DE2146431A1 - Photosensitive device for distance measurement - Google Patents

Photosensitive device for distance measurement

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DE2146431A1
DE2146431A1 DE19712146431 DE2146431A DE2146431A1 DE 2146431 A1 DE2146431 A1 DE 2146431A1 DE 19712146431 DE19712146431 DE 19712146431 DE 2146431 A DE2146431 A DE 2146431A DE 2146431 A1 DE2146431 A1 DE 2146431A1
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Germany
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light
circuits
signal generator
output
detectors
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DE19712146431
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Jean Nozay Essonne Cornillault (Frankreich)
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Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
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Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/783—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems

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Description

Die Erfindung betrifft eine lichtempfindliche Vorrichtung zar Abstandsmessung.The invention relates to a light-sensitive device for distance measurement.

Als lichtempfindliche Vorrichtung zur Abstandsmessung wird ein lichtempfindlicher Detektor bezeichnet, der ein Lichtbündel empfängt und dessen Ausgang mit Analysiereinrichtungen verbunden ist, die zur Bestimmung des linearen Abatands zwischen dem Auftreffmittelpunkt des LichtbUndels auf eine lichtempfindliche Flüche und einem Bezugspunkt dieser Fläche dienen.A light-sensitive detector is called a light-sensitive device for distance measurement, which receives a light beam and whose output is connected to analyzing devices for determination the linear distance between the center of incidence of the light beam on a light-sensitive surface and serve as a reference point of this surface.

Wenn die Richtung dee Lichtbündele im Verhältnis zu einem Bezugspunkt feststehend ist, kann mit einer be-If the direction of the light bundle is fixed in relation to a reference point, a

209814/0937209814/0937

• ·/• · /

"2" 2H6431" 2 " 2H6431

weglichen Vorrichtung zur Abstandsmessung die Stellung des Lichtbündels im Verhältnis zum Bezugspunkt bestimmt werden. Wenn die Abstandsmessvorrichtung im Verhältnis zu einem Bezugspunkt feststehend ist, kann in diesem Bezugspunkt ein Lichtbündel untergebracht werden, das mit dem Abstandsmessdetektor zusammenwirkt«movable device for distance measurement the position of the light beam in relation to the reference point can be determined. If the distance measuring device is fixed in relation to a reference point, in this reference point a light beam can be accommodated, which interacts with the distance measuring detector «

Die in der Regel in lichtempfindlichen Vorrichtungen zur Abstandsmessung verwendeten lichtempfindlichen Detektoren weisen mehrere Zellen auf, um die Genauigkeit der Abstandsbestimmung zu erhöhen.The light-sensitive detectors used as a rule in light-sensitive devices for distance measurement have several cells around the To increase the accuracy of the distance determination.

Wenn beispielsweise der auftreffende Lichtpunkt einen Abschnitt einer Geraden zu beschreiben hat, kann ein lichtempfindlicher Abstandsmessdetektor verwendet werden, der lediglich zwei identische Photozellen aufweist, die nebeneinander, entlang dem Abschnitt der Geraden angeordnet sind. Jede Zelle gibt ein Signal ab, das proportional der von ihr empfangenen Belichtung ist. Der Unterschied zwischen den von den beiden Zellen ausgesandten Signale bestimmt den Wert des Abstands,der zwischen dem Auftreffmittelpunkt des Lichtbündels und dem Mittelpunkt des Detektors vorhanden ist.For example, if the incident point of light has to describe a section of a straight line, a light-sensitive distance measuring detector can be used, which has only two identical photocells, the are arranged side by side, along the section of the straight line. Each cell emits a signal proportional to the exposure it receives. The difference between those sent out by the two cells Signals determines the value of the distance between the center of incidence of the light beam and the center of the detector is present.

Wenn der auftreffende Lichtpunkt einen beliebigen Verlauf nimmt, kann die Abstandsmessvorrichtung mehrere Gruppen von jeweils zwei Zellen aufweisen, beispielsweise zwei Gruppen von je zwei Zellen, die in zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden Richtungen angeordnet sind,If the incident point of light takes any course, the distance measuring device can have several groups of two cells each, for example two groups of two cells each, which are arranged in two mutually perpendicular directions,

209814/0937 W209814/0937 W.

2U64312U6431

Sobald das einfallende Lichtbündel amplitudenmoduliert wird, umfassen die bekannten lichtempfindlichen Abstandsmessvorrichtungen mindestens eine Gruppe von zwei Photozellen, deren Ausgänge mit einem Differentialverstärker verbunden sind. Die Vorrichtungen zur Analyse des Ausgangssignals des Differentialverstärkers ermöglichen jedoch nicht gleichzeitig die Bestimmung des absoluten Werts und der Richtung des Abstands.As soon as the incident light beam is amplitude modulated, the known light-sensitive include Distance measuring devices at least one group of two photocells, the outputs of which with a differential amplifier are connected. Allow the devices to analyze the output signal of the differential amplifier but not the determination of the absolute value and the direction of the distance at the same time.

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Herstellung einer lichtempfindlichen Vorrichtung zur Messung des Abstands eines Lichtbündels, dessen einfallende Energie eine periodische Funktion der Zeit ist und die die Bestimmung des absoluten Werts und der Abstandsrichtung gewährleistet.The aim of the invention is to eliminate this Disadvantages and the production of a light-sensitive device for measuring the distance of a light beam, whose incident energy is a periodic function of time and which determines the absolute value and the distance direction guaranteed.

Gegenstand der Erfindung ist eine lichtempfindliche Vorrichtung zur Messung des Abstands eines Lichtbündels , die insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ausgerüstet ist mit mindestens einer Gruppe von zwei lichtempfindlichen Detektoren, welche die Detektion der Amplitudenmodulation des Lichtbündels gestatten und deren Ausgänge mit dem Eingang eines Differentialverstärkers verbunden sind, mit einem ersten Bezugssignalgenerator, der ein veränderliches, zur Modulation synchrones Signal S abgibt, mit einem Synchrondetektor, der einen ersten Kanal aufweist, dessen Eingänge jeweils mit dem Ausgang des Differentialverstärkers und mit dem Ausgang des erstenThe invention relates to a light-sensitive device for measuring the distance between a light beam , which is particularly characterized in that it is equipped with at least one group of two light-sensitive detectors which allow the amplitude modulation of the light beam to be detected and the outputs of which are connected to the input of a differential amplifier, with a first reference signal generator, which emits a variable signal S which is synchronous with the modulation, with a synchronous detector which has a first channel has, the inputs of which are each connected to the output of the Differential amplifier and with the output of the first

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2U6A312U6A31

Bezugssignalgenerators verbunden sind, und ferner mit einer mit dem Ausgang des Synchrondetektors verbundenen Anzeigevorrichtung. Reference signal generator are connected, and further to a display device connected to the output of the synchronous detector.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. The device according to the invention is described, for example, with reference to the drawing.

Fig. 1 veranschaulicht eine erfindungsgemässe lichtempfindliche Vorrichtung zur Abstandsmessung;1 illustrates a photosensitive device according to the invention for measuring distance;

Fig. 2, 3,4 und 5 veranschaulichen abgewandelte Ausführungsarten der erfindungsgemässen lichtempfindlichen Vorrichtung zur Abstandsmessung.2, 3, 4 and 5 illustrate modified embodiments of the photosensitive according to the invention Distance measurement device.

In Fig. 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Abstandsvorrichtung veranschaulicht , die in Verbindung mit einem amplitudenmodulierten Lichtbündel 1 verwendet wird, dessen Achse mit 2 bezeichnet ist.In Fig. 1, an embodiment of a spacer device according to the invention is illustrated schematically , which is used in connection with an amplitude-modulated light beam 1, the axis of which is denoted by 2 is.

Diese Vorrichtung weist mindestens eine Gruppe von zwei lichtempfindlichen Detektoren 3 und 4 auf, die vorzugsweise identisch sind und deren lichtempfindliche Flächen nebeneinander, senkrecht zum Lichtbündel 1 und vorteilhafterweise in der gleichen Ebene angeordnet sind. Diese beiden lichtempfindlichen Detektoren gewährleisten die Ermittlung der Amplitudenmodulation des Lichtbündels Die Ausgänge der beiden Detektoren sind an einen Differential verstärker 5 angeschlossen.This device has at least one group of two light-sensitive detectors 3 and 4, the are preferably identical and their photosensitive surfaces next to one another, perpendicular to the light beam 1 and are advantageously arranged in the same plane. These two light sensitive detectors ensure the determination of the amplitude modulation of the light beam The outputs of the two detectors are connected to a differential amplifier 5 connected.

209814/0937 ../209814/0937 ../

Die Vorrichtung weist einen ersten Bezugssignalgenerator auf, der ein zeitlieh veränderliches Signal S, synchron zur Amplitudenmodulation des Lichtbündels 1 abgibt. Dieser Bezugssignalgenerator kann ein optisches System 6 aufweisen, das in der Bahn des Lichtbündels 1 angeordnet ist, um einen Teil des Lichtbündels zu entnehmen, und dem ein lichtempfindlicher Detektor 7 nachgeschaltet ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst ferner einen Synchrondetektor 9, mit einem ersten Kanal, dessen Eingänge mit dem Ausgang des Verstärkers 5 bzw. mit dem Ausgang des ersten Bezugssignalgenerators verbunden sind. Ein Sichtgerät 10 liegt am Ausgang des Synchrondetektors 9.The device has a first reference signal generator which emits a signal S which is variable over time, synchronously with the amplitude modulation of the light beam 1. This reference signal generator can have an optical system 6 which is located in the path of the light beam 1 is arranged to remove part of the light beam, and a light-sensitive detector 7 is connected downstream is. The device according to the invention further comprises a synchronous detector 9, with a first channel, the inputs of which are connected to the output of the amplifier 5 or to the output of the first reference signal generator. A viewing device 10 is at the output of the synchronous detector 9.

Die Vorrichtung ermöglicht die Bestimmung der jeweiligen Stellung des Lichtbündels 1 und der lichtempfindlichen Fläche der Detektoren 3 und 4, deren optischer Mittelpunkt mit θ bezeichnet ist.The device enables the respective position of the light beam 1 and the light-sensitive ones to be determined Area of the detectors 3 and 4, the optical center of which is denoted by θ.

Wenn der einfallende Lichtstrahl 1 nicht bei 8 auf die Vorrichtung auftrifft, ist die von den Detektoren 3 und 4 empfangene Belichtung unterschiedlich. Daraus ergibt sich eine Abweichung zwischen dem von dem Detektor 3 ausgesandten Signal Sl und dem vom Detektor 4 ausgesandten Signal S2.If the incident light beam 1 does not strike the device at 8, the exposure received by detectors 3 and 4 will be different. This results in a discrepancy between the signal S1 emitted by the detector 3 and the signal S2 emitted by the detector 4.

Der Synchrondetektor 9 empfängt ein Signal S1-S2 vom Differentialverstärker 5 und ein Signal S der gleichen Periode vom Bezugssignalgenerator 7.The synchronous detector 9 receives a signal S1-S2 from the differential amplifier 5 and a signal S of the same Period from reference signal generator 7.

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2U64312U6431

Wenn S1-S2 und S in Phase sind, d.h. wenn Sl stärker als S2 ist, tritt ein elektrisches Signal im Sichtgerät 10 auf. Wenn-Sl-S2 und S gegenphasig sind, d.h. wenn Sl schwächer als S2 ist, tritt im Sichtgerät 10 kein Signal auf.When S1-S2 and S are in phase, i.e. when S1 is stronger than S2, an electrical signal occurs in the Display device 10 on. If-Sl-S2 and S are out of phase, i.e. if Sl is weaker than S2, the display device 10 occurs no signal.

Mit einer derartigen Abstandsmessvorrichtung kann also ermittelt werden, ob der Schnittpunkt der Achse mit der lichtempfindlichen Fläche ständig auf der gleichen Seite des Mittelpunkts 8 liegt.With such a distance measuring device it can be determined whether the intersection of the axis is always on the same side of the center 8 with the photosensitive surface.

Die abgewandelte Ausführungeform der Vorrichtung nach Fig. 2 umfasst einen zweiten Bezugssignalgenerator, der ein Signal S abgibt und der beispielsweise als Operationsverstärker ausgebildet sein kann, dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Bezugssignalgenerators verbunden ist.The modified embodiment of the device according to FIG. 2 comprises a second reference signal generator, which emits a signal S and which can be designed, for example, as an operational amplifier, its input is connected to the output of the first reference signal generator.

In diesem Falle umfasst der Synchrondetektor 9In this case, the synchronous detector comprises 9

^ einen zweiten Kanal, dessen Eingänge mit dem Differentialverstärker 5 bzw. mit dem zweiten Bezugssignalgenerator 11 verbunden sind.^ a second channel whose inputs are connected to the differential amplifier 5 or to the second reference signal generator 11 are connected.

Wenn Sl stärker als S2 ist, zeigt der erste Kanal ein Signal bei 10 an; der zweite zeigt kein Signal an.If Sl is stronger than S2, the first channel displays a signal at 10; the second shows no signal.

Wenn S2 stärker als S ist, zeigt der erste Kanal kein Signal an, und der zweite Kanal zeigt ein Signal an.If S2 is stronger than S, the first channel shows no signal and the second channel shows a signal.

Sofern Sl gleich S2 ist, zeigen beide Kanäle kein Signal an.If S1 is equal to S2, both channels show no signal.

2 0 9 8 14/09372 0 9 8 14/0937

In der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. besteht der erste Bezugssignalgenerator aus Summierungsschaltungen 12, deren Eingänge mit dem Ausgang des Detektors 3 bzw. mit dem Ausgang des Detektors 4 verbunden sind. Bei diesen Summierungsschaltungen 12 kann es sich UEi einen Operationsverstärker handeln, der ein Auegangssignal abgibt, welches proportional Sl + S2 ist. Der zweite Bezugssignalgenerator gibt ein Signal entgegengesetzten Vorzeichens ab.In the modified embodiment according to FIG. 1, the first reference signal generator consists of summing circuits 12, the inputs of which are connected to the output of the detector 3 and to the output of the detector 4, respectively are. These summing circuits 12 can be an operational amplifier UEi which generates an output signal outputs, which is proportional to Sl + S2. The second reference signal generator outputs a signal opposite Sign.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. wird die erfindungsgemässe Vorrichtung in Verbindung mit einem Lichtbündel verwendet, dessen Energie in Abhängigkeit von der Zeit im wesentlichen konstant ist und einen Lichtmodulator 20 aufweist, der in der Bahn des Lichtbündels angeordnet ist.In the modified embodiment according to FIG. The device according to the invention is used in conjunction with used a light beam, the energy of which is essentially constant as a function of time and one Has light modulator 20, which is arranged in the path of the light beam.

Dieser Lichtmodulator kann in einer Ebene mit der Lichtquelle 22 angeordnet werden, die das Lichtbündel aussendet, oder aber in Höhe der lichtempfindlichen Detektoren 3 und 4.This light modulator can be arranged in a plane with the light source 22, which the light bundle emits, or at the level of the light-sensitive detectors 3 and 4.

Bei einer bevorzugten Ausführungsart bildet der Modulationssignalgenerator 21, der den Betrieb des Modulators 20 steuert, den ersten Bezugssignalgenerator, der mit dem Synchrondetektor verbunden ist.In a preferred embodiment, the modulation signal generator 21 forms the operation of the modulator 20 controls the first reference signal generator connected to the synchronous detector.

» Sämtliche beschriebenen Abstandsmesevorrichtungen umfassen eine Gruppe von zwei Detektoren und dienen zur Abstandsmessung in einer bestimmten Richtung.»All described distance measuring devices comprise a group of two detectors and are used for Distance measurement in a specific direction.

2098U/0937 ··/2098U / 0937 ·· /

~8" 2H6A31~ 8 "2H6A31

Andererseits können gleichzeitig mehrere Gruppen von zwei Detektoren verwendet v/erden, um Messungen in mehreren Richtungen vorzunehmen.On the other hand, several groups of two detectors can be used simultaneously to take measurements in multiple directions.

In Fig. 5 sind fünf Gruppen von jeweils zwei lichtempfindlichen Detektoren 110-111, 120-121, 130-131, 140-141 und 150-151 veranschaulicht. Diese lichtempfindlichen Detektoren sind nebeneinander angeordnet! und die Trennungslinien 101, 102, 103, 104 und 105 der Detektoren der einzelnen Gruppen verlaufen im wesentlichen in einer Linie.In Fig. 5 five groups of two light-sensitive detectors 110-111, 120-121, 130-131, 140-141 and 150-151 illustrated. These light-sensitive detectors are arranged next to each other! and the Separation lines 101, 102, 103, 104 and 105 of the detectors of the individual groups run essentially in one Line.

Die Differentialschaltungen 112, 122, 132, 142 und 152 sind jeweils mit den entsprechenden Ausgängen der vorangehenden Detektoren verbunden.The differential circuits 112, 122, 132, 142 and 152 are each connected to the corresponding outputs of the previous detectors connected.

Eine erste Summierungsschaltung 100 liegt an den Ausgängen dieser Differentialschaltungen.A first summing circuit 100 is connected to the outputs of these differential circuits.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst eine zweite Summierungsschaltung, die beispielsweise drei Summierungsschaltungen 113, 123, 133, 143 und 153 umfasst, die jeweils mit den betreffenden Ausgängen der Detektoren verbunden sind, und sie unifasst ferner eine Summierungsschaltung 200, die am Ausgang der letzteren Summierungsschaltungen liegt.A device according to the invention comprises a second summing circuit comprising, for example, three summing circuits 113, 123, 133, 143 and 153, which are each connected to the respective outputs of the detectors, and it also includes a summing circuit 200 which is at the output of the latter summation circuits.

Die Ausgänge der ersten und der zweiten Summierungsschaltung sind mit den beiden Eingängen eines Synchrondetektors 300 verbunden, dem ein Sichtgerät 400 nachgeschaltet ist.The outputs of the first and the second summing circuit are connected to the two inputs of a synchronous detector 300 connected, which is followed by a display device 400.

"2098U/0937 ../"2098U / 0937 ../

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Die Ausgänge der Suramierungsschaltungen 113,The outputs of the suramification circuits 113,

123, 133, 143 und 153 sind an die Anzeigeschaltungen 114,123, 133, 143 and 153 are connected to the display circuits 114,

124, 134, 144 und 154 angeschlossen, die zur Anzeige des Vqrliegens eines Signals am Ausgang der Sumnierungsschaltungen dienen. Bei den Anzeigevorrichtungen kann es sich um Leuchtschauzeichen handeln.124, 134, 144 and 154 connected to indicate the presence of a signal at the output of the summing circuits to serve. The display devices can be illuminated indicators.

Die Ausgänge der Summierungsschaltungen 123, 133 und 143 liegen an den Eingängen einer Oder-Schaltung 500, die als Ein- oder Ausschaltkreis eines Meldegeräts 600, beispielsweise eines Leuchtmelders oder eines akustischen Melders, ausgebildet sein kann.The outputs of summing circuits 123, 133 and 143 are at the inputs of an OR circuit 500, which is used as an on or off circuit of a signaling device 600, for example a light indicator or an acoustic indicator, can be formed.

Bei einer anderen Ausführungsart kann dieIn another embodiment, the

Schaltung 500 mit anderen Sumnierungsschaltungen, beispielsweise den Schaltungen 113 und 153, verbunden werden.Circuit 500 can be connected to other summing circuits such as circuits 113 and 153.

Die Ausgänge der Detektoren können unmittelbar mit einer einzigen Summierungsschaltung verbunden werden, die an einem Eingang des Synchrondetektors 300 liegt.The outputs of the detectors can be connected directly to a single summing circuit, which is at an input of the synchronous detector 300.

Sämtliche Summierungsschaltungen bzw. Differentialschaltungen können aus Operationsverstärkern bestehen.All summing circuits or differential circuits can consist of operational amplifiers.

Die Betriebsweise einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Abstandsmessung, die mit einem amplitudenmodulierten Lichtbündel zusammenwirkt, dessen Auftreffpunkt mit 106 bezeichnet ist, wird im folgendem beschrieben. Diese Vorrichtung dient zur Messung des absoluten Werts und der Richtung des Abstands, der zwischen dem Auftreff-The mode of operation of a device according to the invention for distance measurement, which interacts with an amplitude-modulated light beam, its point of impact denoted at 106 will be described below. This device is used to measure the absolute value and the direction of the distance between the impact

2098U/0937 mm/ 2098U / 0937 mm /

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mittelpunkt 106 der Bezugsgeraden 103 liegt. Wenn sich der Auftreffpunkt des Lichtbündels in bezug auf die Detektoren 130 und 131 seitlich zu weit verschiebt, ist die Messung unmöglich, und die Abstandsaossvorrichtung kann nicht verwendet werden.center 106 of the reference straight line 103 lies. When the point of incidence of the light beam is in relation to the detectors 130 and 131 shifted too far laterally, measurement is impossible and the distance measuring device cannot be used will.

Die seitlich nebeneinander angeordneten Gruppen von Detektoren der erfindungsgemässen Abstandsmessvorrichtung beseitigen diesen Nachteil.The groups of detectors of the distance measuring device according to the invention, arranged laterally next to one another eliminate this disadvantage.

Der Synchrondetektor 300 empfängt ein erstes Signal Sl, das von dem Operationsverstärker 100 abgegeben wird und gleich der Summe der Differenz zwischen den von den Detektoren 130 und 133 abgegebenen Signalen und der Differenz zwischen den von den Detektoren 140 und 141 abgegebenen Signalen ist. Er empfängt ein zweites Signal S2 vom Operationsverstärker 200, das gleich der Summe der von den Detektoren 130, 131, 140 und 141 abgegebenen Signale ist.The synchronous detector 300 receives a first signal S1 which is output by the operational amplifier 100 and is equal to the sum of the difference between the signals emitted by the detectors 130 and 133 and the Difference between the signals emitted by the detectors 140 and 141. It receives a second signal S2 from operational amplifier 200, which is equal to the sum of the signals emitted by detectors 130, 131, 140 and 141 is.

Wenn beispielsweise Sl stärker als S2 ist, d.h. wenn die Auftreffstelle 106 über der Linie 101, 102, 103 liegt, zeigt die Vorrichtung ein Signal an;im entgegengesetzten Fall zeigt die Vorrichtung 400 kein Signal an.For example, if Sl is stronger than S2, i.e. if the point of impact 106 is above the line 101, 102, 103 the device displays a signal; in the opposite In this case, the device 400 does not display a signal.

Die Leuchtschauzeichen 134 und 144 zeigen an, dass die beiden Gruppen von Detektoren 130-131 und 140-141 vom einfallenden Lichtbündel belichtet werden.The light indicators 134 and 144 indicate that the two groups of detectors 130-131 and 140-141 be exposed by the incident light beam.

Wenn sich infolge unvorhergesehener AbweichungIf as a result of unforeseen deviation

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""" 2H6431"" "2H6431

die Auftreffstelle des einfallenden Lichtbündels parallel zur Linie 101, 102, 103, 104, 105 verschiebt, verlöschen die Leuchtschauzeichen 134 und 144 nacheinander, und das Schauzeichen 154 leuchtet auf. Wenn sich andererseits die Auftreffstelle des Lichtbündels zu weit von ihrer mittleren Stellung entfernt und einen anderen Detektor als 120, 130, 140, 121, 131 und 141 belichtet, betätigt die Schaltung 500 den Melder 600.the point of incidence of the incident light beam parallel moves to line 101, 102, 103, 104, 105, the indicator lights 134 and 144 go out one after the other, and that Indicator 154 lights up. On the other hand, if the point of incidence of the light beam is too far from its central one Position removed and a detector other than 120, 130, 140, 121, 131 and 141 exposed, actuates the Circuit 500 the detector 600.

Diese Abstandsmessvorrichtung gestattet nicht nur die Messung des absoluten Werts und der Richtung des Abstands, der zwischen dem Auftreffmittelpunkt 106 und der Linie 101, 102, 103, 104 bzw. 105 vorliegt, sondern ebenfalls die Anzeige von zufällig auftretenden Abweichungen in bezug auf das Lichtbündel.This distance measuring device allows not only the measurement of the absolute value and the direction the distance between the center of impact 106 and the line 101, 102, 103, 104 or 105 is present, but also the display of randomly occurring Deviations in relation to the light beam.

Die Anzahl der Detektorgruppen kann beliebig gewählt werden und hängt von der gewünschten Präzision ab.The number of detector groups can be selected as desired and depends on the desired precision.

Mit einer dieser AbstandsinessvorrichtungWith one of these spacing devices

ähnlichen Vorrichtung können ebenfalls zufällig auftretende senkrechte Abweichungen eines auftreffenden Lichtpunkts gemessen werden, dessen Stellung im wesentlichen in einer waagerechten Ebene gehalten werden soll.Similar devices can also have randomly occurring perpendicular deviations of an incident point of light be measured, the position of which is to be kept essentially in a horizontal plane.

Die Vorrichtung kann ebenfalls dann verwendet werden, wenn die Auftreffstelle in Xähe einer beliebigen Ebene gehalten werden soll.The device can also be used when the point of impact is near any Should be kept level.

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Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird insbesondere in Vorrichtungen zur Ausrichtung und Lenkung von Maschinen im Verhältnis zu einem Bezugslichtbündel verwendet.The device according to the invention is used in particular in devices for aligning and steering machines in relation to a reference light beam.

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Claims (19)

2U6A31 PATENTANSPRÜCHE2U6A31 PATENT CLAIMS 1.!Lichtempfindliche Vorrichtung zur Messung des Abstands eines Lichtbündeis, dadurch g e kenzeichnet, dass sie ausgerüstet ist mit mindestens einer Gruppe von zwei lichtempfindlichen Detektoren (4, 3), die eine Amplitudenmodulation des Lichtbündels ermitteln und deren Ausgänge mit dem Eingang eines Differentialverstärkers (S) verbunden sind, mit einem ersten Bezugssignalgenerator (6, 7), der ein veränderliches, zur Modulation synchrones Signal S abgibt, mit einem Synchrondetektor (9), der einen ersten Kanal aufweist dessen Eingänge mit dem Ausgang des Differentialverstärkers (5) und dem Ausgang des ersten Bezugssignalgenerators verbunden sind, sowie mit einem Sichtgerät (lO), das am Ausgang des Synchrondetektors (9) liegt.1.! Light-sensitive device for measurement the distance of a light bundle, marked thereby, that it is equipped with at least one group of two light-sensitive Detectors (4, 3) which determine an amplitude modulation of the light beam and their outputs with the input a differential amplifier (S) are connected to a first reference signal generator (6, 7), which is a variable signal S which is synchronous with the modulation emits, with a synchronous detector (9) which has a first Channel has its inputs with the output of the differential amplifier (5) and the output of the first Reference signal generator are connected, as well as with a display device (10), which is at the output of the synchronous detector (9) lies. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Bezugeeignalgenerator (11) aufweist, der ein Signal -S abgibt, wobei der Synchrondetektor (9) einen zweiten Kanal aufweist, dessen Eingänge mit dem Auegang des Differentialveratärkers (5) bzw, mit dem Ausgang des zweiten Bezugeeignalgenerators (11) verbunden sind.2. Device according to claim 1, characterized in that it has a second reference suitable generator (11) which emits a signal -S, the synchronous detector (9) having a second channel, the inputs of which with the output of the differential amplifier (5) or are connected to the output of the second reference qualification generator (11) . 209814/0937209814/0937 ~U~ 2H6431 ~ U ~ 2H6431 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bezugssignalgenerator (11) aus einem Operationsverstärker besteht, dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Bezugssignalgenerators (6, 7) verbunden ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the second reference signal generator (11) consists of an operational amplifier, the input of which is connected to the output of the first reference signal generator (6, 7) is connected. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d adurch gekennzeichnet, dass der Bezugs·» signalgenerator (6, 7) aus einem optischen System (6)4. Apparatus according to claim 1 or 2, d adurch characterized in that the reference signal generator (6, 7) consists of an optical system (6) ™ besteht, das in der Bahn des Lichtbündele angeordnet ist, um ein Teil des Lichtbundeis zu entnehmen, wobei dem optischen System ein lichtempfindlicher Detektor (7) nachgeschaltet ist, der ein Spannungssignal (S) abgibt.™, which is arranged in the path of the light beam, to remove part of the light bundle, with a light-sensitive detector (7) attached to the optical system is connected downstream, which emits a voltage signal (S). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, d a durch gekennzeichnet, dass der erste Bezugssignalgenerator aus Summierungsschaltungen (12) besteht» deren Eingang an den Ausgängen der lichtempfindlichen Detektoren (3, 4) liegt.5. Apparatus according to claim 1 or 2, d a characterized in that the first Reference signal generator consists of summing circuits (12) whose input is at the outputs of the light-sensitive Detectors (3, 4) is located. ™ ™ 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch6. Apparatus according to claim 5, characterized gekennze lehnet, dass die Summierungsschaltungen 12 aus einem Operationsverstärker bestehen.marked rejects that the summing circuits 12 consist of an operational amplifier. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Lichtmodulator (20) aufweist, der in der Lichtbündelbahn angeordnet ist. 7. The device according to claim 1, characterized in that it has a light modulator (20) which is arranged in the light beam path. 2098U/09372098U / 0937 -«-· 2146 A31- «- · 2146 A31 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet, dass der Lichtmodulator (20) in einer Ebene mit der Lichtquelle 22 angeordnet ist, die das Lichtbündel aussendet.8. Apparatus according to claim 1, characterized gekennze rejects that the light modulator (20) is arranged in a plane with the light source 22, which sends out the beam of light. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennze lehnet, dass der Lichtmodulator (20) in einer Ebene mit den lichtempfindlichen Detektoren (3, 4) angeordnet ist.9. The device according to claim 7, characterized in that the light modulator (20) is arranged in a plane with the light-sensitive detectors (3, 4). 10« Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtmodulator (20) von einem Modulationssignalgenerator (11) gesteuert wird, der den ersten Bezugssignalgenerator bildet.10 «Device according to claim 7, characterized in that the light modulator (20) is controlled by a modulation signal generator (11) which forms the first reference signal generator. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet, dass sie ausgerüstet ist mit mindestens zwei Gruppen von zwei lichtempfindlichen Detektoren (110, 111 j 120, 121 j 130, 131...), die die Amplitudenmodulation des Lichtbündels ermitteln, mit Differentialschaltungen (113, 123...), die jeweils an den Gruppen von zwei Detektoren liegen, welche derart aneinander angeordnet sind, dass die Trennungelinien (101, 102...) der Detektoren zweier aneinandergrenzender Gruppen im wesentlichen in der gleichen Linie verlaufen, mit einer ersten Summierungsschaltung (lOO), die an den Ausgängen der Differentialschaltungen liegt, mit einer zweiten Summierungsschaltung (200, 113, 123...), die mit11. The device according to claim 1, characterized Marked denies that it is equipped with at least two groups of two light-sensitive Detectors (110, 111 j 120, 121 j 130, 131 ...) that detect the Determine the amplitude modulation of the light beam, with differential circuits (113, 123 ...), each on the groups of two detectors are arranged so that the separation lines (101, 102 ...) of the detectors of two adjacent groups are essentially in the same line, with a first summing circuit (100), which is at the outputs of the differential circuits, with a second summing circuit (200, 113, 123 ...) with 2098U/09372098U / 0937 -ie- 2H6A31-ie- 2H6A31 den Ausgängen der Detektoren verbunden ist, mit einem Synchrondetektor (300), der an der ersten bzw. der zweiten Summierungsschaltung liegt, und mit einem Sichtgerät (400), das mit dem Ausgang des Synchrondetektors verbunden ist.the outputs of the detectors is connected to a Synchronous detector (300) connected to the first and the second summing circuit, respectively, and with a display device (400), which is connected to the output of the synchronous detector. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Suramierungsschaltung (200) die Sumnierungsschaltungen (113, 123, 133...) aufweist, die mit den Detektor-Gruppen verbunden sind, und die Summierungsschaltung 100 an den Summierungsschaltungen (113, 123, 133...) liegt,12. The device according to claim 11, characterized characterized in that the second suming circuit (200) the summing circuits (113, 123, 133 ...), which are connected to the detector groups, and the summing circuit 100 on the summing circuits (113, 123, 133 ...), 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennze ichnet, dass die Ausgänge der Summierungsschaltungen, die nit den Detektorgruppen verbunden sind, an Anzeigeeinrichtungen (114, 124, 134...) «if. ο von den Schaltungen ausgesandten Signale liegen.13. The device according to claim 12, characterized in that the outputs of the summing circuits, which are connected to the detector groups, to display devices (114, 124, 134 ...) «If. ο there are signals sent by the circuits. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalanzeigevorrichtungen (114, 124, 134...) Leuchtschauzeichen auf-» weisen.14. The device according to claim 13, characterized in that the signal display devices (114, 124, 134 ...) illuminated indicators on » point. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Sutaciierungsschaltungen (113, 123, 133,,.), die mit den Detektorgruppen verbunden sind, an die Eingänge einer Oder-Schaltung (500) angeschlossen sind.15. The device according to claim 12, characterized in that the outputs of the shutdown circuits (113, 123, 133,.), Which are connected to the detector groups, to the inputs of a OR circuit (500) are connected. 2098U/09372098U / 0937 -ι?- · 2U6A31-ι? - · 2U6A31 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oder-Schaltung (SOO) als Ausschaltorgan eines Meldegeräts (600) ausgebildet16. The device according to claim 15, characterized in that the OR circuit (SOO) designed as a switch-off element of a signaling device (600) 17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oder-Schaltung (500) als Einschaltorgan eines Ifeldegeräts ausgebildet ist.17. The device according to claim 15, characterized marked that the OR circuit (500) is designed as a switch-on device of a field device. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Meldegerät (600) als akustischer Melder ausgebildet ist.18. Device according to one of claims 17 and 18, characterized in that that the signaling device (600) is designed as an acoustic alarm. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sutamierungsschaltungen (113, 123, 133, 143, 153) und die Differentialschaltungen (lOO, 200) als Operationsverstärker ausgebildet sind.19. Device according to one of the claims, characterized in that the sutamation circuits (113, 123, 133, 143, 153) and the differential circuits (100, 200) as operational amplifiers are trained. 2098U/09372098U / 0937 Lee r sei tLee r be t
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3005493A1 (en) * 1980-02-14 1981-08-20 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Control for automatic car wash equipment - uses photoelectric scanning of vehicle profile to control washer or dryer rollers

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