SE468025B - Laservarnare - Google Patents

Description

-ß- O? I\.3 01 I\I fig 2 visar ett tvärsnitt genom nämnda laservarnare med laserstrålkällan placerad över detektorytans plan och fig 3 visar samma tvärsnitt med laserstrålkällan placerad under nämnda plan.

Laservarnaren innefattar en positionskänslig fotodetektor eller ett positionskänsligt fotodetektorarrangemang. Positionskänsliga detekto- rer är förut kända och i svensk utläggningsskrift 368 741 beskrivs en sådan och här ges även anvisningar till grundläggande kunskap om dessa. I stället för en dylik detektor kan ett detektorarrangemang, en detektormatris el dyl, som ger en utsignal som är beroende av positio- nen för den belysta punkten, användas. När det därför i det följande talas om en positionkänslig detektor avses såväl en enstaka sådan, som ett positionskänsligt detektorarrangemang.

Grundläggande vid uppfinningen är att laservarnaren är försedd med en reflektor, som fokuserar infallande laserstrålning mot fotodetektorn, och att detektorytan skall skyddas mot direkt infallande strålning.

Fokuseringen medför att man erhåller en större signalstyrka från de- tektorn än eljest varit fallet. I fig 1 visas hur skyddet mot direkt infallande strålning kan ha formen av ett tak 3 över laservarnaren. I figuren visas vidare hur man kan realisera uppfinningen genom att man anordnar detektorn 1, här en ringformad positionskänslig fotodetektor, i fokus av en omgivande reflektor 2, här anbragt på insidan av en sfärisk zon. Mot reflektorn 2 infallande strålning som är mer eller mindre parallell med detektorytans plan fokuseras därigenom mot detek- torn såväl sett i ett plan parallellt med detektorytan som i plan vinkelräta däremot. Gränser för strålningens avvikelse från ett plan parallellt med detektorytan torde i praktisk tillämpning inte kunna vara större än 3 30°. 1 nämnda zon kan däremot laservarnaren vara känslig för infallande strålning inom en stor vinkel, vilket är en fördel med uppfinningen. Normalt är laservarnaren utformad att vara känslig inom minst 900 och upp till 360 °.

Om man endast är intresserad av bäringen och inte elevationen för in- fallande strålning kan man inskränka sig till fokusering i en led och använda en reflektor i form av insidan av en stympad kon i stället för ç/ 468 025 den tidigare nämnda sfäriska zonen. Strålningen fokuseras då mot en linje i detektorytan, nämligen skärningslinjen mellan detektorytan och ett plan som är vinkelrätt mot nämnda yta och i vilket den infallande strålningens infallsriktning ligger.

Om man utför reflektorn på insidan av ett slutet skal över detektor- ytan, erhåller detektorn på ett enkelt sätt samtidigt det nödvändiga skyddet mot omvärldens miljöpåverkan, dvs regn etc.

Skalet kan vara försett med en, för den aktuella strålningens våg- längd, partiellt reflekterande beläggning, så att en del 5 av den mot laservarnaren infallande strålningen 4 passerar in genom skalet 2 under det att en andra del 6 reflekteras iväg. Delen 5, som passerar skalet, passerar sedan tvärs över varnaren och träffar insidan av ska- lets 2 motstâende sida. Härvid reflekteras åter en del 7 av strål- ningen fokuserat ner på detektorn 1 under det att en annan del 8 pas- serar genom skalet.

Av figuren framgår att laserstrâlningen fokuseras mot ett omrâde på detektorn som ligger diametralt motsatt det varifrån den kommer, vilket således kan användas för att bestämma bäringen för laserkällan.

I figur 2 och 3 har den principiella strâlgången för laserstrålning från två olika elevationsriktningar ritats ut. I figur 2 har laser- strålkällan placerats över detektorytans plan, vilket medför att strålningen fokuseras längre från centrum än när laserstrålkällan befinner sig under detektorytans plan, vilket visas i figur 3.

Det är således möjligt att bestämma laserkällans bäring och elevation genom att använda en fotokänslig detektor som kan registrera läget för den i två dimensioner fokuserade strålningen. Det är även möjligt att enbart inskränka funktionen till enbart registrering av t ex bäring.

Genom sitt enkla utförande av insamlingsoptiken kommer fokuseringen av laserstrâlningen mot detektorn inte att bli optimal inom hela laser- varnarens känslighetsomrâde. Detta kompenseras till stor del av att detekteringen utformas på sådant sätt att läget för tyngdpunkten hos den insamlade laserstrâlningen bestäms. 468 025 4 Av figurerna framgår också att delar av laserstrâlningen reflekteras eller transmitteras bort i de olika begränsningsytorna i det visade exemplet, vilket medför en reducering av laservarnarens känslighet.

Detta uppvägs dock av att anordningen är verksam med stor ljusinsam- lande yta över ett stort vinkelomrâde.

Man kan, som alternativ till det visade exemplet, i stället använda en laservarnare med en fullständigt reflekterande beläggning på insidan av en eller flera sektorer av skalet, tillsammans upptagande upp till hälften av omkretsen och mitt emot denna sektor eller dessa sektorer ett fullständigt transparent skal. Härigenom ökar naturligtvis ljusut- bytet kraftigt, eftersom i princip all strålning i vissa vinklar når detektorn 1. Nackdelen blir förstås att laservarnaren endast blir känslig för strålning i nämnda vinklar. Vid behov av täckning i större vinkel, upp till hela varvet runt, kan man därför använda två eller fler varnare placerade nära varandra, ex vis staplade på varandra.

För att kunna avgöra den ungefärliga våglängden för den mot laservar- naren infallande strålningen, kan man utföra skalet som ett filter, som spärrar ute strålning utanför ett bestämt vâglängdsintervall. Pla- cerar man sedan flera dylika laservarnare, känsliga för olika våg- längdsintervall, i närheten av varandra, ex vis staplade på varandra, kan man täcka in ett stort vâglängdsområde samtidigt som man får reda pâ, vilket vâglängdsintervall strålningen tillhör.

För att säkerställa att detektorn 1 inte nås av direkt infallande strålning, kan det vara lämpligt att förse skalet 2 längs dess-fot med en ringformad avbländning 9øav avpassad höjd. Vidare kan man när det gäller detektorer 1 med ett centralt hål, vid detta placera en cylind- risk tapp av avpassad höjd, som en ytterligare avbländning. l)

Claims (7)

468 025 Patentkrav:

1. Laservarnare, som ger infallsriktningen mot varnaren för viss laserstrålning eller dess vinkelräta projektion på ett definierat plan genom varnaren, innefattande en positionskänslig detektor eller ett positionskänsligt detektorarrangemang med en detektoryta (1), som är skyddad mot direkt infallande strålning och som ligger i nämnda definierade plan, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en reflektor (2) som är utförd på insidan av ett rotationssymmetriskt skal, som omger detektorytan (1) och som, under fokusering (7) mot en skärningslinje mellan detektorytan och ett plan som är vinkelrätt mot nämnda yta och i vilket den infallande strålningens infallsriktning ligger, reflekterar mot nämnda detektoryta den strålning som infaller i huvudsak parallellt med detektorytans plan, definierat som infall- ande högst É 30° från nämnda plan, och från en godtycklig vinkel 1 nämnda plan, upp till 360°, så att läget för den samlade strâlnings- energien bestämmer nämnda godtyckliga vinkel.

2. Laservarnare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att det rotationssymmetriska skalet är en sfärisk zon, vilket medför att reflektorn (2) fokuserar (7) strålningen mot en punkt i detektor- ytan (1), så att läget för den samlade strålningsenergien dessutom bestämmer strålningens infallsvinkel mot detektorytans plan.

3. Laservarnare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att en sektor av skalet är helt transparent för aktuell strålning och en andra sektor, motstående den första, är helt reflekterande för nämnda strålning.

4. Laservarnare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att skalet är belagt med en, för aktuell strålning, partiellt ref- lekterande beläggning, så att en del (5) av den mot laservarnaren infallande strålningen (4) utifrån passerar in genom skalet och, efter passage tvärs över varnaren, reflekteras av skalets insida mot detektorytan.

5. Laservarnare enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e - 4-68 025 t e c k n a d av att skaïet är försett med en ogenomträngïig avbïând- ning (9) i form av en ring vid sin fot, nära detektorytans pïan.

6. Laservarnare enïigt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att detektorytan (1) har ett centraït håï, vid viïket är pïacerat en cyïindrisk tapp av avpassad höjd, som avbiänd- ning.

7. Laservarnare enïigt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar ett fiiter, som spärrar strâï- ningen utanför ett bestämt vågïängdsområde, varvid iaservarnaren är avsedd att monteras tiiïsammans med, ex vis staplade på, andra Iiknan- de iaservarnare, vi1ka på samma sätt är känsïiga för andra vågïängds- områden.