SE522373C2 - Anordning för bestämning av avstånd till ett föremål - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 sz; 373 I ~ c ; .u Uppfinningen innebär i grunden att vridningsorgan är anordnade att vrida sensom mot ett första vridningsändläge, i vilket sensorns avkänningsfält skär emitter- strålens bana vid det ställe, som företrädesvis ligger i ett område omedelbart framför emittem. Sensorn är vridningsförspänd relativt emittern för att röra sig till ett andra motsatt vridningsändläge, i vilket sensorns riktning är allmänt parallell med eniitterstrålens riktning. En avkänningsaiiordning är tillhandahållen för att avkänna att sensorn intar sitt andra vridningsändläge och att därvid akti- vera vridningsorganet. En aktiveringsanordning är anordnad att aktivera vrid- ningsorganet, då sensorn under svängning mot det andra svängningsändläget avkänner en reflex av strålen, dvs är riktad mot en punkt på föremålet, som träffas av emitterstrålen, så att sensorn då vrides till det första ändläget mot verkan av förspänningsorganet, som kan vara bildat av en fjäder. Anordningen inbegriper vidare medel för att för anordningens användare förniinbart markera frekvensen för sensorns reflexavkänningar.

Emittem kan vara en laserljuskälla, sensorn kan vara en fototyristor, som är svängbart upphängd. Då fototyristom är inriktad så att den avkänner reflekterat laserljus, aktiverar tyristorn en elektroinagnet, som vrider sensoraggregatet mot det första ändläget, vari strömmen genom magneten bryts. En återföringsfjäder svänger då tillbaka sensoraggregatet i riktning mot det andra ändläget. Då foto- tyristom avkänner det reflekterade laserljuset aktiveras magneten återigen så, att sensoraggregatet ånyo rör sig till det första ändläget. Sensoraggregatet kommer härigenom att anlända till det första ändläget med en frekvens som beror av föremålets avstånd från anordningen. Frekvensen uppträder naturligen som en mekanisk vibration, som användaren kan avkänna med handen på anordningen.

Om sensorns fototransistor inte avkänner någon reflex av strålningen, kommer anordningen att röra sig till det andra ändläget, där en ändlägesströmbrytare aktiverar elektromagneten så, att denna driver sensorn till det andra svängnings- ändläget, mot verkan av förspänningsfjädern. Vid svängning mellan det första och det andra ändläget etableras en relativt låg grundfrekvens, som representerar ”oändligt avstånd” till ett föremål i emitterns strålningsriktning. Med hänsyn till vanns 10 15 20 25 30 gzz 573 tillgänglig laserljuseffekt kan man naturligtvis lå.ta sensom vara svagt konver- gerande mot emitterstrålen i det första ändläget, så att det första ändläget representerar ett relativt stort avstånd, för vilket sensorn nätt och jämnt kan avkänna reflexen av laserljuset. Å andra sidan skulle man naturligtvis även kunna låta sensorn vara riktad divergerande från eniitterstrålen i det första ändläget, även om det är meningslöst med avseende på bestämning av oändligt avstånd, men ljudfrekvensen mot- svarande ett sådant första ändläge erbjuder ett markerat frekvensavstånd från de frekvenser som är aktuella för av sensorn avkända laserreflexer, så att användaren tack vare ett frekvenssprång tydligt kan uppfatta att anordningen börjar uppfatta ett föremål i sin betraktningsriktning .

Den nämnda frekvensen kan naturligtvis omvandlas till en lättare fömimbar signal, exempelvis en ljudsignal, som exempelvis kan avlyssnas av anordningens användare från en högtalare som styrs av anordningen och som eventuellt kan vara miniatyriserad och placerad i närheten av användarens öra.

Anordningens sensor är lämpligen anpassad för att avkänna våglängder nära emittems våglängd, varvid emittern exempelvis kan avge en frekvens inom det infraröda området, dvs avger ett ”osynligt” ljus, vilket kan vara av fördel ur integritetssynpunkt.

Som ett komplement till anordningen kan ett antal extra sensorelement vara till- handahållna utöver det sensorelement som avkänner emittervåglängden. Dessa extra sensorelement är då anordnade att avkänna respektive våglängds band, som motsvarar exempelvis olika grundfärger. Exempelvis kan tre sådana extra sensor- element vara tillhandahållna, varvid det första avkänner röd färg, det andra blå färg och det tredje grön färg. Varje sådant extra sensorelement kan då vara anordnat att avkänna scenen i sensorns betraktningsriktning och vidare anordnat att vid avkänning av sin respektive färg avge en tillhörande ljudsignal av en nådd an: .u cup-n 10 15 20 25 30 5 2 2%/ 3 7 3 .... ,. frekvens, vars intensitet representerar den aktuella färgens intensitet eller mättnad. Användaren kan härigenoin avläsa färgen för ett föremål i sensor- anordningens betraktningsriktning med hjälp av tre olika samtidiga grundtoner för de extra sensorernas respektive färg/våglängdsband, varvid grundtonernas intensitet anger de respektive färgemas absoluta mättnad. Användaren får härigenom inöjlighet att skaffa sig en uppfattning om färg och färgvariationer i den scen eller på det föremål som ligger i sensorns betraktningsriktning.

Användaren kan exempelvis avläsa blå himmel, grön skog, blått vatten, ett gult hus, röd färg på en trafiksignal, etc.

Med avseende på anordningens grundfunktion, nämligen avståndsbestämning till föremål, kan anordningens användare ganska snabbt lära sig att översätta den hörbara ljudfrekvensen till det ifrågavarande avståndet.

Vidare kan användaren ganska snabbt lära sig att utvärdera en frekvensändring till föremålets rörelsehastighet, dels med avseende på riktning mot eller bort från anordningen, dels med avseende på absolut förändring, dvs föremålets rörelse- hastighet mot eller bort från anordningen.

Eftersom den uppfinningsenliga anordningen enbart avkänner avståndet till föremålet vid en smal sektor som representeras av emittems stråle, kan användaren utvärdera dimensionerna av ett föremål genom att svepa anordningen över en vinkelsektor i ett valt plan för att avgöra föremålets lokala avstånd i olika riktningar i planet, dvs föremålets utbredning eller dylikt.

Uppfinningen kommer i det följ ande att beskrivas i exempelfonn med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av en anordning enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar en vy tagen längs linje C-C i fig. l. :vasa 10 l5 20 25 30 o ø - n u. 522 373 4 \/ F ig. 3 och 4 visar sektioner tagna längs linje A-A respektive B-B i fig. 1.

Fig. 5 visar ett kopplingsschema för anordningen.

På fig. 1 visas en laser 3, som kan avge en smal stråle 31. På avstånd tvärs lasern 3 finns en laserscanner 15, vilken innefattar ett vridbart lagrat ankare 9, som kan vridas av en elmagnet 8 och vid sin vridningsaxel bär ett rörstycke, som inne- håller ett färgfilter och en fototransistor. Laserscannern 15 avkänner en smal fältvinkel.

Scannem har ett första vridningsändläge, där scannern 15 bildar en vinkel av exempelvis 45° mot lasem 3, till vilket scannem drives av elinagneten 8.

En fjäder 14 förspänner ankaret 9 med scannem 15 mot ett motsatt andra vridningsändläge, vari scannerns riktning företrädesvis är parallell med laserstrålens 31 riktning. Genom aktivering av en ändlägeskontakt 4 i det andra ändläget, strömsättes el-magneten 8 så, att scannem 15 vrids i ett plan, vilket innehåller lasems 3 stråle, till det första ändläget. I detta första ändläge träffar scannern/elinagneten en bottenkontakt 18, som bryter strömmen till elmagneten 8. Elmagnetens 8 strömmatning innefattar en tyristor 5.

Scannem 15 svänges tillbaka under inverkan av fjädern 14, mot sitt andra ändläge. Under denna tillbakasvängning av scannern 15 kan, då den är inriktad mot en reflex P av laserstrålen på ett föremål, det reflekterade ljuset nå fram till scannerns fototransistor 1. Transistoms 1 utsignal leds till en förstärkare 2, vars förstärkta utsignal triggar tyristorn 5, så att elmagneten 8 åter strömförsörjes och drivs mot sitt första ändläge. En trigger 9 visas mellan kontakten 4 och tyristorn 5. I en konstant situation kommer scannern att svänga fram och åter mellan sitt första ändläge och den riktning i vilken scannem 15 avkänner reflexen P från lasem 3. o.. .. auna» 10 15 20 25 30 5262 373 o ~ - - u.

Om ingen reflex avkännes, aktiveras elmagneten 8 automatiskt då scannern/- sensorn når det andra ändläget, där den påverkar startkontakten 4 så, att sensom omedelbart automatiskt åter drivs till sitt första ändläge, och därefter omedelbart börjar svänga mot det andra ändläget under avsökning av en eventuell reflex av laserstrålen, varvid en avkånd reflex medför att scannem/sensorn drivs tillbaka till det andra svängningsändläget av elmagneten mot fjäderförspänningen.

Anordningen innehåller vidare en vibrator eller högtalare 6, som påverkas av fototransistoms 1 utsignalspulser, såsom förstärkta av förstärkaren 2.

Anordningen kan utformas så, att frekvensen för pulserna från transistorn 1 ligger i det hörbara området.

En RC-krets l 1 finns tillhandahållen för att medge enkel justering av elmagneten 8 i detta avseende. På figuren visas även en huvudströmbrytare 7 samt ett utrymine 16, för ett batteri. Laserkretsen l 1 är justerbar på i sig känt sätt för inställning av ankarets grundläggande svängningsfrekvens. Fig. 5 illustrerar även modulatorer 20, 21 i formen av standardenheter för generering av pulser med angiven frekvens.

Laserstrålen är pulsad för att ge en pulsad ström genom fototransistorn. Inkom- mande störande strålning mot fototransistom ger likström, som kan brytas av en kondensator såsom visas.

Färgmätningen sker genom att allmänbelysningens reflexer tas upp i rör 10 a, 10 b och 10 c och sorteras genom olika filter i olika färger, exempelvis rör med blå, gula eller röda färgfilter 10. En fototransistor 2 reagerar på detta ljus och sänder en elektrisk signal, via en förstärkare till en pulsgivare 19, som ger en på förhand bestämd ton för de olika respektive fårgema till öronsnäckan 6. 10 5272 373 o c ø 1 no n Anordningen enligt uppfinningen är i första hand avsedd att användas av syn- skadade, varvid anordningen exempelvis kan bäras med en hand eller kan monteras på en käpp, blindkäpp, som utnyttjas av användaren.

Anordningens element (6), som avger en hörbar eller kännbar signal, kan stå i kommunikation med anordningens huvuddel via en kabel eller en trådlös kommu- nikation. Elementet (6) kan ha formen av en högtalare/öronsnäcka eller någon form av vibrator, som avger en retning, såsom exempelvis en mekanisk vibration.

Anordningen kan som helhet ha en form, exempelvis en långsträckt form, som gör det möjligt för användaren att identifiera einittems strålningsriktning, varvid anordningen exempelvis kan ha formen av en stång, vars längdriktning gör det möjligt för användaren att identifiera einitterns strâlningsriktning.

Claims (6)

10 15 20 25 30 522 375 3 Patentkrav

1. Anordning för bestämning av ett avstånd till ett föremål (P), inne- fattande en riktad strålningsemitter (3), en sensor (15), som är belägen på ett avstånd från emittem tvärs dennas strålningsriktriing, medel (8, 9) för vridning av sensorn (15 ) relativt emittem (3) för avsökning av eventuella strålningsreflexer från ett föremål som träffas av emitterns (3) stråle, kännetecknad av att vrid- ningsmedlen (8, 9) är anordnade att vrida sensom (15) relativt emittem (3) mot ett första vridningsändläge, i vilket sensoms riktning skär emitterriktningen i ett närområde framför emittem, att sensom (15) är förspänd relativt emittem (3) mot ett andra vridningsändläge, i vilket sensoms riktning är allmänt parallell med emitterns (3) riktning att en avkänningsanordning (18) är anordnad att avkänna att sensom (15) intagit sitt första vridningsändläge och att därvid avställa vrid- ningsmedlen (8, 9), att en aktiveringsanordning (5) är anordnad att aktivera vridningsmedlen (8, 9), då sensom (15) under vridningsrörelse mot det andra vridningsändläget avkänner en reflex av emitterstrålen, så att sensorn, mot verkan av sin förspänning, rör sig mot sitt första ändläge, och att medel (6) är tillhanda- hållna för att avge en för användaren hörbar eller kännbar signal, som motsvarar den frekvens, med vilken sensom (15) avkänner en reflex av emitterstrålen.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att emittem är ett laser- aggregat (3), som är stationärt i anordningen och att vridningsorganen innefattar en stationär elmagnet (8) och ett därmed samverkande ankare (9), som bär sensom (15).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att sensom (15) inne- håller en fototransistor, vars utsignal är anordnad att, eventuellt via en förstärkare (2), avge signaler till en högtalare eller en vibrator (6).

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att aktiveringsanord- ningen innefattar en tyristor (5) i en strömíörsörjningsledning för elmagneten (8) och att utsignalen från sensoms fototransistor är anordnad att, eventuellt via en förstärkare (2), trigga tyristom (5) för att bringa ankaret (9) att vrida sig mot verkan av förspänningen (14) till det första vridningsändläget. 10 522 373 9 /

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av ett antal extra sensorelement, som har väsentligen samma betraktningsriktning som den avståndsbestämmande sensom (15), och som är anordnad att avkänna våglängds- områden motsvarande olika färger, och att de extra sensorelementen är anordnade att vid avkänning av sina respektive färger avge en däremot svarande separat, for användaren hörbar signal.

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att en av respektive extra sensor frambringad hörbar signal är anordnad att ges en intensitet, som motsvarar intensiteten for den färg som avkännes.