FI67139B

FI67139B - Justeringsanordning foer ljusgitter

Info

Publication number: FI67139B
Application number: FI791766A
Authority: FI
Inventors: Juergen Erdmann; Walter Von Stein
Original assignee: Sick Optik Elektronik Erwin
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1984-09-28
Also published as: EP0005854A1; US4291977A; EP0005854B1; DE2824311A1; DE2824311C2; FI67139C; FI791766A

Description

I55FH [Β] αΐ) KUULUTUSjULKA.SU - jjSjQ L»J l ) utlAGGN INGSSKRI FT θ/1θ7 C (4S) plvl ~10 31 1935 ^ T ^ (51) Kv.it /fcitci.1 g 08 B 29/00 // G 01 V 9/0*4 SUOMI—FINLAND pi) Ρκ*βΛί^-Ν«*Λ«*ΐ| 791766 (22) HakMtbpihri—AnaOtcninfadtf 01.06.79 (23) AlkopaM—GlkfchMdag 01.06.79 (41) TuHut HklMial — MivH offimcMg 03.12.79

Pttantti- ja rekisterihallitus NiMMMpanon f. kuul+Htata*, p*m._

Patent- och regletaretyralaan AmetcanutfagdochutUkrtfun pubtinrad 28.09.84 (32)(33)(31) Pyrä««r «moilutts—Bsglrd prtork* 02.06.78

Saksan Li ittotasavalta-Förbundsrepubli ken Tyskland(DE) P 2824311 .0 (71) Erwin Sick Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optik-Elektronik, Sebastian-Kneipp-Str. 1, 7808 Waldkirch, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Jiirgen Erdmann, Waldkirch, Walter von Stein, Waldkirch, Saksan Li i ttotasava1ta-Förbundsrepub 1iken Tyskland(DE) (74) Ruska & Co Oy (54) Tarkistusjärjestelmä valotunnustelijoi ta varten -Justeringsanordning för ljusgitter

Keksintö koskee tarkistusjärjestelmää syklisesti kytkettävien valo-lähettimien tai valovastaanottimien ryhmän suuntaamiseksi sisältäen yhden ainoan valovastaanottimen tai valolähettimen, jonka kanssa ryhmä muodostaa valotunnustelijan, jolloin tämän ainoan valovastaan-ottimen tai -lähettimen signaalit ja ryhmän kaikkien elementtien lähetys- tai vastaanottosienaalit tuodaan koinsidenssipiiri1le, joka kunakin ajanhetkenä järjestää ainoalle valovastaanottimelle tai valolähettimelle pariksi ryhmän juuri kytketyn valolähettimen tai valovastaanottimen.

Tällaisen suuntaamisen ongelma on esim. valotunnustelijoissa, joissa lähettimenä käytetään esim. kymmentä erillistä päällekkäin kytkettyä gallium-arsenidi-diodia, jotka valaisevat infrapunavalossa ja tämän vuoksi niitä ei voi tarkistaa vastaanottimelle paljain silmin. Vastaanotin voi muodostua esim. koverasta peilistä ja sen polttopisteeseen asennetusta valosähköisestä muuttajasta. Tärkeää on nyt näillä valotunnustelijoilla, että esimerkin mukaisesti kymmenen GaAs-diodia suunnataan luotettavasti koveran peilin kautta valosähköiselle muuttajalle suhteellisen pienellä toleranssilla, jotta kaikki kymmenen 1 ähetyssädettä voivat yhdistyä tarkalleen koveran peilin polttoois-teessä. GaAs-diodit kytketään päälle peräkkäin toinen toisensa jälkeen, niin että yksittäisen valosähköisen muuttajan lähtöön saadaan vakiotaajuinen pulssijono. 671 3 9

Keksinnön mukainen tarkistusjärjestelmä on siis tarkoitettu pääasiassa sellaisille valotunnustelijoille, jotka toimivat näkymättömällä valolla. Tarkistusjärjestelmän käyttöä ei ole rajoitettu yhteen peräkkäin kytkettyjen valonlähettimien ryhmään ja yhteen valosähköisen muuttajan kanssa yhdessätoimivaan koveraan peiliin. Valovastaanottimina voidaan käyttää myös päällekkäin kytkettyjä erillisiä kollimaattoreita, jotka on joko varustettu kukin valosähköisellä muuttajalla tai kytketty optisilla kuiduilla yhteisesti yhdelle valosähköiselle muuttajalle. Lähettimen ja vastaanottimen optiikka voidaan myös vaihtaa keskenään. Valoa voi lähettää esim. koveran peilin polttopisteeseen asennettu valolähde, kun taas erilliset yhteen riviin asennetut vastaanottokolli-maattorit vastaanottavat yhtenäisen koveran peilin heijastaman säde-kimpun ja keskittävät kunkin säteen omalle valosähköiselle muuttajalle. Kytkemällä valosähköiset muuttajat peräkkäin voidaan samoin saada aikaan vakiotaajuinen jatkuva pulssijono.

Koska käytettäessä näkymätöntä valoa lähettimen ja vastaanottimen suuntaamista ei voida valvoa optisesti,on ongelma perusteena keksinnölle aikaansaada tarkistusjärjestelmä, jolla on mahdollista valo-tunnustelijoiden luotettava suuntaaminen lähettimen ja vastaanottimen välillä.

Tänä saavutetaan Keksinnön mukaan siten, että vähintään kaksi ryhmän elementeistä on kukin kytketty koinsidenssipiirin perään kytketylle tarkistuslampulle, ja että ainoan valovastaanottimen tai -lähettimen signaali tuodaan ensimmäisen kytkentätason omaavan vahvistimen kautta koinsidenssipiirille ja lisäksi toisen, korkeamman kytkentätason omaavalle toiselle vahvistimelle, ja että toisen vahvistimen ulostulo on liitetty kytkentäasteen ja oskillaattorin kautta kullekin koinsidenssipiirin ulostulon ja tarkistuslamppujen välissä oleville kytkimille siten, että ylitettäessä ainoastaan ensimmäinen kytkentätaso antavat tarkistuslamput vilkkusignaalin, kun taas ylitettäessä myös toinen kytkentätaso antavat tarkistuslamput jatkuvan signaalin.

Keksintö käyttää hyväkseen tietoa, että valolähettimien tai valovas-taanottimien ryhmän erillisten elementtien oikealla yksilökohtaisella asettelulla saadaan luotettava tarkistus lähettimen ja vastaanottimen välille, kun vähintään yksi elementti, etupäässä kuitenkin kaksi ryhmän elementtiä tarkistetaan luotettavasti. Ryh- 671 39 män molempien elementtien tulee tällöin sijaita toisistaan avaruus-mitallisesti mahdollisimman kaukana, jotta saavutettaisiin hyvä asettelutarkkuus. Lähettimen tai vastaanottimen säädöllä voidaan huolehtia siitä, että molemmat ilmaisuelimet, erityisesti tarkis-tuslamput syttyvät samanaikaisesti.

Mikäli peräkkäin kytketyt valolähettimet tai valovastaanottimet sijaitsevat samassa linjassa, on ensimmäisen ja viimeisen elementin signaalit kytketty JA-porteille. Siirtämällä korkeussuunnassa tai kallistamalla lähetintä suhteessa vastaanottimeen voidaan silloin suorittaa säätöä niin kauan, kunnes molemmat tarkistuslamput syttyvät. Silloin on aikaansaatu optimaalinen tarkistus.

Jotta voitaisiin taata jokaisessa tapauksessa tietty valomäärä vas-taanottimelle, voidaan kytkeä erään parempanapidetyn suoritusmuodon mukaan valovastaanottimen tai -lähettimen signaali vahvistimen kautta, jolla on ensimmäinen kytkentätaso, JA-porteille, niin että molemmat tarkistuslamput syttyvät vasta sitten, kun molemmat valitut signaalit ylittävät määrätyn kytkentätason.

Tarkistusta helpotetaan edelleen siten, että ainoan valovastaanottimen tai -lähettimen signaali on lisäksi kytketty toiselle vahvistimelle, jolla on toinen, korkeampi kytkentätaso, joka on liitetty kytkentäasteen kautta oskillaattorille, joka toimii hyvin matalalla, esim. 3 - 5 Hz taajuudella ja joka käyttää JA-porttien ja tar-kistuslamppujen välille kytkettyjä vilkkukytkimiä, kun kytkentäas-te havaitsee tason alapuolella sijaitsevan pulssin. Tällä tavalla ilmaistaan vilkkusignaali yhdellä tai molemmilla tarkistuslampuil-la, kun on kyse vielä riittämättömästä ensimmäisestä alkutarkistuksesta. Tällöin ensimmäisen vahvistimen taso on jo ylitetty mutta ei kuitenkaan toisen vahvistimen tasoa. Vasta kun siirtämällä korkeus-suunnassa ja kallistamalla edelleen säädetään lähettimen ja vastaanottimen suhteellista sijaintia, kunnes vilkkusignaali muuttuu jatkuvaksi signaaliksi, on aikaansaatu optimaalinen tarkistus.

Erityisen edullista on, kun tarkistuslamput on sijoitettu välittömästi reunallaolevan valovastaanottimen tai -lähettimen viereen, koska silloin aikaansaadaan oikean tarkistuksen näkövaikutelma, kun tarkistuslamput syttyvät tai sammuvat.

_ _____ — Tl— ---— 4 671 39

Keksintöä kuvataan seuraavassa esimerkin vuoksi piirustusten avulla i näissä esittää : kuva 1 10 GaAs-diodin muodostaman lähettimen ja yhden koveran peilin sekä valosähköisen muuttajan muodostaman vastaanottimen kaaviollista esitystä, jonka ohella elektronisen toiminnan kytkentä on esitetty lohkokaaviokuvassa, kuva 2 kuvan 1 mukaista optista järjestelmää korkeussuuntaisen siirron avulla poikkeutetussa muodossa, kuva 3 kuvan 1 mukaista optista järjestelmää kallistukeen avulla poikkeutetussa muodossa, kuva A kuvan 1 mukaista optista järjestelmää päältäpäin nähtynä näkökentän muutoksen havainnollistamiseksi, kuva 5 ajallista vastaanottodiagrammia molemmilla keksinnön mukaisesti suunnitelluilla vahvistimien kytkentätasoilla, kuva 6 valolähettimien ryhmän etulevyä varustettuna molemmilla tarkistuslampuilla.

Kuvan 1 mukaan on yhteen linjaan sijoitettu vierekkäin 10 säteily-lähdettä, jotka muodostuvat GaAs-diodeista numeroituna 0 - 9 · Nämä suuntaavat valonsa valvottavan tilan 23 poikki koveralle peilille 24, jonka polttopisteeseen rakohimmentimen 25 taakse on sijoitettu yksi ainoa valosähköinen muuttaja 18.

Tahdistimella varustetun rengaslaskimen 11 avulla säädetään GaAs-diodeita 0-9 peräkkäin, jolloin nämä saavat aikaan vuorotellen valonvälähdyksen. Valosähköisen muuttajan 18 lähdössä syntyy näin määrätyntaajuinen sähköinen suorakulmapulssisignaali.

Kajottaessa valvottavaan tilaan 23 jää pois yksi tai useampia pulsseja valosähköisen muuttajan 18 lähdössä. Pulssijono siirtyy matalamman kytkentätason omaavan vahvistimen 16 kautta lähtöön 26, johon voidaan liittää tunnettu valvontaelektroniikka, joka antaa varoitussignaalin yhden tai useamman pulssin puuttuessa.

Γ 671 39

Tarkistusta varten on vahvistimen 16 läbtcsignaali kytketty Iisaksi kahden JA-portin 14 tai 15 toiaiin tuloihin ja näiden JA-port-tien toisiin tuloihin tuodaan rengaslaskimen 11 kautta lähet-timiltä 0 ja 9 johdetut tulosignaalit. Lähettimien 0 ja 9 sijasta voitaisiin myös muiden kymmenestä lähettimestä signaaleita tuoda porttien 14,15 asianomaisille tuloille.

Kuitenkin pidetään parempana, että molempien äärimmäisten lähettimien 0 ja 9 signaalit kytketään käyttöön.

JA-porttien 14,15 lähdöt on kytketty normaalisti suljettujen, ohjattujen kytkimien 21,22 kautta tarkistuslampuille 19»20.

Yhdessä säteilylähteiden O ja 9 syttymisen kanssa saadaan JA-porttien 14 tai 15 kullekin tulolle tulosignaalit. Jos säteilylähteitä 0 ja 9 ei ole suunnattu oikein muuttajalle 18, niin porttien 14,15 molemmat toiset tulot eivät saa mitään signaalia ja tarkistuslam-put 19,20 eivät syty. Jos kuitenkin muuttajalle 18 syntyy signaali yhden tai molempien lähettimien 0 ja 9 syttyessä, niin porttien 14,15 molempiin tuloihin ilmestyvät tulosignaalit, ja näin muodostettu porttien lähtösignaali saa asianomaisen tarkistuslampun syttymään.

Kuvassa 2 esitetään, kuinka korkeussuunnassa tapahtuvalla siirrolla lähettimen I ja vastaanottimen II välillä ei lähettimen 0 valo pääse vastaanottomuuttajalle 18. Vastaanottimen II siirrolla Ah:n verran ylöspäin voidaan virhetarkistus poistaa. Aloitettaessa tätä siirtoa ei tarkistuslamppu 19 vielä syty. Heti kun se syttyy, on tämä merkki oikeasta tarkistuksesta.

Kuva 3 esittää, kuinka vastaanottimen II ollessa vinossa suhteessa lähettimeen I kulman oC verran lähettimen O valo voi ohittaa vastaanottimen II. Tässä tapauksessa ei myöskään tarkistuslamppu 19 syty ja ainoastaan tarkistuslamppu 20 saa portin 15 lähtösignaalin. Kallistamalla kulman oc verran vastaanotinta II voidaan myös tarkistuslamppu 19 saada palamaan, mikä on merkki oikeasta tarkistuksesta jälleen.

Kuvassa 4 esitetään, kuinka vastaanottimen avauskulmaa ^2 vastaa- o 67139 va hajontakeila helpottaa tarkan suuntaamisen tai tarkistuksen löytämistä, koska suhteellisen alhaisen toimintatason omaavan vahvistimen kautta voidaan ilmaista jo hajavalolla likimääräinen suuntaaminen, niin että lopputarkistus suunnataan vastaten avauskulmaa ^1 vastaavaa kirkkaampaa sisäkeilaa ja voi tapahtua nopeasti.

Lopuksi esitetään kuvassa 1 vielä toinen vahvistin 17, jolla on potentiometrilla 2? säädettävä toimintataso V2. Vahvistin antaa läh-tösignaalin, vasta kun vastaanottomuuttajalla 18 on paljon suurempi vastaanottosignaali kuin tarvitaan vahvistinta 16 varten, jolla on matalampi toimintataso V1. Kuvassa 5 esitetään nämä molemmat toimintatasot V1 ja V2.

Vahvistin 17 on kytketty kytkentäasteen 13 ja 3 - 5 Hz taajuudella toimivan oskillaattorin 12 kautta kahdelle vilkkukytkimelle 21 tai 22, jotka on kytketty porttien 14,15 ja tarkistuslamppujen 19,20 väliin.

Kytkentäaste 13 on siten järjestetty, että mikäli lähettimien 0-9 avulla aikaansaadusta pulssijonosta puuttuu yksi ainoa pulssi vahvistimen 17 lähdössä, niin oskillaattori 12 kytkeytyy päälle ja katkaisee jaksottain kytkimien 21,22 kautta signaalin tarkistuslampuil-ie 19,20. Syntyy siis vilkkusignaali, mikäli lähettimien O tai 9 tarkistus on jo niin pitkälle edistynyt, että molemmat lähettimet saavat aikaan signaalin vahvistimen 16 lähdössä. Tämä on osoitettu kuvan 5 diagrammissa viivana piirretyllä vastaanottosignaalilla 16’, mikä ylittää jokaisella pulssilla vahvistimen 16 alemman tason V1 , kun taas pulssit O ja 5 eivät kuitenkaan voi ylittää korkeampaa kyt-kentätasoa V2.

Vasta vielä paremmalla suuntaamisella lähettimen I ja vastaanottimen II välillä tulee signaali muuttajalla 18 niin suureksi, että se saa katkoviivalla kuvassa 5 esitetyn muodon 17'. Nyt ylittävät kaikki pulssit myös kytkentätason V2, niin että lamppujen 19,20 vilkkuminen lakkaa ja niiden pysyvä palaminen ilmaisee optimaalisen tarkistuksen. Kaksiportainen tarkistus vahvistimilla 16,1? on hyödyllistä laitteen varmaa toimintaa varten, sillä paremman tarkistuksen perusteella voidaan sietää optiikan korkeampi likaantumisaste.

n 671 39 r~i /

Kuva 6 esittää erityisen tarkoituksenmukaista tarkistuslamppujen 19»20 sijoitusta välittömästi reunassa olevien valoläbettimien O tai 9 viereen.

Jos on toivottavaa, voisivat myös vielä lisäksi valonsäteilylähteet tai erilliset vastaanottimet olla asennettuja tarkistuslamppujen viereen.

Claims

1. Tarkistusjärjestelmä syklisesti kytkettävien valolähettimien tai valovastaanottimien ryhmän (0-9) suuntaamiseksi sisältäen yhden ainoan valovastaanott imen tai valolähettimen (18),jonka kanssa ryhmä muodostaa valotunnustelijan, jolloin tämän ainoan valovastaanottimen tai -lähettimen signaalit ja ryhmän kaikkien elementtien lähetys- tai vastaanotto-signaalit tuodaan koinsidenssipiirille (114, 15),joka kunakin ajanhetkenä järjestää ainoalle valovastaanottimelle tai valolähettimelle pariksi ryhmän juuri kytketyn valolähettimen tai valovastaanottimen, tunnettu siitä, että vähintään kaksi ryhmän (0 - 9) elementeistä on kukin kytketty koinsidenssipiirin (14, 15) perään kytketylle tar-kistuslampulle (19, 20), ja että ainoan valovastaanottimen tai -lähettimen (l8) signaali tuodaan ensimmäisen kytkentätason (VI) omaavan vahvistimen (16) kautta koinsidenssipiirille (14, 15) ja lisäksi toisen, korkeamman kytkentätason (V2) omaavalle toiselle vahvistimelle (17), ja että toisen vahvistimen ulostulo on liitetty kytkentä-asteen (15) ja oskillaattorin (12) kautta kullekin koinsidenssipiirin ulostulon ja tarkistuslamppujen (19, 20) välissä oleville kytkimille (21; 22) siten, että ylitettäessä ainoastaan ensimmäinen kytkentätaso (VI) antavat tarkistuslamput (19, 20) vilkkusignaalin, kun taas ylitettäessä myös toinen kytkentätaso (V2) antavat tarkistuslamput jatkuvan signaalin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarkistusjärjestelmä, tunnet-t u siitä, että ryhmän molempien elementtien (esim. 0; 9) lähetyspä! vastaanottosignaalit on kumpikin johdettu omalle JA-Dortille (14, 15), jotka yhdessä muodostavat koinsidenssipiirin, ja JA-portin toisessa sisäänmenossa ovat ainoan valovastaanottimen tai -lähettimen (10) signaalit.

3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen tarkistusjärjesteinä, jossa syklisesti kytkettävät valolähettimet tai valovastaan-ottimet sijaitsevat samassa linjassa, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja viimeisen elementin (0; 9)signaalit on kytketty koinsidenssipiirille (lä, 15).

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen tarkistusjär-jestelmä, tunnettu siitä, että tarkistuslamput (19, 20) on sijoitettu välittömästi vastaavien valovastaanottimien tai -lähettimien viereen.