen 76 fokussieren die Anteile aus den vier digitalen Spuren auf vier lichtempfindliche Vorrichtungen 77, die beispielsweise Fototransistoren sein können. Die vier Vorrichtungen 77 liefern digitale elektrische Signale, die nach Verstärkung in Fotokreisen 78 zu dem Eichverstärker 79 durchgelassen werden. Der Eichverstärker 79 enthält eine Verstärkungsstufe, über die das Videosignal von der veränderlichen Dämpfungseinrichtung 25 zur Bildkonsole 18 und zu einer weiteren Einheit 80 läuft, die ein Rechengerät zur Ermittlung der Höhe über Grund bzw. einen Funkhöhenmesser enthält.

Bei dem Fliegerschulungsgerät zur Nachbildung des Radarbildes einer Landschaft werden Schwankungen in der Filmdichte (Grauwertschwankungen), Schwankungen in der Helligkeit der Kathodenstrahlröhre und Driftschwankungen der Fotovervielfacher korrigiert. Da die Driftschwankungen der Fotovervielfacher relativ langsam im Vergleich zur Abtastgeschwindigkeit auftreten, braucht der die Speichervorrichtung 37 und den Gleichstromverstärker 38 enthaltende Rückkopplungskanal nur niedrige Frequenzen und Gleichströme durchzulassen. Die veränderliche Dämpfungseinrichtung 25 muß jedoch außerordentlich schnell arbeiten, da sich die Lichtintensität der in der Abtastvorrichtung 12 enthaltenen Kathodenstrahlröhre mit einer Geschwindigkeit von z. B. 500 kHz ändern kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fliegerschulungsgerät zur Nachbildung des Radarbildes einer Landschaft, bei dem ein Lichtstrahl einen fotografischen Fihn abtastet, auf dem

60 die Konturen der Landschaft als Grauschatten dargestellt sind, wobei eine lichtempfindliche Einrichtung den Abtaststrahl nach Durchtritt durch den Fihn aufnimmt und ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das verstärkt und einer Kathodenstrahlröhre zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine zweite lichtempfindliche Einrichtung (Fotovervielfacher 20), die den Abtaststrahl vor dem Durchtritt durch den Film (11) aufnimmt und ein Kompensationssignal für die Strahlintensität erzeugt, das eine veränderliche Dämpfungseinrichtung (25) steuert, die auf das Ausgangssignal einwirkt und in Übereinstimmung mit der mittleren Intensität des Abtaststrahles das Ausgangssignal beeinflußt, und durch Markiereinrichtungen (27, 28, 30, 34, 35), die optisch mit beiden lichtempfindlichen Einrichtungen (Fotovervielfacher 16,20) gekoppelt sind und zu diesen periodisch ein Standardhelligkeitssignal durchlassen.

2. Fliegerschulungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (12) eine Punktlichtquelle (13) enthält, die einen Abtaststrahl erzeugt, der mittels optischer Einrichtungen (14) auf den Film und auf die erste lichtempfindliche Einrichtung (Fotovervielfacher 16) fokussiert ist.

3. Fliegerschulungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Modifizieren des Ausgangssignals nach Maßgabe der Intensität des Abtastlichtstrahles ein Teilerkreis vorgesehen ist, der elektrisch mit beiden lichtempfindlichen Einrichtungen gekoppelt ist und das Ausgangssignal durch ein die Strahlintensität darstellendes Kompensationssignal teilt.

4. Fliegerschulungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Markiereinrichtungen (27,28, 30, 34, 35) der Ausgang der Abtasteinrichtung am Ende einer jeden Abtastperiode abgegriffen wird und daß das Standardhelligkeitssignal, das von einer in der Markiereinrichtung enthaltenen Standard-Beleuchtungsquelle (27) abgegeben wird, während der Austastintervalle der Abtasteinrichtung zu den lichtempfindlichen Einrichtungen (Fotovervielfacher 16, 20) durchgelassen wird.

5. Fliegerschulungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Takteinheit einen rotierenden Zylinder (28) mit einer Lichtdurchtrittsöffnung enthält, wobei ein aus der Lichtdurchtrittsöffnung austretender Lichtstrahl mit dem Zylinder rotiert und auf optische Übertragungswege (Lichtleitstäbe 32,33) auftreffen kann, die bei dem Zylinder beginnen und das Licht immer dann zu den beiden lichtempfindlichen Einrichtungen (Fotovervielfacher 16,20) leiten, wenn die Lichtdurchtrittsöffnung eine bestimmte Winkelstellung durchläuft, während ein Taktimpulse erzeugender Taktkreis (Fotovervielfacher 35) eine weitere lichtempfindliche Einrichtung enthält, die Licht aus der Durchtrittsöffnung dann empfängt, wenn die Lichtdurchtrittsöffnung eine zweite Winkelstellung durchläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen