RU2116617C1 - Device determining distances - Google Patents

Device determining distances Download PDF

Info

Publication number
RU2116617C1
RU2116617C1 RU97105589A RU97105589A RU2116617C1 RU 2116617 C1 RU2116617 C1 RU 2116617C1 RU 97105589 A RU97105589 A RU 97105589A RU 97105589 A RU97105589 A RU 97105589A RU 2116617 C1 RU2116617 C1 RU 2116617C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
gate
measurement
line
Prior art date
Application number
RU97105589A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97105589A (en
Inventor
А.Б. Лаврищев
Г.Я. Леденев
Original Assignee
Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева"
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 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" filed Critical Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева"
Priority to RU97105589A priority Critical patent/RU2116617C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2116617C1 publication Critical patent/RU2116617C1/en
Publication of RU97105589A publication Critical patent/RU97105589A/en

Links

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: given device may be used for fast ( at pace of measurement ) processing of results of great number of measurements when collection of large amount of information ( several numbers to calculate coordinates of one point ) is impossible and result is desirable to be obtained in the form of one number - one number ( result ) and one measurement correspond to each point. For example, device is recommended for measurement of complex geometrical surfaces where it is necessary to obtain coordinates of tens of thousands of points for description of surface in optical systems of identification of objects with subsequent entry of measurement results into computer. Device evaluates luminous flux hitting part of elementary cell of line photodetector. It includes clock generator, line of photodetectors, OR gates, delay gate, (n+1)-th AND gate, (n+2)-th AND gate, flip- flop, scale-of-two circuit, counter, unit of standard voltages, first comparator, nth comparator, first AND gate, nth AND gate, first OR gate, light source. EFFECT: increased measurement accuracy thanks to evaluation of level of signal from each element of photodetector. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим средствам измерения расстояний посредством определения количества пикселей линейки фотоприемников до середины светового пятна, и может быть использовано при обмерах сложных геометрических поверхностей, таких, как голень, бедро человека, при протезировании в медицине, контроле формы изделий в машиностроении и других отраслях. The invention relates to measuring equipment, in particular to optical means for measuring distances by determining the number of pixels of a line of photodetectors to the middle of the light spot, and can be used for measuring complex geometric surfaces, such as the lower leg, human thigh, prosthetics in medicine, shape control products in mechanical engineering and other industries.

Известны оптические системы для измерения размеров. Известна оптическая система, содержащая решетки фотоприемников и блоки перевода информации в цифровую форму, в которых определяется число фотоприемников, воспринимающих изображение [1]. Known optical systems for measuring dimensions. A known optical system containing the array of photodetectors and units for converting information into digital form, which determines the number of photodetectors that perceive the image [1].

Однако точность системы определяется количеством фотоприемников в решетке, число которых не всегда может быть увеличено до необходимого уровня. However, the accuracy of the system is determined by the number of photodetectors in the array, the number of which cannot always be increased to the required level.

Известно оптическое бесконтактное устройство для измерения размеров - прототип [2] . В данном устройстве происходит определение линейного размера какого-либо тела. Устройство содержит источник света, его электронная часть содержит фотоприемники, соединенные с усилителями, элементами И, одноразрядными регистрами, тактовым генератором, элементами ИЛИ и счетчиком. В устройстве-прототипе измеряемый объект освещают световым пучком, а тень проецируют на линейку фотоприемников. Число приемников, попадающих в тень в любой момент времени, является мерой размера тела и усредняется за некоторый интервал времени. Known optical non-contact device for measuring dimensions - prototype [2]. In this device, the linear size of a body is determined. The device contains a light source, its electronic part contains photodetectors connected to amplifiers, AND elements, single-bit registers, a clock generator, OR elements, and a counter. In the prototype device, the measured object is illuminated with a light beam, and the shadow is projected onto a line of photodetectors. The number of receivers falling into the shadow at any given time is a measure of body size and averaged over a certain time interval.

Однако прототип при однократном измерении позволяет получить точность, определяемую целым количеством пикселей линейки фотоприемника. Частичное повышение точности в нем возможно только при многократном повторении измерений с последующим усреднением результатов последних, до и то, только при наличии самопроизвольных колебаний измеряемого объекта. Такое повышение точности во многих случаях неприемлемо или совсем невозможно, например в случае ограниченного времени измерения и большого объема обработки информации. However, the prototype in a single measurement allows you to get the accuracy determined by the integer number of pixels of the line of the photodetector. A partial increase in accuracy in it is possible only with repeated measurements, followed by averaging of the results of the latter, before and then, only in the presence of spontaneous fluctuations of the measured object. Such an increase in accuracy in many cases is unacceptable or completely impossible, for example, in the case of a limited measurement time and a large amount of information processing.

Задача изобретения - повышение точности измерения за счет оценки уровня сигнала с каждого элемента фотофоприемника. The objective of the invention is to increase the measurement accuracy by evaluating the signal level from each element of the photodetector.

Эта задача достигается тем, что в устройство, содержащее источник света, линейку фотоприемников, счетчик, тактовый генератор, 1-й - n-й выходы которого соединены с первыми входами 1-го - n-го элементов И, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, (n+1)-й и (n+2)-й элементы И, дополнительно введены второй и третий элементы ИЛИ, триггер, элемент задержки, делитель на два, n компараторов и блок эталонных напряжений, при этом (n+1)-й выход тактового генератора соединен с управляющим входом линейки фотоприемников, выход которой соединен с прямыми входами компараторов, инверсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений, а выходы - с вторыми входами, соответственно, 1-го - n-го элементов И, 1-й - n-й выходы тактового генератора через второй элемент ИЛИ и элемент задержки соединены с первым входом (n+1)-го элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а выход последнего соединен с входом счетчика, выходы которого являются выходной шиной устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом (n+2)-го элемента И и синхровходом триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом (n+1)-го элемента И, а прямой выход - с первым входом (n+2)-го элемента И, выход которого через делитель на два соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и является младшим разрядом - выходной шиной устройства, код которой определяет измеряемое расстояние. This task is achieved by the fact that in a device containing a light source, a line of photodetectors, a counter, a clock, the 1st - nth outputs of which are connected to the first inputs of the 1st - nth elements And, the outputs of which are connected to the inputs of the first OR element, (n + 1) th and (n + 2) th AND elements, additionally introduced the second and third OR elements, a trigger, a delay element, a divider by two, n comparators and a block of reference voltages, while (n + 1) the output of the clock generator is connected to the control input of the line of photodetectors, the output of which is connected directly and comparator inputs, the inverse inputs of which are connected to the corresponding outputs of the reference voltage block, and the outputs - to the second inputs, respectively, of the 1st - nth AND elements, the 1st - nth outputs of the clock through the second OR element and the element delays are connected to the first input of the (n + 1) th AND element, the output of which is connected to the first input of the third OR element, and the output of the last is connected to the counter input, the outputs of which are the device output bus, the output of the first OR element is connected to the second input (n +2) th element of And and sync trigger input, whose inverse output is connected to the second input of the (n + 1) th AND element, and the direct output is to the first input of the (n + 2) th AND element, whose output is connected through two by a divider to the second input of the third OR element and is the least significant bit - the output bus of the device, the code of which determines the measured distance.

На чертеже приведена блок-схема устройства для определения расстояний, где 1 - тактовый генератор; 2 - линейка фотоприемников; 3 - второй элемент ИЛИ; 4 - элемент задержки; 5 - (n+1)-й элемент И; 6 - триггер; 7 - (n+2)-й элемент И; 8 - третий элемент ИЛИ; 9 - делитель на два; 10 - счетчик; 11 - блок эталонных напряжений; 12 - первый компаратор; 13 - n-й компаратор; 14 - первый элемент И; 15 - n-й элемент И; 16 - первый элемент ИЛИ; 17 - источник света. The drawing shows a block diagram of a device for determining distances, where 1 is a clock generator; 2 - a line of photodetectors; 3 - the second element OR; 4 - delay element; 5 - (n + 1) -th element of AND; 6 - trigger; 7 - (n + 2) th element of AND; 8 - the third element OR; 9 - divider by two; 10 - counter; 11 - block reference voltages; 12 - the first comparator; 13 - n-th comparator; 14 - the first element And; 15 - n-th element And; 16 - the first element OR; 17 is a light source.

Устройство для определения расстояний содержит источник света 17, тактовый генератор 1. линейку фотоприемников 2, второй элемент ИЛИ 3, элемент задержки 4, (n+1)-й элемент И 5, триггер 6, (n+2)-й элемент И 7, третий элемент ИЛИ 8, делитель на два 9, счетчик 10, блок эталонных напряжений 11, первый 12 - n-й 13 компараторы, первый 14 - n-й 15 элемент И, первый элемент ИЛИ 16. При этом 1-й - n-й выходы тактового генератора 1 соединены с первыми входами 1-го 14 - n-го 15 элементов И, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ 16, (n+1)-й выход тактового генератора 1 соединен с управляющим входом линейки фотоприемников 2, выход которой соединен с прямыми входами 1-го 12 - n-го 13 компараторов. Инверсные входы 1-го 12 - n-го компараторов соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений 11, а выходы - с вторыми входами, соответственно, 1-го 14 - n-го 15 элементов И. 1-й - n-й выходы тактового генератора 1 через второй элемент ИЛИ 3 и элемент задержки 4 соединены с первым входом (n+1)-го элемента И 5, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 8, а выход последнего соединен с входом счетчика 10. Выходы счетчика 10 и выход делителя на два 9 являются выходной шиной устройства, код которой определяет измеряемое расстояние. Выход первого элемента ИЛИ 16 соединен с вторым входом (n+2)-го элемента И 7 и синхровходом триггера 6, инверсный выход которого соединен с вторым входом (n+1)-го элемента И 5, а прямой выход - с первым входом (n+2)-го элемента И 7. Выход (n+2)-го элемента И 7 через делитель на два 9 соединен с вторым входом третьего элементам ИЛИ 8. The device for determining distances contains a light source 17, a clock 1. a line of photodetectors 2, a second element OR 3, a delay element 4, (n + 1) -th element And 5, trigger 6, (n + 2) -th element And 7 , the third element is OR 8, the divider is two 9, the counter is 10, the block of reference voltages 11, the first 12 is the n-th 13th comparators, the first 14 is the n-th 15th element is AND, the first element is OR 16. In this case, the 1st is n the 1st outputs of the clock 1 are connected to the first inputs of the 1st 14th - 15th AND elements, the outputs of which are connected to the inputs of the first element OR 16, the (n + 1) -th output of the clock 1 with the control input of the line of photodetectors 2, the output of which is connected to the direct inputs of the 1st 12th - th 13th comparators. The inverse inputs of the 1st 12th n-th comparators are connected to the corresponding outputs of the reference voltage block 11, and the outputs are connected to the second inputs, respectively, of the 1st 14th -nth 15th elements I. 1st-nth clock outputs generator 1 through the second element OR 3 and the delay element 4 are connected to the first input of the (n + 1) th element AND 5, the output of which is connected to the first input of the third element OR 8, and the output of the latter is connected to the input of the counter 10. The outputs of the counter 10 and the output of the divider by two 9 is the output bus of the device, the code of which determines the measured distance. The output of the first OR element 16 is connected to the second input of the (n + 2) th AND element 7 and the trigger input of trigger 6, the inverse output of which is connected to the second input of the (n + 1) th AND element 5, and the direct output to the first input ( n + 2) th element AND 7. The output of the (n + 2) th element AND 7 through a divider by two 9 is connected to the second input of the third element OR 8.

Устройство работает следующим образом. Для наглядности следует считать, что все элементы памяти (триггер, счетчик и делитель на два) находятся в нулевом состоянии. Луч света от источника света 17 попадает на линейку фотоприемников 2, образуя на ней световое пятно с четкими границами. При этом каждому положению светового пятна на линейке фотоприемников 2 соответствует строго определенное расстояние от исходной точки до измеряемой точки поверхности. Пусть, например, в результате измерения были засвечены L - (L+d) ячейки линейки фотоприемников 2. Такты t1... tn с выходом тактового генератора 1 будут поступать на входы второго элемента ИЛИ 3 и первые входы первого 14 - (n)-го 15 элементов И. Так как первая ячейка линейки фотоприемников 2 не содержит заряда (выходное напряжение равно нулю), то на прямые входы компараторов 14 - 15 поступит нулевое напряжение и на их выходах будет низкий уровень, который не разрешит первому 14 - (n)-му 15 элементам И пропустить такты t1. ..tn на входы первого элемента ИЛИ 16. Они будут поступать только на входы второго элемента ИЛИ 3 и, пройдя через него, элемент задержки 4, поступят на первый вход (n+1)-го элемента И 5, на втором входе которого присутствует высокий уровень с инверсного выхода триггера 6. Этот уровень позволит пройти тактам через (n+1)-й элемент И 5 на первый вход третьего элемента ИЛИ 8 и далее на вход счетчика 10. В результате все n тактов будут подсчитаны счетчиком 10. После этого такт t(n+1) с (n+1) выхода тактового генератора 1 поступит на управляющий вход линейки фотоприемников 2. В результате этого на выход линейки фотоприемников 2 поступит содержимое второй ячейки, нулевой уровень напряжения с которой поступит на прямые входы компараторов 14 - 15. Новая серия тактов t1... tn также пройдет через второй элемент ИЛИ 3, элемент задержки 4, (n+1)-й элемент И 5, третий элемент ИЛИ 8 и будет подсчитана счетчиком 10. Так будет продолжаться до первой "засвеченной" ячейки фотоприемников 2. Пусть, например, в ячейке L будет накоплен такой заряд, что напряжение с выхода линейки фотоприемников 2 окажется достаточным для срабатывания k старших из n компараторов. Тогда после того, как содержимое L ячейки окажется на выходе линейки фотоприемников 2 и, соответственно, на входах всех компараторов, на выходе (n-k+1)-го - (n)-го 13 компараторов появится высокий уровень, который поступит, соответственно, на входы (n-k+1)-го - (n)-го 15 элементов И. В результате первый такт t1 поступит на вход второго элемента ИЛИ 3 и первый вход первого элемента И 14 пройдет через второй элемент ИЛИ 3 и не пройдет через первый элемент И 14, ..., такт t(n-k+1) пройдет через (n-k+1)-й элемент И (так как на его втором входе есть разрешающий высокий уровень) на вход первого элемента ИЛИ 16 и через него на синхровход триггера 6. В результате последний перейдет в единичное состояние. Низкий уровень с его инверсного выхода поступит на второй вход (n+1)-го элемента И 5 и запретит ему пропускать такты, начиная с (n-k+1)-го, через свой первый вход. А высокий уровень с прямого выхода триггера 6 поступит на первый вход (n+2)-го И 7 и разрешит ему пропускать такты, начиная с (n-k+1)-го, с выхода первого элемента ИЛИ 16 на вход делителя на два 9. С его выхода через один они будут поступать на второй вход третьего элемента ИЛИ 8 и далее на вход счетчика 10. В следующих ячейках линейки фотоприемников 2, кроме последней "засвеченной", должны быть заряды, обеспечивающие срабатывание всех n компараторов. В результате все такты пройдут через делитель на два 9 и будут подсчитаны счетчиком 10. После окончания "засвеченных" ячеек в линейке фотоприемников 2 на входы компараторов 12 - 13 будет поступать нулевой уровень и компараторы блокируют 1-й - n-й элементы И 14 - 15, в результате чего такты с выхода тактового генератора 1 не будут поступать на вход счетчика 10. В счетчике 10 будет записано число, определяющее расстояние от начала линейки фотоприемников 2 до середины светового пятна, а с выхода делителя на два 9 может быть получен дополнительный разряд, в котором будет остаток от деления (единица в случае нечетного числа тактов "выделенных" световым пятном). Данное расстояние выразится как
(n(L-1)+(n-k)+{k+n(d-1)+f}/2,
где
f - количество сработавших компараторов при обработке состояния L+d ячейки линейки фотоприемников 2.
The device operates as follows. For clarity, it should be assumed that all memory elements (trigger, counter and divider by two) are in the zero state. A ray of light from a light source 17 falls on a line of photodetectors 2, forming a light spot with clear boundaries on it. Moreover, each position of the light spot on the line of photodetectors 2 corresponds to a strictly defined distance from the starting point to the measured point on the surface. Let, for example, as a result of the measurement, the L - (L + d) cells of the line of photodetectors be illuminated 2. The t1 ... tn clocks with the output of the clock generator 1 will go to the inputs of the second element OR 3 and the first inputs of the first 14 - (n) - there are 15 elements I. Since the first cell of the photodetector line 2 does not contain a charge (the output voltage is zero), then the direct inputs of the comparators 14 - 15 will receive zero voltage and there will be a low level at their outputs that will not allow the first 14 - (n) -m 15 elements And skip measures t1. ..tn to the inputs of the first element OR 16. They will only go to the inputs of the second element OR 3 and, passing through it, the delay element 4 will go to the first input of the (n + 1) th element AND 5, at the second input of which a high level from the inverted output of trigger 6. This level will allow cycles to go through the (n + 1) th element AND 5 to the first input of the third element OR 8 and then to the input of counter 10. As a result, all n cycles will be counted by counter 10. After that clock cycle t (n + 1) with (n + 1) output of the clock generator 1 will go to the control input of the photodetector line 2. As a result, the output of the line of photodetectors 2 will receive the contents of the second cell, the zero voltage level from which will go to the direct inputs of the comparators 14 - 15. A new series of clock cycles t1 ... tn will also pass through the second element OR 3, delay element 4, The (n + 1) th element AND 5, the third element OR 8 and will be counted by the counter 10. This will continue until the first "illuminated" cell of the photodetectors 2. Let, for example, a charge be accumulated in the cell L such that the voltage from the output of the line photodetectors 2 will be sufficient to trigger k hundred of n comparators. Then, after the contents of the L cell are at the output of the line of photodetectors 2 and, accordingly, at the inputs of all comparators, a high level will appear at the output of the (n-k + 1) th - (n) th 13 comparators, respectively , to the inputs of the (n-k + 1) th - (n) -th 15 elements of I. As a result, the first clock cycle t1 will go to the input of the second element OR 3 and the first input of the first element AND 14 will go through the second element OR 3 and will not pass through the first element And 14, ..., the clock t (n-k + 1) will go through the (n-k + 1) -th element And (since there is a high resolution level at its second input) and the input of the first element OR 16 and through it to the trigger synchronization input 6. As a result, the latter will go into a single state. A low level from its inverse output will go to the second input of the (n + 1) th element And 5 and will prevent it from skipping measures, starting from the (n-k + 1) th, through its first input. A high level from the direct output of trigger 6 will go to the first input of the (n + 2) th AND 7 and allow it to skip measures starting from the (n-k + 1) th, from the output of the first element OR 16 to the input of the divider by two 9. From its output, through one, they will go to the second input of the third element OR 8 and then to the input of the counter 10. In the next cells of the line of photodetectors 2, in addition to the last "illuminated", there must be charges that ensure the operation of all n comparators. As a result, all clock cycles will go through a divider of two 9 and will be counted by the counter 10. After the “illuminated” cells in the line of photodetectors 2 have finished, the inputs of comparators 12 - 13 will receive a zero level and the comparators block the 1st - nth elements And 14 - 15, as a result of which the clocks from the output of the clock generator 1 will not go to the input of the counter 10. A counter 10 will record a number that determines the distance from the beginning of the line of photodetectors 2 to the middle of the light spot, and an additional discharge can be obtained from the output of the divider by two 9 , in to the remainder of the division will be the torus (unit in the case of an odd number of measures "highlighted" by a light spot). This distance will be expressed as
(n (L-1) + (nk) + {k + n (d-1) + f} / 2,
Where
f is the number of triggered comparators when processing the state L + d cells of the line of photodetectors 2.

Как видно из описания работы устройства, положительный эффект заключается в том, что при обработке результатов измерений может быть достигнута точность до долей пикселя при однократном измерении. По сравнению с устройствами, в которых оценивается наличие освещенных элементов линейки фотоприемника без определения уровня получения сигнала, точность возрастает в n раз, так как каждой полностью освещенной ячейке линейки фотоприемника 2 соответствует n импульсов, поступающих в счетчик 10, по сравнению с одним импульсом в прототипе, и поэтому число, определяющее расстояние, возрастает в n раз. As can be seen from the description of the operation of the device, the positive effect is that when processing the measurement results, accuracy can be achieved to fractions of a pixel in a single measurement. Compared with devices in which the presence of illuminated elements of the photodetector line is estimated without determining the level of signal reception, the accuracy increases by n times, since each fully illuminated cell of the line of photodetector 2 corresponds to n pulses entering the counter 10, compared to one pulse in the prototype , and therefore, the number that determines the distance increases n times.

Предлагаемая совокупность признаков в известных публикациях не встречалась для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". The proposed set of features in well-known publications was not found to solve the problem and does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

В качестве элементов для реализации устройства можно использовать логические элементы цифровых микросхем любых серий, например 564 и т.д. Параметры элемента задержки 4 выбираются из следующего условия: такты с выходов тактового генератора 1 при наличии высокого разрешающего уровня на выходе любого из компараторов 12 - 13 должны проходить через элемент И (1-й - n-й) 14 - 15, первый элемент ИЛИ 16, триггер 6 на второй вход n+1-го элемента И 5 быстрее, чем на первый вход этого элемента через цепочку: второй элемент ИЛИ 3, элемент задержки 4. А верхняя граница задержки не должна превышать время между следованием соседних тактов с выходов тактового генератора 1. В качестве линейки фотоприемника 2 может быть применен любой фотоприемник, в котором выходной сигнал (напряжение) каждой ячейки пропорционален световому потоку, попадающему на данную ячейку, это необходимо для того, чтобы выходной сигнал с "засвеченной" ячейки не полностью был пропорционален площади "засветки" (длине освещенной части ячейки), например прибор с зарядовой связью типа K1200ЦЛ1. По каждому импульсу, поступающему на управляющий вход линейки фотоприемника 2, должен проходить последовательный сдвиг содержимого ячеек на выход линейки фотоприемника 2. Уровни порогов блока эталонных напряжений 11 должны выбираться из условия получения линейной зависимости между световым потоком, попадающим на ячейки линейки фотоприемника 2, и количеством сработавших компараторов. Тактовый генератор 1 аналогичен примененному в прототипе. As elements for the implementation of the device, you can use the logical elements of digital circuits of any series, for example 564, etc. The parameters of the delay element 4 are selected from the following condition: the clocks from the outputs of the clock generator 1 in the presence of a high resolution level at the output of any of the comparators 12 - 13 should pass through the element And (1st - n-th) 14 - 15, the first element OR 16 , trigger 6 to the second input of the n + 1st element AND 5 is faster than to the first input of this element through the chain: the second element OR 3, the delay element 4. And the upper limit of the delay should not exceed the time between following adjacent clock cycles from the outputs of the clock generator 1. As a line of a photodetector of 2 m Any photodetector can be used in which the output signal (voltage) of each cell is proportional to the luminous flux incident on this cell, this is necessary so that the output signal from the “illuminated” cell is not completely proportional to the “illumination” area (the length of the illuminated part of the cell ), for example, a charge-coupled device of the type K1200TSL1. For each pulse arriving at the control input of the line of photodetector 2, a sequential shift of the contents of the cells to the output of the line of photodetector 2 should take place. The threshold levels of the block of reference voltages 11 should be selected from the condition of obtaining a linear relationship between the light flux incident on the cells of the line of photodetector 2 and the number triggered comparators. The clock generator 1 is similar to that used in the prototype.

Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы освещенность внутри (как в центре, так и на краях) светового пятна была равномерной и превышала уровень, при котором срабатывает первый компаратор, на величину, меньшую, чем уровень срабатывания n-го компаратора. В связи с тем, что схема имеет структурный характер, на ней не отражены цепи приведения ее в исходное состояние перед очередным циклом преобразования. Для обнуления элементов памяти можно использовать, например, t(n+1)-й такт. По этой причине не показана организация работы линейного фотоприемника, так как схема управления зависит от выбора конкретного фотоприемника. For normal operation of the device, it is necessary that the illumination inside (both in the center and at the edges) of the light spot be uniform and exceed the level at which the first comparator is triggered, by an amount less than the response level of the nth comparator. Due to the fact that the scheme is structural in nature, it does not reflect the chain of bringing it to its original state before the next conversion cycle. To zero out memory elements, you can use, for example, the t (n + 1) -th cycle. For this reason, the organization of the linear photodetector is not shown, since the control circuit depends on the choice of a particular photodetector.

Claims (1)

Устройство для определения расстояний, содержащее источник света, линейку фотоприемников, счетчик, тактовый генератор, первый - n-й выходы которого соединены с первыми входами первого - n-го элементов И, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, (n+1)-й и (n+2)-й элементы И, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены второй и третий элементы ИЛИ, триггер, элемент задержки, делитель на два, n компараторов и блок эталонных напряжений, при этом (n+1)-й выход тактового генератора соединен с управляющим входом линейки фотоприемников, выход которой соединен с прямыми входами компараторов, инверсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений, а выходы - с вторыми входами соответственно первого - n-го элементов И, первый - n-й выходы тактового генератора через второй элемент ИЛИ и элемент задержки соединены с первым входом (n+1)-го элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а выход последнего соединен с входом счетчика, выходы которого являются выходной шиной устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом (n+2)-го элемента И и синхровходом триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом (n+1)-го элемента И, а прямой выход - с первым входом (n+2)-го элемента И, выход которого через делитель на два соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и является младшим разрядом выходной шины устройства, код которой определяет измеряемое расстояние. A device for determining distances, containing a light source, a line of photodetectors, a counter, a clock, the first - n-th outputs of which are connected to the first inputs of the first - n-th AND elements, the outputs of which are connected to the inputs of the first OR element, (n + 1) th and (n + 2) th AND elements, characterized in that the second and third OR elements, a trigger, a delay element, a divider by two, n comparators and a block of reference voltages are additionally introduced into the device, while (n + 1) -th output of the clock generator is connected to the control input of the photodetector line nikov, the output of which is connected to the direct inputs of the comparators, the inverse inputs of which are connected to the corresponding outputs of the reference voltage unit, and the outputs - to the second inputs, respectively, of the first - n-th AND element, the first - n-th output of the clock through the second OR element and the element delays are connected to the first input of the (n + 1) th AND element, the output of which is connected to the first input of the third OR element, and the output of the latter is connected to the counter input, the outputs of which are the device output bus, the output of the first OR element dinene with the second input of the (n + 2) th AND element and the trigger sync input, the inverse output of which is connected to the second input of the (n + 1) th AND element, and the direct output with the first input of the (n + 2) th AND element the output of which, through a divider into two, is connected to the second input of the third OR element and is the least significant bit of the output bus of the device, the code of which determines the measured distance.
RU97105589A 1997-04-09 1997-04-09 Device determining distances RU2116617C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97105589A RU2116617C1 (en) 1997-04-09 1997-04-09 Device determining distances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97105589A RU2116617C1 (en) 1997-04-09 1997-04-09 Device determining distances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2116617C1 true RU2116617C1 (en) 1998-07-27
RU97105589A RU97105589A (en) 1999-01-10

Family

ID=20191727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97105589A RU2116617C1 (en) 1997-04-09 1997-04-09 Device determining distances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2116617C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602734C2 (en) * 2011-03-17 2016-11-20 Роберт Бош Гмбх Measuring device for measurement of distance between it and a target object by means of measuring optical radiation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. GB, патент, 1458828, к л. G 01 B 11/00, 1978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602734C2 (en) * 2011-03-17 2016-11-20 Роберт Бош Гмбх Measuring device for measurement of distance between it and a target object by means of measuring optical radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11644573B2 (en) Higher pixel density histogram time of flight sensor with higher pixel density
US6084658A (en) Distance measuring apparatus
US8872089B2 (en) Solid-state imaging device
CN109709531A (en) Optical sensor, distance-measuring device and electronic equipment
US5200933A (en) High resolution data acquisition
RU2116617C1 (en) Device determining distances
JPS6357721B2 (en)
US4640613A (en) Image data comparison circuit for rangefinders
US2888647A (en) System for representing a time interval by a coded signal
US4979816A (en) Range sensing system
CN114640351A (en) Decoding circuit, TDC circuit, data processing chip, optical system, and decoding method
RU2577079C1 (en) Optical device for determining distance to object
RU2138014C1 (en) Device for automatic measurement of small angular displacements
JPH0455272B2 (en)
JPH0370765B2 (en)
US20240069199A1 (en) Ranging device
SU1149288A1 (en) Device for reading and determining the area of contour images
RU2042206C1 (en) Device measuring perimeter of outline of image
US4438393A (en) Phase-metering device
SU1307440A1 (en) Range meter of sequentially counted time intervals
SU1177665A1 (en) Device for measuring external diameter of article
SU898463A1 (en) Device for reading and measuring geometrical parameters of objects
JPH0473762B2 (en)
RU2626973C1 (en) Optical device for determining distances to object
RU2220402C2 (en) Gear measuring position and movement of object