HU212959B - Position-sensible light barrier - Google Patents

Position-sensible light barrier Download PDF

Info

Publication number
HU212959B
HU212959B HU9300407A HU9300407A HU212959B HU 212959 B HU212959 B HU 212959B HU 9300407 A HU9300407 A HU 9300407A HU 9300407 A HU9300407 A HU 9300407A HU 212959 B HU212959 B HU 212959B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
light
selection unit
light sources
output
light source
Prior art date
Application number
HU9300407A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT66149A (en
HU9300407D0 (en
Inventor
Gyula Sztraka
Istvan Hejjas
Gabor Sass
Original Assignee
Sztraka
Hejjas
Sass
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sztraka, Hejjas, Sass filed Critical Sztraka
Priority to HU9300407A priority Critical patent/HU212959B/en
Publication of HU9300407D0 publication Critical patent/HU9300407D0/en
Publication of HUT66149A publication Critical patent/HUT66149A/en
Publication of HU212959B publication Critical patent/HU212959B/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

A találmány tárgya pozícióérzékeny fénysorompó elsősorban atlétikai ugróteljesítmények méréséhez. Atalálmány szerinti fénysorompó tartalmaz adó oldali tartólécre (1) felszerelt vezérelhető fényforrásokat (3), amelyek sorozata egy vonal mentén van elrendezve és vele szemben vevő oldali tartólécre (2) felszerelt hasonlóan elrendezett fényérzékelő elemeket (4). A vezérelhető fényforrások (3) bemenetelhez fényforrásmeghajtó egység (5) kimenetei csatlakoznak. A fényérzékelő elemek (4) kimenetei jelkiválasztó egy- ség (6) bemenetelhez vannak hozzákapcsolva. A fényforrásmeghajtó egység (5) és a jelkiválasztó egység (6) cím bemenethez fényforrás-kiválasztó egység (7) kimenete csatlakozik. Ez utóbbi fel van szerelve tiltó bemenettel (11), órajel bemenetéhez pedig ütemgenerátor (8) van kapcsolva. A jelkiválasztó egység (6) kimenete közvetlenül vagy törlő bemenettel (10) is felszerelt eredménytároló egység (9) közbeiktatásával képezi az egész készülékelrendezés villamos kimenetét (12). HU 212 959 B A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 4 lap ábra)The present invention relates to a position sensitive light barrier for measuring athletic jumping performance. The light barrier according to the invention comprises controllable light sources (3) provided on a transmitter support strip (1), the set of which is arranged along a line and similarly arranged light sensor elements (4) mounted on the receiving side rail (2). The outputs of the controllable light sources (3) are connected to the outputs of the light source drive unit (5). The output of the light sensor elements (4) is connected to a signal selection unit (6) input. The output of the light source driver unit (5) and the signal selection unit (6) is connected to the output of a light source selection unit (7). The latter is equipped with a blocking input (11) and a clock generator (8) is connected to the clock input. The output of the signal selection unit (6) directly generates an electrical output (12) of the entire device arrangement by inserting a result storage unit (9) directly or with a wipe input (10). EN 212 959 B Scope of the description: 10 pages (including 4 sheets)

Description

(57) KIVONAT(57) EXTRAS

A találmány tárgya pozícióérzékeny fénysorompó elsősorban atlétikai ugróteljesítmények méréséhez. A találmány szerinti fénysorompó tartalmaz adó oldali tartólécre (1) felszerelt vezérelhető fényforrásokat (3), amelyek sorozata egy vonal mentén van elrendezve és vele szemben vevő oldali tartólécre (2) felszerelt hasonlóan elrendezett fényérzékelő elemeket (4).Field of the Invention The present invention relates to a position-sensitive light barrier for measuring mainly athletic jumping power. The light barrier according to the invention comprises controllable light sources (3) mounted on a transmitter side bar (1), a series of which is arranged along a line and similarly arranged light sensing elements (4) mounted on a receiving side bar (2).

A vezérelhető fényforrások (3) bemenetelhez fényforrásmeghajtó egység (5) kimenetei csatlakoznak. A fényérzékelő elemek (4) kimenetei jelkiválasztó egység (6) bemenetelhez vannak hozzákapcsolva. A fényforrásmeghajtó egység (5) és a jelkiválasztó egység (6) cím bemenethez fényforrás-kiválasztó egység (7) kimenete csatlakozik. Ez utóbbi fel van szerelve tiltó bemenettel (11), órajel bemenetéhez pedig ütemgenerátor (8) van kapcsolva. A jelkiválasztó egység (6) kimenete közvetlenül vagy törlő bemenettel (10) is felszerelt eredménytároló egység (9) közbeiktatásával képezi az egész készülékelrendezés villamos kimenetét (12).The inputs of the controlled light sources (3) are connected to the outputs of the light source drive unit (5). The outputs of the light sensing elements (4) are connected to the input of a signal selection unit (6). The output of the light source drive unit (5) and the signal selector unit (6) are connected to the output of the light source selection unit (7). The latter is equipped with a blocking input (11) and a clock generator (8) is connected to the clock input. The output of the signal selection unit (6) forms an electrical output (12) of the entire device arrangement either directly or by interposing a result storage unit (9) also provided with an erase input (10).

HU 212 959 BHU 212 959 B

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 4 lap ábra)Description: 10 pages (including 4 pages)

HU 212 959 ΒHU 212 959 Β

A találmány tárgya pozícióérzékeny fénysorompó elsősorban atlétikai teljesítmény, ezen belül is főleg atlétikai ugróteljesítmény méréséhez.The present invention relates to a position-sensitive light barrier for measuring mainly athletic performance, especially athletic jumping performance.

Ismeretes, hogy a sport nemzetközi élvonalában a teljesítmények oly mértékben kiegyenlítődtek, hogy a köztük lévő különbségek mérése csak fejlett műszerek alkalmazásával lehetséges. Bizonyos versenyszámokban ma már gyakran századmásodperces időkülönbségek döntik a helyezési sorrendet. Az atlétika négy ugrószámban azonban (távol-, magas-, hármas- és rúdugrás) a teljesítmény mértéke továbbra is a centiméter, vagyis a teljesítmény mérésére szolgáló paraméter felbontása meglehetősen durva. Célszerű lenne, ha a teljesítményeket ennél pontosabban, pl. mm-es felbontással lehetne mérni. Ez a magasugrásnál és rúdugrásnál azt jelentené, hogy érvényes ugrás esetén, vagyis, ha a versenyző nem veri le a cm-es lépésekben felhelyezett ugrólécet, mérni kellene azt is, hogy a versenyző hány mm-rel halad át az ugróléc felett.It is known that performance in the international forefront of sport is so balanced that differences between them can only be measured using advanced instruments. In some races, the order of rankings is often determined by the time difference of one hundredth of a second. However, in the four jumps of athletics (long, high, triple and pole jumps), the measure of performance is still a centimeter, which means that the resolution of the parameter used to measure performance is quite rough. It would be advisable for the performance to be more precise, e.g. mm could be measured. For high jumps and pole jumps, this would mean that in the case of a valid jump, that is, if the competitor does not beat the jump skip placed in cm steps, it would also be necessary to measure the athlete's passage over the skip.

A távolugrásnál és a hármasugrásnál bonyolultabb a helyzet. Itt az ugrás akkor érvényes, ha a versenyző az ugrás kezdetén nem lépi túl az ugróvonalat. Érdemes lenne azonban megmérni, hogy az ugróvonal előtt hány mm távolságról ugrik el a versenyző. Ugyancsak érdemes lenne azt is tudni, hogy a földet érés előtt a versenyző milyen távol van az ugróvonaltól abban a pillanatban, amikor éppen áthalad azon az elméleti vízszintes síkon, amely pontosan azonos szintben van az ugródeszkával, amelytől elrugaszkodott. Ezt a távolságot ugyanis csak akkor lehetne pontosan megmérni, ha az ugrógödörben lévő homok felszíne pontosan vízszintes lenne és magassági szintje pontosan megegyezne az ugródeszka szintjével. A versenyszabályzatban előírt ezen követelmény azonban általában nem teljesül, de ha teljesülne is, legfeljebb cm-es pontosságú mérést tenne lehetővé.The situation is more complicated than long jump and triple jump. The jump here is valid if the competitor does not cross the jump line at the start of the jump. However, it would be worthwhile to measure how many millimeters the competitor jumps in front of the jump line. It would also be worthwhile to know how far the competitor is from the jump line before landing on the ground when he or she is passing through a theoretical horizontal plane that is exactly at the level of the jump board that he or she has jumped from. This distance can only be accurately measured if the surface of the sand in the pit is exactly horizontal and its height is exactly the same as that of the platform. However, this requirement in the competition rules is generally not met, but if it were met, it would allow measurement to an accuracy of up to cm.

Találmányunk célja főleg a fenti probléma megoldása, vagyis olyan eszköz létrehozása, amelynek segítségével lehetséges a négy atlétikai ugrószám esetén az ugróteljesítmény akár mm-es felbontású mérése is. Ez a mérés úgy oldható meg, hogy a magasugró és rúdugró számoknál az ugróléc feletti függőleges síkban egy fénysorompó segítségével fényfüggönyt alakítunk ki, amely pl. az ugróléctől felfelé mintegy 10-20 cm szélességű sávot foglal el az ugróléc teljes hossza mentén. Ha ebbe a fényfüggönybe felülről egy tárgy belenyúlik, úgy a benyúlás mértéke megmérhető, feltéve, hogy a fénysorompó pozícióérzékeny, vagyis műszaki megoldása olyan, hogy nemcsak a behatolás tényét, hanem a behatolás mélységi pozícióját is képes észlelni és jelezni. A távolugró számoknál két ilyen fényfüggönyt célszerű alkalmazni. Az egyiket az ugróvonal előtt, az ugródeszka felett néhány mm magasságban egy 2030 cm széles vízszintes sáv formájában, a másikat pedig az ugrógödörnél a várható érkezési helyen, a homok felett, az ugródeszka szintjében ugyancsak vízszintesen mintegy 30-100 cm szélességben. A szükséges fénysáv tehát a különböző ugrószámoknál mintegyThe object of the present invention is mainly to solve the above problem, that is, to provide a means by which the power of the four athletic jumps can be measured with a resolution of up to mm. This measurement can be solved by creating a light curtain in the vertical plane above the jump bar for high jump and bar jump numbers, e.g. occupies a strip about 10-20 cm upwards from the jump skate along the entire length of the skip. If an object protrudes from above this light curtain, the extent of penetration can be measured, provided that the light barrier is position sensitive, ie its technical solution is capable of detecting and indicating not only the fact of penetration but also the depth of penetration. For long jump numbers, it is advisable to use two such light curtains. One in the form of a 2030 cm wide horizontal bar a few millimeters above the jump board, and the other at the hopper's expected arrival point above the sand, also horizontally about 30 to 100 cm wide at the level of the board. So the required light band for the different jumps is approx

10-100 cm közötti szélességű és 3-6 méter közötti hosszúságú kell, hogy legyen. A magasugró számoknál a pozícióérzékeny fénysorompó fénysáv-síkja függőleges, a távolugró számoknál pedig vízszintes.It should be 10-100 cm wide and 3-6 m long. For high-jump numbers, the light bar plane of the position-sensitive barrier is vertical, and for long-range jumps, it is horizontal.

Egy ilyen fényfüggöny úgy jöhet létre, hogy a fénysáv egyik végén fénykibocsátó szervet, másik végén pedig fényérzékelő szervet alkalmazunk oly módon, hogy a vevő oldali fényérzékelő szerv jeleiből ne csak azt lehessen megállapítani, hogy a fényutat eltakarja-e valamilyen tárgy, hanem azt is, hogy a fényút sávjának mekkora részét takarja el a tárgy, illetve, hogy e sáv alapvonal felőli részén milyen széles az el nem takart rész. A felvonókban, bejárati ajtóknál és más helyeken szokásos fotocellás fénysorompó ide nem jöhet szóba, mivel ezek a megoldások a kitűzött követelményeket nem teljesíti.Such a light curtain can be formed by using a light emitting organ at one end of the light bar and a light detecting organ at the other end so that it is not only possible to detect from the signals of the receiving light sensor that the light path is obscured by an object, how much of the path of the light path is covered by the object, and how wide the unobstructed part of that band is from the baseline. Photocell light barriers, which are common in lifts, front doors and other areas, are not relevant as these solutions do not meet the requirements.

Az ipari méréstechnikában különféle munkadarabok pozíciójának és geometriai méretének, főleg átmérőjének méréséhez többféle olyan megoldás ismeretes, amelyeknél a jelen célkitűzéshez hasonló feladatot oldanak meg, így ezek mérési elve az atlétikai teljesítmények méréséhez is elvileg szóba jöhetne.In industrial measuring technology, there are several solutions for measuring the position and geometric size, especially diameter, of various workpieces, which accomplish a task similar to the present one, and thus, in principle, could be used to measure athletic performance.

Az ΓΓ 8 332 384 elsőbbségi számú EPO 0 157 431 lajstromszámú szabadalmi leírásban olvasható megoldásnál a fénysorompó adó oldalán párhuzamosított monokromatikus koherens fényt használnak. A vevő oldalon a síkpárhuzamos nyalábot kicsinyítő optika segítségével fényérzékelők sorozatából álló integrált CCD-detektorsorra képezik le és a nyaláb energiaelosztását számítógép segítségével kiértékelik. Ennek a megoldásnak atlétikai célú alkalmazás szempontjából az egyik legfontosabb hátránya a viszonylagos lassúsága. A számítógépes kiértékelés ugyanis mintegy 0,010,1 sec közötti időtartamot vehet igénybe. Az atlétikában azonban nem ritka az emberi rest 10 m/sec sebességű mozgása sem, ami 0,01 sec alatt 100 mm, azaz 10 cm elmozdulást jelent. Emiatt olyan megoldásra lenne szükség, amelynél a mérések reagálási és/vagy ismétlési ideje legfeljebb 0,001 sec körüli lehet. További hátránya ezen ismert megoldásnak az elérhető kis fénysáv-szélesség, amely a működési elvből eredő konstrukciós szempontok alapján gyakorlatilag legfeljebb 10-20 cm.The solution disclosed in EP 0 0157 431, which is a priority of ΓΓ 8 332 384, uses a monochromatic coherent light parallelized on the transmitter side of the photocell. On the receiver side, the parallel beam beam is mapped to an integrated CCD detector array of light detectors using optical optics and the beam power distribution is evaluated by a computer. One of the major drawbacks of this solution for athletic use is its relative slowness. The computer evaluation can take about 0.010.1 seconds. However, in athletics the movement of the human rest at a speed of 10 m / sec is not uncommon, which means a movement of 100 mm or 10 cm in 0.01 sec. This would require a solution in which the response and / or repetition time of the measurements should not exceed 0.001 sec. A further disadvantage of this known solution is that the available light bandwidth is practically no more than 10-20 cm according to the design aspects resulting from the principle of operation.

Megoldhatatlan ennél a megoldásnál az érzékelési sáv hézagmentes moduláris többszörözése is.In this solution, the gap-free modular replication of the detection band is also insoluble.

Hasonló típusú feladat megoldására pásztázó lézersugaras készülékek is ismeretesek.Laser scanning devices are known for solving a similar type of problem.

A GB 2 162 941 lajstromszámú szabadalmi leírás szerinti megoldásnál egy gyűjtőlencse fókuszában forgó polingontükör van, amelynek tükörlapjai a rájuk irányított lézersugarat a lencsére vetítik és azt ismételten végigpásztázzák. A poligontükör forgása közben a lencse másik felén kilépő sugár önmagával párhuzamosan mozog és ezzel ismételten végigpásztázza a fénysorompó fénysávját, ahol az dinamikus fényfüggönyt alkot. A vevő oldalon a fénysáveltakarás vagy az alapvonal felőli el nem takart fénysáv szélesség úgy mérhető, hogy mérik azt az időtartamot, ameddig az eltakarás illetve el nem takarás fennáll. Ez a megoldás előnyös abból a szempontból, hogy gyakorlatilag szinte korlátlanul nagy fénysorompó fesztávot lehet így megvalósítani és a mérések idejével megközelíthető aGB 2 162 941 discloses a polygon mirror rotating in the focus of a collector lens, the mirror blades of which project the laser beam directed at them to the lens and repeatedly scan it. As the polygon mirror rotates, the beam exiting the other side of the lens moves parallel to itself, thereby repeatedly scanning the light bar of the photocell, where it forms a dynamic light curtain. On the receiving side, the unobstructed light band width or baseline width of the light band can be measured by measuring the length of time the obscuration or obstruction remains. This solution is advantageous in that it is possible to achieve a practically unlimited wide photocell span and to approach the measurement time

HU 212 959 ΒHU 212 959 Β

0,001 sec körüli reagálási idő. Hátránya azonban a megoldásnak, hogy meglehetősen költséges és az elérhető fénysáv-szélesség erősen korlátozott, gyakorlatilag mintegy 100-150 mm körüli. További hátrány, hogy ennél a megoldásnál is megoldhatatlan a fénysávok moduláris többszörözése.Response time around 0.001 sec. However, the disadvantage of the solution is that it is quite expensive and the available light bandwidth is very limited, in practice about 100-150 mm. A further disadvantage is that modular multiplication of the light bands is also impossible in this solution.

Nagyon figyelemre méltó pásztázó lézersugaras fénysorompó megoldás található a CH 1299/86 elsőbbségi számú EPO 0 245 198 lajstromszámú szabadalmi leírásban. Ennél a megoldásnál az adó oldali pásztázó optika és a vevő oldali gyűjtő optika nem lencsékből áll, hanem erre a célra holografikus optikai elemet, úgynevezett HOE optikát alkalmaznak. Ez nem más, mint egy holografikus úton létre hozott, rajzolattal ellátott üveglap, amely a razolaton fellépő interferencia jelenség folytán úgy viselkedik, mint egy optikailag korrigált lencserendszer.A very noteworthy scanning laser beam photocell solution is found in EP-A-0 245 198, patent number CH 1299/86. In this arrangement, the transmitter-side scanning optics and the receiver-side optics do not consist of lenses, but for this purpose a holographic optical element, called HOE optics, is used. It is nothing more than a holographic patterned glass sheet that acts like an optically corrected lens system due to the interference phenomenon on the slant.

A megoldás előnye, hogy ezzel sokkal szélesebb pásztázási fénysávot lehet megvalósítani, mint a lencse optikákkal. Hátránya azonban a megoldásnak, hogy a HOE optika előállítása nagyon költséges és a fénysávok hézagmentes moduláris többszörözése itt nem lehetséges.The advantage of this solution is that it provides a much wider scanning light band than the lens optics. However, the disadvantage of the solution is that the production of HOE optics is very costly and the gapless modular replication of the light bands is not possible here.

További hátránya valamennyi pásztázó lézersugaras megoldásnak még az is, hogy a lézersugár emberi szembe jutva szemkárosodást okozhat. Ezért balesetvédelmi szempontok miatt atlétikai mérésekhez csak erősen csökkentett intenzitású lézersugarat szabad használni és ez fokozza a hibás mérés valószínűségét és/vagy növeli a vevő oldali jelérzékelő és feldolgozó rendszer bonyolultságát és költségét.A further disadvantage of any scanning laser beam solution is that the laser beam can cause eye damage when it reaches the human eye. Therefore, due to accident prevention considerations, only heavily reduced intensity laser beams should be used for athletic measurements, which increases the likelihood of incorrect measurement and / or increases the complexity and cost of the receiver-side signaling and processing system.

A HU 164 351 lajstromszámú szabadalmi leírás szerinti megoldás áll a legközelebb a találmányunkhoz. Ennél a fénykibocsátó szerv fényforrások sorozatából, a vele szemben elhelyezkedő fényérzékelő szerv pedig fényérzékelő elemek sorozatából áll. Minden egyes fényforrással szemben található egy-egy fényérzékelő elem. Ez utóbbi optikai környezete úgy van kialakítva, hogy minden fényérzékelő elem csak a hozzátartozó fényforrás fényét érzékeli. A fényérzékelő szervhez olyan elektronikus digitális logikai hálózat van hozzákapcsolva, amelyben minden egyes fényérzékelő elemhez egy-egy billenőkor (flip-flop) tartozik. A logikai hálózat úgy van felépítve, hogy a billenőkörök egyetlen nyomógomb megnyomásával alaphelyzetbe állíthatók. Ezt követően, ha a fénysáv egy részét valami eltakarja, akkor az eltakart részhez, valamint az alapvonaltól távolodva valamennyi további fényérzékelő elemhez tartozó billenőkörök láncreakciószerűen átbillennek. Az eltakarás befejődésekor ezért a billenőkörök állapota az alapvonalat legjobban megközelítő eltakart fényút helyzetére lesz jellemző. A megoldás előnye egyrészt az igen gyors működés, másrészt az, hogy a fényfüggöny szélessége a fénykibocsátó és fényérzékelő szervek hézagmentes moduláris többszörözésével elvileg tetszőleges mértékben megnövelhető. A megoldás legnagyobb hátránya abból a konstrukciós követelményből adódik, hogy minden egyes fényérzékelő elem csak a hozzátartozó, szemben lévő fényforrás fényét érzékelje és legyen érzéketlen a szomszédos fényforrások fényére. E követelmény miatt 1 cm-nél finomabb felbontás ezzel a megoldással nem érhető el. De még 1 cm-es felbontás esetén is a megoldás szerinti berendezés olyan precíz optikai beállítása szükséges, hogy emiatt a fénykibocsátó vagy fényérzékelő egység helyzetének csekély mértékű pontatlansága, elmozdulása, rázkódása esetén a berendezés működése bizonytalanná válik. Egy további hátránya ezen megoldásnak, hogy egyetlen fényérzékelő elem fényújtának néhány psec-os eltakarása esetén a berendezés azonnal - tévesen - működni kezd. Márpedig ilyen zavaró hatás előfordulhat például szabadtéri távolugró versenyeken, ahol a kis méretű és rövid idejű zavaró hatásokat előidézhetik a szemerkélő eső cseppjei, vagy az ugrás során felvert homokszemcsék, illetve porfelhő részecskéi is.The solution described in patent application HU 164 351 is the closest to the present invention. In this case, the light-emitting body consists of a series of light sources, and the light-sensing organ facing it is a series of light-sensing elements. Each light source has a light sensor element. The optical environment of the latter is designed so that each light sensing element detects only the light of the corresponding light source. An electronic digital logic network is connected to the light sensing body, each flip-flop being associated with each light sensing element. The logic network is structured so that the tilt circuits can be reset by pressing a single push button. Then, if part of the light band is obscured, the tilt circles for the obscured part, and for all other light sensing elements away from the baseline, are chain-linked. Therefore, at the end of the obstruction, the position of the tilt circles will be typical of the obscured light path closest to the baseline. The advantage of this solution is, on the one hand, very fast operation and, on the other hand, that the width of the light curtain can in principle be increased by any gap-free modular replication of the light emitting and light sensing organs. The major disadvantage of this solution is the design requirement that each light sensor element should only detect the light of the corresponding opposite light source and be insensitive to the light of adjacent light sources. Due to this requirement, a resolution of less than 1 cm is not achieved with this solution. However, even with a resolution of 1 cm, the apparatus of the solution requires such precise optical adjustment that it causes uncertainty in the position of the light-emitting or light-sensing unit due to its slight inaccuracy, displacement and vibration. A further disadvantage of this solution is that, when a few psec of light is obscured by a single light-sensing element, the device starts to malfunction immediately. Such distractions can occur, for example, in outdoor long jump competitions, where small and short-term distractions can be caused by drizzle rain drops, or by sand particles or dust cloud particles thrown in during a jump.

Célunk főleg az utóbbi megoldás hátrányainak kiküszöbölése.Our aim is mainly to overcome the disadvantages of the latter solution.

Célunk olyan pozícióérzékeny fénysorompó megvalósítása, amely rendelkezik a következő előnyös tulajdonságokkal:Our goal is to provide a position-sensitive light barrier that has the following advantageous properties:

- legyen egyszerűen megvalósítható legalább 200300 mm fénysávszélesség és legalább 5 méteres fesztáv,- have a light bandwidth of at least 200300 mm and a minimum spacing of at least 5 meters,

- a megoldás tegye lehetővé több készülék egymás mellé helyezésével a sávszélesség hézagmentes moduláris bővítését,- the solution should allow for a seamless modular bandwidth extension by placing several devices side by side,

- a megoldás tegye lehetővé a cm alatti, sőt lehetőleg a mm-es felbontást,- the solution should allow a resolution of less than cm, if not mm,

- a mérőeszköz reagálási ideje és/vagy a mérések ismétlési ciklusideje legfeljebb 0,001 sec körüli legyen,- the instrument response time and / or measurement repetition cycle time shall not be greater than 0.001 seconds,

- a készülék ne legyen érzékeny sem a környezeti zavaró fényekre, sem pedig egyetlen fényút rövid idejű eltakarására,- the device must be insensitive to ambient light and to the obstruction of a single light path for a short time,

- előállítási költsége mérsékelt legyen.- the production costs are moderate.

A találmányunk alapötlete abban a felismerésben áll, hogy ha a fénysorompó adó oldalán, vagyis a fénykibocsátó szervben lévő fényforrások nem világítanak folyton, hanem azokat egyenként, egymás után villantjuk fel, akkor a vevő oldalon, vagyis a fényérzékelő szervben az éppen felvillanó fényforráshoz tartozó fényérzékelő elem jelének logikai kiválasztásával az ezeket összekötő fényút eltakarása egyértelműen azonosítható. Valamennyi fényforrás egymás utáni, ciklikusan ismétlődő felvillantásával így hasonló működési tulajdonság érhető el. mint a pásztázó lézersugaras megoldásoknál, de a fénysáv sokkal szélesebb lehet.The basic idea of the present invention is to recognize that if the light sources on the transmitter side of the light barrier, i.e. the light emitting organ, are not continuously lit, but are flashed one after the other, the light sensor for the light source being flashed on the receiving side. By logically selecting its signal, the obstruction of the light path connecting them can be clearly identified. A succession of cyclically repeated flashes of all light sources thus achieves a similar performance. as with scanning laser beam solutions, but the light band may be much wider.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy az időmultiplex működés miatt a felbontás elvileg tetszés szerinti mértékben finomítható, annak csupán a fényforrások és fényérzékelő elemek fizikai mérete szab határt. Egy további előny, hogy a rendszer működésébe egyszerűen beiktatható olyan logikai feltétel, hogy a működés beindulásának feltétele két vagy több szomszédos fényút egyidejű eltakarása vagy két egymást követő letapogatási ciklus eredményének bizonyos mértékű egyezése legyen. Ezzel kiküszöbölhető az esőcseppekből vagy felvert homokból eredő téves működés. További előnye a megoldásnak, hogy mivel a fényérzékelő elemek nem a statikus megvilágításiAn advantage of the present invention is that, due to the time-multiplex operation, the resolution can in principle be refined as desired, limited only by the physical size of the light sources and light sensing elements. A further advantage is that a logic condition can be easily incorporated into the system operation such that the operation is triggered by the simultaneous obstruction of two or more adjacent light paths or some degree of agreement between the results of two consecutive scan cycles. This eliminates malfunctions due to rain drops or whipped sand. Another advantage of this solution is that since the light sensing elements do not have static illumination

HU 212 959 Β szintre, hanem annak ugrásszerű változására reagálnak, így a lassan változó erősségű háttérfények a berendezés működését nem zavarják. A zavarérzéketlenséget tovább fokozza, hogy az egyes fényérzékelő elemet a letapogatási ciklusidón belül relatíve rövid ideig aktívak. Emiatt az impulzusszerű külső eredetű zavaró optikai hatásokkal való koincidencia valószínűsége is kicsi.EN 212 959 Β, but responding abruptly so that slowly changing backlight levels do not interfere with the operation of the unit. Interference insensitivity is further enhanced by the fact that each light sensor element is activated for a relatively short period of time during the scan cycle. Therefore, the likelihood of coincidence with pulsed-like interfering optical effects is low.

A megoldás előnye az is, hogy a fénykibocsátó szerv és/vagy a fényérzékelő szerv kismértékű elmozdulása, meglökése, vagy rázkódása a berendezés működését gyakorlatilag nem zavarja, mivel nem okozza egyetlen fényút megszakadását sem.Another advantage of the solution is that the slight displacement, ejection or vibration of the light emitting organ and / or light sensing organ does not substantially interfere with the operation of the apparatus, since it does not cause any light path to be interrupted.

Az atlétikai teljesítménymérésen túlmenően a találmány szerinti megoldás gazdaságosan alkalmazható pl. vagyonvédelmi, behatolásjelzési célokra, továbbá görgőpályákon vagy szállítószalagon továbbított rakományok és munkadarabok áthaladás-érzékeléssel kombinált méretellenőrzésére is.In addition to athletic performance measurement, the present invention is economically applicable e.g. also for security purposes, intrusion detection, and size control of cargo and workpieces conveyed on roller conveyors or on conveyor belts combined with passage detection.

Találmányunk tárgya tehát főleg atlétikai teljesítmény mérésére szolgáló pozícióérzékeny fénysorompó, amely a fénysorompó fesztáv egyik végénél elhelyezett fénykibocsátó szervet és vele szemben a fesztáv másik végénél elhelyezkedő fényérzékelő szervet tartalmaz. A fénykibocsátó szerv adó oldali tartólécre felszerelt vezérelhető fényforrások sorozatából, a fényérzékelő szerv pedig vevő oldali tartólécre felszerelt fényérzékelő elemek sorozatából áll. A vezérelhető fényforrások és a fényérzékelő elemek száma és osztássűrűsége célszerűen azonos.Accordingly, the present invention relates to a position-sensitive photocell mainly for measuring athletic performance, comprising a light-emitting organ located at one end of the photocell and a photodetector at the opposite end of the photocell. The light-emitting body consists of a series of controllable light sources mounted on a transmitter-side carrier and the light-emitting body consists of a series of light-sensor elements mounted on a receiver-side carrier. The number and pitch of the controllable light sources and the light sensing elements are preferably the same.

A találmány lényege abban áll, hogy a vezérelhető fényforrások bemenetel fényforrásmeghajtó egység kimeneteihez kapcsolódnak, a fényérzékelő elemek kimenetei jelkiválasztó egység bemenetelhez vannak csatolva, a fényforrásmeghajtó egység és a jelkiválasztó egység cím bemenetelhez fényforrás-kiválasztó egység kimenete csatlakozik, ez utóbbi órajel bemenetéhez pedig ütemgenerátor van hozzákapcsolva, továbbá a jelkiválasztó egység kimenete közvetlenül vagy törlő bemenettel is felszerelt eredménytárolő egység közbeiktatásával alkotja a találmány szerinti fénysorompó készülék elrendezés villamos kimenetét.SUMMARY OF THE INVENTION The controllable light sources are connected to the inputs of a light source drive unit, the outputs of the light sensing elements are coupled to a signal selection unit input, and the light source drive unit and the signal selector unit input are connected to a light switching unit output, and, the output of the signal selection unit, by interposing a result storage unit with a direct or deletion input, forms the electrical output of the light barrier arrangement of the present invention.

A találmány szerinti pozícióérzékeny fénysorompó készülék egyik legcélszerűbb megvalósítási módjánál a vezérelhető fényforrások infravörös fényű LED-ek, a fényérzékelő elemek pedig fotodiódák. Ez utóbbiakat úgy kell megválasztani, hogy maximális spektrális érzékenységük a LED-ek hullámhosszával minél jobban megegyezzen, sót ezen túlmenően célszerű ezeket akár egyenként, akár csoportosan olyan keskenysávú fényszűrőkkel is ellátni, amelyek a LED-ek sugárzási hullámhosszára vannak illesztve. Ugyancsak nagyon előnyös, ha a fényforrás-kiválasztó egység rendelkezik olyan tiltó bemenettel is, amelyen keresztül annak működése villamos jellel gátolható.In one of the most preferred embodiments of the position sensitive light barrier device of the present invention, the controllable light sources are infrared LEDs and the light sensing elements are photodiodes. The latter must be chosen so that their maximum spectral sensitivity is as close as possible to the wavelength of the LEDs, and additionally it is advisable to provide them either individually or in groups with narrowband light filters adapted to the wavelength of the LEDs. It is also very advantageous for the light source selection unit to have a blocking input through which its operation can be inhibited by an electrical signal.

A találmány példakénti megvalósítását rajz alapján ismertetjük. Arajzon azAn exemplary embodiment of the present invention will be described by way of illustration. On the drawing it is

l.ábra a találmány szerinti megoldás optikai és elektronikus elrendezési vázlatát mutatja be, míg aFigure 1 is a schematic diagram of an optical and electronic arrangement of the present invention;

2., 3. és 4. ábrák a működés során fellépő optikai viszonyokat szemléltetik.Figures 2, 3 and 4 illustrate optical conditions during operation.

Az 1. ábrán a fénysorompó fesztáv egyik végénél 1 adó oldali tartólécre felszerelt 3 vezérelhető fényforrások sorozata, vele szemben a fesztáv másik végénél 2 vevő oldali tartólécre felszerelt 4 fényérzékelő elemek sorozata látható. A 3 vezérelhető fényforrások bemenetel 5 fényforrásmeghajtó egység kimeneteihez csatlakoznak. A 4 fényérzékelő elemek kimenetei 6 jelkiválasztó egység bemenetelhez vannak kapcsolva, ez utóbbi kimenete pedig 9 eredménytároló egységen keresztül alkotja az elrendezés 12 villamos kimenetét. A 9 eredmény tároló egység fel van szerelve 10 törlő bemenettel. Az 5 fényforrásmeghajtó egység és a 6 jelkiválasztó egység cím-bemeneteihez 7 fényforrás-kiválasztó egység kimenete van hozzákapcsolva, ez utóbbi órajel bemenetéhez pedig 8 ütemgenerátor van csatolva. A 7 fényforrás kiválasztó egység el van látva működést gátló 11 tiltó bemenettel is.Fig. 1 shows a series of controllable light sources 3 mounted at one end of the photocell spacer beam on a transmitter side carrier strip, while at the other end of the spacer a series of light sensing elements 4 mounted on a receiver side rail 2. The controllable light sources 3 are connected to the inputs of the light source driver 5. The outputs of the light sensing elements 4 are connected to the input of a signal selection unit 6, the output of the latter forming an electrical output 12 of the arrangement via a result storage unit 9. The result storage unit 9 is equipped with 10 wipe inputs. The output of the light source selection unit 7 is connected to the address inputs of the light source drive unit 5 and the signal selector unit 6, and a clock generator 8 is connected to the latter's clock input. The light source selection unit 7 is also provided with an inhibit input 11.

A 2. ábrán az 1 adó oldali tartólécre szerelt 3 vezérelhető fényforrások, valamint a 2 vevő oldali tartólécre szerelt 4 fényérzékelő elemek közé felülről 13 tárgy kontúrja nyúlik be és a benyúlás mértékének megfelelően eltakarja a párhuzamos 14 fénysugarak egy részét.In Fig. 2, a contour of an object 13 extends from above between the controllable light sources 3 mounted on the transmitter carrier strip and the light sensing elements 4 mounted on the receiver carrier bar and obscures a portion of the parallel rays 14 according to the extent of penetration.

A 3. ábrán látható elrendezés a 2. ábra szerinti elrendezéssel azonos, de itt most példaként nem a párhuzamos, hanem a 13 tárgy kontúrjait éppen érintő 14 fénysugarak vannak feltüntetve.The arrangement shown in Fig. 3 is identical to the arrangement of Fig. 2, but here, by way of example, the beams 14 of light, which touch the contours of the object 13, are shown, not parallel.

A 4. ábra szerinti elrendezés a 2. és 3. ábra szerintivel lényegében azonos, azzal az egyetlen eltéréssel, hogy most a 13 tárgy három különálló árnyékot mutat a fénysorompó érzékelési sávjában. Ennek oka lehet pl. a 13 tárgy konkáv alakja, vagy az, hogy az érzékelési sávba esetleg egyszerre több 13 tárgy is behatol. Az ábrán a kontúrokat éppen érintő néhány 14 fénysugár van ábrázolva.The arrangement of Fig. 4 is substantially the same as that of Figs. 2 and 3, with the only difference that now the object 13 shows three distinct shadows in the detection bar of the photocell. This may be due to eg. the concave shape of the object 13, or the possibility that several objects 13 may penetrate the detection band at the same time. In the figure, some beams of light 14 which are directly affecting the contours are shown.

Az 1. ábra szerinti optikai-elektronikus elrendezés működését az alábbiakban ismertetjük.The operation of the optical-electronic arrangement of Figure 1 is described below.

Az elrendezés többféle üzemmód szerint működhet, attól függően, hogy az egyes funkcionális részegységek kapacitását milyen mértékűre építjük ki és működésüket hogyan programozzuk. A legegyszerűbb változatban az opcionális 9 eredménytároló egységet a rendszerben nem szerepeltetjük és a 7 fényforrás-kiválasztó egységet sem látjuk el 11 tiltó bemenettel. Ez esetben a működési program pl. a következő lehet:The layout can operate in a variety of modes, depending on the degree of capacity building and programming of each functional component. In the simplest version, the optional result storage unit 9 is not included in the system and the light source selection unit 7 is not provided with a blocking input 11. In this case, the operating program eg. could be:

A 8 ütemgenerátor minden egyes impulzusára a 7 fényforrás-kiválasztó egység léptet egyet és rendre egymás után megcímzi az első, második stb. 3 vezérelhető fényforrást, majd ezt a ciklust ismételten elölről kezdi. A 7 fényforrás-kiválasztó egység kimenetén megjelenő cím, ami mindig egy 3 vezérelhető fényforrás sorszáma, eljut a 6 jelkiválasztó egységhez és ez utóbbi most figyelni fogja a címnek megfelelő sorszámú 4 fényérzékelő elem villamos kimenetét. Ugyanez a cím jut el az 5 fényforrásmeghajtó egységhez is, amely utóbbi megfelelő késleltetés után egy rövid pillanatra felvillantja a megcímzett sorszámú 3 vezérelhető fényforrást. Ha tehát pl. a 7 fényforrás-kiválasztóFor each pulse of the stroke generator 8, the light source selection unit 7 moves one step and addresses the first, second, etc., one after the other. 3 controllable light sources, then start this cycle again from the beginning. The address displayed at the output of the light source selection unit 7, which is always the serial number of a controllable light source 3, is transmitted to the signal selection unit 6, which will now monitor the electrical output of the light sensor element 4 corresponding to the address. The same address is transmitted to the light source drive unit 5 which, after a suitable delay, flashes for a brief moment the addressable serial number 3 controlled light source. So if the light source selector 7

HU 212 959 Β egység mondjuk a huszonnyolcadik sorszámot adja ki, úgy a 6 jelkiválasztó egység a huszonnyolcadik 4 fényérzékelő elem jelét fogja figyelni és az 5 fényforrásmeghajtó egység is a huszonnyolcadik 3 vezérelhető fényforrást fogja felvillantani. A huszonnyolcadik 4 fényérzékelő lemez jele tehát meg fogja mutatni, hogy a huszonnyolcadik 3 vezérelhető fényforrással összekötő egyenes el van-e takarva, vagyis, hogy a 2. ábra szerinti huszonnyolcadik vízszintes párhuzamos fényút szabad-e. A 4 fényérzékelő elemek jelei alapján tehát a 6 jelkiválasztó egység kimenete állandóan jelezni tudja, hogy mely vízszintes fényutak vannak eltakarva, vagyis, hogy pl. a 2. ábra szerinti 13 tárgy a fénysorompó érzékelési sávjának mekkora részét takarja el.The unit selector unit 6 will monitor the signal of the twenty-eighth light sensor element 4 and the light source driver unit 5 will also illuminate the twenty-eighth controllable light source 3. Thus, the sign of the twenty-eighth light sensor plate 4 will indicate whether the line connecting the twenty-eighth controllable light source 3 is obscured, i.e., whether the twenty-eighth parallel light path of Figure 2 is free. Thus, based on the signals of the light sensing elements 4, the output of the signal selection unit 6 can permanently indicate which horizontal light paths are obscured, e.g. the object 13 of Figure 2 covers a portion of the light barrier detection band.

Az opcionálisan beiktatható 9 eredménytároló egység alkalmazása főleg akkor célszerű, ha az adatkimeneten információsűrítést kívánunk végrehajtani a kimeneti bitek számának csökkentésével és/vagy igen gyorsan lejátszódó behatolási esemény nyomát kívánjuk megőrizni és/vagy nemcsak a behatolás mélységére vagyunk kíváncsiak, hanem a behatoló 13 tárgy alakjáról is szeretnénk információt kapni.The optional insertion of the result storage unit 9 is particularly useful if the data output is to be compressed by reducing the number of output bits and / or to preserve the trace of a very fast intrusion event and / or not only the depth of the intrusion but also we would like to receive information.

Ha a cél csupán az információsűrítés és emellett a feladat jellege folytán kifejezetten a 2. ábra szerinti típusú behatolási jelenségre kell számítani, úgy a 9 eredménytároló egységet csupán egyetlen sorszám tárolására alkalmas kapacitással szükséges kiépíteni. Ebben az esetben a 9 eredménytároló egység pl. mindig aIf the purpose is to rely solely on information penetration and, in addition, because of the nature of the task, the intrusion phenomenon of FIG. 2 is required, the result storage unit 9 needs to be constructed with only a single number storage capacity. In this case, the result storage unit 9 is e.g. always the

2. ábra szerinti legmagasabb, még éppen el nem takart vízszintes 14 fénysugár sorszámát tárolja, ezt a sorszámot ciklusonként felfrissíti és a legutóbbi frissítési ciklus eredménye a kimenetről mindig leolvasható.2 stores the sequence number of the highest, not yet obscured horizontal beam of light 14 as shown in Figure 2, updates this sequence number per cycle, and the output of the most recent refresh cycle is always read from the output.

Más a helyzet akkor, ha a 2. ábra szerinti típusú behatolás csak rövid ideig tart és utólag szeretnénk a legmélyebb behatolási helyzet koordinátáját azonosítani. Ez esetben a 9 eredménytároló egység logikai áramköreit úgy kell kiépíteni, hogy az az egyes frissítési ciklusokban végezze el'az alábbi logikai műveleteket is:The situation is different if the intrusion of the type shown in Fig. 2 is only short-term and we want to later identify the coordinate of the deepest intrusion. In this case, the logic circuits of the result storage unit 9 should be constructed so that it also performs the following logical operations in each update cycle:

a) A pillanatnyi kontúrponthoz tartozó vízszintes 14 fénysugár sorszámának meghatározása.a) Determine the number of the horizontal ray of 14 which is associated with the current contour point.

b) A sorszám összehasonlítása a megelőző frissítési ciklusban tárolt sorszámmal.b) Compare the sequence number with the sequence number stored in the previous update cycle.

c) Ha az új sorszám a korábbinál alacsonyabb helyzetű 14 fénysugarat jelöl, úgy a tárolt sorszám felülírása, ellenkező esetben a tárolt sorszám változatlanul hagyása.c) If the new sequence number indicates a lower beam of light 14, the stored sequence number is overwritten, otherwise the stored sequence number remains unchanged.

A fenti műveletsorozat ciklikus ismételgetése esetén a behatolási esemény befejeződése után a 9 eredménytároló egység a legmélyebb behatolási koordinátát fogja tárolni és a 12 villamos kimenetre továbbítani. Újabb behatolási esemény megkezdése előtt természetesen a 9 eredmény tároló egységet a 10 törlő bemenetre adott villamos jellel alaphelyzetbe kell állítani. Ez az a tipikus működési mód, amely az atlétikai ugrószámok teljesítményméréséhez a legalkalmasabban felhasználható. Ilyen felhasználásnál a 12 villamos kimenethez számkijelző készüléket, esetleg az eredmények kijelzésére és adminisztrálására programozott számítógépet szükséges hozzákapcsolni, a 10 törlő bemenethez pedig legcélszerűbben egy manuális kezelésű közönséges nyomógombot érdemes csatolni.In the case of cyclical repetition of the above sequence of operations, upon completion of the intrusion event, the result storage unit 9 will store the deepest intrusion coordinate and transmit it to the electrical output 12. Of course, before starting another intrusion event, the result storage unit 9 must be reset with the electrical signal applied to the wipe input 10. This is the typical mode of operation that is best suited for performance measurement in athletic jumping. In such a use, a numeric display device, possibly a computer programmed for displaying and administering the results, may need to be connected to the electrical output 12, and preferably a manually operated common push button is preferably attached to the wiper input 10.

Mind a 6 jelkiválasztó egység, mind pedig a 9 eredménytároló egység kivitelezésére nagyobb teljesítményű megoldást kell választani akkor, ha nemcsak a behatolási mélységre vagyunk kíváncsiak, hanem a behatoló 13 tárgy alakjáról és méretéről is szeretnénk információt kapni, különösen, ha több ámyéktartományt adó konkáv 13 tárgy és/vagy több független 13 tárgy egyidejű behatolásával is számolni kell. Ez a feladat a behatoló 13 tárgy vagy tárgyak kontúrvonalához illeszkedő 14 fénysugarak térbeli helyzetének azonosítása útján oldható meg, mint ahogy azt a 3. ábrán és a 4. ábrán feltüntetett példák szemléltetik.A more powerful solution is required to implement both the signal selector unit 6 and the result storage unit 9 if we are interested not only in the depth of penetration but also in the shape and size of the penetrating object 13, especially if the concave object 13 and / or simultaneous penetration of several independent 13 objects. This problem can be solved by identifying the spatial position of the light rays 14 which fit into the contour line of the penetrating object or objects, as illustrated by the examples shown in FIG. 3 and FIG.

A kontúrokhoz tartozó 14 fénysugarak helyzetének azonosítása érdekében a 6 jelkiválasztó egység kapacitását úgy kell kiépíteni, hogy minden egyes sorszámú 3 vezérelhető fényforrás felvillanásakor ki kell olvasni az összes 4 fényérzékelő elem kimenő jelét. A 9 eredménytároló egység feladata ilyenkor az, hogy minden sorszámhoz hozzárendelve tárolja azon 4 fényérzékelő elemek sorszámait, amelyek a sötét-világos határpontokat meghatározzák. Ezen működési mód esetén nem követelmény az sem, hogy a 3 vezérelhető fényforrások és a 4 fényérzékelő elemek darabszáma és/vagy osztássűrűsége azonos legyen, hiszen az eredmények kiértékeléséhez ilyenkor úgyis számítógépet kell használni, amelyet célszerűen on-line csatolunk a 12 villamos kimenethez.In order to identify the position of the light beams 14 associated with the contours, the capacity of the signal selection unit 6 must be constructed by reading out the output signals of all light sensing elements 4 as each serial number controlled light source 3 flashes. The function of the result storage unit 9 is to store the serial numbers of the light sensing elements 4 which define the dark-light boundaries assigned to each sequence number. In this mode of operation, it is not required that the number and / or pitch of the controllable light sources 3 and the light sensing elements 4 be the same, since in this case a computer should be used which is preferably connected online to the electrical output 12.

Amennyiben a találmány szerinti fénysorompó észlelési sávjának szélessége a feladathoz kevésnek bizonyulna, úgy a szélesebb sáv lefedéséhez két vagy több készüléket lehet egymás mellé illeszteni. Ilyenkor a 7 fényforrás-kiválasztó egység 11 tiltó bemenete segítségével oldható meg az, hogy a több fénysorompó fényfelvillanásai egymást ne zavarják. A 11 tiltó bemenetre adott villamos jel esetén ugyanis a 7 fényforrás-kiválasztó egység nem választ ki egyetlen sorszámot sem, így a tiltás ideje alatt valamennyi 3 vezérelhető fényforrás sötét és a 6 jelkiválasztó egység kimenete is passzív marad. Ilyenkor tehát pl. a szomszédos másik fénysorompó zavartalanul működhet. Több fénysorompó esetén tehát azokat időosztásos, úgynevezett timesharing módon kell működtetni és ehhez alkalmazni kell egy önmagában ismert vezérlő egységet is, amely az egyes fénysorompók működését ciklikusan ismétlődően, felváltva engedélyezi.If the width of the detection bar of the light barrier of the present invention proves to be small for the task, two or more devices can be placed side by side to cover the wider bar. In this case, the blocking inputs 11 of the light source selection unit 7 can be used to prevent the light flashes of the multiple light bars from interfering with each other. Namely, in the case of an electrical signal applied to the blocking input 11, the light source selection unit 7 does not select any serial number, so that during the blocking period all controllable light sources 3 are dark and the output of the signal selection unit 6 remains passive. In this case, for example, the other adjacent photocell may work smoothly. Thus, in the case of multiple photocells, they must be operated in a time-sharing, so-called timesharing mode, by applying a control unit known per se, which allows each photocell to operate cyclically, alternately.

Az 1. ábrán feltüntetett egyes funkcionális egységek gyakorlati megvalósításánál érdemes figyelembe venni az alábbi szempontokat is.The following aspects should also be taken into account in the practical implementation of each of the functional units shown in Figure 1.

A 3 vezérelhető fényforrások céljára a legalkalmasabbak azok az infravörös fényű LED típusok, amelyeket tv-készülékek szobai távvezérlő készülékeiben használnak, mert ezek az igen nagy sorozatú gyártás miatt olcsók. Sebességük és teljesítményük a célnak megfelelő, mivel ezeknél a felvillantások ütemideje mikrosecundum nagyságrendű lehet. Előnyük az is. hogy az emberi szemet nem károsítják. Ezzel összhangban a 4 fényérzékelő elemek céljára olyan fotodiódákat célszerű használni, amelyek az alkalmazottThe infrared LED types used in TV remote control units are the most suitable for the 3 controllable light sources, because they are inexpensive due to the very large series production. Their speed and performance are fit for purpose as they have a flash rate in the order of microseconds. Their advantage is also. that the human eye is not harmed. Accordingly, it is desirable to use photodiodes which are employed for the light sensing elements 4

HU 212 959 ΒHU 212 959 Β

LED típusok sugárzási hullámhosszán mutatják a maximális érzékenységet és el vannak látva ugyanezen hullámhosszra illesztett keskenysávú színszűrővel is. Az 1 adó oldali tartóléc és a 2 vevő oldali tartóléc célszerűen olyan nyomtatott áramkörös lap, ún. NYAK, amely nemcsak a LED-eket, illetve fotodiódákat hordozza, hanem az 5 fényforrásmeghajtó egység, illetve 6 jelkiválasztó egység is ezeken van kiépítve.LED types show maximum sensitivity at the wavelength of radiation and are equipped with a narrow band color filter fitted to the same wavelength. Preferably, the transmitter-side carrier strip and the receiver-side carrier strip 2 are printed circuit boards. The neck, which not only carries the LEDs or the photodiode, but also the light source driver unit 5 and the signal selector unit 6 are incorporated therein.

Ha az alkalmazott LED, illetve fotodióda típusok mechanikai mérete nagyobb, mint a megvalósítandó osztássűrűség, úgy két-vagy többsoros eltolt elrendezés is kiépíthető. Nagyobb osztássűrűség esetén tokozatlan LED, illetve fotodióda chipek, sőt integrált LED, illetve fotodióda sorozatok alkalmazása is szóba jöhet. Ez esetben közös védőablakot, illetve színszűrőt lehet használni.If the mechanical size of the LEDs or photodiode types used is larger than the resolution to be achieved, a two or more row offset arrangement may be provided. For higher pitch densities, the use of non-enclosed LEDs or photodiode chips, and even integrated LEDs or photodiode sequences, may be considered. In this case, a common screen or a color filter can be used.

A 8 ütemgenerátor önmagában ismert négyszögjel oszcillátor, célszerűen rezgőkvarcos frekvencia-stabilizálással. A 7 fényforrás-kiválasztó egység megvalósítható például digitális számlálóként, tetszőleges bináris kódrendszerben. Az 5 fényforrásmeghajtó egység, belső felépítését tekintve digitális dekódoló kimeneteihez illesztett teljesítménykapcsolók sorozataként valósítható meg.The beat generator 8 is a square oscillator known per se, preferably with oscillating quartz frequency stabilization. The light source selection unit 7 may be implemented, for example, as a digital counter in any binary code system. The light source drive unit 5 can be implemented in the form of a series of power switches fitted to the outputs of a digital decoder.

A 6 jelkiválasztó egység pl. úgy építheti fel, hogy az tartalmaz minden egyes 4 fényérzékelő elemhez egy-egy előerősítő fokozatot, egy sokbemenetű és egykimenetű analóg demultiplexert és egy komparátor áramkört. Kialakítható azonban a 6 jelkiválasztó egység oly módon is, hogy minden egyes 4 fényérzékelő elemhez egy-egy komparátor áramkör tartozik és ezek kimeneteihez egy alkalmas felépítésű digitális logikai hálózat van illesztve. Bármelyik változatban is a 6 jelkiválasztó egység megtervezése a fentebb részletezett működési ismertetés alapján rutinszerű villamosmérnöki feladat. Ugyanez vonatkozik a kizárólag digitális logikai áramkörökből álló 9 eredménytároló egységre is.The signal selection unit 6 is e.g. it can be configured to include a preamplifier for each of the 4 light sensing elements, a multi-input and single-output analog demultiplexer, and a comparator circuit. However, the signal selection unit 6 can also be configured such that each light sensor element 4 has a comparator circuit and an appropriate digital logic network is connected to its outputs. In either variation, the design of the signal selection unit 6 based on the functional description detailed above is a routine electrical engineering task. The same applies to the result storage unit 9 consisting exclusively of digital logic circuits.

A találmány szerinti pozícióérzékeny fénysorompó felbontóképessége nem közelíti meg a pásztázó lézersugaras készülékek gyakran mikron alatti felbontóképességét. A találmány szerinti megoldás azonban a durvább felbontóképességet igénylő alkalmazásokban jelentős előnyökkel rendelkezik. Ezek az előnyök a következők:The resolution of the position-sensitive light barrier of the present invention is not close to that of a scanning laser beam device, often below a micron. However, the present invention has significant advantages in applications requiring coarser resolution. These benefits include:

- többméteres fesztáv is elérhető,- a multi-meter span is also available,

- könnyen megoldható a fénysorompók hézagmentes moduláris többszörözése,- gapless modular replication of photocells is easy,

- egyszerű szerkezet, olcsó előállítás, nagy megbízhatóság, amely főleg a mozgó alkatrészek hiányából fakad,- simple construction, low cost production, high reliability, mainly due to the lack of moving parts,

- az elérhető működési sebesség jelentősen felülmúlja az ismert CCD-detektoros és pásztázó lézersugaras készülékek sebességét,- the available operating speed is significantly higher than the known CCD detector and scanning laser beam devices,

- nagyfokú érzéketlenség a külső zavaró hatásokkal, felszerelési pontatlanságokkal és tájolási instabilitásokkal szemben,- high degree of insensitivity to external disturbances, mounting inaccuracies and orientation instabilities,

- az emberi szemre veszélyes sugárzás nem lép fel.- radiation dangerous to the human eye does not occur.

A fenti előnyös tulajdonságok miatt a találmány szerinti megoldás különösen alkalmas szabad terepen és/vagy humán környezetben való használatra és így az eredetileg megcélzott atlétikai teljesítménymérési feladaton túlmenően számos egyéb alkalmazás is szóba jöhet. így a találmány szerinti pozícióérzékeny fénysorompó előnyösen használható görgőpályán vagy szállítószalagon továbbított csomagok áthaladásának és körvonalméretének önműködő észlelésére repülőtereken vagy raktári anyagmozgatási rendszerekben, utasszámláláshoz, betörésjelzéshez és behatolásvédelemhez, mezőgazdasági üzemekben állatok áthaladásának regisztrálásához stb.Because of the above-mentioned advantageous properties, the present invention is particularly suitable for use in the open and / or in the human environment and thus may be used in addition to the originally intended athletic performance measurement task. Thus, the position-sensitive light barrier of the present invention is advantageously used to automatically detect the passage and outline size of luggage transmitted on a roller conveyor or conveyor at airports or warehouse material handling systems, passenger counting, burglar alarm and intrusion protection, farm animal movement registration, etc.

Claims (3)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Pozícióérzékeny fénysorompó elsősorban atlétikai teljesítmény méréséhez, amely tartalmaz a fénysorompó-fesztáv egyik végénél elhelyezett fénykibocsátó szervet és a fénysorompó-fesztáv másik végénél elhelyezett fényérzékelő szervet, a fénykibocsátó szerv adó oldali tartólécre felszerelt fényforrások sorozatából, a fényérzékelő szerv pedig vevő oldali tartólécre felszerelt fényérzékelő elemek sorozatából áll, a fényforrások és a fényérzékelő elemek száma és osztássűrűsége célszerűen azonos, azzal jellemezve, hogy a fényforrások villamos jellel vezérelhető módon vannak kialakítva, és ezen vezérelhető fényforrások (3) bemenetel fényforrásmeghajtó egység (5) kimeneteihez kapcsolódnak, a fényérzékelő elemek (4) kimenetei jelkiválasztó egység (6) bemenetelhez vannak csatolva, a fényforrásmeghajtó egység (5) és a jelkiválasztó egység (6) címbemenetéhez fény fonás-ki választó egység (7) kimenete csatlakozik, ez utóbbi órajel bemenetéhez ütemgenerátor (8) van hozzákapcsolva, és a jelkiválasztó egység (6) kimenete közvetlenül vagy törlő bemenettel (10) is ellátott eredménytároló egységen (9) keresztül a készülékelrendezés villamos kimenetét (12) alkotja.1. Position-sensitive photocells, mainly for measuring athletic performance, comprising a light emitting organ located at one end of the photocell ribbon and a photodetector mounted at the other end of the photodevice filament, and a series of light sources mounted on a transducer The light sources and the light sensing elements are preferably of the same number and pitch, characterized in that the light sources are arranged in an electric signal-controlled manner, and these controllable light sources (3) are connected to the outputs of the light source drive unit (5). ) outputs are coupled to the input of a signal selection unit (6), a spinning-off selection unit to the address input of the light source drive unit (5) and the signal selection unit (6) An output of (7) is connected, a clock generator (8) is connected to the input of the latter clock, and the output of the signal selection unit (6) forms an electrical output (12) of the device arrangement either directly or via a result storage unit (9). 2. Az 1. igénypont szerinti pozícióérzékeny fénysorompó, azzal jellemezve, hogy a vezérelhető fényforrások (3) infravörös fényű LED-ek, a fényérzékelő elemek (4) pedig olyan félvezető fotodiódák, amelyek maximális érzékenységi hullámhossza megegyezik a vezérelhető fényforrások (3) sugárzási hullámhosszával, és ezen kívül még célszerűen akár egyenként akár csoportosan fel vannak szerelve a vezérelhető fényforrások (3) sugárzási hullámhosszára illesztett keskenysávú színszűrőkkel is.The position-sensitive light barrier according to claim 1, characterized in that the controllable light sources (3) are infrared LEDs and the light-sensing elements (4) are semiconductor photodiodes having a maximum sensitivity wavelength equal to the radiation wavelength of the controlled light sources (3). and, moreover, are preferably fitted individually or in groups with narrow-band color filters adapted to the emission wavelength of the controllable light sources (3). 3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti pozícióérzékeny fénysorompó, azzal jellemezve, hogy a fényforrás-kiválasztó egység (7) fel van szerelve működést gátló tiltó bemenettel (11) is.The position-sensitive photocell according to claim 1 or 2, characterized in that the light source selection unit (7) is also provided with an anti-function inlet (11). HU 212 959 Β Int. Cl.6: GOI B 11/00 lobraHU 212 959 Β Int Cl 6 : GOI B 11/00 lobra HU 212 959 Β Int. Cl.6: G 01 Β 11/00HU 212 959 Β Int Cl 6 : G 01 Β 11/00 2. ábraFigure 2 HU 212 959 Β Int. Cl.6: G 01 Β 11/00HU 212 959 Β Int Cl 6 : G 01 Β 11/00
HU9300407A 1993-02-16 1993-02-16 Position-sensible light barrier HU212959B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9300407A HU212959B (en) 1993-02-16 1993-02-16 Position-sensible light barrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9300407A HU212959B (en) 1993-02-16 1993-02-16 Position-sensible light barrier

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9300407D0 HU9300407D0 (en) 1993-05-28
HUT66149A HUT66149A (en) 1994-09-28
HU212959B true HU212959B (en) 1996-12-30

Family

ID=10983222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9300407A HU212959B (en) 1993-02-16 1993-02-16 Position-sensible light barrier

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU212959B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HUT66149A (en) 1994-09-28
HU9300407D0 (en) 1993-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2558589C (en) Access monitoring device
US4247767A (en) Touch sensitive computer input device
FI82984C (en) FOERFARANDE FOER TREDIMENSIONELL MAETNING AV FOEREMAOL.
US9175956B2 (en) Construction laser system having a rotation laser and a laser receiver, with functionality for automatic determination of the laser receiver direction
US8812149B2 (en) Sequential scanning of multiple wavelengths
US8970374B2 (en) Intrusion warning system
US4693598A (en) Opto-electronic measuring receiver and method for controlling the opto-electronic measuring receiver
US4868901A (en) Reflected light detecting apparatus and method
JP5666870B2 (en) Optical distance measuring device, electronic apparatus, and optical distance measuring device calibration method
DE102005061097A1 (en) Shelf, goods containers and methods for controlling the removal of goods
US20030184726A1 (en) Sensor and method for range measurements using a TDI device
EP0057446B1 (en) Surveying instrument having measuring mode selecting switch means
US5082365A (en) Remote identification and speed determination system
US5212539A (en) Apparatus for determining at least one size parameter of an object whether it is moving or at rest
HU212959B (en) Position-sensible light barrier
US4553838A (en) Optical inspection system
US5874732A (en) Rotation sensor
ES2287854T3 (en) OPTICAL SENSOR.
EP1262800A3 (en) Optoelectronic sensor
GB1395113A (en) Detecting obscuring matter on transparent screens
EP0372204A3 (en) Optical-monitoring device
US4685074A (en) Film area computer
JP2908141B2 (en) Light sensor
EP0610198B1 (en) An optoelectronic measuring scale
JPH08263768A (en) Device and method for detecting flame

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee