SU888712A1

SU888712A1 - Light spot position-to-code converter

Info

Publication number: SU888712A1
Application number: SU802957480A
Authority: SU
Inventors: Э.К. Денисюк; И.В. Носов
Original assignee: Астрофизический Институт Ан Казсср
Priority date: 1980-07-14
Filing date: 1980-07-14
Publication date: 1985-09-15

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТОВОГО ПЯТНА В КОД, вклюtIaющий Светопроводы, соединенные со светоприемниками , подключенными к электронно-логическим схемам, отличающийс тем, что, с целью упрощени устройства, повышени надежности и повышени числа незав1 симо регистрируемых каналов, пронумерованные светопроводы входными торцами сгруппированы в чейки, причем кажда чейка имеет один из светопроводов , отличный по номеру от соседней, а выход1 ые концы светопроводов с одинаковыми номерами объединены в жгуты и подсоединены к светоприемникам. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что, с ю целью расширени функциональных возможностей, в каждой чейке количество светопроводов, отличных по номеру от соседней, удвоено.CONVERTER OF POSITION OF LIGHT SPOTS IN THE CODE, including Light lines connected to light-receivers connected to electronic-logic circuits, characterized in that, in order to simplify the device, increase reliability and increase the number of independently recorded channels, the light lines of the groups of groups of groups and groups of groups of groups, groups, groups, groups, groups, groups, groups, groups, groups, which are registered by channels, are included. each cell has one of the light lines, which is different in number from the neighboring one, and the output ends of the light lines with the same numbers are bundled and connected to the light transmitter to the henchmen. 2. The converter according to claim 1, characterized in that, with the aim of expanding the functionality, in each cell the number of light lines different in number from the neighboring one is doubled.

Description

CZFHZZbCZFHZZb

9иг.19g.1

1one

Изобретение относитс к оптическим аналого-дискретным преобразовател м и может найти применение в оптическом приборостроении, в системах ориентации, при физических и астрономических исследовани х.The invention relates to optical analog-to-discrete converters and can be used in optical instrumentation, orientation systems, and physical and astronomical research.

Известен преобразователь положени светового луча в однопозиционный код ij , содержащий набор фотоприемников , размещенных вдоль направлени перемещени и соединенных с двухпозиционными пороговыми элементами , двух- и трехвходовые логические элементы И.A known transducer of the position of the light beam into the single-position code ij, containing a set of photodetectors placed along the direction of movement and connected to the two-position threshold elements, two- and three-input logic elements I.

Недостатками рассматриваемого ус ройства вл ютс малое число уровней квантовани при относительно большом числе светоприемников, мало число независимо регистрируемых каналов, невозможность работы со слабыми световыми потоками, так как например, высокочувствительные крупногабаритные фотоэлектронные умножители (ФЭУ) разместить по предложенной авторами схеме нельз , и невозможность регистрации двух координат объекта.The disadvantages of the considered device are a small number of quantization levels with a relatively large number of light receivers, a small number of independently registered channels, the inability to work with weak light fluxes, for example, highly sensitive large photomultipliers (PMT) cannot be placed according to the scheme proposed by the authors, and the inability to register two object coordinates.

Известен опто-электрический преобразователь перемещений светового луча в цифровой код 2J , содержащий кодовые элементы и фотоэлектрические системы считывани и выполненный в виде параллельных непрозрачных зеркал с внутренни отражающими поверхност ми, световой луч по отношению к которым направлен под углом и на которые нанесены щелевые диафрагмы в последовательности , соответствующей многоразр дному коду, причем на одном из зеркал нанесены нечетные кодовые дорожки, а на друго - четные, кодовые дорожки на зеркалах смещены параллельно относительно друг друга в плоскости перемещени светового луча.The opto-electric transducer of movements of a light beam into a digital code 2J, containing code elements and photoelectric reading systems and made in the form of parallel opaque mirrors with internal reflective surfaces, the light beam with respect to which is directed at an angle and on which slit apertures are applied in sequence corresponding to a multi-bit code, with odd code tracks marked on one of the mirrors and even code tracks on the other, parallel tracks are shifted on the mirrors about relative to each other in the plane of movement of the light beam.

Против каждой кодовой дорожки расположен объектив, назначение котрого - спроецировать освещенный уча ток кодовой маски на фотоэлемент, если исследуемый луч света падает на прозрачный элемент кодовой маски разр да кода. Каждое положение луча определ етс комбинацией электрических сигналов, унимаемых с фотоэлементов и дающих цифровое значение этой величины в двоичном коде.A lens is located against each code track, the purpose of which is to project the illuminated part of the code mask onto the photocell if the beam of light under investigation falls on a transparent element of the code bit code mask. Each beam position is determined by a combination of electrical signals that are removable from photocells and give a digital value of this quantity in binary code.

2222

Недостатка этого опто-электрического преобразовател вл ютс работа только со строго параллельными пучками света, что очевидно из конструктивного исполнени преобразовател ,и невозможность измерени двух координат пучка света.The disadvantage of this opto-electric converter is to work only with strictly parallel beams of light, which is evident from the design of the converter, and the impossibility of measuring the two coordinates of the light beam.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс преобразователь положени светового луча в код 3j , включающий светопрово ды, соединенные со светоприемниками, подключенными к электроннологическим схемам.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a transducer of the position of the light beam into code 3j, including light lines connected to light receivers connected to electronic circuits.

Недостатками известного преобразовател положени светового луча в код- вл ютс сложность устройства, мала надежность, малое число независимо регистрируемых каналов и невозможность определени двух координат светового п тна.The disadvantages of the known transducer of the position of the light beam in the code are the complexity of the device, the low reliability, the small number of independently registered channels and the impossibility of determining the two coordinates of the light spot.

Цель изобретени - упрощение устройства, повышение надежности и числа независимо регистрируемых каналов и расширение функциональных возможностей за счет возможности определени двух координат светового п тна.The purpose of the invention is to simplify the device, increase the reliability and the number of independently registered channels, and expand the functionality due to the possibility of determining two coordinates of the light spot.

Указанна цель достигаетс тем, что в предложенном преобразователе положени светового п тна в код, включающем светопроводы, соединенные со светоприемниками, подключенными к электронно-логическим схемам , пронумерованные светопроводы входными торцами сгруппированы в чейки, причем кажда чейка имеет один из светопроводов, отличный по номеру от соседней, а выходные кон- , цы светопроводов с одинаковыми номерами объединены в- жгуты и подсоединены к светоприемникам.This goal is achieved by the fact that in the proposed converter of the position of the light spot into a code including light lines connected to light-receivers connected to electronic-logic circuits, the numbered light lines are grouped into cells by their input ends, and each cell has one of the light lines different in number from neighboring, and the output ends of the light lines with the same numbers are connected to the harnesses and connected to the light receivers.

Кроме того, в каждой чейке число светопроводов, отличных по номеру от соседней, удвоено. При этом одна половина светопроводов в каждой чейке будет регистрировать координату X, а друга - координату Y. По сравнению с описанным выше преобразователем (одномерный случай) соответственно удвоитс количество светоприемников и электронно-логических схем.,In addition, in each cell, the number of light lines that are different in number from the next one is doubled. In this case, one half of the light lines in each cell will register the X coordinate, and the other half will register the Y coordinate. Compared with the converter described above (one-dimensional case), the number of light-receivers and electronic-logic circuits will double respectively.

На фиг, 1 представлена структурна схема предлагаемогч) устройства; на фиг. 2 показано расположение , светопроводов в чейках.Fig, 1 shows the structural scheme of the proposed device); in fig. 2 shows the location of the light lines in the cells.

. 3. 3

На чертеже и в тексте обозначены плоскость 1, в которой расположено исследуемое световое п тно, объектив 2, проектирунлций плоскость 1 на входные, сгруппированный в чейки 3 торцы светопроводов 4, выходными концами объединенные в жгуты 5, которые подсоединены к светоприемникам 6, подключенным к электроннологическим схемам 7, ЭВМ 8, принимающа сигналы с электронно-логических схем.In the drawing and in the text, the plane 1 is marked, in which the light spot under study, the lens 2, the projection plane 1 on the entrance, grouped into cells 3 ends of the light pipes 4, are combined into bundles 5 connected to electronic receivers 6 connected to electronic circuits 7, computer 8, receiving signals from electronic-logic circuits.

Предлагаемый преобразователь положени светового п тна в код работает следующим образом. Световое п т но, по вившеес в плоскости 1, с помощью проектирующего объектива 2 переноситс в плоскость чеек 3. При этом масштаб проекции выбираетс таким , чтобы проекци п тна была не больше площади чеек. Световое п тно попадает на чейку 3, в которой светопроводы 4 пронумерованы, например 4,, 42, 4j, 45, или на стык двух соседних чеек 3, в которых светопроводы 4 пронумерованы, например цифрами 4,, 4, 4, одной (последние на чертеже не обозначены) и 4, 42, 4, 4 в другой чейке (последние на чертеже не обозначены ) .The proposed transducer of the position of the light spot into the code works as follows. The light spot, which appeared in plane 1, with the help of projection lens 2 is transferred to the plane of the cells 3. In this case, the scale of the projection is chosen so that the spot projection is not more than the area of the cells. The light spot falls on the cell 3, in which the light lines 4 are numbered, for example 4 ,, 42, 4j, 45, or on the junction of two neighboring cells 3, in which the light lines 4 are numbered, for example, 4, 4, 4, one (the last not indicated in the drawing) and 4, 42, 4, 4 in another cell (the latter are not indicated in the drawing).

Пройд по светопроводам 4, свет воздействует на соответствующие светоприемники 6 и на четырех (световое п тно попадает на одну чейку) или п ти (световое п тно попадает на стык двух соседних чеек) выводах электронно-логических схем 6 с теми же номерами по витс сигнал 1, а на остальных выводах электронно-логических схем 7 - нули. По вившийс код воспринимаетс ЭВМ 8 и переводитс по имеющимс в ее па , м ти таблицам кодов в номер, соответствующий данноггу коду чейки или стыку чеек, и далее может запоминатьс или подвергатьс любой другой обработке.Pass through the light lines 4, the light acts on the corresponding light-receivers 6 and four (light spot falls on one cell) or five (light spot falls on the joint of two adjacent cells) findings of electronic-logic circuits 6 with the same numbers. 1, and the remaining conclusions of the electronic-logic circuits 7 are zero. The code that has been developed is perceived by the computer 8 and is translated according to the code tables available in its code, to the number corresponding to the given cell code or cell junction, and then it can be memorized or subjected to any other processing.

Если в каждой чейке помещаетс некоторое количество светопроводов m разных номеров, а общее количество If each cell contains a certain number of light lines m different numbers, and the total number

2424

разных номеров светопроводоп, ветре- чающихс в преобразователе, п , тогда количество чеек, в которых нет одинаковых комбинаций по m номера, , есть число сочетаний из п: С.,fi м(г))1 Б случае, если m 4, an 12,имеемdifferent numbers of light pipes winding in the converter, n, then the number of cells in which there are no identical combinations of m numbers, is the number of combinations of n: C., fi m (g)) 1 B if m 4, an 12, we have

t2t2

11 4 (12-4) 11 4 (12-4)

т.е. дл 495 чеек получим 12 жгутов , объедин ющих выходные концы свтопроводов с одинаковыми номерами, подключенные к 12 светоприемникам, св занным с электронно-логическими схемами. Световое п тно, попавшее в пределы одной из чеек, вызовет по вление единиц на четырех из 12 выходов электронно-логических схем, а на остальных восьми выходах будут нули. Если световое п тно попадает на стыки двух соседних чеек тогда на 5 выходах электронно-логических схем по в тс единицы, а на остальных - нули.those. for 495 cells, we obtain 12 bundles that connect the output ends of the co-conductors with the same numbers, connected to 12 light-receivers connected with electronic-logic circuits. A light spot that falls within one of the cells will cause units to appear at four of the 12 outputs of the electronic-logic circuits, while the remaining eight outputs will contain zeros. If the light spot falls on the joints of two neighboring cells, then on 5 outputs of electronic-logic circuits, in tc units, and on the rest of them - zeroes.

Таким образом, дл регистрации светового п тна в плоскости, содержщей 495 чеек, и определени его координаты в некотором условном двоичном коде, достаточно 12 светоприемников и соответственно 12 электронно-логических схем, что значительно упрощает устройство при повышенном числе независимо регистрируемых каналов и повьш1ает надежность считывани координат светового п тна.Thus, to register a light spot in a plane containing 495 cells and determine its coordinates in a certain conditional binary code, 12 light-receivers and 12 electronic-logic circuits are enough, which greatly simplifies the device with an increased number of independently registered channels and increases the reliability of reading the coordinates of the light spot.

Преобразователь обладает простотой , соответственно дешевизной и надежностью работы. Кроме того, предлагаемый преобразователь имеет высокую помехозащищенность, обусловленнуютем , что сигнал может контролироватьс схемой многократных совпадений во времени, повьш1енную устойчивость кодирующей системы к помехам в отдельных каналах. За вычето потерь в обычной и стекловолоконной оптике в предлагаемом устройстве происходит полное использование энергии первичнчтго светового сигнала дл получени его координат.The converter has simplicity, respectively, low cost and reliable operation. In addition, the proposed converter has a high noise immunity, due to the fact that the signal can be controlled by a multiple time coincidence circuit, increasing the coding system's resistance to interference in individual channels. Less losses in conventional and fiber optic optics in the proposed device is the full use of the energy of the primary light signal to obtain its coordinates.

„ J„„J „J„ „J

Ьооорооо 3 4оо о оЬо00 о о сэ о Booooooo 3 4oooooooo ooo oo o

QPP JV .QPP JV.

)/;/ ) /; /

( у/ХдА Д(y / hdA D

/X-VV U-2 / X-VV U-2

/ж / w

и /ж and / w

/А,/BUT,

-.-.

2.22.2

Claims

CONVERTER OF POSITION OF LIGHT SPOT IN THE CODE, including optical fibers connected to light detectors connected to electronic logic circuits, characterized in that, in order to simplify the device, increase reliability and increase the number of independently recorded channels, numbered optical fibers are grouped by input ends into cells, and each cell has one of the light guides, different in number from the neighboring one, and the output ends of the light guides with the same numbers are bundled and connected to the light receiver. m

2. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to expand the functionality, in each cell the number of optical fibers different in number from the neighboring one is doubled.

SU „„ 888712

Ψυζ. 1