SE455253B

SE455253B - Optically activatable device with light source

Info

Publication number: SE455253B
Application number: SE8701769A
Authority: SE
Inventors: Sten Trolle
Original assignee: Sten Trolle
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1988-06-27
Also published as: SE8701769D0

Abstract

Light with a strength which is less than a predetermined level (LO) and daylight or other continually or slowly varying light are filtered from the input by an HPF (8). An activation circuit (3) is coupled to the discriminator (2) to operate the light source. The discriminator circuit emits a logic signal indicating whether the monitored light will activate the light source or not. The activation circuit (3) includes an oscillator (12) which in conjunction with the logic signal causes a trigger circuit (14) to emit a sequence of trigger pulses. The light source comprises a gas discharge lamp (10) connected to a power source via a charging circuit provided with a capacitor (5), and on receipt of the trigger pulses emits a corresp. sequence of light flashes. The outputs of the oscillator (12) and discriminator circuit (2) are connected to a logic circuit (13) in the activation circuit, the logic circuit comprising an AND grid (13).

Description

20 25 30 455 253 9. typ som används för ficklampor och sma elektriska apparater, eller med ackumulatorbattefier, som uppladdas medelst solceller. 20 25 30 455 253 9. type used for flashlights and small electrical appliances, or with accumulator batteries, which are charged by solar cells.

Alternativt kan den lägre energiförbrukningen utnyttjas till att öka anordningens livslängd.Alternatively, the lower energy consumption can be used to increase the life of the device.

Det ovan angivna syftet uppnås enligt uppfinningen genom - att diskriminatorkretsen är inrättad att avge en logisk signal, som indikerar huruvida det avkända ljuset skall aktivera ljuskällan eller ej, - att aktiveringskretsen innefattar en oscillator, som i sam- verkan med den logiska signalen bringar en triggkrets att -_...;.,:.||pv,,_.'.._ v. avge en följd av triggpulser, och - att ljuskällan utgörs av en gasurladdningslampa, som är ansluten till en strömkälla via en med en kondensator försedd uppladdningskrets och som vid mottagande av trigg- pulserna avger en motsvarande följd av ljusblixtar.The above object is achieved according to the invention in that - the discriminator circuit is arranged to emit a logic signal indicating whether the sensed light is to activate the light source or not, - that the activation circuit comprises an oscillator which in cooperation with the logic signal brings a trigger circuit that -_...;.,:. || pv ,, _.'.._ v. emit a sequence of trigger pulses, and - that the light source consists of a gas discharge lamp, which is connected to a power source via one with a capacitor provided with a charging circuit and which, upon receipt of the trigger pulses, emits a corresponding sequence of light flashes.

Sålunda utnyttjas gasurladdningslampornas höga ljusutbyte (ca 500 lumen/W) och korta urladdningstid till att hålla nere anord- ningens energiförbrukning, varvid erforderlig hög spänning er- halles genom uppladdning av den i uppladdningskretsen ingaende kondensatorn. Uppladdningen kan härvid ske relativt langsamt och därmed med lag strömstyrka, eftersom lämplig frekvens hos de avgivna ljusblixtarna ligger i intervallet 0,5 - 5 Hz. Om sa önskas kan även dubbelblixtar eller annan karakteristisk, olik- formig tidsfördelning av ljusblixtarna användas.Thus, the high light output of the gas discharge lamps (approx. 500 lumens / W) and short discharge time are used to keep down the energy consumption of the device, whereby the required high voltage is obtained by charging the capacitor included in the charging circuit. The charging can be relatively slow and thus with low current, since the suitable frequency of the emitted light flashes is in the range 0.5 - 5 Hz. If desired, double flashes or other characteristic, non-uniform time distribution of the light flashes can also be used.

Lämpliga ytterligare särdrag hos anordningen enligt uppfinningen anges i patentkraven 2-10.Suitable further features of the device according to the invention are set out in claims 2-10.

Anordningen kan med fördel användas i en rad olika sammanhang, nämligen - som varningsljus pa cyklar eller andra land- och sjöfar- koster utan egen energikälla med hög kapacitet, 10 20 25 30 35 3; 455 253 - som stationär trafikvarningeanordning på vägbommar, trafik- markeringar, skyltar e.d., - som varnings- eller nödljus att bäras av personer (eller djur) på gator och vägar, i naturen, till sjöss, etc., - som orienteringshjälpmedel, exempelvis i form av ledfyrar, i synnerhet isfyrar vid isrännor för vintersjöfart, marke- ringsljus, etc.The device can be used to advantage in a number of different contexts, namely - as a warning light on bicycles or other land and sea vehicles without its own high-capacity energy source, 10 20 25 30 35 3; 455 253 - as a stationary traffic warning device on roadblocks, traffic markings, signs, etc., - as a warning or emergency light to be carried by persons (or animals) on streets and roads, in nature, at sea, etc., - as an orientation aid, for example in in the form of beacons, in particular ice lighthouses at ice channels for winter shipping, marker lights, etc.

Två utföringsexempel beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar.Two exemplary embodiments are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 visar ett schematiskt blockschema för en varnings- eller nödljusanordning enligt uppfinningen, och Fig. 2 visar ett motsvarande bleckschema för en anordning enligt uppfinningen i form av en blixtfyr med förutbestämd karaktär.Fig. 1 shows a schematic block diagram of a warning or emergency light device according to the invention, and Fig. 2 shows a corresponding plate diagram of a device according to the invention in the form of a flash lighthouse with a predetermined character.

Den i fig. 1 schematiskt visade varnings- eller nödljusanord- ningen kan användas t.ex. som varningslampa pà en cykel och utgöra en "aktiv reflex". Anordningen bestar väsentligen av en fotosensor i form av en fotodiod 1, en diskriminatorkrets 2, som endast genomsläpper signaler svarande mot relativt starkt och tämligen snabbt varierande ljus avkänt av fotodioden, en aktive- ringskrets 3 samt en gasurladdningslampa 4, som strömförsörjes från en uppladdningskrets med en kondensator 5 och ett motstånd 6 anslutet till ett icke visat högspänningsaggregat, vilket drivs av ordinära batterier.The warning or emergency light device schematically shown in Fig. 1 can be used e.g. as a warning light on a bicycle and constitute an "active reflex". The device essentially consists of a photosensor in the form of a photodiode 1, a discriminator circuit 2, which only transmits signals corresponding to relatively strong and fairly rapidly varying light sensed by the photodiode, an activation circuit 3 and a gas discharge lamp 4, which is powered from a charging circuit with a capacitor 5 and a resistor 6 connected to a high voltage supply (not shown), which is powered by ordinary batteries.

Diskriminatorkretsen 2 innehåller en förstärkare 7, ett högpass- filter 8 som bortfiltrerar signaler svarande mot dagsljus eller annat kontinuerligt eller långsamt varierande ljus, en första tröskel- eller nivadiskriminatorkrets 9, som genomsläpper signaler överstigande en första, lägre niva LO, en därmed parallellkopplad andra tröskel- eller nivàdiskriminatorkrets 10, f QUALITY LO 15 20 25 30 35 ~ som genomsläpper signaler överstigande en andra, högre nivå Li, samt en till nivådiskriminatorkretsarnas 9, 10 utgångar ansluten OCH-grind 11, vars ena, till nivådiskriminatorkretsen 10 med den högre nivån L1 anslutna ingång är inverterad. På högpassfiltrets 8 utgång ligger således en varierande (ökande) signal S, exem- pelvis härrörande från strålkastarljuset från en mötande eller annalkande bil, medan på OCH-gridens 11 utgång ligger en logisk signal (1 eller 0), som indikerar huruvida signalnivån S ligger mellan tröskelnivåerna LO och L1.The discriminator circuit 2 contains an amplifier 7, a high-pass filter 8 which filters out signals corresponding to daylight or other continuously or slowly varying light, a first threshold or level discriminator circuit 9, which transmits signals exceeding a first, lower level LO, a second threshold connected thereto in parallel. - or level discriminator circuit 10, f QUALITY LO 15 20 25 30 35 ~ which transmits signals exceeding a second, higher level Li, and a AND gate 11 connected to the outputs of the level discriminator circuits 9, 10, one of which, to the level discriminator circuit 10 with the higher level L1 connected input is inverted. At the output of the high-pass filter 8 there is thus a varying (increasing) signal S, for example originating from the headlamp light from an oncoming or approaching car, while at the output of the AND grid 11 there is a logic signal (1 or 0), which indicates whether the signal level S is between the threshold levels LO and L1.

Aktiveringekreteen 3 innefattar en spänningsstyrd oscillator (VCO) 12, vars ingång är ansluten till högpassfiltrets 8 utgång för avkänning av signalnivån S (svarande mot avkänd ljusstyrka) och vars utgång är kopplad till ena ingången hos en OCH-grind 13. Dennae andra ingång är ansluten till OCH-grindens 11 utgång, och grinden 13 genomsläpper således oscillatorpulserna om det avkända ljuset varierar tillräckligt snabbt och har en intensi- tet mellan två förutbestämda nivåer svarande mot signalnivåerna LO och L1. Dessa oscillatorpulser från OCH~grinden 13 tillföree en triggkrets 14, som avger en motsvarande följd triggpulser till gasurladdningslampan 10.The activating circuit 3 comprises a voltage-controlled oscillator (VCO) 12, the input of which is connected to the output of the high-pass filter 8 for sensing the signal level S (corresponding to sensed brightness) and the output of which is connected to one input of an AND gate 13. These other inputs are connected. to the output of the AND gate 11, and the gate 13 thus transmits the oscillator pulses if the sensed light varies fast enough and has an intensity between two predetermined levels corresponding to the signal levels LO and L1. These oscillator pulses from the AND gate 13 supply a trigger circuit 14 which emits a corresponding sequence of trigger pulses to the gas discharge lamp 10.

Genom att oscillatorn 12 är styrd av signalnivån S, kommer oscillatorfrekvensen att öka med denna nivå, exempelvis från 0,5 Hz vid den lägre tröskelnivån LO till 5 Hz vi den högre tröskel- nivån L1. Vidare kan gasurladdningslampans uppladdningskrets vara så dimensionerad, att dess tidskonstant väsentligen motsvarar den lägre blixtljusfrekveneen 0,5 Hz. I detta fall uppladdas kondensatorn 5 endast delvis vid högre frekvenser, och gasurladdningslampan kommer således att avge tätare ljusblixtar med allt lägre intensitet då den avkända ljusstyrkan ökar. Då denna ljusstyrka överstiger ett visst värde, slocknar gasurladd- ningslampan helt. I exemplet varningslampa på cykel svarar detta mot att en annalkande bil kommit mycket nära cyklisten, och det är då en fördel att cyklisten ej längre avger några starka ljus- blixtar som kan verka störande för bilisten.Because the oscillator 12 is controlled by the signal level S, the oscillator frequency will increase with this level, for example from 0.5 Hz at the lower threshold level LO to 5 Hz at the higher threshold level L1. Furthermore, the charging circuit of the gas discharge lamp can be dimensioned so that its time constant substantially corresponds to the lower flash light frequency 0.5 Hz. In this case, the capacitor 5 is only partially charged at higher frequencies, and the gas discharge lamp will thus emit denser light flashes with ever lower intensity as the sensed brightness increases. When this brightness exceeds a certain value, the gas discharge lamp goes out completely. In the example of a warning light on a bicycle, this corresponds to an approaching car coming very close to the cyclist, and it is then an advantage that the cyclist no longer emits any strong flashes of light that can be disturbing to the motorist.

.W 10 15 20 25 30 35 455 253 Det andra, i fig. 2 visade utföringsexemplet avser en fyr för utmärkning av en farled, exempelvis en engangsanordning som utplaceras på isen vintertid. Liksom i föregående fall omfattar anordningen en fotosensor 1', en diskriminatorkrets 2', en aktiveringskrets 3' och en gasurladdningslampa (ej visad i fig. 2) med tillhörande uppladdningskrets. Det som skiljer är att diskriminatorkretsen 2' endast har en nivadiskriminator 9' och sàledes genomsläpper signaler med godtyckligt hög nivå och att aktiveringskretsen är nagot annorlunda uppbyggd. Således är en bistabil vippa 15 av SR-typ (set-reset) ansluten med sin "set"- ingàng till diskriminatorkretsens 2' utgång. Vippans 15 utgång är liksom oscillatorns 12' utgång förbunden med en OCH-grind 13', som utgör ingang till en räknare 16, vilken pà utgàngssidan dels är aterkopplad till vippans 15 àterställnings- eller reset- ingång R, dels är ansluten till en avkodningskrets 17. En viss tid efter det att en signal härrörande fràn ett avkänt ljus ettställt vippen 15 (vilken tid beror på den förutbestämda oscillatorfrekvensen och räknarens förinställda räknevärde) ger Om ljuset räknaren 16 utsignal, varvid vippan 15 àterställes. fortfarande ligger pà, räknar räknaren 16 ett varv till etc., och utsignalerna från räknaren 16 avkodas i avkodningskretsen 17, som är förprogrammerad till en viss karaktär hos fyren..W 10 15 20 25 30 35 455 253 The second exemplary embodiment shown in Fig. 2 relates to a lighthouse for marking a fairway, for example a disposable device which is placed on the ice in winter. As in the previous case, the device comprises a photosensor 1 ', a discriminator circuit 2', an activation circuit 3 'and a gas discharge lamp (not shown in Fig. 2) with associated charging circuit. The difference is that the discriminator circuit 2 'has only one level discriminator 9' and thus transmits signals of arbitrarily high level and that the activation circuit is constructed somewhat differently. Thus, a bistable flip-flop 15 of SR type (set-reset) is connected with its "set" input to the output of the discriminator circuit 2 '. The output of the flip-flop 15, like the output of the oscillator 12 ', is connected to an AND gate 13', which constitutes an input to a counter 16, which on the output side is partly connected to the reset or reset input R of the flip-flop 15, and is connected to a decoding circuit 17. A certain time after a signal emanating from a sensed light sets the flip-flop 15 (which time depends on the predetermined oscillator frequency and the preset count value of the counter), the light gives the counter 16 an output signal, whereby the flip-flop 15 is reset. still on, the counter 16 counts one more lap, etc., and the outputs from the counter 16 are decoded in the decoding circuit 17, which is pre-programmed to a certain character of the lighthouse.

Avkodningskretsen 17 är kopplad till en monostabil vippa 18, vilken i sin tur är ansluten till triggkretsen 14'.The decoding circuit 17 is connected to a monostable flip-flop 18, which in turn is connected to the trigger circuit 14 '.

En fyr, som skall starta med en förutbestämd karaktär för utmärkande av farled eller liknande, initieras av en optisk ljuspuls som infaller pa fotosensorn 1, och initieringen sker exempelvis genom att ett fartyg lyser med sina strålkastare ut över mörkt vatten. När ljusetràlen träffar fotosensorn 1 förstärks signalen, varpà den filtreras och diskrimineras i diskriminatorkretsen 2'. Komponenterna 12', 15, 13', 15 och 17 i aktiveringskretsen fungerar som en "elektronisk kodskiva", vilken i sin tur påverkar gasurladdningslampan, sa att denna avger ljusblixtar med den karaktär som önskas. Blixtkaraktären kan härvid ändras genom en enkel ändring av avkodningskretsen 17.A lighthouse, which is to start with a predetermined character for marking a fairway or the like, is initiated by an optical light pulse incident on the photosensor 1, and the initiation takes place, for example, by a ship illuminating with its headlights over dark water. When the light beam hits the photosensor 1, the signal is amplified, whereupon it is filtered and discriminated in the discriminator circuit 2 '. The components 12 ', 15, 13', 15 and 17 in the activation circuit function as an "electronic code disc", which in turn acts on the gas discharge lamp, so that it emits light flashes of the desired character. The flash character can be changed by a simple change of the decoding circuit 17.

VlöPÜORW ï QUALITY ...w . -........;...f...._yyï',u_.~f,e.. ._ . 4; .» . anv. ~ n... u-fm-n-:auun-nvp-ﬁ 20 25 30 Q 455 253 Uppfinningen kan modifieras av fackmannen inom ramen för efter- följande patentkrav. Således har anordningen för klarhets skull beskrivits med diskreta komponenter, men de önskade funktionerna a e kan naturligtvis erhallas även pa annat sätt, exempelvis med en mikroprocessor innehållande en A/D-omvandlare, varvid - det beskrivna "högpaesfiltret" motsvaras av att föränd- ringarna mellan avläsningarna under ett givet tidsintervall skall uppga till en viss storlek; .wa-h- <.... .v - diskriminatorns undre och eventuella övre tröskelvärden mot- svarar inlagrade nivaer. som jämförs digitalt med utsignalen fran A/D-omvandlaren.VlöPÜORW ï QUALITY ... w. -........; ... f ...._ yyï ', u_. ~ f, e .. ._. 4; . » . anv. ~ n ... u-fm-n-: auun-nvp- patent 20 25 30 Q 455 253 The invention may be modified by those skilled in the art within the scope of the following claims. Thus, for the sake of clarity, the device has been described with discrete components, but the desired functions ae can of course also be obtained in other ways, for example with a microprocessor containing an A / D converter, whereby - the described "high-pass filter" corresponds to the changes between the readings during a given time interval must state a certain size; .wa-h- <.... .v - the discriminator's lower and any upper thresholds correspond to stored levels. which is digitally compared with the output signal from the A / D converter.

Vid utföringsformen enligt fig. 1 kan härvid den spänningsstyrda oscillatorn motsvaras av att pulser utmatas från mikroproceesorn i beroende av A/D-omvandlaren, exempelvis med hjälp av en över- föringstabell, vilket möjliggör en godtycklig överföringsfunk- É tion mellan spänning och frekvens. Under utnyttjande av likartad teknik kan man vid utföringsformen enligt fig. 2 använda en mikroprocessor med minnesfunktion, varvid en förutbestämd puls- information utsändes för styrning av saväl antal pulser som ~«. .. deras inbördes tidsfördelning.In the embodiment according to Fig. 1, the voltage-controlled oscillator can in this case correspond to pulses being output from the microprocessor in dependence on the A / D converter, for example by means of a transmission table, which enables an arbitrary transmission function between voltage and frequency. Using a similar technique, in the embodiment according to Fig. 2, a microprocessor with a memory function can be used, whereby a predetermined pulse information is transmitted for controlling both the number of pulses as ~ «. .. their mutual time distribution.

Slutligen kan man för att höja informationsvärdet trigga flera gasurladdningslampor i en förutbestämd sekvens, exempelvis för att ge intryck av vandrande pilar eller andra rörliga markering- ar eller symboler. Q o-'z Ü) (ﬁußﬂlïFinally, in order to increase the information value, several gas discharge lamps can be triggered in a predetermined sequence, for example to give the impression of wandering arrows or other moving markings or symbols. Q o-'z Ü) (ﬁ uß ﬂ lï

Claims

\ "\ 10 15 25 30 35 31 455 253 P A T E N T K R A V

Optically activatable device with a light source <4) arranged to emit clearly visible light during activation, for example warning, emergency or orientation light, which device comprises

A photosensor (1; 1 ') which, when sensing light, emits an electric, brightness-dependent signal (S), a discriminator circuit (2; 2') connected to the photosensor with an amplifier (7; 7 '), a level discriminator < 9,10; 9 ') and a high-pass filter (8; 8') for filtering out signals emanating from light with a brightness below a predetermined level (LO) and daylight or other continuously or slowly varying light, and one to the discriminator circuit ( 2; 2 '> connected activation circuit (3; 3') for activating the light source, characterized in that the discriminator circuit (2; 2 '> is arranged to emit a logic signal, which indicates whether the sensed light is to activate the light source or not, that the activating circuit <3; 3 ') comprises an oscillator (12; 12'), which in cooperation with said logic signal causes a trigger circuit (14; 14 ') to emit a series of trigger pulses, and that the light source constitutes at least one gas discharge lamp (10). ), which is connected to a power source via one with a capacitor r (5) is provided with a charging circuit which, when receiving the trigger pulses, emits a corresponding sequence of flashes of light. Device according to Claim 1, characterized in that the outputs of the oecillator (12; 12 '> and the discriminator circuit (2; 2') are connected to a logic circuit (13; 13 ', 15,15) included in the activation circuit.

Device according to claim 2, characterized in that the logic circuit comprises an AND gate (13; 13 '>. _ / _, _..._._- f- fÄFOOR * uuAuïv l5 20 25 30 35 455 253

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the logic circuit comprises a coding circuit (12 ', 13', 15,16).

Device according to claim 4, characterized in that the coding circuit comprises a bistable flip-flop (15) connected to the output of the discriminator circuit (2 '), a counter circuit (16), the input of which is connected via a AND gate (13') to the bistable flip-flop, partly to the oscillator (12 ') and the output of which is connected partly to a decoder circuit (17), partly to a reset input (R) of the bistable flip-flop (15).

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the discriminator circuit (2) contains two level discriminators (9, 10), which together transmit only signals corresponding to luminosities lying between a minimum and a maximum luminance.

Device according to any one of claims 1-6, characterized in that said oscillator consists of a voltage-controlled oscillator (12), the frequency of which is dependent on said brightness-dependent signal (S).

Device according to claim f, characterized in that the oscillator (12) is arranged so that the oscillator frequency increases with increasing brightness.

Device according to claim 6, characterized in that the charging circuit (5, 6) has a time constant which substantially corresponds to the lowest frequency of the oscillator (12), whereby the gas discharge lamp (10) emits light flashes with lower brightness frequency at increasing brightness.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the emitted light flash frequency is in the range 0.5 - 5 Hz. ÛU _ \\ - ~> ------ «- ~ 1-_m ~.-U. ~ 4 .....-........ ~ t ... _ _. _ .._ ,,,,, 'TY Ü »