PL174513B1 - Urządzenie do odbioru promieni świetlnych - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do odbioru promieni swietlnych, zwlaszcza sygnalizator ruchu z regulatorem PI, z obu- dowa zaopatrzona w przynajmniej jedno okno, w któ- rym sa osadzone pierwsze segmenty soczewkowe, przy czym w obudowie sygnalizatora sa usytuowane dwa czujniki swietlne, na których sa zogniskowane padajace bezposrednio poziome promienie swietlne przechodzace przez pierwsze segmenty soczewkowe, a czujniki te sa rozstawione wzgledem siebie pod katem, tak ze uzyteczny kat obserwacji jest wynikiem dzialania obydwu czujników, znamienne tym, ze w obszarze przynajmniej jednego czujnika swietlnego (W1, W2) jest usytuowany przynajmniej jeden refle- ktor poziomy (R1, R2) odbijajacy poziome promienie swietlne (S3, S4) przed ich dotarciem do czujnika swietlnego (W1, W2), przy czym pierwsze segmenty soczewkowe (LS1) sa rozmieszczone na luku wokól czujników swietlnych (W1, W2) i reflektorów pozio- mych (R1, R2). F ig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do odbioru promieni świetlnych.

Urządzenia tego rodzaju są stosowane jako sygnalizatory ruchu z regulatorem PI, do samoczynnego włączania oświetlenia pomieszczenia, a w połączeniu z instalacjami alarmowymi

174 513 i systemami dozorowania, do ochrony pomieszczeń. Zwłaszcza w przypadku zadań dotyczących dozoru, duże znaczenie ma kąt obserwacji urządzenia, ponieważ zbyt mały kąt obserwacji może być przyczyną powstania miejsc dostępnych do wtargnięcia do dozorowanego pomieszczenia. Dla zabezpieczenia przestrzeni przed ścianą domu, kąt obserwacji powinien wynosić 180°, natomiast w okolicy narożnika, gdzie schodzą się dwie ściany domu, kąt obserwacji musi wynosić 270°. W znanych rozwiązaniach, w przypadku dozorowania narożnika, występuje konieczność stosowania dwóch sygnalizatorów ruchu z regulatorem PI, ponieważ ich kąt obserwacji zwykle nie przekracza 180°.

Przy konstrukcji sygnalizatorów ruchu z regulatorem PI, dostępne czujniki świetlne, bez elementów pomocniczych, mają symetryczny względem osi kąt obserwacji, wynoszący około 90°. Na granicy tego zakresu użytecznego czułość zmniejsza się o 3 dB, a zatem jest zbyt mała dla niezawodnej detekcji. W celu otrzymania wzmocnienia optycznego, czujniki świetlne są zaopatrzone w soczewki ustawione przed nimi w odległości równej jej ogniskowej, w wyniku czego kąt obserwacji zmniejsza się do niewielu stopni. Za pomocą umieszczonych obok siebie soczewek skupiających o osiach rozchodzących się wachlarzowo, otrzymuje się n-krotne powielenie projekcji. Dzięki temu kąt obserwacji czujnika świetlnego rozłożony zostaje na cały układ optyczny. Zgodnie z tą zasadą działa większość stosowanych sygnalizatorów ruchu.

Podejmowano liczne wysiłki zmierzające do rozszerzenia kąta obserwacji czujnika świetlnego w stosunku do wartości wyjściowej 90°. Tak więc, na przykład w opisie patentowym nr EP 0 113 468 B1 przedstawiono urządzenie, w którym zwiększenie kąta obserwacji osiąga się za pomocą ustawionych pod pewnym kątem względem siebie zwierciadeł. Podczas gdy w pobliżu linii prostopadłej N, symetrycznie względem osi czujnika świetlnego promienie świetlne docierają do czujnika bez odbić, to promienie świetlne wpadające z obu obszarów bocznych są odbijane przez zwierciadło na czujnik świetlny w ten sposób, że padają na ten czujnik stromo, pod stosunkowo niewielkim kątem względem linii prostopadłej B. Za pomocą tego urządzenia możliwe jest otrzymanie kąta obserwacji wynoszącego około 180°.

Z opisu patentowego nr EP 0 326 942 A2 znane jest urządzenie, które zawiera dwa czujniki świetlne. Ustawione są one pod określonym kątem względem siebie, tak że ich kąty obserwacji sumują się, dając wypadkowy kąt obserwacji wynoszący około 180°.

Ponadto, z opisów patentowych nr EP 0 219 954 A1 oraz EP 0 435 120 A2 znane są również urządzenia wyposażone w dodatkowe zwierciadło odbijające w stronę czujnika świetlnego promienie docierające od dołu.

Urządzenie według wynalazku stosowane jest do odbioru promieni świetlnych i korzystnie stanowi sygnalizator ruchu z regulatorem PI, z obudową zaopatrzoną w przynajmniej jedno okno, w którym są osadzone pierwsze segmenty soczewkowe, przy czym w obudowie sygnalizatora są usytuowane dwa czujniki świetlne, na których są zogniskowane padające bezpośrednio poziome promienie świetlne przechodzące przez pierwsze segmenty soczewkowe, a czujniki te są rozstawione względem siebie pod kątem, tak że użyteczny kąt obserwacji jest wynikiem działania obydwu czujników. Urządzenie tego rodzaju charakteryzuje się tym, że w obszarze przynajmniej jednego czujnika świetlnego jest usytuowany przynajmniej jeden reflektor poziomy odbijający poziome promienie świetlne przed ich dotarciem do czujnika świetlnego. Ponadto, pierwsze segmenty soczewkowe są rozmieszczone na łuku wokół czujników świetlnych i reflektorów poziomych.

Korzystne jest, że urządzenie to ma budowę symetryczną względem pionowej płaszczyzny podziałowej przestrzeni, przy czym obok lewego czujnika jest usytuowany lewy reflektor poziomy, a obok prawego czujnika świetlnego jest usytuowany prawy reflektor poziomy. Promienie świetlne padające na obydwa reflektory poziome, po odbiciu pozostają w tej samej półprzestrzeni, z której padają. Lewy i prawy czujnik świetlny są usytuowane względem siebie pod kątem 90°, przy czym reflektory poziome są tak rozmieszczone względem czujników świetlnych, że wynoszący 90° kąt obserwacji lewego czujnika świetlnego przylega do wynoszącego 45° kąta obserwacji lewego reflektora poziomego, a wynoszący 90° kąt obserwacji prawego czujnika świetlnego przylega do wynoszącego 45° kąta obserwacji prawego reflektora poziomego, przy czym wypadkowy poziomy kąt obserwacji urządzenia jest równy 270°.

174 513

W korzystnym rozwiązaniu reflektory poziome są podzielone na segmenty odpowiadające pierwszym segmentom soczewkowym, przy czym poszczególne segmenty reflektorowe są płaskie. Ponadto, reflektory poziome są korzystnie zamocowane na uchwycie stanowiącym równocześnie element pozycjonujący obu czujników świetlnych.

Korzystne jest, że dodatkowo dolna strona obudowy urządzenia jest zaopatrzona w drugie okno, w którym są umieszczone drugie segmenty soczewkowe, przy czym obok lewego czujnika świetlnego jest usytuowany lewy reflektor pionowy odbijający pionowe promieniowanie świetlne, z określonym kątem obserwacji, a obok prawego czujnika świetlnego jest usytuowany prawy reflektor pionowy odbijający pionowe promieniowanie świetlne, z określonym kątem obserwacji.

Korzystne jest, że urządzenie ma budowę symetryczną względem pionowej płaszczyzny podziałowej przestrzeni, przy czym promienie świetlne padające na obydwa reflektory pionowe, po odbiciu pozostają w tej samej półprzestrzeni, z której padają.

Rozwiązanie według wynalazku stanowi urządzenie do odbioru promieni świetlnych, realizowane za pomocą elementów konstrukcyjnych, o kącie obserwacji wyraźnie przekraczającym 180°.

W odróżnieniu od rozwiązań znanych, które przy zastosowaniu dwóch czujników świetlnych lub jednego czujnika ze zwierciadłami, pokrywają obszar około 180°, w przypadku urządzenia według wynalazku w wyjątkowo prosty sposób można zrealizować kąt obserwacji aż do 270°, a nawet powyżej, przez co zapewnia się dwukierunkowy dozór narożnika za pomocą jednego urządzenia sygnalizującego ruch, czyli z oszczędnością jednego urządzenia. Aby kąt obserwacji wyniósł 270°, poza kątami obserwacji obu czujników, wynoszącymi około 90°, powinny występować jeszcze dwa kąty obserwacji zwierciadeł poziomych, po około 45°. Osiąga się to, jeżeli obydwa reflektory poziome przyporządkowane są jednemu czujnikowi świetlnemu, lub też w reflektor poziomy zaopatrzony jest każdy z dwóch czujników świetlnych.

Znaczną poprawę właściwości sygnalizatora ruchu z regulatorem PI osiąga się, jeżeli dolna strona obudowy zaopatrzonajest w dodatkowe okno, w którym umieszczone są drugie segmenty soczewkowe. Promienie świetlne wpadające od dołu, w obrębie pierwszego kąta obserwacji reflektora pionowego i w obrębie drugiego kąta obserwacji reflektora pionowego, zostają odbite w kierunku czujników świetlnych. Dzięki temu możliwe jest nie tylko objęcie szerokiego, odległego od środka, obszaru wokół sygnalizatora ruchu, lecz również obszaru bliskiego. Dzięki temu osiąga się zabezpieczenie przed możliwością przepełznięcia dołem.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia część optyczną sygnalizatora ruchu z regulatorem PI, w widoku z góry, z ukazaniem przebiegu poziomych promieni świetlnych, padających bezpośrednio i odbitych, fig. 2 - część sygnalizatora z fig. 1 w· widoku z boku, z zaznaczeniem przebiegu odbitych pionowych promieni świetlnych, fig. 3 - część sygnalizatora z fig. 1, z zaznaczeniem kątów obserwacji poszczególnych elementów optycznych, a fig. 4 przedstawia część sygnalizatora z fig. 2, z zaznaczeniem kątów obserwacji reflektorów pionowych.

Jak przedstawiono na fig. 1 i 2, sygnalizator ruchu z regulatorem PI zaopatrzony jest w lewy czujnik świetlny W1 i prawy czujnik świetlny W2, które to czujniki są ustawione względem siebie pod kątem 90°. Lewy czujnik świetlny W1jest zaopatrzony w lewy reflektor poziomy R1 oraz lewy reflektor pionowy R3, a prawy czujnik świetlny W2 jest zaopatrzony w prawy reflektor poziomy R2 oraz prawy reflektor pionowy R4. Wymienione elementy optyczne są usytuowane na elemencie pozycjonującym P i zamocowane do niego w taki sposób, że każdemu z nich odpowiada określony kąt obserwacji. , ’

Opisany układ czujników świetlnych W1 i W2 z reflektorami R1 - R4, jest otoczony przez segmenty soczewkowe LS1 ustawione jeden obok drugiego na łuku o rozwarciu około 270°, wykonane korzystnie w postaci soczewek Fresnela.

Jak przedstawiono na fig. 2 i 3, elementy optyczne urządzenia są rozmieszczone symetrycznie względem pionowej płaszczyzny podziału H przestrzeni. Dzięki temu otrzymuje się symetryczne obszary obserwacji po obu stronach pionowej płaszczyzny podziału H przestrzeni. Poczynając od lewego czujnika świetlnego W1, otrzymuje się dla tego czujnika W1 kąt obserwacji a1, wynoszący około 90°, znajdujący się w pierwszym lewym kwadracie Q21, między pionową płaszczyzną podziału H przestrzeni i pierwszą płaszczyzną pionową E, co umożliwia

174 513 wychwytywanie promieni świetlnych wpadających poziomo. Ten obszar obserwacji rozszerzony jest przez lewy reflektor poziomy R1, którego kąt obserwacji b1 przylega do drugiej płaszczyzny pionowej F.

Ponieważ po prawej stronie płaszczyzny podziału H przestrzeni w prawej półprzestrzeni HR2, z kwadrantami Q11, Q12, powstają symetryczne zależności, jak w lewej półprzestrzeni HR1, więc nie powtórzono opisu tego układu.

Padające bezpośrednio poziome promienie świetlne S1, S2 w zakresie kątów obserwacji a1, a2, odpowiednio lewego i prawego czujnika, dochodzą bez odbicia do odpowiadających im czujników W1, W2, podczas gdy w obszarze kątów obserwacji b1 i b2, lewego reflektora poziomego R1 i prawego reflektora poziomego R2, podlegające odbiciu poziome promienie świetlne S3, S4 docierają do odpowiadających im czujników świetlnych W1, W2 dopiero po odchyleniu przez reflektory poziome R1, R2. Biegnące początkowo bardzo płasko, podlegające odbiciu poziome promienie świetlne S3, S4 po ich odchyleniu padają znacznie bardziej stromo, czyli pod kątem ostrym względem osi ZW1, ZW2 każdego z czujników świetlnych W1, W2.

Na figurach 2 i 3 przedstawiono w jaki sposób za pomocą lewego reflektora pionowego R3 i prawego reflektora pionowego R4, poza poziomym kątem obserwacji, realizuje się również kąt obserwacji C1, C2 reflektora pionowego. Sygnalizator ruchu z regulatorem PI jest przy tym po swej spodniej stronie wyposażony w drugie segmenty soczewkowe LS2, za pomocą których pionowe promienie świetlne S5, S6 dochodzące od dołu, po jednorazowym odchyleniu przez reflektory pionowe R3, R4 docierają do odpowiednich czujników świetlnych W1, W2.

Ponieważ w przypadku kątów obserwacji chodzi o kąt przestrzenny, ajego zakres możliwy jest do przedstawienia tylko w jednej płaszczyźnie, to poza kątami obserwacji C1, C2, reflektorów pionowych R3, R4, należy uwzględnić jeszcze kąty obserwacji rozpościerające się w kierunku pionowej płaszczyzny podziału H przestrzeni, które jednak nie zostały przedstawione, ze względu na ich oczywistość.

Jak to łatwo można zaobserwować na rysunku, każdy z reflektorów R1do R4, umieszczony jest w taki sposób, że padające na niego promienie świetlne S3 do S6, po jednorazowym odbiciu pozostają w tej półprzestrzeni HR1, HR2, z której nadeszły.

174 513

174 513

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do odbioru promieni świetlnych, zwłaszcza sygnalizator ruchu z regulatorem PI, z obudową zaopatrzoną w przynajmniej jedno okno, w którym są osadzone pierwsze segmenty soczewkowe, przy czym w obudowie sygnalizatora są usytuowane dwa czujniki świetlne, na których są zogniskowane padające bezpośrednio poziome promienie świetlne przechodzące przez pierwsze segmenty soczewkowe, a czujniki te są rozstawione względem siebie pod kątem, tak że użyteczny kąt obserwacji jest wynikiem działania obydwu czujników, znamienne tym, że w obszarze przynajmniej jednego czujnika świetlnego (W1, W2) jest usytuowany przynajmniej jeden reflektor poziomy (R1, R2) odbijający poziome promienie świetlne (S3, S4) przed ich dotarciem do czujnika świetlnego (W1, W2), przy czym pierwsze segmenty soczewkowe (LS1) są rozmieszczone na łuku wokół czujników świetlnych (W1, W2) i reflektorów poziomych (R1, R2).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma budowę symetryczną względem pionowej płaszczyzny podziałowej (H) przestrzeni, przy czym obok lewego czujnika świetlnego (W1) jest usytuowany lewy reflektor poziomy (R1), a obok prawego czujnika świetlnego (W2) jest usytuowany prawy reflektor poziomy (R2), przy czym promienie świetlne padające na obydwa reflektory poziome (R1, R2), po odbiciu pozostają w tej samej półprzestrzeni (HR1, HR2), z której padają.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że lewy i prawy czujnik świetlny (W1, W2) są usytuowane względem siebie pod kątem 90°, przy czym reflektory poziome (R1, R2) są tak rozmieszczone względem czujników świetlnych (W1, W2), że wynoszący 90° kąt obserwacji (a1) lewego czujnika świetlnego (W1) przylega do wynoszącego 45° kąta obserwacji (b1) lewego reflektora poziomego (R1), a wynoszący 90° kąt obserwacji (a2) prawego czujnika świetlnego (W2) przylega do wynoszącego 45° kąta obserwacji (b2) prawego reflektora poziomego (R2), przy czym wypadkowy poziomy kąt obserwacji (a1+a2+b1+b2) jest równy 270°.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że reflektory poziome (R1, R2) są podzielone na segmenty odpowiadające pierwszym segmentom soczewkowym (LS1), przy czym poszczególne segmenty reflektorowe są płaskie.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że reflektory poziome (R1, R2) są zamocowane na uchwycie stanowiącym równocześnie element pozycjonujący (P) obu czujników świetlnych (W1, W2).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że dodatkowo dolna strona obudowy urządzenia jest zaopatrzona w drugie okno, w którym są umieszczone drugie segmenty soczewkowe (LS2), przy czym obok lewego czujnika świetlnego (W1) jest usytuowany lewy reflektor pionowy (R3) odbijający pionowe promieniowanie świetlne (S5), z określonym kątem obserwacji (C1), a obok prawego czujnika świetlnego (W2) jest usytuowany prawy reflektor pionowy (R4) odbijający pionowe promienie świetlne (S6), z określonym kątem obserwacji (C2).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że ma budowę symetryczną względem pionowej płaszczyzny podziałowej (H) przestrzeni, przy czym promienie świetlne padające na obydwa reflektory pionowe (R3, R4), po odbiciu pozostają w tej samej półprzestrzeni (HR1, HR2), z której padają.