SE458480B - Anordning i zonroer foer uppskjutbar enhet, innefattande saendare och mottagare foer optisk straalning - Google Patents

Description

458 480 2 I en föredragen utföringsform utnyttjas företrädesvis ett i sitt verti- kalsnitt kilformigc stråldämpfilter som är anordnat i anslutning till detektororganets yta så att det väsentligen av iníallsvinkeln hos den optiska strålningen oberoende signalvärdet åstadkomes genom inledning av den optiska strålningen till olika delar på detektororganets yta.

Genom kilformen på filtret når olika mängd strålning fram till nämnda olika ytdelar.

I en alternativ utföringform passerar den inom det totala infallsvinkel- omradet mottagna optiska strålningen en sammanbrytningslins varjämte detâktororganets yta är snedställd så att fokus hamnar i eller under och/eller ovanför detektorns yta i beroende av infallsvinkeln.

I en ytterligare utföringsform anordnas vid detektororganets yta en spalt, en spegel, företrädesvis en diffus sådan, och en lins så att den infallande strålningen ledes olika vägar för ernående av det eftersträ- vade syftet. Således är detektororganets yta direkt exponerbart för optisk strålning som infaller mot ytan inom ett första infallsvinkelom- råde. Optisk strålning som infaller mot ytan inom ett andra infallsvin- kelområde reflektreras på den vid ytan anordnade spegeln innan den når detektorytan. Optisk strålning som infaller inom ett tredje infallsvin- kelområde ledes till ytan via nämnda sammanbrytningslins och nämnda spegel och optisk strålning som infaller inom ett fjärde infallsvinkel- område ledes mot ytan via en sammanbrytningslins, osv.

Genom det i ovanstående föreslagna arrangemanget kan man på ett enkelt sätt åstadkoma en detektorsignel som blir väsentligen oberoende av avståndet och vinkeln till föremålet. Med uttrycket väsentligen avses variationer som i sammanhanget kan anses vara små.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedan- ståånde under samtidig hänvisning till bifogad ritning där _ 458 480 figur l i principschemaform visar den avståndsberoende dämpningen med hjälp av ett kilformat stråldämpfilter anordnat i anslutning till detektororganets mottagningsyta, figur 2 principiellt visar ett sändar- och mottagararrangemang i en uppskjutbar enhet, t.ex. i form av en robot, som intar ett förutbestämt läge till ett antal tänkta mål, figur 3 principiellt visar ett arrangemang med detektor och lins, _figur 4 i horisontalvy visar en spalt lämplig att använda till linsen och detektorn enligt figuren 3.

I figuren 1 är en robot (enhet) symboliskt angiven med 1. Roboten är försedd med en mottagningsenhet 2 för optisk strålning. I mottagningsen- heten ingår en lins 3 och en fotodetektor 4 av i och för sig känt slag.

I anslutning till fotodetektorns ovansida är anordnat ett_i vertikal- snittet kilformigt dämporgan 5 av likaledes i och för sig känt slag.

Mottagaren innefattar även en spegel 6, t.ex. en diffus spegel. l figuren 1 har tre olika huvudriktningar för inkommande optisk strål- ning angivits med 7, 8 och 9. Den optiska strålningen kan bestå av op- tiska strålpulser som utsändes t.ex. i lobform. Mottagaren 2 kan samar- beta med identiskt lika uppbyggda mottagare som tillsammans avkänner enhetens 1 hela omkrets. Då funktionen är likadan för samtliga mottagare skall endast funktionen för den i figur 1 visade beskrivas.

Den optiska strålningen som infaller i riktningen 7 fokuseras på en första del Ab av fotodetektorns yta. Det kilformade dämporganet 5 dämpar strålningen förhållandevis lite på denna del av ytan. Den optiska strål- ningen som infaller från riktningen 8 fokuseras på en andra del 4c på detektorytan. På denna andra del av detektorytan dämpar organet 5 strål- ningen förhållandevis mycket. Den första strålningsriktningen 7 kan därför representera ett mål på längre avstånd än ett mål som reflekterar strålningen enligt infallsriktningen 8. Det inses att det kilformade organets vinkel Oßskall väljas så att nämnda avståndsoberoende inträder inom det avståndsområde för vilket mottagaren 2 skall arbeta. 458 480 ~ Fotodetektorn är ansluten till en signalbehandlingsenhet 10, vilken i enlighet med ovan kommer att motta en signal i vars värde är väsentligen avst åndsoberoende .

Med hjälp av spegeln 6 förlängas i princip detektorytan ba. Spegeln 6 ombesörjer så att optisk strålning som infaller från den tredje huvud- riktningen 9 reflekteras på lämpligt ställe mot detektorytan. Spegeln 6 kan i och för sig utgöras av en diffus sådan, medförande att ytterligare dämpning erhålles i spegeln av aktuell optisk strålning.

I figuren 2 har såväl sändare som mottagare visats med ll resp 12. Nämn- da sändare och mottagare är anordnade på i och för sig känt sätt i aktuell enhet 13. Sändaren är försedd med en laser eller lysdiod 11+ som drives av en drivenhet 15. Den i sändaren, t.ex. i pulsad lobform, ut- sända optiska strålningen utgår via linsorgan 16 och huvudriktningen för strålningen har indikerats med 17. Enheten 13 kan vara försedd med ett antal dylika sändare som tillsammans 'är runtomutsändande sett från en- hetens 13 omkrets. Den utsända signalen skall reflekteras mot mål som befinner sig i utsändningsriktningen. Fyra olika lägen för det mål som befinner sig i sändarens sändriktning 17 har indikerats med 181, 182 183 3 b “ . . . . och 18 . I beroende av malets avstand fran enheten reflekteras stral- ningen 17 mot mottagaren 12 under olika infallsvinklar sett från mottag- aren. De av nämnda mållägen förorsakade reflekterade signalerna har indikerats med 171, 172, 173 och 174, och vinklarna med ßl, ß2,ß3 och ß b.

Mottagarens fotodetektor har visats med 19 och den detektorn efterföl- jande signalbehandlingskretsen med 20. Mottagarenär anordnad med en spalt 21, med en diffus spegel 22 och 'en sammanbrytningslíns 23. Det spalten 21 uppvisande organet 21a är snedställt i förhållande till detektorytan 19a. Även spegeln 22 är snedställd i förhållande till nämn- da detektoryta. Linsen är väsentligen vinkelrätt anordnad mot spegelns 22 reflekterande yta. Vidare 'är delen 21a och spegeln 22 anordnade så attíde-larnas tänkta förlängningen' bildar en spetsig vinkel i pappérspla- net enligt figuren 2. 2 3 De olika huvudriktningarna 171, 17 , 17 , 174 för den optiska strålning- - 458 48% en symboliserar var sitt infallsvinkelområde som behandlas på individu- ellt sätt i mottagaren. Den senare är försedd med ett organ 24 som skall ge en skarp kant av det efterbildade målet på fotodetektorns yta. Strål- ningen från målet i läget 181 som är närmast enheten 13, skall dämpas förhållandevis mest. Strålningen 171 inledes därför mot den diffusa spegeln 22 innan den reflekteras till detektorytan l9a. Strålningen 172 inledes via spalten 21 direkt på detektorytan. Strålningen fràxl83 inledes via linsorganet 23 och den diffusa spegeln 22 innan den träffar detektorytan l9a. Slutligen inledes strålningen l7à från målläget l86 genom linsorganet 23 direkt ner på detektorytan l9a. Härigenom erhålles en av avståndet mellan mål och enhet beroende varierad dämpning på den infallande optiska strålningen.

Den i ovanstående beskrivna variationen på mottagen optisk strålning kan även erhållas med hjälp av utföringsformen enligt figurerna 3 och Å.

Detektororganet 24 är därvid snedställt i förhållande till linsorganet 25 så att fokus F hamnar direkt på ytan 24a för optisk strålning med en första huvudriktning 26 och fokus F' hamnar ovanför detektorvtan 24a för en optisk strålning med-en huvudriktning 27. Den inbördes snedställning- en mellan detektor och lins kan även utföras så att fokus F' hamnar under detektorytan 24a.

En spalt 28 enligt figuren 4 kan utnyttjas tillsammans med linsen och detektorn enligt figuren 3. Spalten 28 skär av en del av den optiska strålningen 29 som faller in från riktningen 27. De bortfallande delarna är i figuren 4 angivna med 29a.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel beskrivna utföríngsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav eller uppfinningstanken.

Claims (9)

458 4180 b PATENTKRAV

1. Anordning i zonrör för uppskjutbar enhet (13), t.ex. robot, pro- jektil, etc. som innefattar en sändare som utsândêr optisk strålning (17) reflekterbar mot en màlyta (181, 182 183 , 184) och en med ett detektororgan försedd mottagare (2) för alstring av en elektrisk signal vid mottagning av den på màlytan reflekterade strålningen (7, 8, 9) som infaller mot mottagaren/detektorn under olika infallsvinklar (/Bl,}g2, 3och 4) beroende på màlytans avstånd från enheten, k ä n n e - {“e c k n a d därav, att mottagaren innefattar ett fast mekaniskt/ /optiskt arrangemang med stràldämpfilter, sammanbrytningslins, spegel, spalt, etc. som förmedlar den mottagna strålningen till detektororganets yta i syfte att göra anordningens känslighet beroende av infallsvinklar- na på sådant sätt att den av detektororganet avgivna elektriska signalen blir väsentligen oberoende av nämnda avstånd inom zonrörets hela avkän- ningsomràde.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett i sitt vertikalsnitt kilformigt stràldämpfilter (5) är anordnat ovanför detektororganets yta (Aa) så att det väsentligen av infallsvin- keln oberoende signalvärdet àstadkomes genom inledning av den optiska strålningen till olika delar pà detektororganets yta (êa).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inom det totala ínfallsvinkelomràdet mottagna optiska strålningen passerar en sammanbrytníngslins (25) och att detektororga- nets yta (24a) är snedställd så att fokus (E, F') hamnar i eller under eller ovanför detektorns yta (24a) i beroende av infallsvinkeln.

4. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav; att detektororganets yta (l9a) mottar den optiska strålningen eiter reflektion på en vid ytan (l9a) anordnad spegel (22) i-ett första infallsvinkelomràde (171). - 458 480 7

5. Anordning enligt patentkravet l, 2, eller 4, k ä n n e t e c k - n a d därav, att detektororganets yta är direkt exponerbar via en spalt (21) för optisk strålning som infaller mot ytan inom ett andra infalls- vínkelomràde (172).

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att spegeln (22) består av en diffus spegel.

7. : Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n 11 e - t-e c k n a d därav, att detektororganets yta (l9a) mottar den optiska strålningen efter passage dels genom en sammanbrytningslíns (23). dels genom reflektion i den diffusa spegeln (22) i ett tredje infallsvinkel- omrâde.

8. Anordning enligt nagot av föregående patentkrav, k ä 11 n e - t e c k n a d därav, att detektororganets yta (l9a) mottar den optiska strålningen efter passage genom sammanbrytningslinsen (23) i ett fjärde infallsvinkelomráde.

9. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att detektororganets yta (l9a) är placerad väsentligen parallellt med en längdaxel på enheten (13), som är försedd med mottagaren (12), att en diffus spegel (22) är snedställt anordnad ovanför ytan (l9a), att väsentligen vinkelrätt i förhållande till spegeln (22) och vid dennas överkant är anordnat en samanbrytningslins (23), och att en spalt (21) är anordnad snedställd i förhållande till detektorytan och så att tänkta förlängningar av spalten och spegeln bildar en spetsig vinkel. -ff I