BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Informationssignalen mit Hilfe eines Lichtstrahles nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur drahtlosen Übertragung von zur Steuerung eines Servomechanismus dienenden Informationssignalen werden oft mit einem einfachen Modulator versehene Funkgeräte eingesetzt.
Solche Funkgeräte erweisen sich dennoch als nachteilig im Hinblick auf den notwendigen Hochfrequenzsender, der relativ aufwendig ist. Um diesen Nachteil zu beheben, sind auch optische Anordnungen zum Übertragen von Informationssignalen bekannt. Eine solche Anordnung kann beispielsweise einen mit einem Lichtgeber versehenen Sender und einen mit einem lichtempfindlichen Detektor versehenen Empfänger aufweisen. Eine derartige Anordnung kann in der Weise arbeiten, dass der Detektor, wenn er das vom Lichtgeber ausgestrahlte Licht empfängt, ein elektrisches Signal abgibt, wobei durch unterschiedliche Licht/Dunkelheit-Verhältnisse eine Codierung der Information möglich ist.
Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass, um den Sender handlich zu gestalten, der Lichtgeber ein optisches System zur Bündelung der Lichtstrahlung aufweist, so dass die optische Achse des Lichtgebers ziemlich genau auf den Detektor zielen muss, was sich in vielen Fällen als unpraktisch erweist. Ein solches System ist beispielsweise ungeeignet, um einen zum Öffnen einer Garagentür dienenden Servomechanismus von einem Auto aus zu steuern.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Übertragung von Informationssignalen anzugeben, das sich mit einer weniger aufwendigen Anordnung realisieren lässt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit Hilfe eines Verfahrens der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Art erreicht. Ein solches Verfahren bringt den Vorteil eines relativ geringen Aufwandes und einer universellen Anwendbarkeit mit sich.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann vorteilhafterweise mit Hilfe einer Anordnung durchgeführt werden, wie sie im Anspruch 2 angegeben ist.
Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nun durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Lichtgebers und einer mit einer Platte versehenen Halterung nach der Erfindung,
Fig. 2 die schematische Darstellung einiger Einzelheiten des erfindungsgemässen Lichtgebers.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung weist einen als Sender arbeitenden Lichtgeber LG und einen Empfänger auf, der eine Platte P und eine Halterung H umfasst. Im Gegensatz zur vereinfachten Darstellung nach Fig. 1 kann die Länge oder Breite der Platte P viel grösser als die grösste Ausdehnung der Halterung H sein. Die aus einem beliebigen Material bestehende Platte P weist eine beispielsweise geklebte Schicht S aus Acrylglas oder vorzugsweise Polycarbonat mit fluroreszierendem Farbanteil auf. Die Halterung H ist mit einer Schulter A, auf die sich eine Kante der Platte P stützen kann, sowie mit einer weiteren Schulter G versehen, auf die eine Klemmplatte K montierbar ist, um die Platte P gegen die Schulter A mittels einer Schraube C und gegebenenfalls einer in der Figur 1 nicht dargestellten Feder festzuhalten.
Im Innern der durch abdeckbare, in Fig. 1 nicht näher dargestellte Öffnungen zugänglichen Halterung H sind ein Detektor D, eine elektronische Schaltung E und eine Batterie B untergebracht. Der Detektor D umfasst ein lichtempfindliches Element, dessen aktive Oberfläche zumindest angenähert bündig mit der Auflagefläche der Schulter A für die Platte P ist. Die elektronische Schaltung E ist über elektrische Leitungen mit dem Detektor D und der Batterie B verbunden.
Der Lichtgeber nach Fig. 2 besteht aus einem relativ langen Rohr R mit einer ersten Kammer M, die 15 zylindrische Batterien aufnehmen kann, einer zweiten Kammer zur Aufnahme einer elektronischen Schaltung ES und einer Lampe LA, sowie einer dritten Kammer zur Unterbringung eines optischen Systems OS.
An der Mantelfläche weist das Rohr R eine längliche Erweiterung Q mit zwei Ausnehmungen auf, in denen jeweils zwei Kontaktstifte für je ein Signal u, v und x, y vorhanden sind.
Die 15 Batterien sind in Serie montiert und geben zusammen eine Spannung von ca. 22 Volt ab, die über in der Fig. 2 nicht dargestellte Drähte der elektronischen Schaltung ES zugeführt wird, in der Hochspannungsimpulse erzeugt werden, die fähig sind, die Lampe LA zu betreiben. Bei Verwendung einer Xenon-Lampe müsste man beispielsweise Impulse von ca. 6 kVolt vorsehen. Die Schaltung ES umfasst auch einen Mulitvibrator und ein Zeitglied oder einen Zähler, um eine Reihenfolge von Lichtblitzen erzeugen zu können, falls an die Kontaktstifte ein Signal u, v angelegt wird, durch das ein alternierender Betrieb einschaltbar ist. Die Lampe LA leuchtet hingegen ständig, falls ein Steuersignal x, y an die anderen Kontaktstifte angelegt wird. Zusätzlich könnte man weitere Signale oder Signalkombinationen zur Steuerung der Schaltung ES vorsehen. Um das Ein- bzw.
Umschalten der verschiedenen Betriebsarten zu erleichtern, kann an die Erweiterung Q ein in der Figur 2 nicht dargestelltes Schalterteil montiert werden, das den Kontaktstiften die gewünschten Steuersignale x, y bzw. u, v und gegebenenfalls auch andere Signale zuführt. Für den Zweck der Erfindung ist es jedoch nicht notwendig, dass die verschiedenen Elemente in einem Rohr R eingebaut sind; sie können vielmehr in beliebiger Form angeordnet sein.
Die Anordnung nach Fig. 1 und 2 funktioniert nun folgendermassen:
Durch Anlegen eines Steuersignals x, y oder u, v an die Kontaktstifte leuchtet die Lampe LA kontinuierlich bzw. alternierend. Die Lichtstrahlung wird durch das Objektiv OS gebündelt und fällt, falls dessen optische Achse richtig orientiert ist, in die empfindliche Schicht der Platte P, in der das Licht sich durch verschiedene Reflexionen in allen Richtungen innerhalb der Schicht verteilt. Ein Teil dieser Lichtstrahlung fällt somit auf den Punkt A, wo sich die lichtempfindliche Fläche des Detektors D befindet, der beispielsweise eine Photo-Darlington-Schaltung umfassen kann, die das empfangene Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Die Schaltung E kann einen Decoder umfassen, der die Codierung des optischen Signals erkennt.
Wenn beispielsweise die Lampe LA zehnmal mit einer Frequenz von 10 kHz leuchtet, muss der Decoder in der Schaltung E dies detektieren, um den Lichtgeber LG von anderen Lichtquellen unterscheiden zu können. Die Ausgangssignale a, b an den Kontaktstiften können dann für die Steuerung verschiedener Servomechanismen verwendet werden. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die optische Achse des Lichtgebers LG sich innerhalb eines relativ grossen Winkels a bewegen kann, ohne dass die Funktionsfähigkeit des Systems verlorengeht. Die Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Verfahrens sind mannigfaltig. Es können damit Servomechanismen aller Art betrieben werden.
Es kann zum Beispiel auch als optisches Gewehr Verwendung finden, indem die Halterung H auf dem drehbaren Teil eines Geräts montiert ist, das von einem Ausgangssignal a, e der Schaltung E gesteuert wird. Falls der Lichtstrahl die Platte P trifft, wird beispielsweise die Halterung H samt Platte P um 90 Grad nach unten oder seitlich geschwenkt. In diesem Fall kann die Platte P die Form einer Zielscheibe oder Zielfigur aufweisen.
Auf einem Schiessübungsplatz können ebenfalls mehrere mit einem drehbaren Teil versehene Geräte gemeinsam oder einzeln mit dem an nur eine Platte gerichteten Lichtstrahl gegebenenfalls unter Verwendung unterschiedlicher Codes gesteuert werden.
In Fig. 2 ist ein Linsensystem OS als Beispiel einer Fokussierungsart dargestellt. Das optische System kann jedoch auch mit einem oder mehr Spiegeln realisiert werden.
DESCRIPTION
The present invention relates to a method for transmitting information signals with the aid of a light beam according to the preamble of claim 1, and an arrangement for carrying out this method.
Radio devices equipped with a simple modulator are often used for the wireless transmission of information signals used to control a servomechanism.
Such radio devices nevertheless prove to be disadvantageous with regard to the necessary high-frequency transmitter, which is relatively complex. In order to overcome this disadvantage, optical arrangements for transmitting information signals are also known. Such an arrangement can have, for example, a transmitter provided with a light transmitter and a receiver provided with a light-sensitive detector. Such an arrangement can work in such a way that the detector, when it receives the light emitted by the light emitter, emits an electrical signal, with coding of the information being possible due to different light / darkness ratios.
However, such an arrangement has the disadvantage that, in order to make the transmitter manageable, the light transmitter has an optical system for bundling the light radiation, so that the optical axis of the light transmitter has to target the detector fairly precisely, which in many cases is impractical turns out. Such a system is unsuitable, for example, for controlling a servomechanism used to open a garage door from a car.
The purpose of the present invention is now to provide a method for transmitting information signals that can be implemented with a less complex arrangement.
This object is achieved with the aid of a method of the type specified in the characterizing part of patent claim 1. Such a method has the advantage of relatively little effort and universal applicability.
The method according to the invention can advantageously be carried out with the aid of an arrangement as specified in claim 2.
Other advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
The invention will now be explained in more detail by describing exemplary embodiments with reference to drawings. It shows:
1 is a schematic representation of a light transmitter and a holder provided with a plate according to the invention,
Fig. 2 shows the schematic representation of some details of the light transmitter according to the invention.
The arrangement shown in FIG. 1 has a light transmitter LG operating as a transmitter and a receiver which comprises a plate P and a holder H. In contrast to the simplified representation according to FIG. 1, the length or width of the plate P can be much larger than the greatest extent of the holder H. The plate P, which is made of any material, has, for example, a glued layer S made of acrylic glass or preferably polycarbonate with a fluorescent color component. The holder H is provided with a shoulder A, on which an edge of the plate P can rest, and with a further shoulder G, on which a clamping plate K can be mounted, around the plate P against the shoulder A by means of a screw C and, if appropriate to hold a spring, not shown in Figure 1.
A detector D, an electronic circuit E and a battery B are accommodated in the interior of the holder H which is accessible through coverable openings H which are not shown in FIG. 1. The detector D comprises a light-sensitive element, the active surface of which is at least approximately flush with the contact surface of the shoulder A for the plate P. The electronic circuit E is connected to the detector D and the battery B via electrical lines.
2 consists of a relatively long tube R with a first chamber M, which can hold 15 cylindrical batteries, a second chamber for receiving an electronic circuit ES and a lamp LA, and a third chamber for accommodating an optical system OS .
On the lateral surface, the tube R has an elongated extension Q with two recesses, in each of which there are two contact pins for each signal u, v and x, y.
The 15 batteries are mounted in series and together emit a voltage of approximately 22 volts, which is supplied via wires (not shown in FIG. 2) to the electronic circuit ES, in which high-voltage pulses are generated which are able to supply the lamp LA operate. When using a xenon lamp, for example, pulses of approx. 6 kVolt would have to be provided. The circuit ES also comprises a multivibrator and a timer or a counter in order to be able to generate a sequence of light flashes if a signal u, v is applied to the contact pins, by means of which an alternating operation can be switched on. The lamp LA, on the other hand, lights up continuously if a control signal x, y is applied to the other contact pins. In addition, one could provide further signals or signal combinations for controlling the circuit ES. In order to
To facilitate switching of the different operating modes, a switch part (not shown in FIG. 2) can be mounted on the extension Q, which supplies the desired control signals x, y or u, v and possibly also other signals to the contact pins. For the purpose of the invention, however, it is not necessary that the various elements be installed in a pipe R; rather, they can be arranged in any form.
The arrangement according to FIGS. 1 and 2 now works as follows:
By applying a control signal x, y or u, v to the contact pins, the lamp LA illuminates continuously or alternately. The light radiation is focused by the lens OS and, if its optical axis is correctly oriented, falls into the sensitive layer of the plate P, in which the light is distributed in all directions within the layer by various reflections. Part of this light radiation thus falls on point A, where the photosensitive surface of detector D is located, which can comprise, for example, a photo-Darlington circuit which converts the received light into an electrical signal. The circuit E can comprise a decoder which recognizes the coding of the optical signal.
If, for example, the lamp LA lights ten times with a frequency of 10 kHz, the decoder in the circuit E must detect this in order to be able to distinguish the light transmitter LG from other light sources. The output signals a, b at the contact pins can then be used to control various servomechanisms. The advantage of the method according to the invention is that the optical axis of the light transmitter LG can move within a relatively large angle α without the functionality of the system being lost. The possible uses of the method according to the invention are varied. It can be used to operate all types of servomechanisms.
It can also be used as an optical rifle, for example, by mounting the holder H on the rotatable part of a device which is controlled by an output signal a, e of the circuit E. If the light beam hits the plate P, the holder H together with the plate P is pivoted 90 degrees downwards or sideways. In this case, the plate P may have the shape of a target or target figure.
On a shooting range, several devices provided with a rotatable part can also be controlled together or individually with the light beam directed at only one plate, if necessary using different codes.
2 shows a lens system OS as an example of a type of focusing. However, the optical system can also be implemented with one or more mirrors.