RU2766179C1

RU2766179C1 - Method for receiving and detecting optical scanning signal (options) and the device for its implementation

Info

Publication number: RU2766179C1
Application number: RU2021105694A
Authority: RU
Inventors: Валерий Константинович Любезнов
Original assignee: Валерий Константинович Любезнов
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-02-08
Also published as: WO2022186731A2

Abstract

FIELD: computer technology.

SUBSTANCE: invention relates to computer technology. A method for receiving and detecting an optical scanning signal of a given area contains steps that ensure the placement of a plurality of light receivers on the periphery of a given area and the electrical connection of light receivers with the provision of block topology and addressing of light receivers based on the block-modular principle; selectively display light receivers in a pre-configurable logical time interval with the activation of at least part of the displayed light receivers for receiving an optical scanning signal; selectively display a pre-configurable logical time interval in more than one physical time interval with the provision of selective detection of the signal provided by at least one activated light receiver.

EFFECT: increase in the reliability of detecting an object characterized by dynamics with an intensive change of directions of movement.

17 cl, 13 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[1] Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности к области технологии сенсорного ввода информации в компьютер и предназначено для использования в составе устройств интерфейса человеко-машинного взаимодействия компьютерных систем, эксплуатируемых в жестких условиях воздействия внешней среды, в том числе на транспортных средствах.[1] This technical solution relates to the field of computer technology, in particular to the field of technology for touch input of information into a computer and is intended for use as part of human-machine interaction interface devices for computer systems operated in harsh environmental conditions, including transport means.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[2] Из уровня техники известно интерактивное сенсорное устройство ввода, раскрытое в патенте США №4761637 «Touch input device», патентообладатель: Carroll Touch Inc. (Round Rock,TX), опубликовано 02.08.1988. Устройство содержит множество оптических детекторов, электрически соединенных в матрице, причем каждый оптический детектор адресуется в матрице отдельно, и драйверные средства.[2] An interactive touch input device is known from the prior art, disclosed in US patent No. 4761637 "Touch input device", patent holder: Carroll Touch Inc. (Round Rock,TX), published 8/2/1988. The device contains a plurality of optical detectors electrically connected in a matrix, each optical detector being addressed separately in the matrix, and driver means.

[3] Данное техническое решение имеет ограничение, заключающееся в использовании последовательной схемы активации оптических детекторов, которая обусловливает значительную длительность цикла активации названного множества оптических детекторов в целом и соответствующее время отклика сенсорного устройства ввода.[3] This technical solution has the limitation of using a serial scheme for activating optical detectors, which causes a significant duration of the activation cycle of the named plurality of optical detectors as a whole and the corresponding response time of the touch input device.

[4] Другим известным техническим решением является оптоэлектронная сенсорная система, характеризующаяся улучшенным разрешением для определения позиции касания сенсорного экрана, раскрытое в патенте US6429857 «Apparatus and method to improve resolution of infrared touch systems», патентообладатель ELO Touchsystems, Inc. (Fremont,CA), опубликовано 06.08.2002. Оптоэлектронная сенсорная система включает первое и второе множества инфракрасных излучателей и первое и второе множества инфракрасных приемников, причем инфракрасные излучатели и инфракрасные приемники размещены на периферии области детектирования касания друг напротив друга и каждый инфракрасный приемник выровнен с одним противостоящим инфракрасным излучателем, процессор для управляемой активации первого и второго множеств инфракрасных излучателей и управляемой активации первого и второго множеств инфракрасных приемников и вычисления позиции касания сенсорного экрана на основе последовательной on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противостоящего приемника и последовательной активации выбранных off-axis пар излучатель-приемник.[4] Another well-known technical solution is an optoelectronic touch system, characterized by improved resolution for determining the touch position of the touch screen, disclosed in the patent US6429857 "Apparatus and method to improve resolution of infrared touch systems", patentee ELO Touchsystems, Inc. (Fremont, CA), published 08/06/2002. The optoelectronic sensor system includes the first and second sets of infrared emitters and the first and second sets of infrared receivers, wherein the infrared emitters and infrared receivers are located on the periphery of the touch detection area opposite each other and each infrared receiver is aligned with one opposing infrared emitter, a processor for controlled activation of the first and a second set of infrared emitters and controlled activation of the first and second sets of infrared receivers and calculation of the touch screen position based on successive on-axis activation of each infrared emitter and opposing receiver and successive activation of selected off-axis emitter-receiver pairs.

[5] Данное техническое решение имеет ограничение, заключающееся в использовании последовательной схемы активации оптических излучателей и оптических приемников, которая обусловливает значительную длительность цикла сканирования области детектирования касания и соответственно значительное время отклика сенсорной системы.[5] This technical solution has a limitation consisting in the use of a sequential activation scheme for optical emitters and optical receivers, which causes a significant duration of the scanning cycle of the touch detection area and, accordingly, a significant response time of the sensor system.

[6] Tакже из уровня техники известна оптоэлектронная система управления, раскрытая в патенте США №8426799 «Optical control system with feedback control», патентообладатель: Rapt IP Limited (Gibraltar,GI), опубликовано 23.04.2013. Система содержит множество оптических излучателей и система детектирования, содержащая множество оптических детекторов, причем множество излучателей света и множество приемников света определяют область оптических траекторий, обеспечиваемых за интервал времени посредством передачи энергии между излучателями света и приемниками света, и также содержит переключатель, выполненный с возможностью управления детекторами.[6] Also known from the prior art is an optoelectronic control system, disclosed in US patent No. 8426799 "Optical control system with feedback control", patent holder: Rapt IP Limited (Gibraltar, GI), published 04/23/2013. The system contains a plurality of optical emitters and a detection system containing a plurality of optical detectors, wherein the plurality of light emitters and the plurality of light receivers determine the area of optical trajectories provided over a time interval by transferring energy between the light emitters and light receivers, and also contains a switch configured to control detectors.

[7] Данное техническое решение имеет ограничение, заключающееся в выполнении детектирования присутствия объекта в заданной области на основе последовательной активации излучателей света и приемников света. Данная схема детектирования обусловливает значительную длительность цикла сканирования заданной области.[7] This technical solution has the limitation of performing detection of the presence of an object in a given area based on sequential activation of light emitters and light receivers. This detection scheme causes a significant duration of the scanning cycle of a given area.

Предпосылки к созданию изобретенияPrerequisites for the invention

[8] В числе наиболее важных характеристик систем детектирования объекта в заданной области, определяющих их технический уровень, являются связанные между собой время отклика и достоверность детектирования объекта. Время отклика определяется длительностью цикла сканирования заданной области детектирования. Применительно к оптоэлектронным сенсорным системам длительность цикла сканирования складывается из времени активации пар излучатель света - приемник света при формировании сетки детекторные лучи света, перекрывающих заданную область детектирования. Причем, временной интервал цикла активации каждого отдельного приемника света включает две части.[8] Among the most important characteristics of systems for detecting an object in a given area, which determine their technical level, are the interconnected response time and the reliability of object detection. The response time is determined by the duration of the scan cycle of a given detection area. With regard to optoelectronic sensor systems, the duration of the scanning cycle is the sum of the activation time of pairs of light emitter - light receiver when forming a grid of detector light beams that overlap a given detection area. Moreover, the time interval of the activation cycle of each individual light receiver includes two parts.

[9] Первая часть цикла активации приемника света представляет собой временной интервал, в течение которого в активируемом приемнике света протекают переходные процессы, вызываемые разрядкой заряда, накопленного в неактивном состоянии и обусловливающие невозможность получения на его выходе достоверного сигнала, обеспечиваемого активируемым излучателем света. Данный временной интервал определяют как паузный.[9] The first part of the activation cycle of the light receiver is a time interval during which transients occur in the activated light receiver, caused by the discharge of the charge accumulated in the inactive state and causing the impossibility of receiving at its output a reliable signal provided by the activated light emitter. This time interval is defined as a pause.

[10] Соответственно, вторая часть цикла активации приемника света является рабочей, во время которой имеет место достоверный прием и соответственно достоверное детектирование луча света от активированного излучателя света. Причем, чем меньше число импульсов в отдельном детекторном луче света, связывающем излучатель света и приемник света, тем большую долю в оптическом сигнале сканирования занимают упомянутые выше паузные временные интервалы. По этой причине использование последовательной схемы активации отдельных приемников света, при формировании сетки детекторных лучей света, является неэффективной.[10] Accordingly, the second part of the activation cycle of the light receiver is operational, during which reliable reception and, accordingly, reliable detection of the light beam from the activated light emitter takes place. Moreover, the smaller the number of pulses in a separate detector beam of light connecting the light emitter and the light receiver, the greater the share in the optical scanning signal is occupied by the above-mentioned pause time intervals. For this reason, the use of a serial scheme for activating individual light receivers when forming a grid of detector light beams is inefficient.

[11] Проблема, хотя и не в полной мере, решается за счет объединения приемников света в блоки и активации их поблочно. Однако в случае детектирования объекта, характеризующегося динамикой с интенсивной сменой направлений перемещения, поблочную активацию приемников света также следует рассматривать малоэффективной. Кроме того, проблема снижения длительности цикла активации излучателей света и приемников света, размещенных на специально выделенной отдельной печатной плате, находится в противоречии с использованием для управления активацией межмодульного последовательного интерфейса, дополнительно увеличивающего длительность цикла активации пар излучатель-приемник.[11] The problem, although not completely, is solved by combining light receivers into blocks and activating them block by block. However, in the case of detecting an object characterized by dynamics with an intense change in the direction of movement, the block-by-block activation of light receivers should also be considered ineffective. In addition, the problem of reducing the duration of the activation cycle of light emitters and light receivers located on a specially dedicated separate printed circuit board is in conflict with the use of an inter-module serial interface for activation control, which further increases the duration of the activation cycle of emitter-receiver pairs.

[12] В связи с изложенным выше актуальным является применение в оптоэлектронных сенсорных системах оптимизированных схем активации приемников света, обеспечивающих снижение временных затрат на детектирование объекта, характеризующегося динамикой с интенсивной сменой направлений перемещения, обусловливающих интенсивную нелинейную адресацию приемников света.[12] In connection with the above, it is topical to use in optoelectronic sensor systems optimized circuits for activating light receivers, which reduce the time spent on detecting an object characterized by dynamics with an intense change in movement directions, causing intense nonlinear addressing of light receivers.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[13] Данное техническое решение направлено на устранение ограничений, свойственных решениям, известным из уровня техники.[13] This technical solution is aimed at eliminating the limitations inherent in solutions known from the prior art.

[14] Технический результат - повышение достоверности детектирования объекта, характеризующегося динамикой с интенсивной сменой направлений перемещения.[14] The technical result is an increase in the reliability of detecting an object characterized by dynamics with an intensive change in movement directions.

[15] Указанный технический результат достигается благодаря осуществлению способа для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области, в котором:[15] The specified technical result is achieved through the implementation of a method for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, in which:

обеспечивают размещение множества приемников света на периферии заданной области и электрическое соединение приемников света с обеспечением блочной топологии и адресации приемников света на основе на основе блочно-модульного принципа;providing placement of a plurality of light receivers on the periphery of a given area and electrical connection of light receivers with block topology and addressing of light receivers based on a block-modular principle;

избирательно отображают приемники света в предварительно конфигурируемый логический временной интервал с обеспечением активации по меньшей мере части отображаемых приемников света для приема оптического сигнала сканирования;selectively displaying the light receivers in a pre-configured logical time interval to activate at least a portion of the displayed light receivers to receive an optical scanning signal;

избирательно отображают предварительно конфигурируемый логический временной интервал в более чем один физический временной интервал с обеспечением избирательного детектирования сигнала, обеспечиваемого по меньшей мере одним активируемым приемником света, причем,selectively displaying a pre-configured logical time interval in more than one physical time interval with the provision of selective detection of a signal provided by at least one activated light receiver, moreover,

физический временной интервал является временным интервалом дискретизации оптического сигнала сканирования с обеспечением активации отдельного приемника света для приема оптического сигнала сканирования; иthe physical time interval is a time interval of sampling the optical scan signal to enable a separate light receiver to be activated to receive the optical scan signal; and

логический временной интервал является логическим объединением двух или более физических временных интервалов для связывания физических временных интервалов с приемниками света.a logical time slot is a logical combination of two or more physical time slots for associating physical time slots with light receivers.

[16] В некоторых вариантах осуществления технического решения блочная топология является блочно-линейной топологией.[16] In some embodiments of the technical solution, the block topology is a block linear topology.

[17] В некоторых вариантах осуществления технического решения блочно-модульный принцип адресации обеспечивают с использованием окна адресации.[17] In some embodiments of the technical solution, the block-modular addressing principle is provided using an addressing window.

[18] В некоторых вариантах осуществления технического решения конфигурируемый логический временной интервал является логическим временным интервалом, избирательно связывающим приемники света с физическими временными интервалами.[18] In some embodiments, a configurable logical time slot is a logical time slot that selectively associates light receivers with physical time slots.

[19] В некоторых вариантах осуществления технического решения блочно-модульный принцип адресации света основан на принципе приемников скользящего окна.[19] In some embodiments of the technical solution, the block-modular principle of light addressing is based on the principle of sliding window receivers.

[20] В некоторых вариантах осуществления технического решения обеспечивают активацию по меньшей мере части отображаемых приемников света с использованием окна активации.[20] In some embodiments of the technical solution, at least a portion of the displayed light receivers are activated using an activation window.

[21] В некоторых вариантах осуществления технического решения обеспечивают активацию по меньшей мере части отображаемых приемников света с использованием окна активации, основанного на принципе скользящего окна.[21] In some embodiments, at least a portion of the displayed light receivers are activated using an activation window based on the sliding window principle.

[22] В некоторых вариантах осуществления технического решения обеспечивают детектирование сигнала, обеспечиваемого в каждый отдельный физический временной интервал отдельным приемником света с использованием окна детектирования.[22] In some embodiments, the implementation of the technical solution provides for the detection of the signal provided in each individual physical time interval by a separate light receiver using a detection window.

[23] Указанный технический результат также достигается благодаря осуществлению способа для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области, в котором:[23] The specified technical result is also achieved through the implementation of a method for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, in which:

- управляемо и поступательно конфигурируют логические временные интервалы из множества логических временных интервалов, приходящихся на по меньшей мере один кадр сканирования заданной области с использованием оптического сигнала сканирования, прием которого обеспечивают приемники света из множества приемников света,- controllably and progressively configuring logical time intervals from a plurality of logical time intervals per at least one scanning frame of a given area using an optical scanning signal, the reception of which is provided by light receivers from a plurality of light receivers,

- размещенных на периферии заданной области и электрически соединенных друг с другом с обеспечением блочной топологии и адресации приемников света на основе блочно-модульного принципа;- placed on the periphery of a given area and electrically connected to each other to ensure a block topology and addressing of light receivers based on a block-modular principle;

- избирательно и поступательно отображают приемники света в предварительно конфигурируемые логические временные интервалы с использованием окна адресации и с обеспечением избирательной активации отображаемых приемников света для приема оптического сигнала сканирования;- selectively and progressively display light receivers in pre-configured logical time intervals using the addressing window and selectively activate the displayed light receivers to receive the optical scanning signal;

- избирательно и поступательно отображают предварительно конфигурируемые логические временные интервалы в физические временные интервалы из множества физических временных интервалов, принадлежащих по меньшей мере одному кадру сканирования заданной области, с обеспечением избирательного и поступательного детектирования сигнала, обеспечиваемого активируемыми приемниками света, причем,- selectively and progressively map pre-configured logical time intervals into physical time intervals from a plurality of physical time intervals belonging to at least one scanning frame of a given area, providing selective and progressive signal detection provided by activated light receivers, moreover,

[24] В некоторых вариантах осуществления технического решения обеспечивают адресацию приемников света на основе блочно-модульного принципа адресации.[24] In some embodiments of the technical solution, addressing of light receivers is provided based on the block-modular principle of addressing.

[25] В некоторых вариантах осуществления технического решения поступательно отображают предварительно конфигурируемые логические временные интервалы в физические временные интервалы связно со следованием физических временных интервалов.[25] In some embodiments of the technical solution, preconfigured logical time slots are progressively mapped to physical time slots in conjunction with the physical time slots.

[26] В некоторых вариантах осуществления технического решения обеспечивают детектирование сигнала, обеспечиваемого активируемыми приемником света связно со следованием физических временных интервалов.[26] In some embodiments, the implementation of the technical solution provides for the detection of the signal provided by the activated light receiver in connection with the following physical time intervals.

[27] Указанный технический результат также достигается благодаря осуществлению устройства для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области, содержащего:[27] The specified technical result is also achieved due to the implementation of a device for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, containing:

- набор электронных элементов сканирования, включающий по меньшей мере множество принимающих свет элементов, размещенных упорядоченно на периферии заданной области на первой печатной плате и электрически соединенных с использованием проводящего рисунка, обеспечивающего блочную топологию соединений и избирательную адресацию приемников света на основе блочно-модульного принципа, и набор электронных элементов сканирования имеет первую группу соединительных электрических проводников и вторую группу соединительных электрических проводников; и- a set of electronic scanning elements, including at least a plurality of light receiving elements placed in an orderly manner on the periphery of a given area on the first printed circuit board and electrically connected using a conductive pattern that provides a block topology of connections and selective addressing of light receivers based on a block-modular principle, and the set of electronic scanning elements has a first group of connecting electrical conductors and a second group of connecting electrical conductors; and

- набор электронных элементов детектирования, электрически соединенный с набором электронных элементов сканирования с использованием первой группы соединительных электрических проводников и второй группы соединительных электрических проводников и включающий электронные элементы для избирательной адресации приемников света на основе блочно-модульного принципа, избирательной активации по меньшей мере части адресуемых приемников света и избирательного детектирования сигнала, обеспечиваемого по меньшей мере одним активируемым приемником света.- a set of electronic detection elements electrically connected to a set of electronic scanning elements using the first group of connecting electrical conductors and the second group of connecting electrical conductors and including electronic elements for selective addressing of light receivers based on a block-modular principle, selective activation of at least a part of the addressable receivers light and selective signal detection provided by at least one activated light receiver.

[28] В некоторых вариантах осуществления технического решения первая группа соединительных электрических проводников выполнена с использованием проводников, выбираемых из группы, содержащей проводники печатной платы, проводники гибкой печатной платы, проводники гибкого плоского кабеля и любой подходящей комбинации перечисленных выше проводников.[28] In some embodiments of the technical solution, the first group of connecting electrical conductors is made using conductors selected from the group consisting of printed circuit board conductors, flexible printed circuit conductors, flexible flat cable conductors, and any suitable combination of conductors listed above.

[29] В некоторых вариантах осуществления технического решения вторая группа соединительных электрических проводников выполнена с использованием проводников, выбираемых из группы, содержащей проводники печатной платы, проводники гибкой печатной платы, проводники гибкого плоского кабеля и любой подходящей комбинации перечисленных выше проводников.[29] In some embodiments of the technical solution, the second group of connecting electrical conductors is made using conductors selected from the group consisting of printed circuit board conductors, flexible printed circuit conductors, flexible flat cable conductors, and any suitable combination of conductors listed above.

[30] В некоторых вариантах осуществления технического решения устройство дополнительно содержит вторую печатную плату и по меньшей мере часть набора электронных элементов детектирования на второй печатной плате.[30] In some embodiments of the technical solution, the device further comprises a second printed circuit board and at least part of a set of electronic detection elements on the second printed circuit board.

[31] В некоторых вариантах осуществления технического решения первая печатная плата является гибкой печатной платой.[31] In some embodiments of the technical solution, the first printed circuit board is a flexible printed circuit board.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[32] Описание технического решения приводится со ссылками на фигуры, приведенные ниже. В соответствии с общепринятой практикой, представленные графические иллюстрации и их отдельные элементы выполнены не в едином масштабе, в том числе и временном. Форма и размеры различных элементов графических изображений являются произвольно увеличенными или уменьшенными с целью повышения наглядности графического материала при изложении описания технического решения. Некоторые элементы изображений идеализированы, тогда, как другие представлены упрощено. На фигурах приведены следующие графические иллюстрации:[32] Description of the technical solution is given with reference to the figures below. In accordance with generally accepted practice, the presented graphic illustrations and their individual elements are not made on a single scale, including temporal. The shape and size of various elements of graphic images are arbitrarily enlarged or reduced in order to increase the visibility of the graphic material when presenting the description of the technical solution. Some elements of the images are idealized, while others are simplified. The figures show the following graphic illustrations:

[33] Фиг. 1 - структурная схема оптоэлектронной системы детектирования объекта в заданной области;[33] FIG. 1 is a block diagram of an optoelectronic system for detecting an object in a given area;

[34] Фиг. 2 - блок-схема процедуры детектирования оптического сигнала сканирования заданной области в соответствии с рассматриваемым техническим решением;[34] FIG. 2 is a block diagram of the procedure for detecting the optical signal of scanning a given area in accordance with the considered technical solution;

[35] Фиг. 3-схематическое представление конфигурирования логического временного интервала применительно к рассматриваемому варианту осуществления технического решения;[35] FIG. 3 is a schematic representation of the configuration of the logical time interval in relation to the considered embodiment of the technical solution;

[36] Фиг. 4а - схематическое представление отображения приемников света в логические временные интервалы при нелинейном сканировании;[36] FIG. 4a is a schematic representation of the mapping of light receivers into logical time intervals in non-linear scanning;

[37] Фиг. 4b - схематическое представление, показывающее фрагмент отображения логических временных интервалов в физические временные интервалы при нелинейном сканировании;[37] FIG. 4b is a schematic diagram showing a portion of the mapping of logical time slots to physical time slots in non-linear scanning;

[38] Фиг. 5 - блок-схема устройства для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления раскрываемого технического решения;[38] FIG. 5 is a block diagram of a device for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area in accordance with the considered embodiment of the disclosed technical solution;

[39] Фиг. 6 - схема соединения приемников света в соответствии с раскрываемого технического рассматриваемым вариантом осуществления решения;[39] FIG. 6 is a diagram of the connection of light receivers in accordance with the disclosed technical solution under consideration;

[40] Фиг. 7 - функциональная схема отдельного канала средства предзаданной обработки сигнала;[40] FIG. 7 is a functional diagram of a single channel of the means for predefined signal processing;

[41] Фиг. 8а - временная диаграмма выходного сигнала первого канала средства предзаданной обработки сигнала;[41] FIG. 8a is a timing diagram of the output signal of the first channel of the means for predetermined signal processing;

[42] Фиг. 8b - временная диаграмма выходного сигнала второго канала средства предзаданной обработки сигнала;[42] FIG. 8b is a timing diagram of the output signal of the second channel of the predefined signal processing means;

[43] Фиг. 8с - временная диаграмма выходного сигнала коммутатора детектирования;[43] FIG. 8c is a timing diagram of the detection switch output signal;

[44] Фиг. 9 - блок-схема средства предусловленной обработки сигнала;[44] FIG. 9 is a block diagram of a means for preconditional signal processing;

[45] Фиг. 10 - компоновочная схема, иллюстрирующая вариант конструктивного решения устройства приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления технического решения.[45] FIG. 10 is a layout diagram illustrating a variant of a constructive solution for a device for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area in accordance with the considered embodiment of the technical solution.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE TECHNICAL SOLUTION

[46] Ниже приведены понятия и определения, необходимые для раскрытия осуществляемого технического решения.[46] The following are the concepts and definitions necessary for the disclosure of the implemented technical solution.

[47] Физический временной интервал - временной интервал дискретизации оптического сигнала сканирования с обеспечением активации отдельного приемника света для приема оптического сигнала сканирования.[47] The physical time interval is the time interval of sampling the optical scan signal to enable a separate light receiver to be activated to receive the optical scan signal.

[48] Логический временной интервал - логическое объединение двух или более физических временных интервалов для связывания физических временных интервалов с приемниками света.[48] A logical time slot is a logical combination of two or more physical time slots to associate physical time slots with light receivers.

[49] Блочно-линейная топология электрического соединения приемников света - топология электрического соединения приемников света, в соответствии с которой приемники света соединены в блоки, выстроенные в линию.[49] Block-line topology of the electrical connection of the light receivers - the topology of the electrical connection of the light receivers, according to which the light receivers are connected in blocks lined up.

[50] Блочно-модульный принцип адресации приемников света - принцип адресации блоков приемников света, обеспечивающий адресацию одновременно, по меньшей мере, двух блоков приемников света одновременно.[50] Block-modular principle of addressing light receivers - the principle of addressing blocks of light receivers, providing addressing simultaneously, at least two blocks of light receivers at the same time.

[51] Предзаданная обработка (англ, predetrmlning) сигнала - обработка аналогового сигнала с предварительно заданный составом операций.[51] Predetermined processing (English, predetrmlning) of a signal - processing of an analog signal with a predetermined set of operations.

[52] Предусловленная обработка (англ. preconditioning) сигнала обработка аналогового сигнала с предварительно заданным составом операций и условиями их выполнения.[52] Preconditioning processing (eng. preconditioning) signal processing of an analog signal with a predetermined set of operations and conditions for their implementation.

[53] Настоящее техническое решение раскрывается на примере оптоэлектронной системы детектирования объекта, другими словами указателя, в заданной области с использованием амплитудно-модулированного оптического сигнала сканирования. Типовая структура оптоэлектронной системы детектирования приведена на Фиг. 1. В соответствии с Фиг. 1, оптоэлектронная система содержит заданную область 100 детектирования, множество 101 излучателей света, таких как инфракрасные светодиоды, множество 102 приемников света, таких как фототранзисторы, компонент 103 адресации и активации излучателей света, включающий драйверы излучателей света, компонент 104 адресации приемников света, включающий аналоговые мультиплексоры, и процессорный компонент 105. Множество 101 излучателей света размещено на двух смежных сторонах заданной области 100 детектирования и множество 102 приемников света размещено на ее противоположных двух смежных сторонах и каждый приемник света выровнен по оси с одним противостоящим излучателем света. Процессорный компонент 105 включает детектор для детектирования сигнала, обеспечиваемого приемниками света при приеме оптического сигнала сканирования, и микроконтроллер для управления работой составных частей оптоэлектронной системы детектирования.[53] The present technical solution is disclosed on the example of an optoelectronic system for detecting an object, in other words a pointer, in a given area using an amplitude-modulated optical scanning signal. A typical structure of an optoelectronic detection system is shown in Fig. 1. In accordance with FIG. 1, the optoelectronic system comprises a predetermined detection area 100, a plurality of light emitters 101 such as infrared LEDs, a plurality of light receivers 102 such as phototransistors, a light emitter addressing and activation component 103 including light emitter drivers, a light receiver addressing component 104 including analog multiplexers; and a processing component 105. A plurality of light emitters 101 are placed on two adjacent sides of the predetermined detection area 100 and a plurality of light receivers 102 are placed on opposite two adjacent sides thereof, and each light receiver is axially aligned with one opposing light emitter. The processor component 105 includes a detector for detecting a signal provided by the light receivers when receiving an optical scanning signal, and a microcontroller for controlling the operation of the components of the optoelectronic detection system.

[54] Сканирование заданной области 100 для детектирования объекта 106 выполняют путем последовательного развертывания сетки 107 лучей света, обеспечиваемой последовательной активацией пар излучатель света - приемник света. Отображение сетки 107 лучей света на ось времени будем рассматривать как оптический сигнал сканирования.[54] Scanning a predetermined area 100 to detect an object 106 is performed by successively deploying a grid 107 of light rays provided by successive activation of light emitter-light receiver pairs. The mapping of the grid 107 of light rays onto the time axis will be considered as an optical scanning signal.

[55] На Фиг. 2 приведена блок-схема процедуры детектирования оптического сигнала сканирования в соответствии с раскрываемым техническим решением. Данную процедуру выполняют следующим образом.[55] In FIG. 2 is a flowchart of a scanning optical signal detection procedure in accordance with the disclosed technical solution. This procedure is performed as follows.

[56] На первом шаге в блоке 108 обеспечивают размещение множества приемников света на периферии заданной области и их электрическое соединение друг с другом с обеспечением блочно-линейной топологии и блочно-модульного принципа адресации. Применительно к рассматриваемому варианту осуществления раскрываемого технического решения множество приемников света организовано в блоки с возможностью их адресации с использованием окна адресации, перекрывающего два блока приемников света, каждый из которых включает четыре приемника света.[56] In the first step, in block 108, a plurality of light receivers are placed on the periphery of a given area and electrically connected to each other in a block-linear topology and block-modular addressing principle. With regard to the considered embodiment of the disclosed technical solution, a plurality of light receivers are organized into blocks with the possibility of addressing them using an addressing window overlapping two light receiver blocks, each of which includes four light receivers.

[57] На втором шаге в блоке 109 избирательно отображают приемники света из множества 102 приемников света в предварительно сконфигурированный сегментированный логический временной интервал. Сегментирование логического временного интервала основано на отображении в него приемников света так, что каждый отдельный сегмент предназначен для отображения в него отдельного приемника света и соответствует отдельному физическому временному интервалу.[57] In a second step, in block 109, the light receivers from the plurality of light receivers 102 are selectively mapped to a preconfigured segmented logical time interval. Segmentation of a logical time interval is based on mapping light receivers into it, such that each individual segment is intended to be mapped into it by a separate light receiver and corresponds to a separate physical time interval.

[58] На Фиг. 3 приведено схематическое представление связывания приемников света из множества 102 приемников света с физическими временными интервалами 111 с использованием логического временного интервала 112, другими словами конфигурирование логического временного интервала 112. Выполняют адресацию приемников света с использованием окна 113 адресации. Более детально конфигурирование логического временного интервала заключается в связывании физических временных интервалов, на которых должны быть выполнены прием и детектирование оптического сигнала сканирования, и приемников света, которые должны обеспечить данный прием и детектирование оптического сигнала сканирования. Выполняют избирательное связывание приемников света с физическими временными интервалами путем избирательного отображения приемников света в логический временной интервал. Затем выполняют избирательное отображение логического временного интервала, другими словами отображенных ранее приемников света, в физические временные интервалы. Обеспечивает связывание приемников света и физических временных интервалов процессорный компонент 105. Является очевидный, что в зависимости от того, сканирование имеет линейный или нелинейный характер, будет иметь место линейный или нелинейный характер адресации приемников света и физических временных интервалов, в которые они отображаются.[58] FIG. 3 is a schematic representation of associating light receivers from a plurality of 102 light receivers with physical time slots 111 using a logical time slot 112, in other words, configuring a logical time slot 112. The light receivers are addressed using an address window 113. More detailed configuration of the logical time interval consists in linking the physical time intervals at which the reception and detection of the optical scan signal should be performed, and the light receivers that should provide this reception and detection of the optical scan signal. The light receivers are selectively associated with physical time intervals by selectively mapping the light receivers into a logical time interval. Then selective mapping of the logical time interval, in other words previously mapped light receivers, into physical time intervals is performed. The processor component 105 provides the binding of light receivers and physical time intervals. It is obvious that, depending on whether the scanning is linear or non-linear, there will be a linear or non-linear nature of the addressing of light receivers and the physical time intervals in which they are displayed.

[59] Отображают приемники света в логический временной интервал 112 с использованием окна 113 адресации, обеспечивающего избирательную адресацию приемников света из множества 102 приемников света и управляемо перемещаемого по приемникам света в соответствии с принципом скользящего окна. Причем, выполняют отображение приемников света в логический временной интервал 112 с обеспечением активации по меньшей мере части из отображаемых приемников света. Выполняют активацию на основе окна активации, управляемо перемещаемого по адресуемым приемникам света.[59] The light receivers are mapped to the logical time slot 112 using an address window 113 to selectively address the light receivers from the plurality of light receivers 102 and controllably move light across the receivers in accordance with the sliding window principle. Moreover, the light receivers are displayed in a logical time interval 112 with activation of at least a part of the displayed light receivers. Activation is performed on the basis of an activation window controlled by the addressable light receivers.

[60] На третьем шаге в блоке 110 избирательно и поступательно отображают логический временной интервал 112, другими словами отображенные в него приемники света, активированные на предыдущем шаге, в физические временные интервалы 111. Выполняют отображение с обеспечением детектирования сигнала, обеспечиваемого в каждый отдельный физический временной интервал отдельным приемником света. Выполняют детектирование с использованием окна детектирования, обеспечивающего выборку одного приемника света из числа активируемых приемников света для детектирования сигнала, обеспечиваемого данным приемником света при приеме оптического сигнала сканирования в текущий физический временной интервал.[60] In the third step, in block 110, the logical time interval 112 is selectively and progressively mapped, in other words, the light receivers mapped to it, activated in the previous step, into physical time intervals 111. interval by a separate light receiver. Detection is performed using a detection window that selects one light receiver from among activated light receivers to detect a signal provided by this light receiver when receiving an optical scanning signal in the current physical time interval.

[61] На Фиг. 4а и Фиг. 4b приведено схематическое представление примера рассмотренной выше схемы детектирования фрагмента оптического сигнала сканирования с изменением направления сканирования. Данный пример иллюстрирует детектирование фрагмента оптического сигнала сканирования, включающего десять физических временных интервалов, имеющих обозначение PTI (i)…PTI (i+9), с использованием приемников света, имеющих обозначение LD (k+1)…LD (k+3), LD (1+0)…LD (1+3), LD (m), LD(k+2), LD(k+1), принадлежащих трем блокам приемников света, имеющих обозначение LD(K), LD(L), LD(М). Связывание приемников света с физическими временными интервалами выполняют с использованием логических временных интервалов 114, 115, 116, имеющих обозначение LTI(А), LTI(В), LTI(С).[61] In FIG. 4a and Fig. 4b is a schematic representation of an example of the above-described scheme for detecting a fragment of an optical scan signal with a change in scan direction. This example illustrates the detection of a fragment of an optical scan signal, including ten physical time intervals, designated PTI (i) ... PTI (i + 9), using light detectors, designated LD (k + 1) ... LD (k + 3), LD (1+0)…LD (1+3), LD (m), LD(k+2), LD(k+1) belonging to three blocks of light receivers marked LD(K), LD(L) , LD(M). Associating light receivers with physical time slots is performed using logical time slots 114, 115, 116, labeled LTI(A), LTI(B), LTI(C).

[62] На фиг. 4а приведено схематическое представление избирательного и поступательного отображения блоков LD(K), LD(L), LD(М) приемников света в предварительно конфигурируемые логические временные интервалы 114, 115, 116, обозначенные LPT(A), LPT(В), LPT(С), с использованием окна 113 адресации. Выполняют отображение на основе блочно-модульной адресации пар блоков приемников света LD(K)-LD(L), LD(L)-LD(М), LD(K)-LD(L), в соответствии с принципом скользящего окна. Выполняют отображение с обеспечением активации части приемников света. Применительно к рассматриваемому примеру осуществления технического решения, одновременно активируют два приемника света, из числа приемников света, отображаемых в каждый отдельный логический временной интервал. Обеспечивают активацию приемников света с использованием окна 117 активации, управляемо перемещаемого по логическим временным интервалам с шагом следования их сегментов. Прерывистыми линиями показаны предыдущие местоположения окна 117 активации. Вертикальными стрелками обозначено избирательное и поступательное во времени отображение излучателей света в логические временные интервалы.[62] FIG. 4a is a schematic representation of the selective and translational mapping of light receiver blocks LD(K), LD(L), LD(M) into preconfigured logical time slots 114, 115, 116, labeled LPT(A), LPT(B), LPT( C), using the address window 113 . Mapping is performed on the basis of block-modular addressing of pairs of blocks of light receivers LD(K)-LD(L), LD(L)-LD(M), LD(K)-LD(L), in accordance with the sliding window principle. The display is performed with the activation of a part of the light receivers. With regard to the considered embodiment of the technical solution, two light receivers are simultaneously activated, from among the light receivers displayed in each separate logical time interval. The light receivers are activated using the activation window 117, which is controlled by logical time intervals with the step of their segments. The broken lines show the previous locations of the activation window 117 . Vertical arrows indicate the selective and time-translational display of light emitters in logical time intervals.

[63] На Фиг. 4b приведено схематическое представление фрагмента избирательного и поступательного отображения логических временных интервалов 114, 115, 116, обозначенных LPT(А), LPT(В), LPT(С), в физические временные интервалы 118, обозначенные PTI(i+4), PTI(i+5), PTI(i+6), PTI(i+7), PTI(i+8), PTI(i+9). Выполняют отображение с обеспечением последовательного детектирования сигнала, обеспечиваемого приемниками света в следующей очередности LD(k+1), LD(k+2), LD(k+3), LD(1), LD(1+1), LD(1+2), LD(1+3), LD(m), LD(K2), LD(K1) при приеме оптического сигнала сканирования в следующие физические временные интервалы PTI(i+4), PTI(i+5), PTI(i+6), PTI(i+7), PTI(i+8), PTI(i+9). Соответственно выполняют отображение с использованием окна 119 детектирования, управляемо перемещаемого по активируемым приемникам света. Прерывистыми линиями показаны предыдущие местоположения окна 119 детектирования. Горизонтальными стрелками обозначено избирательное и поступательное развертывание во времени процесса детектирования оптического сигнала сканирования.[63] FIG. 4b is a schematic representation of a portion of the selective and progressive mapping of logical time slots 114, 115, 116, labeled LPT(A), LPT(B), LPT(C), into physical time slots 118, labeled PTI(i+4), PTI( i+5), PTI(i+6), PTI(i+7), PTI(i+8), PTI(i+9). Mapping is performed to ensure sequential detection of the signal provided by the light receivers in the following order LD(k+1), LD(k+2), LD(k+3), LD(1), LD(1+1), LD(1 +2), LD(1+3), LD(m), LD(K2), LD(K1) when receiving an optical scan signal in the following physical time intervals PTI(i+4), PTI(i+5), PTI (i+6), PTI(i+7), PTI(i+8), PTI(i+9). Accordingly, display is performed using the detection window 119 movable in a controlled manner over the activated light receivers. The broken lines show the previous locations of the detection window 119 . The horizontal arrows indicate the selective and progressive development in time of the process of detecting the optical scanning signal.

[64] На Фиг. 5 приведена блок-схема устройства детектирования оптического сигнала сканирования заданной области в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления раскрываемого технического решения. Устройство включает каскадно соединенные схему 104 адресации для избирательной адресации приемников света, множество 102 приемников света, коммутатор 120 активации для избирательной активации адресуемых приемников света, средство 121 предзаданной обработки для предварительной обработки сигнала, обеспечиваемого приемниками света, коммутатор 122 детектирования для избирательного детектирования сигнала, обеспечиваемого активированными приемниками света, средство 123 предусловленной обработки для детектирования сигнала, обеспечиваемого отдельным приемниками света в отдельный физический временной интервал. Управляет устройством детектирования микроконтроллер 124, который включает микропроцессор 125, модуль 126 интерфейса и модуль 127 аналого-цифрового преобразования. Выход средства 123 предусловленной обработки связан со входом модуля 127 аналого-цифрового преобразования микроконтроллера 124 с использованием сигнала 128.[64] In FIG. 5 shows a block diagram of a device for detecting an optical signal for scanning a given area in accordance with the considered embodiment of the disclosed technical solution. The apparatus includes a cascaded addressing circuit 104 for selectively addressing light receivers, a plurality of light receivers 102, an activation switch 120 for selectively activating addressable light receivers, a predefined processing means 121 for preprocessing a signal provided by the light receivers, a detection switch 122 for selectively detecting a signal provided by activated light receivers, precondition processing means 123 for detecting a signal provided by individual light receivers in a particular physical time interval. The detection device is controlled by a microcontroller 124, which includes a microprocessor 125, an interface module 126, and an analog-to-digital conversion module 127. The output of the precondition processing means 123 is connected to the input of the analog-to-digital conversion module 127 of the microcontroller 124 using a signal 128.

[65] На Фиг. 6 приведена схема соединения приемников света в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления раскрываемого технического решения. В соответствии с Фиг. 6, множество 102 приемников света, таких как фототранзисторы, соединены между собой с обеспечением блочной-линейной топологии и блочно-модульным принципом адресации фототранзисторов для приема оптического сигнала сканирования. Выполняют адресацию блоков фототранзисторов с использованием компонента 104 адресации, включающей два аналоговых мультиплексора для независимой адресации одновременно соответственно двух блоков фототранзисторов. Адресацию блоков фототранзисторов, другими словами подключение их эмиттеров к нулевому потенциалу, выполняют с использованием сигнала 129 управления. Сигнал 129 включает два двоичных кодовых слова управления соответственно двумя названными выше аналоговыми мультиплексорами. Применительно к рассматриваемому варианту осуществления технического решения, компонент 104 адресации обеспечивает адресацию модуля приемников света, включающего два блока по четыре фототранзистора в каждом блоке, которые обеспечивают соответственно два набора 130 и 131 выходных сигналов, получаемых с коллекторов фототранзисторов.[65] In FIG. 6 shows a connection diagram of light receivers in accordance with the considered embodiment of the disclosed technical solution. In accordance with FIG. 6, a plurality of light receivers 102 such as phototransistors are interconnected in a block-line topology and block-module addressing of the phototransistors to receive an optical scan signal. The phototransistor blocks are addressed using the addressing component 104, which includes two analog multiplexers for independent addressing simultaneously, respectively, of two phototransistor blocks. The addressing of the phototransistor blocks, in other words, the connection of their emitters to zero potential, is performed using the control signal 129. Signal 129 includes two binary control code words, respectively, for the two analog multiplexers mentioned above. In the present embodiment, the addressing component 104 addresses the light receiver module, which includes two blocks of four phototransistors in each block, which provide respectively two sets 130 and 131 of output signals received from the phototransistor collectors.

[66] Коммутатор 120 активации выполнен с использованием двух аналоговых коммутаторов 4:1. Каждый из коммутаторов обеспечивает независимую избирательную коммутацию одного из четырех входных сигналов на выход. Каждый из аналоговых коммутаторов обеспечивает коммутацию коллектора подлежащего активации фототранзистора из адресуемого блока фототранзисторов на свой выход. Применительно к рассматриваемому варианту осуществления технического решения, с использованием окна активации одновременно активируют два фототранзистора, другими словами часть из адресуемых приемников света. Управляет работой коммутатора 120 активации микроконтроллер 124 с использованием соответствующего сигнала управления. Данный сигнал является позиционным кодом, обеспечивающим коммутацию коллекторов подлежащих активации фототранзисторов на входы двухканального средства 121 предзаданной обработки.[66] The activation switch 120 is implemented using two 4:1 analog switches. Each of the switches provides independent selective switching of one of the four input signals to the output. Each of the analog switches provides commutation of the collector of the phototransistor to be activated from the addressable block of phototransistors to its output. With regard to the considered embodiment of the technical solution, using the activation window, two phototransistors are simultaneously activated, in other words, part of the addressable light receivers. The operation of the activation switch 120 is controlled by the microcontroller 124 using an appropriate control signal. This signal is a positional code that provides switching collectors subject to activation of the phototransistors to the inputs of the two-channel tool 121 predefined processing.

[67] На Фиг. 7 приведена функциональная схема отдельного канала средства 121 предзаданной обработки, вход которого через аналоговый мультиплексор коммутатора 120 активации связан с коллектором активируемого фототранзистора 132. Схема включает последовательно соединенные стабилизатор напряжения и дифференциальный усилитель. Стабилизатор напряжения является прецизионным стабилизатором напряжения шунтирующего типа и выполнен с использованием операционного усилителя 133, транзистора 134, резисторов 135 и 136. Стабилизатор напряжения обеспечивает подачу на коллектор активируемого фототранзистора стабилизированного напряжения, получаемого на резисторе 135 и определяемого опорным напряжением VrefA. Резистор 135 является нагрузочным резистором для активируемого фототранзистора и подключен к источнику постоянного положительного напряжения V+. Стабилизируя напряжение на нагрузочном резисторе 135, операционный усилитель 133 отрабатывает пульсации фототока, обеспечиваемые активированный фототранзистором 132 при приеме оптического сигнала сканирования. В результате на резисторе 136 имеет место падение напряжения, переменная составляющая которого является откликом на импульсы света оптического сигнала сканирования. Получаемый на резисторе 136 сигнал, вызванный пульсациями фототока, после прохождения RC цепочек 137 и 138 усиливает дифференциальный усилитель 139, выходной сигнал которого является выходным сигналом 140 средства 121 предзаданной обработки. Выходные сигналы средства 121 предзаданной обработки поступают на коммутатор 122 детектирования. Примеры выходных сигналов первого и второго каналов средства 121 предзаданной обработки приведены соответственно на Фиг. 8а и Фиг. 8b.[67] FIG. 7 shows a functional diagram of a single channel of the predefined processing means 121, the input of which is connected via the analog multiplexer of the activation switch 120 to the collector of the activated phototransistor 132. The circuit includes a voltage regulator and a differential amplifier connected in series. The voltage regulator is a shunt-type precision voltage regulator and is made using an operational amplifier 133, a transistor 134, resistors 135 and 136. The voltage regulator provides the collector of the activated phototransistor with a stabilized voltage obtained across the resistor 135 and determined by the reference voltage VrefA. Resistor 135 is a load resistor for the activated phototransistor and is connected to a constant positive voltage source V+. By stabilizing the voltage across the load resistor 135, the operational amplifier 133 works out the photocurrent ripples provided by the activated phototransistor 132 when receiving an optical scan signal. As a result, a voltage drop occurs across resistor 136, the variable component of which is in response to the light pulses of the optical scanning signal. Received at the resistor 136, the signal caused by the ripple of the photocurrent, after passing through the RC chains 137 and 138, amplifies the differential amplifier 139, the output of which is the output signal 140 of the predetermined processing means 121. The output signals of the predetermined processing means 121 are fed to the detection switch 122 . Examples of the output signals of the first and second channels of the predefined processing means 121 are shown in FIG. 8a and Fig. 8b.

[68] Применительно к рассматриваемому варианту осуществления технического решения, коммутатор 122 детектирования выполнен в виде аналогового коммутатора 2:1, который обеспечивает попеременную коммутацию выходных сигналов первого и второго каналов средства 121 предзаданной обработки на выход. Другими словами, коммутатор 122 детектирования обеспечивает выборку фототранзистора из числа активированных фототранзисторов, выходной сигнал которого подлежит детектированию. Управляет коммутатором 122 детектирования микроконтроллер 124 посредством соответствующего импульсного сигнала, обеспечивающего попеременную коммутацию входных сигналов на выход. Пример выходного беспаузного сигнала 141 коммутатора 122 детектирования приведен на Фиг. 8 с.[68] With respect to the present embodiment, the detection switch 122 is configured as a 2:1 analog switch that alternately switches the output signals of the first and second channels of the predefined output processing means 121. In other words, the detection switch 122 selects a phototransistor from among the activated phototransistors whose output is to be detected. The detection switch 122 is controlled by the microcontroller 124 by means of an appropriate pulse signal, which provides alternate switching of input signals to the output. An example of a blank output signal 141 of the detection switch 122 is shown in FIG. 8 s.

[69] На Фиг. 9 приведена блок-схема средства 123 предусловленной обработки, которая включает каскадно соединенные фильтр 142 нижних частот, программируемый усилитель 143 и двухполупериодный выпрямитель 144 с функцией интегрирования.[69] FIG. 9 is a block diagram of a preconditioner 123 that includes a cascaded low-pass filter 142, a programmable amplifier 143, and a full-wave rectifier 144 with an integration function.

[70] Фильтр 142 нижних частот обеспечивает удаление высокочастотных оставляющих входного сигнала, обусловленных присутствием в детектируемом сигнале высокочастотных составляющих, вызываемых воздействием внешней среды, а также помех, вносимых переключающими схемами самого устройства приема и детектирования.[70] The low-pass filter 142 removes the high-frequency residuals of the input signal caused by the presence of high-frequency components in the detected signal caused by the external environment, as well as interference introduced by the switching circuits of the receiving and detecting device itself.

[71] Программируемый усилитель 143 выполняет амплитудную нормализацию импульсов выходного сигнала фильтра 142 нижних частот для приведения его к амплитуде входной сигнала аналого-цифрового преобразователя 121. Нормализацию выполняют путем усиления входного сигнала с предварительно заданным коэффициентом усиления, индивидуальным для каждой из групп импульсов, принимаемых отдельным фототранзистором. Данные программирования микроконтроллер 125 пересылают в программируемый усилитель 143 с использованием сигналов 145 последовательного интерфейса.[71] The programmable amplifier 143 performs amplitude normalization of the output signal pulses of the low-pass filter 142 to match the amplitude of the input signal of the analog-to-digital converter 121. phototransistor. Programming data from microcontroller 125 is sent to programmable amplifier 143 using serial interface signals 145 .

[72] Двухполупериодный выпрямитель 144 выполняет преобразование программно усиленного биполярного сигнала в однополярный сигнал с последующим его интегрированием.[72] A full-wave rectifier 144 converts the software amplified bipolar signal to a unipolar signal and then integrates it.

[73] Выходной сигнал 128 средства 123 предусловленной обработки служит индикатором приема оптического сигнала сканирования текущим активируемым фототранзистором и его последующего детектирования.[73] The output signal 128 of the precondition processing means 123 serves as an indicator of the reception of the optical scan signal by the currently activated phototransistor and its subsequent detection.

[74] Преобразование выходного сигнала 128 средства 123 предусловленной обработки из аналоговой формы в цифровую выполняет с использованием модуля 127 аналого-цифрового преобразования микроконтроллера 124. На основании цифровых отсчетов сигнала 128 микроконтроллер 124 производит анализ детектирования оптического сигнала сканирования. Высокий уровень сигнала 128 индицирует отсутствие на пути оптического сигнала сканирования объекта детектирования. Соответственно низкий уровень сигнала 128 индицирует присутствие на пути оптического сигнала сканирования объекта детектирования.[74] The analog-to-digital conversion of the output signal 128 of the preconditioned processing means 123 is performed using the analog-to-digital conversion module 127 of the microcontroller 124. Based on the digital samples of the signal 128, the microcontroller 124 performs an optical scanning signal detection analysis. A high level of the signal 128 indicates the absence of the detection object in the path of the optical scanning signal. Accordingly, a low level of signal 128 indicates the presence of a detection object in the path of the optical scan signal.

На Фиг. 10 приведен предпочтительный вариант конструктивной компоновочной схемы устройства для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области. Данный вариант компоновочной схемы основан на рассмотренной выше схеме устройства для приема и детектирования оптического сигнала сканирования заданной области. Компоновочная схема включает набор 146 электронных элементов сканирования, первую печатную плату 147, набор 148 электронных элементов детектирования и вторую печатную плату 149. Набор 146 электронных элементов сканирования включает множество принимающих свет элементов, другими словами, множество 102 приемников света, которые размещены на периферии заданной области сканирования на первой печатной плате 147. Причем электронные элементы сканирования имеют первую группу 150 соединительных электрических проводников и вторую группу 151 соединительных электрических проводников. Соответственно набор 148 электронных элементов детектирования включает электронные элементы компонента 104 адресации приемников света и электронные элементы процессорного компонента 105, которые размещены на второй печатной плате 149.On FIG. 10 shows a preferred structural layout diagram of a device for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area. This version of the layout scheme is based on the above scheme of the device for receiving and detecting the optical signal for scanning a given area. The layout includes an electronic scanning element set 146, a first printed circuit board 147, a detection electronic element set 148, and a second printed circuit board 149. The electronic scanning element set 146 includes a plurality of light receiving elements, in other words, a plurality of light receivers 102, which are placed on the periphery of a predetermined area. scanning on the first printed circuit board 147. Moreover, the electronic scanning elements have the first group 150 connecting electrical conductors and the second group 151 connecting electrical conductors. Accordingly, the detection electronics set 148 includes the electronics of the light receiver addressing component 104 and the electronics of the processing component 105, which are placed on the second printed circuit board 149.

[75] В соответствии с раскрываемым техническим решением, электронные элементы из набора 146 электронных элементов сканирования электрически соединены между собой с использованием проводящего рисунка, обеспечивающего блочно-линейную топологию соединений и избирательную адресацию приемников света с использованием окна адресации, основанного на блочно-модульном принципе адресации. Избирательную адресацию и активацию приемников света обеспечивают с использованием первой группы 150 соединительных электрических проводников и второй группы 151 соединительных электрических проводников.[75] In accordance with the disclosed technical solution, electronic elements from a set of 146 electronic scanning elements are electrically connected to each other using a conductive pattern that provides a block-linear topology of connections and selective addressing of light receivers using an addressing window based on a block-modular addressing principle. . Selective addressing and activation of the light receivers is provided using the first group 150 of connecting electrical conductors and the second group 151 of connecting electrical conductors.

[76] Соответственно набор 148 электронных элементов детектирования содержит электронные элементы для упомянутой выше избирательной адресации приемников света с использованием окна адресации и избирательной активации адресуемых приемников света с использованием окна активации. Дополнительно набор 148 электронных элементов детектирования содержит электронные элементы для детектирования сигнала, обеспечиваемого по меньшей мере, одним активированным приемником света из числа активируемых приемников света на основе окна детектирования. Набор 148 электронных элементов детектирования электрически соединен с набором 146 электронных элементов сканирования с использованием первой группы 150 соединительных электрических проводников и второй группы 151 соединительных проводников.[76] Accordingly, the set of electronic detection elements 148 comprises electronic elements for the above-mentioned selective addressing of light receivers using an address window and selective activation of addressable light receivers using an activation window. Additionally, the set of detection electronics 148 includes electronics for detecting a signal provided by at least one activated light receiver among activated light receivers based on the detection window. The electronic detection element set 148 is electrically connected to the electronic scanning element set 146 using the first electrical connection wire group 150 and the second electrical connection wire group 151.

[77] Применительно к рассматриваемому варианту осуществления раскрываемого технического решения, первая печатная плата 147 и вторая печатная плата 149 являются гибкими печатными платами. Соответственно первая группа 150 соединительных электрических проводников и вторая группа 151 соединительных электрических проводников являются проводниками гибкой печатной платы.[77] With reference to the present embodiment of the disclosed technical solution, the first printed circuit board 147 and the second printed circuit board 149 are flexible printed circuit boards. Accordingly, the first group of connecting electrical conductors 150 and the second group of connecting electrical conductors 151 are flexible circuit conductors.

[78] Использование избирательной блочно-модульной адресации приемников света, избирательной активации адресуемых приемников света и избирательного детектирования сигнала из числа сигналов, обеспечиваемых активируемыми приемниками света при приеме оптического сигнала сканирования в каждый отдельный физический временной интервал снижает длительность цикла детектирования объекта за счет беспаузного приема оптического сигнала сканирования приемниками света и тем самым повышает достоверность детектирования объекта, характеризующегося динамикой с интенсивной сменой направлений перемещения.[78] The use of selective block-modular addressing of light receivers, selective activation of addressable light receivers, and selective signal detection from among the signals provided by activated light receivers when receiving an optical scanning signal in each individual physical time interval reduces the duration of the object detection cycle due to the gapless reception of the optical scanning signal by light receivers and thereby increases the reliability of detection of an object characterized by dynamics with an intensive change in movement directions.

[79] Непосредственное управление детектированием оптического сигнала сканирования с использованием первой и второй групп соединительных электрических проводников, путем избирательной блочно-модульной адресации приемников света, избирательной активации адресуемых приемников света и избирательного детектирования сигнала из числа сигналов, обеспечиваемых активируемыми приемниками света при приеме оптического сигнала сканирования в каждый отдельный физический временной интервал снижает длительность цикла детектирования объекта за счет беспаузного приема оптического сигнала сканирования приемниками света и тем самым повышает достоверность детектирования объекта, характеризующегося динамикой с интенсивной сменой направлений перемещения.[79] Directly controlling the detection of an optical scan signal using the first and second groups of connecting electrical conductors, by block-selectively addressing the light receivers, selectively activating the addressable light receivers, and selectively detecting a signal from among the signals provided by the activated light receivers when receiving the optical scan signal in each individual physical time interval reduces the duration of the object detection cycle due to the pauseless reception of the optical scanning signal by the light receivers and thereby increases the reliability of object detection, characterized by dynamics with an intensive change of movement directions.

[80] Приведенный выше вариант осуществления раскрываемого технического решения следует понимать, как пояснительный пример рассматриваемого технического решения. Соответственно, настоящее техническое решение не ограничивается осуществления приведенным выше предпочтительным вариантом его и допускает различные модификации и изменения без отступления от его заявленного объема в формуле изобретения.[80] The above embodiment of the disclosed technical solution should be understood as an illustrative example of the considered technical solution. Accordingly, the present technical solution is not limited to the implementation of the above preferred embodiment of it and allows various modifications and changes without deviating from its declared scope in the claims.

Claims

1. A method for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, comprising the steps of:

providing placement of a plurality of light receivers on the periphery of a given area and electrical connection of light receivers with block topology and addressing of light receivers based on a block-modular principle;

selectively displaying the light receivers in a pre-configured logical time interval to activate at least a portion of the displayed light receivers to receive an optical scanning signal;

selectively displaying a pre-configured logical time interval in more than one physical time interval with the provision of selective detection of a signal provided by at least one activated light receiver, moreover,

the physical time interval is the time interval of sampling the optical scan signal to enable a separate light receiver to be activated to receive the optical scan signal, and

a logical time slot is a logical combination of two or more physical time slots for associating physical time slots with light receivers.

2. The method according to claim 1, in which:

block topology is a block-linear topology.

3. The method according to claim 1, in which:

The block-modular principle of addressing is provided using the addressing window.

4. The method according to claim 1, in which:

the configurable logical time slot is a logical time slot that selectively associates light receivers with physical time slots.

5. The method according to claim 3, in which:

the block-modular principle of addressing light receivers is based on the principle of a sliding window.

6. The method according to claim 1, in which:

providing activation of at least a part of the displayed light receivers using the activation window.

7. The method according to claim 8, in which:

providing activation of at least a part of the displayed light receivers using an activation window based on the principle of a sliding window.

8. The method according to claim 1, in which:

providing detection of a signal provided in each separate physical time interval by a separate light receiver using a detection window.

9. A method for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, comprising the steps of:

logical time intervals are configured in a controlled and progressive manner from a plurality of logical time intervals per at least one scanning frame of a given area using an optical scanning signal, the reception of which is provided by light receivers from a plurality of light receivers located on the periphery of a given area and electrically connected to each other with the provision of block topology and addressing of light receivers based on the block-modular principle;

selectively and progressively displaying the light receivers at preconfigured logical time intervals to selectively activate at least a portion of the displayed light receivers to receive an optical scanning signal;

selectively and progressively map pre-configured logical time intervals into physical time intervals from a plurality of physical time intervals belonging to at least one scanning frame of a given area, providing selective and progressive detection of a signal provided by activated light receivers, moreover,

10. The method according to claim 9, in which:

provide addressing of light receivers based on the block-modular principle of addressing.

11. The method according to claim 9, in which:

progressively mapping the pre-configured logical time slots into physical time slots in a consistent fashion with the physical time slots.

12. The method according to claim 9, in which:

provide detection of the signal provided by the activated light receiver, in connection with following the physical time intervals.

13. A device for receiving and detecting an optical signal for scanning a given area, comprising:

a set of electronic scanning elements, including at least a plurality of light receiving elements placed in an orderly manner on the periphery of a given area on the first printed circuit board and electrically connected using a conductive pattern that provides a block topology of connections and selective addressing of light receivers based on a block-modular principle, and a set electronic scanning elements has a first group of connecting electrical conductors and a second group of connecting electrical conductors; and

a set of electronic detection elements electrically connected to a set of electronic scanning elements using a first group of connecting electrical conductors and a second group of connecting electrical conductors and including electronic elements for selective addressing of light receivers based on a block-modular principle, selective activation of at least a part of the addressable light receivers and selective signal detection provided by at least one activated light receiver.

14. The device according to claim 13, in which:

the first group of connecting electrical conductors is made using conductors selected from the group consisting of printed circuit board conductors, flexible printed circuit conductors, flexible flat cable conductors, and any suitable combination of conductors listed above.

15. The device according to claim 13, in which:

the second group of connecting electrical conductors is made using conductors selected from the group consisting of printed circuit board conductors, flexible printed circuit conductors, flexible flat cable conductors, and any suitable combination of conductors listed above.

16. The device according to claim 13, further comprising:

the second printed circuit board and at least part of the set of electronic elements of detection is placed on the second printed circuit board.

17. The device according to claim 13, in which:

the first PCB is a flexible PCB.