JPH045352B2 - - Google Patents

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JPH045352B2
JPH045352B2 JP59227313A JP22731384A JPH045352B2 JP H045352 B2 JPH045352 B2 JP H045352B2 JP 59227313 A JP59227313 A JP 59227313A JP 22731384 A JP22731384 A JP 22731384A JP H045352 B2 JPH045352 B2 JP H045352B2
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laser light
laser beam
condenser lens
voltage
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レーザ光を検知し、かつレーザ光の
到来方向を知ることができるレーザ光警報装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a laser light warning device that can detect laser light and know the direction of arrival of the laser light.

(従来の技術) 従来、この種のレーザ光警報装置は、第2図に
示すように集光レンズ2の焦点位置に光検知素子
4を複数個アレイ状にならべた、光検知素子アレ
イ3を配置し、抵抗単体又は、抵抗、インダクタ
ンス、キヤパシタンスにて構成されるインピーダ
ンス素子6,7,8等により、各光検知素子間を
結合する。
(Prior Art) Conventionally, this type of laser light warning device has a photodetecting element array 3 in which a plurality of photodetecting elements 4 are arranged in an array at the focal position of a condensing lens 2, as shown in FIG. The photodetecting elements are connected by a single resistor or by impedance elements 6, 7, 8, etc. composed of resistors, inductances, and capacitances.

今、レーザー光1がレーザ光警報装置に照射さ
れたとすると、レーザー光1は集光レンズ2によ
り検知素子アレイ3上の集光点5に集光される。
集光点5に配置された光検知素子4では、レーザ
ー光1の強度に応じた光電流Iが発生する。この
光電流Iは、インピーダンス素子6,7,8等に
より、光検知素子4の位置に応じて2つに分割さ
れ、電流電圧変換回路9,10へ入力される。イ
ンピーダンス素子のインピーダンスをZ、その数
をM個とし、レーザ光の入射した光検知素子の位
置をNとし、電流電圧変換回路9,10の出力を
それぞれV9,V10とすると、 V9=αI・NZ/M・Z=αIN/M V10=αI・(M−N)Z/M×Z=αIM−N/
M となる。αは、電流電圧変換回路9,10の電流
電圧変換率である。
Now, if the laser beam 1 is irradiated onto the laser beam warning device, the laser beam 1 is focused by the condenser lens 2 onto a condensing point 5 on the detection element array 3.
A photocurrent I corresponding to the intensity of the laser beam 1 is generated in the photodetector element 4 disposed at the focal point 5 . This photocurrent I is divided into two parts by impedance elements 6, 7, 8, etc. according to the position of photodetector element 4, and is input to current-voltage conversion circuits 9, 10. Assuming that the impedance of the impedance element is Z, the number of impedance elements is M, the position of the photodetecting element where the laser beam is incident is N, and the outputs of the current-voltage conversion circuits 9 and 10 are V 9 and V 10 , respectively, V 9 = αI・NZ/M・Z=αIN/M V 10 =αI・(M−N)Z/M×Z=αIM−N/
It becomes M. α is the current-voltage conversion rate of the current-voltage conversion circuits 9 and 10.

この2つの電圧出力V9V10は、それぞれ加算回
路11及び減算回路12へ入力される。加算回路
11の出力V11は、 V11=αIN/M+αIM−N/M=αI となり、減算回路12の出力V12は、 V12=αIN/M−αIM−N/M=αI・(2N/M−1
) となる。
These two voltage outputs V 9 V 10 are input to an addition circuit 11 and a subtraction circuit 12, respectively. The output V 11 of the adder circuit 11 is V 11 =αIN/M+αIM−N/M=αI, and the output V 12 of the subtractor circuit 12 is V 12 =αIN/M−αIM−N/M=αI・(2N/ M-1
) becomes.

次に、この2つの電圧出力V11,V12は割算回
路13により、割算され、V13となる。
Next, these two voltage outputs V 11 and V 12 are divided by the division circuit 13 to become V 13 .

V13=V12/V11=αI(2N/M−1)/αI=2N/M−1 この割算回路13の出力電圧V13は、レーザ光
の入射した光検知素子の位置に応じた電圧とな
る。この出力電圧V13からレベルコンパレータと
表示素子にて構成される方向判別表示回路14,
15,16,17によりレーザ光が照射されたこ
とを示すとともにレーザ光の到来方向を表示す
る。
V 13 = V 12 / V 11 = αI (2N/M-1) / αI = 2N/M-1 The output voltage V 13 of this divider circuit 13 depends on the position of the photodetector element where the laser beam is incident. voltage. From this output voltage V 13 , a direction discrimination display circuit 14 consisting of a level comparator and a display element,
15, 16, and 17 indicate that the laser beam has been irradiated, and also display the direction of arrival of the laser beam.

(発明が解決しようとする問題点) 従つて、レーザ光の到来方向を細かく表示しよ
うとすると方向判別表示回路14,15,16,
17の数が増えるとともに、調整箇所が増え、調
整が難かしくなるという欠点があつた。
(Problem to be Solved by the Invention) Therefore, in order to display the arrival direction of the laser beam in detail, the direction discrimination display circuits 14, 15, 16,
As the number of 17 increases, the number of adjustment points increases, making adjustment difficult.

また、集光レンズ2の光学的な歪や、電流電圧
変換率のバラツキなどの電気回路中で発生する電
気的歪により、レーザー光の到来方向を細かく分
割できないという欠点があつた。
Another drawback is that the direction of arrival of the laser beam cannot be finely divided due to optical distortion of the condenser lens 2 and electrical distortion occurring in the electrical circuit such as variations in the current-voltage conversion ratio.

本発明は上記欠点を解決し、レーザ光の到来方
向を簡単に精度よく検知することができるレーザ
光警報装置を提供するものである。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks and provides a laser beam warning device that can easily and accurately detect the direction of arrival of laser beams.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、複数個の光検知素子をアレイ状に配
置し、これを集光レンズと組合わせることによ
り、レーザ光をその入射角に応じて、前記アレイ
状に配置された光検知素子の一つに集光し、光検
知素子から光電流出力を各々の光検知素子に個有
の分割比率により、2つの出力に分割し、前記2
つの出力をA/D変換回路によりデジタル信号に
変換しデジタル信号として処理するため、前記方
向判別回路が不要となり、レーザ光の到来方向を
判別するための調整が必要ない構成となる。
(Means for Solving the Problems) The present invention arranges a plurality of photodetecting elements in an array, and combines these with a condensing lens to direct laser light to the array according to its incident angle. The light is focused on one of the photodetecting elements arranged in a shape, and the photocurrent output from the photodetecting element is divided into two outputs according to a division ratio unique to each photodetecting element.
Since the two outputs are converted into digital signals by the A/D conversion circuit and processed as digital signals, the direction determining circuit described above is not required, resulting in a configuration that does not require adjustment for determining the direction of arrival of the laser light.

また、2つの電流電圧変換回路の回路定数のバ
ラツキ等により発生する電気信号のリニアリテイ
の歪に対する補正と、集光レンズの光学的歪に対
する補正を行ない、光電流出力の分配比率を演算
により求めることによつて、照射されたレーザ光
の到来してきた方向をより精度よく表示するよう
に構成される。
In addition, correction is made for distortion of the linearity of the electric signal caused by variations in the circuit constants of the two current-voltage conversion circuits, and correction is made for optical distortion of the condensing lens, and the distribution ratio of the photocurrent output is calculated by calculation. Accordingly, the direction in which the irradiated laser light has come is displayed with higher accuracy.

(実施例) 本発明の実施例について図を参照しながら説明
する。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロツ
ク図であり、集光レンズ2と光検知素子4をアレ
イ状にならべた検知素子アレイ3と、インピーダ
ンス素子6,7,8と、電流電圧変換回路9,1
0と、判別回路18と、対数増幅回路19,20
と、2チヤンネルのA/D変換回路21と、演算
表示回路22とから構成される。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, in which a detection element array 3 in which a condensing lens 2 and a light detection element 4 are arranged in an array, impedance elements 6, 7, 8, and a current Voltage conversion circuit 9, 1
0, the discrimination circuit 18, and the logarithmic amplifier circuits 19 and 20.
, a two-channel A/D conversion circuit 21 , and an arithmetic display circuit 22 .

演算表示回路22は、集光レンズ2の光学的歪
に対する補正値、電流電圧変換回路9,10の電
流電圧変換率のバラツキなどの電気回路定数のバ
ラツキによる歪に対する補正値及び対数増幅回路
19,20の入出力特性のリニアリテイに対する
補正値を記憶しておく記憶部と、補正演算及びレ
ーザ光の入射角を求める演算する演算部と、演算
部によつて求められたレーザ光の入射角を表示す
る表示部とから構成される。
The calculation display circuit 22 includes a correction value for optical distortion of the condenser lens 2, a correction value for distortion due to variation in electric circuit constants such as variation in the current-voltage conversion ratio of the current-voltage conversion circuits 9 and 10, and a logarithmic amplifier circuit 19. A storage unit that stores correction values for the linearity of the input/output characteristics of No. 20, a calculation unit that performs correction calculations and calculations to determine the incident angle of the laser beam, and displays the incident angle of the laser beam determined by the calculation unit. It consists of a display section and a display section.

光検知素子アレイ3上の光検知素子4等を抵抗
単体又は抵抗、インダクタンス、キヤパシタンス
で構成されるインピーダンス素子6,7,8によ
り接続し、光検知素子アレイ3上のいずれかの光
検知素子に光が照射されたときに発生する光電流
出力を光が照射された光検知素子の位置に応じた
分配比率により2つに分配する。
The photodetecting elements 4 and the like on the photodetecting element array 3 are connected by a single resistor or impedance elements 6, 7, and 8 composed of resistance, inductance, and capacitance, and connected to any of the photodetecting elements on the photodetecting element array 3. The photocurrent output generated when light is irradiated is divided into two parts according to a distribution ratio according to the position of the photodetector element irradiated with light.

2つに分配された光電流出力は、2つの電流電
圧変換回路9,10へ供給され、光電流を電圧に
変換する。この電圧出力は判別回路18へ供給さ
れ、レーザ光か否かを判別し、A/D変換回路2
1へ変換タイミング信号を送る。さらに電流電圧
変換回路9,10の出力電圧は、対数増幅回路1
9,20を経て、2チヤンネルのA/D変換回路
21によつてデジタル信号に変換することによ
り、照射されたレーザ光を広範囲の強度レベルに
渡つて信号処理することができる。2チヤンネル
のA/D変換回路21によつて変換されたデジタ
ル信号を、あらかじめ記憶しておいた対数増幅回
路の入出力特性のリニアリテイの補正値及び、電
流電圧変換回路9,10の電流電圧変換率のバラ
ツキなどの電気回路上の回路定数のバラツキに対
する補正値、さらに集光レンズ2の光学的歪に対
する補正値により補正した後、2つのデジタル信
号から、レーザ光を照射された光検知素子の位置
に応じて光電流出力の分配比率を演算により求め
ることによりレーザ光の到来してきた方向を表示
する。このため前記方向判別表示回路における方
向判別のための調整が不要となる。
The photocurrent output divided into two is supplied to two current-voltage conversion circuits 9 and 10, which convert the photocurrent into voltage. This voltage output is supplied to the discrimination circuit 18, which discriminates whether the light is a laser beam or not, and the A/D conversion circuit 2.
Sends a conversion timing signal to 1. Furthermore, the output voltages of the current-voltage conversion circuits 9 and 10 are
9 and 20, and is converted into a digital signal by a two-channel A/D conversion circuit 21, thereby allowing signal processing of the irradiated laser light over a wide range of intensity levels. The digital signal converted by the two-channel A/D conversion circuit 21 is converted into a linearity correction value of the input/output characteristic of the logarithmic amplifier circuit stored in advance, and current-voltage conversion by the current-voltage conversion circuits 9 and 10. After correction values for variations in circuit constants on the electric circuit, such as variations in rate, and correction values for optical distortion of the condenser lens 2, the two digital signals are used to calculate the value of the photodetector element irradiated with laser light. The direction in which the laser light has arrived is displayed by calculating the distribution ratio of the photocurrent output according to the position. This eliminates the need for adjustment for direction determination in the direction determination display circuit.

いま、集光レンズ2へある入射角θをもつてレ
ーザ光1が入射したとすると、集光レンズ2によ
りレーザ光1は光検知素子アレイ3上の集光点5
へ集光される。この集光点5にある光検知素子4
は入射したレーザ光の強度の応じた光電流Iを出
力する。
Now, if the laser beam 1 enters the condenser lens 2 at a certain incident angle θ, the condenser lens 2 directs the laser beam 1 to the condensing point 5 on the photodetector array 3.
The light is focused on. The photodetecting element 4 at this condensing point 5
outputs a photocurrent I depending on the intensity of the incident laser light.

ここでインピーダンス素子6,7,8のインピ
ーダンスをZ、その数をM個、電流電圧変換回路
9,10の電流電圧変換率をαとすると、電流電
圧変換回路9,10を経た対数増幅回路19,2
0の出力をそれぞれV19,V20とすると、 V19=log(αINZ/MZ)=log(αIN/M) V20=log(αI(M−N)Z/MZ)=log(αIM−N/
M) となる。Nは、レーザ光の入射した光検知素子4
の位置である。この2つの出力V19,V20を2チ
ヤンネルのA/D変換回路21によりデジタル信
号に変換し、演算表示回路22へデジタル信号を
送出する。
Here, if the impedance of the impedance elements 6, 7, 8 is Z, the number is M, and the current-voltage conversion rate of the current-voltage conversion circuits 9, 10 is α, then the logarithmic amplifier circuit 19 passing through the current-voltage conversion circuits 9, 10 ,2
0 outputs are V 19 and V 20 respectively, V 19 = log (αINZ/MZ) = log (αIN/M) V 20 = log (αI (M-N)Z/MZ) = log (αIM-N /
M) becomes. N is the photodetecting element 4 on which the laser beam is incident;
This is the position of These two outputs V 19 and V 20 are converted into digital signals by a two-channel A/D conversion circuit 21, and the digital signals are sent to an arithmetic display circuit 22.

演算表示回路22では、2チヤンネルのA/D
変換回路21からのデジタル信号に対数増幅回路
19,20の入出力特性のリニアリテイの補正を
行い指数計算を行う。次に、電流電圧変換率のバ
ラツキなどの電気回路定数のバラツキに対する補
正を行う。このときの2つのデジタル信号をそれ
ぞれVD1,VD2とすると、 VD1=αIN/M VD2=αIM−N/M となる。これら2式の中の変数は補正計算を行つ
た後のものである。
The calculation display circuit 22 has two channels of A/D.
The linearity of the input/output characteristics of the logarithmic amplifier circuits 19 and 20 is corrected for the digital signal from the conversion circuit 21, and an exponent is calculated. Next, correction is made for variations in electric circuit constants such as variations in current-voltage conversion ratio. Letting the two digital signals at this time be V D1 and V D2 , respectively, V D1 = αIN/MV D2 = αIM-N/M. The variables in these two equations are after performing correction calculations.

この2つのデジタル信号から以下の計算をする
ことにより、レーザ先の入射角θを求めることが
できる。
By performing the following calculation from these two digital signals, the incident angle θ at the laser tip can be determined.

VS=VD1−VD2/VD1+VD2=2N/M−1 θ=k・VS(kは比例定数) 最後に、この計算結果に、集光レンズ2の光学
的歪に対する補正を行い、レーザ光の到来方向を
より精度よく、到来方向の判別のための調整をす
ることなく簡単に知ることができる。
V S =V D1 -V D2 /V D1 +V D2 =2N/M-1 θ=k・V S (k is a proportionality constant) Finally, add correction for the optical distortion of the condenser lens 2 to this calculation result. This makes it possible to easily determine the direction of arrival of the laser beam with greater precision and without making adjustments to determine the direction of arrival.

これとともに照射されたレーザ光の強度レベル
をも知ることが可能となる。
Along with this, it is also possible to know the intensity level of the irradiated laser beam.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明は、複数個の光検
出素子をアレイ状に配置したものを集光レンズと
組合わせ、レーザ光の入射角に応じて光検知素子
アレイの中の一つの光検知素子上にレーザ光が集
光され、光検知素子からの光電流出力を個々の光
検知素子に固有の分配比率に応じて2つの出力に
分割し、この2つの出力をA/D変換回路により
デジタル信号に変換し、電気回路の回路定数のバ
ラツキ等で発生する電気信号のリニアリテイに対
する歪の補正や集光レンズの光学的な歪に対する
補正をした後、光電流出力の分配比率を求めるこ
とにより、レーザ光の入射強度に関係なく、レー
ザ光の到来したきた方向をより精度よく到来方向
を判別するための調整をすることなく簡単に知り
得る効果とともに、照射されたレーザ光の強度レ
ベルをも知り得る効果を有する。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention combines a plurality of photodetecting elements arranged in an array with a condensing lens, and adjusts the number of photodetecting elements in the photodetecting element array according to the incident angle of laser light. Laser light is focused on one photodetecting element, and the photocurrent output from the photodetecting element is divided into two outputs according to the distribution ratio specific to each photodetecting element, and these two outputs are divided into A The photocurrent output is distributed after converting it into a digital signal using a /D conversion circuit and correcting the distortion in the linearity of the electrical signal caused by variations in the circuit constants of the electrical circuit, as well as the optical distortion of the condensing lens. By calculating the ratio, regardless of the incident intensity of the laser beam, the direction in which the laser beam has arrived can be easily determined without making adjustments to determine the direction of arrival with greater accuracy, as well as the effect of the irradiated laser beam. It also has the effect of knowing the intensity level of the object.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は従来のレーザ光警報装置を示すブロツク
図である。 1……レーザ光、2……集光レンズ、3……光
検知素子アレイ、4……光検知素子、5……集光
点、6,7,8……インピーダンス素子、9,1
0……電流電圧変換回路、11……加算回路、1
2……減算回路、13……割算回路、14,1
5,16,17……判別表示回路、18……判別
回路、19,20……対数増幅回路、21……2
チヤンネルのA/D変換回路、22……演算表示
回路。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional laser beam warning device. 1...Laser light, 2...Condenser lens, 3...Photodetection element array, 4...Photodetection element, 5...Focusing point, 6, 7, 8...Impedance element, 9, 1
0... Current voltage conversion circuit, 11... Addition circuit, 1
2... Subtraction circuit, 13... Division circuit, 14,1
5, 16, 17... Discrimination display circuit, 18... Discrimination circuit, 19, 20... Logarithmic amplifier circuit, 21... 2
Channel A/D conversion circuit, 22...Arithmetic display circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 集光レンズと複数個の光検知素子がアレイ状
に配置された光検知素子アレイを前記集光レンズ
の焦点位置に配置し、集光レンズへ入射したレー
ザ光を検出するレーザ光検出部と、前記光検知素
子アレイの各々の光検知素子からの光電流出力を
各々の光検知素子に固有の分配比率によつて2つ
の電流出力に分割する手段を備え、この分割され
た2つの電流出力を電圧に変換したのち、対数増
幅し、A/D変換回路によりデジタル信号に変換
し、前記分割された2つの電流出力を電圧に変換
する際の回路定数のバラツキ等により発生する電
気信号のリニアリテイの歪に対する補正及び集光
レンズの光学的歪に対する補正をデジタル的に行
い、前記光検知素子からの光電流出力の分配比率
を演算により求めることによつて、照射されたレ
ーザ光の到来してきた方向を表示することを特徴
としたレーザ光警報装置。
1. A laser light detection unit that detects laser light incident on the condenser lens by arranging a condenser lens and a photodetection element array in which a plurality of photodetection elements are arranged in an array at the focal position of the condenser lens; , comprising means for dividing the photocurrent output from each photodetecting element of the photodetecting element array into two current outputs according to a distribution ratio specific to each photodetecting element, and the divided two current outputs is converted into a voltage, logarithmically amplified, and converted into a digital signal by an A/D conversion circuit.The linearity of the electrical signal that occurs due to variations in circuit constants when converting the two divided current outputs into voltage is By digitally correcting the distortion of A laser light warning device that displays direction.
JP22731384A 1984-10-29 1984-10-29 Laser light warning device Granted JPS61105477A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54103073A (en) * 1978-01-31 1979-08-14 Koukuu Uchiyuu Gijiyutsu Kenki Tracing system
JPS5526459A (en) * 1978-08-17 1980-02-25 Hitachi Ltd Sensitivity correction circuit of photoelectric element
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