SE8402568A1 - Anordning för att bestämma två polära koordinater hos ett punktläge - Google Patents

Abstract

Sätt och anordning för tillförande av information för bestämmande av en kropps position. För bestämning av två positionskoordinater för en punkt. (D) inom ett utrymme bringas ett strålknippe (10) att bestråla en del av utrymmet och avlänkas cykliskt över. utrymmetvarvid strålknippet moduleras i fas med den cykliska rörelsen så att den strålning som faller på punkten (D) innefattar tillräcklig information för att identifiera punkten. Utföringsformer med roterande (r,9) och kartesianska koordinataxlar innefattas även.

Description

2 kan tilldmpas pa en kropp som uppbdr sensorn eller pa avstand fran vilken som heist dylik kropp.

Genom att kanalisera energin hos stralknippet till en anvandbar form och sandning av energin mom formen istallet for att avskdrma en strale som är tillrdckligt bred for att belysa hela namnda avgransade utrymme okas rackvidden for det utsdnda stralknippet fran en stralningskdlla med en given effekt markant. Exempelvis kom- mer om formen bestdmmes till en yta som är en nibndel av den hos det avgransade utrymmet stralningen att oka med en faktor nio. Om man bortser fran atmosfariska faktorer skulle detta Oka det anvalndbara omradet far stralknippet med en mycket vardefull faktor tre.

Enligt en andra aspekt av foreliggande uppfinning -foreslas en anordning for tillfOrande av information som är tillrdcklig for att bestamma tva koordinater i ett punktldge mom ett tvadimensionellt avgrdnsat utrymme och om- fattar anordningar for att alstra ett stralknippe som är format for att belysa endast en del av utrymmet, anordningar for avlankning av stralknippet cykliskt Over utrymmet, varigenom stralknippet traffar namnda punktlage under diskreta atskilda tidsperioder, och anordningar for att pa sa sdtt modulera stralknippet i fas med ndmnda cykliska rorelse att str&lningen som trdffar punktlaget astadkommer vid punkten tillrdcklig information for att identifiera 'pada av de tva koordinaterna.

Enligt en utforingsform omfattar anordningen don for alstran- de av en formad, pulsad laserstrale och organ (t.ex. en Pechan-prisma) for rotering av densamma runt en axel. Pulsfrekvensen är tillrdckligt hog fOr att astadkomma en mangd pulser under vane vary hos stralen. Formen kan valjas sa att varaktigheten hos belysningen av vilken som heist punkt i ett.avgransat utrymme belyst av stralen an indikativ for den radiella distansen r hos punkten fran axeln, under det att pulsrepetitionsfrekvensen varierar cykliskt i fas med rotationen av stralen, sa att den mottagna pulsrepe- 3 titionsfrekvensen under varje belysningsperiod dr indi- kativ for vinkelforskjutningen 8 for punkten fran en referensaxel.

Det bdr framhallas att i detta sistndmnda arrangemang erhalles tillrdcklig information vid vane belysningsperiod for att identifiera }pada koordinaterna hos punk-ten. I den tidigare patentskriften 1.395.246 kraves en uppsdttning av tva pa varandra foljande perioder for att leda denna informationsmdngd. Icke desto mindre är fore- liggande uppf inning icke begrdnsad till arrangemang, vid vilka en enkel period sjalv ger heltackandepositionsdata.

Sattet enligt uppfinningen innefattar foretrddesvis foljande steg, (i) anordnandet av ett str&lningsknippe omfattande en forsta del av Stralknippet och en andra del av stralknippet, varvid-varje del dr sa formad att den belyser endast en del av ndmnda utrymme, (ii) upprepad avs8kning genom den forsta delen av stralknippet tvdrs Over utrymmet i en forsta avs8kningsriktning vid en forsta avsokningsfrekvens, (iii) upprepad avsokning genom den andra delen av stralknippet tvdrs over utrymmet i en andra avsokningsriktning i vinkel i forhallande till forsta avsokningsriktningen och vid en andra avsokningsfrekvens saint (iv) modulering av den forsta delen av stralknippet I fas med den f8rsta avsOkningsfrekvensen och modulering av den andra delen av stralknippet i fas med den andra avsokningsfrekvensen pa sadant sdtt att det stralknippe som trdffar punktldget fran den forsta och andra delen av stralknippet astadkommer vid punkten tillrdcklig informa- tion for att identifiera bada av de tva koordinaterna.

Foretradesvis är de forsta och andra avsokningsriktningarna inbordes vinkelrdta och den forsta och andra av avsokningsfrekvenserna är lika, varvid den forsta och andra delen av stralknippet avsoker omvdxlande i tiden tvars Over det avgransade utrymmet.

Anordningen enligt uppfinningen omfattar foretrddesvis anord- 4 ningar for att alstra ett stralknippe omfattande en forsta del av stralknippet och en andra del av stralknippet, varvid var och en av namnda delar är sa utformade att de belyser endast en del av utrymmet, varvid anordningen vidare am- fattar don for upprepad avsokning genom den forsta delen av stralknippet tvars Over utrymmet i en forsta avsokningsriktning och vid en forsta avsokningsfrekvens, och vidare don for upprepad avsokning av den andra delen av stralknippet tvars Over utrymmet i en andra stralnings- riktning i vinkel i forhallande till den forsta a'Vsok- ningsriktningen och vid en andra avsokningsfrekvens saint don for att pa sadant satt modulera den forsta delen av stralknippet i fas med den forsta avsokningsfrekvensen och modulera den andra delen av stralknippet i fas med den andra avsokningsfrekvensen att stralknippet som traf- far punktlaget fran de forsta och andra delarna av-stralknippet astadkommer vid punkten tillracklig information for att identifiera bada koordinaterna.

Lampligen omfattar anotdningen don for generering av forsta och andra pulsade laserstraldelar och don fbr att svepa dessa tvars Over utrymmet i fOrsta och andra avsokningriktningar respektive. Pulsfrekvensen has vane del an tillrackligt hog for att astadkomma en mangd pulser under vane avsokning med denna del av stralen tvars Over utrymmet. Vid en utforingsform varierar pulsfrekvensen for varje del i fas med svepningen av straldelen s& att den mottagna pulsfrekvensen under vane bestralningsperiod an indikativ for forskjutningen i forut bestamdaoch Y- riktningar.

En anordning enligt foreliggande uppfinning kan anvandas I samband med en stralningssensor fastad vid en kropp och innefattande lagesberakningsanordningar antingen pa krop- pen eller pa avstand fran densamma, som vid anvandning mottager sasom ingangsinformation den straining som traffar sensorn.

Uppfinningen har sarskild tillampning vid avstandsstyrning av en kropp (t.ex. en styrd robot) som ror sig langs en laserstyrstrale. Enligt uppfinningen är foljaktligen i kombination aven anordnad en kropp, som skall styras pa avstAnd langs en pulsmodulerad styrstrAle och omfattande en stralningssensor och lagesberaknande anordningar vilka är programmerbara med information vad betraffar stralmoduleringen som skall vara tillracklig for berakning av kroppens lage mom stralens tvarsektion relativt en longitudinell axel av stralen genom overvakning av en ut- effekt fran stralningssensorn saint don for generering av namnda modulerade strale innefattande anordningar for astadkommande av cyklisk rorelse hos stralen over ett avgransat omrade saint anordningar fOr modulering av stralen i fas med namnda cykliska rorelse.

Ehuru uppfinningen är tilldmpbar vid vilken som heist rorlig kropp vare sig den är pa land, i eller pa sjon, i luften eller i rymden är den sarskilt lamplig i sam- band med rorliga kroppar sasom robotar som innefattar anordningar for modifiering av kroppens ballistiska bana. Uppfinningen kan alien tilldmpas vid rorliga kroppar som icke innefattar dylika anordningar men som vid vilket som heist tidsmoment skall kunna mottaga data avseende lage hos den rorliga kroppen i forhallande till en given ballistisk eller siktlinje. Uppfinningen kan tillampas vid rorliga kroppar vid vilka kraves att deras rymdorientering bestdmmes vid en fast eller rdrlig punkt pa avstand frail den rorliga kroppen.

Uppfinningen har sdrskild tillampning vid ett robotstyrsystem, i vilket ett laserstyrmonster riktas mot ett mal och en robot avfyras in i stralmonstret. Roboten bar pa sin bakdnde en sensor, som är anordnad att avkdnna en rymd- modulerad laserstrale och mata signaler som svar pa denna till en styrUtrustning mom roboten, som alstrar signaler beroende av robotens lage i tvarsnittet av styrmonstret. SA snart detta lage har beraknats, styrs roboten for att rora sig mot centrum eller annat utvalt lage mom styr- 6 monstret. Genom att spara malet med styrmonstret ledes roboten mot malet.

Uppfinningen skall narmare beskrivas med hanvisning till bifogade ritningar, som visar utforingsexempel av upp7 finningen.

Figur 1 är ett diagram avseende formen av en forsta styrstrale i tvarsektion utvisande vad som avses med para- metrarna r, R och e med identifiering av fyra punkter D mom stralens tvarsektion.

Figure 2 är ett diagram som visar stralintensiteten I i relation till tiden uttryckt sasom en cykel, dvs. ett vary av stralen runt axeln 11 for de fyra punkterna visade i figur 1, varvid diagrammet indikerar stralknippets form sasom det traffar var och eh av de fyra punkterna D.

Figurerna 3 och 4 är diagram som ytterligare karakteriserar formen av den stralknippessektion som visas i figurerna 1 och 2.

Figur 5 är ett diagram liknande figur 3 visande en andra form av en stralknippessektion.

Figur 61 är ett diagram som visar en tredje form.

Figur 7 är ett diagram som karakteriserar formen hos stralknippsektionen enligt figur 6.

Figur 8 är en vy fran ena sidan av anordningen enligt uppfinningen for alstrande av ett stralknippe med en sektion sasom visat i figurerna 1,2,3 och 4.

Figur 9 askadliggor en styrstrale i tvarsektion visande betydelsen av parametrarna X och Y och identifierande fyra punkter mom straltvarsektionen. 7 Figur 10 är ett diagram avseende mottagen strAlknippesintensitet I relativt tiden uttryckt sasom en avsokningscykel av de tvA delarna av strAlknippet for de fyra punkterna som visas i figur 9, varvid diagrammet AskAd- liggor formen av strAlknippet nar det traffar var och en av de fyra punkterna P.

Figur 11 AskAdliggor ett optiskt arrangemang av en sandare med dubbel sandningsenergikalla/dubbel avsok- ning/dubbel oppning for styrning efter en strAle,'-varvid figuren visar en forsta utforingsform av en anordning enligt uppfinningen for alstrande•av stralen enligt figur 9.

Figur 12 Askadliggor ett optiskt arrangemang av en sandare med dubbel sandningseffektkalla/enkel avsOkare/ dubbel oppning for styrning langs en strAlbana, varvid figuren utgor en andra utforingsform av anordningen enligt foreliggande uppfinning for alstrande av strAlknippet enligt figur 9.

Med hanvisning till ritningsfigurerna 1-7 och i synnerhet till figur 1 uppnAs rymdmodulering av ett styrstraletvarsnitt 10 genom (1) rotering av en laserstrale i en riktning f kring en central axel 11 i en cirkular styrmonsteryta 12 med en radie R, (2) pulsering av laserstrAlen med en fre- kvens som varierar med sin vinkelforskjutning (exempelvis efter tiden t) fran en vertikal eller annan referensriktning 13 i styrmonstrets plan. Varje varv'av laserstrAlen upptar tiden T. Under denna tid varieras pulsrepetitions- frekvensen (eller pulsintervallet) mellan tvA granser och cykeln upprepas kontinuerligt i en forutbestamd hastighet. Matning med en sensor D i tidsintervallet Te mellan mottagna laserpulser Astadkommer ett matt av sensorns lage i termer av en vinkelforskjutning 8 frAn referensriktningen 13 och (3) forma styrstrAlen s& att den totala tiden Tr under vilken sensorn mottager elektromagnetiska vAgor f Or vane vary av strAlmonstret Astadkommer en matning av laget av sensorn i form av en radiell forskjutning r frAn stralens 11 rotationsaxel. 8 Figurerna 1-4 askadliggor det enkla fallet di ett knippe ar sa format att under rotation av detsamma vid en konstant vinkelhastighet w proportionen Tr av den totala tiden T for ett vary av strilen under vilket 1aserstra1- fling traffar en punkt varierar strikt linjart med det radiella avstandet r has denna punkt fran rotationsaxeln 11 hos stralen 10 och varierar 25% f8r en punkt precis vid sidan am stralknippets axel till 0% for en punkt precis pa kanten av stralknippet. Detta har kallats ett stra1knippes- moduleringssystem i form av nett roterande 18v".

Figurerna 1 och 2 askadliggor schematiskt variationen under en serie av elektromagnetiska (laser) pulser 14 mottagna under olika sensorlagen (D1,D2,D3 och D4) mom ytan 12 som kontrolleras av stralknippet 10.

Enligt figurerna 3,4 och 5 itger de omraden av stralknippesformer som omfattas av uttrycket d = r cosi2ff K rj de karakteristiska dragen att tiden Tr under vilken elektromagnetiska vigor mottages av en sensor D minskar linjart med okande radialkoordinater r. Dessa former är har identifierade sasom formen I.

Med K = 0,125 alstras den andra kurvan som askadliggores i figur 5. Emellertid kan andra varden av K mom omradet 0-0,25 valjas, varvid dessa kurvor alla astadkommer lin- jar andring (med radiallage) av tiden under vilken elektro- magnetiska vagor mottages av sensorn.

Ett alternativt omrade av former (formen II) kan alstras och dessa kannetecknas av att tiden under vilken elektro- magnetiska vagor mottages av sensorn D 8kar med 8kande radialkoordinat r. Dessa former motsvarar de som genereras da den fOrsta uppsattningen form I minskas fran kvadranten av en cirkel f8r astadkommande av exempelvis den icke 9 skuggade delen i figur 5.

En tredje uppsattning former (form III) kan alstras genom rotering av ett strAlknippe med rektangular tvarsektion kring ena hornet av rektangeln. Figur 6 Askadliggor strAl- knippesformen och variationen i tid vid mottagning av elektromagnetisk strAlning med radialkdordinat r. Det framgAr av figur 7 att i ett cirkulart omrAde med radien d runt centrumet 11 i monstret icke flagon exakt radialkoordi- nerad information är mojlig att erhAlla, ehuru vinkelinfor- mation kan harledes frAn pulsintervallet Te pa samma satt som den forsta och andra uppsattningen av former. Utanfor denna centrala region kan detektorn mottaga bAde radiala och vinkelmassiga koordinatinformationer. Den relativa formen av den centrala regiOnen bestammes av bredden/langden, forhAllandet d/L i den rektangulara formen. Olika-d/L-ferhAllanden kan komma i beakeande exempelvis forhAllanden frAn 1 till 0,067 och darunder kan latt anvandas vid sandare for praktisk strAlbaneledning.

Anvandningen av ett rektangulart strAlknippe har den fordelen att det är enkelt att forma strAlknippet (sarskilt i samband med laserstrAlningskallor). Detta system skulle kunna vara anvandbart i speciella system med strAlbanestyr- ning, dar den styrda kroppen antingen skall stanna mom det allmanna omr&det (x < d) runt centrumet av styrmonstret och/eller styras mot exakta punkter utanfOr denna centrala region x > d.

Ehuru en mangd roterande strAlknippesformer är lampliga for lagesbestamning, är dessa tre sarskilda former av speciell betydelse vid robotsystem med styrning langs en bana pA grund av sAdana faktorer som lattheten att alstra sarskilda strAlknippesformer av elektromagnetiska vagor eller linjaritet hos sensorn som svar p& den mottagna modulerade strAlningen.

Av de tre redan beskrivna typerna har formen I den mest allmdnna tilldmpningen vid system ddr roboten foljer en stralbana under det att formerna II och III kan finna tillldmpning i samband med sdrskilda situationer.

Av figur 3 framgar att stralknippesformen omfattar en rakt radiell kant 16, som ndr 8= 0 är sammanfallande med referensriktningen 13, varvid en svdngd kant 17 och en kort omkretskant 18 strdcker sig i en omkretsriktning for att sluta formen men vilken det i figur 3 begrdnsade fallet har en ldngd lika med noll. Stralknippet thorn alstras av en oppning eller andra don kan anordnas att rotera i endera riktningen hos stralknippesrotationssystemet. Typen av den svangda kanten 17 och den relativa ldngden av den korta omkretskanten 18 kan varieras for att forma linjdri- tet hos den anordnade radiella informationen for robotstyr- systemet. I detta forsta exempel minskar formen Ia/Tr linjdrt med Okande radiellt koordinatvdrde r i enlighet med uttrycket d = r cos E-21-r3 2 ddr d och r är angivna i figur 3.

Formen kan valj'as pa sadant sdtt att ldngden av omkretskanten 18 är dndlig varigenom tillforsdkras att mottagningstiden for den elektromagnetiska stralningen av sensorn icke ndrmar sig noll vid kanten R hos det kontrollerade utrymmet 12. Det foljande är exempel pa olika sdtt hur detta kan uppnas:- .(1) Ett enkelt borttagande av oppningskanten askadlig- gjord med den streckade omkretskanten 19 i figur 3. (2) Utformning av en svangd kant som tillfredstdller ett allmant uttryck enligt ekvationen (1) är ett sdrskilt exempel.

Upplosningeh.hos detekteringsanordningen for stralformerna I och II i bade vinkelmdssiga och radiella riktningar varierar med vinkelkoordinaten. 11 Med stralknippformer III varierar upplosningen hos detekteringsanordningarna i bade vinkelmdssiga och radiella riktningar ater med vinkelldget fran referensvinkeln. Se beskrivningen till den brittiska patentanstikan 821939 fran vilken denna beskrivning är hdrledd.

Enligt figur 8 omfattar utforingsformen for optisk stralsdndning en divergerande laserkdlla S astadkommande ett laserstralknippe 20 som är kollimerat genom ett inte- grerat fiberoptiksystem 21.

Alternativt kan stralknippet kollimeras genom en kollimeringslins, varvid det kollimerade stralknippet partiellt diffuseras genom en diffuseringsplatta eller optisk for- vrdngningsstav.

Det resulterande vdsentligen parallella stralknippet 22 ledes ddrefter genom en fast formad oppning 23, som är anordnade i ett icke visat holje vilket har en matt svart interior. Formen av oppningen 23 motsvarar formen av det utsdnda laserstralknippet 20.

Framfor den fasta oppningen 23 foreligger ett optiskt stralknippesroteringssystem 24 (i.detta fall ett Pechan- prisma) som drives av en motor (icke visad) sa att det formade stralknippet roteras normalt med en konstant vinkelhastighet kring en axel 25 som passerar genom det optiska systemets centrum for stralknippesroteringen och vid ena dnden av oppningen. Stralknippetoledes ddr- efter till ett optiskt huvudsystem angivet genom en zoom- lins 26 som fokuserar laserstralknippet sasom krdves. Linsen är av stegljustyp (flick on type) dvs. den kannetecknas av stegdndringar i optisk forstdrkning for att anpassa det som kan vdntas med avseende pa maximum och minimum optisk forstdrkning i en normal zoom-lins.

En lasertriggermekanism är ldnkad till stralknippesrotationssystemet och pulsar lasern under det att stralknippet 12 roteras. Lasertriggern bestar av en ljuskalla 27 och ljussensor 28. Det ljus som utsdndes av kdllan 27 är modulerat genom ett pulserande monster omfattande omvaxlande ogenomskinliga och transparenta omraden anord- nade runt periferin av ett litet nat 29 monterat pa stralrotationssystemet. Sensorn alstrar som svar pa den pulsade ljussignalen en pulsad utgangssignal som triggar en elektronisk omkopplare 30 for att intermittent ansluta en kalla 31 med h8g effekt till laserstr&lkallan for att pa s& satt alstra motsvarande pulser hos laserstralknippet.

Ett progressivt okande eller minskande vad betrdffar bred-den av de ogenomskinliga ytorna kring omkretsen av ndtet kommer att under varje rotation alstra en okning eller minskning i tidsintervallet mellan laserstralknippets pulser mom en Ovre och undre grans.

I samband med ritningsfigurerna 9-12 och da sarskilt • figur 9 uppnas rymdmodulering av styrmonstrets tvdrsektion genom (1) svepning av en fOrsta del 40 av stra1- knippet tvars Over en rektanguldr styrmonsteryta 41 i en forsta avsokningsriktning X och vid en forsta avsokningsfrekvens (antalet avsokningar per tidsenhet), (2) avsokning av en andra del 42 av stralknippet tvars Over samma styrmonsterarea 41 i en andra avsokningsriktning Y, som är vinkelrat mot riktningen X och med samma avsoknings- frekvens, varvid avsokningarna av den andra delen 42 av stralknippet ar anordnade att bestrala punkter mom styrmOnsterytan 41 vid tider som omvaxlar med tiderna for be-straining av punkten genom den forsta delen 40 av stral- knippet samt (3) pulsering av vane stralknippesdel vid en frekvens som varierar med dennas forskjutning (x eller y) fran bbrjan 43 av X,Y avsokningsaxeln i planet for styrmonstret. Under vane svep av en del av stralen varieras pulsrepetitionsfrekvensen (eller pulsintervallet) mellan tva granser med omvdxlande svep foretradesvis innefattande olika granser och icke overlappande omr&den, varvid de tva svepcyklerna upprepas kontinuerligt vid en forutbeStdmd hastighet. 13 En sensor paverkas av laserstralningen i pulstaget fran varje svep av en del av stralknippet. Matning genom sensorn av tidsintervallen (Tx,Ty) mellan mottagna laserpulser i tva pa varandra foljande pulstag astadkommer en matning av laget av sensorerna relativt inbordes vinkel- rata referensaxlar.

Figur 10 askadliggor schematiskt variationen i en serie av elektromagnetiska (laser) pulser mottagna for olika sensorlagen (P1,P2,P3,P4) mom styrstralknippet.

Alstrande av styrmonster genom omvaxlande svep av ett rektangulart format stralknippe i ratvinkliga riktningar kan uppnas genom en mangfald av optiska system exempel- vis en enkel eller dubbel avsokare, en enkel eller dubbel kalla och en enkel eller dubbel lins (dvs. oppning)-. Figurerna 11 och 12 respektive askadliggor tva optiska. arrangemang valda ur raden mojliga kombinationer avsokare/kalla/lins.

Valet av anordningar for en sarskild tillampning maste styras av betingelser i den totala systemutformningen. Se diskussion i brittiska patentansokan nr 8231532 fran vilken denna beskrivning harror.

Enligt figur 11 omfattar den visade utforingsformen en optisk stralsandare omfattande en forsta 50 och en andra 51 divergerande laserkalla (exempelvis laserdioder) astadkommande ett farsta 52 och ett andra 53 1aserstra1- knippe, som är kopplade till forsta 54 och andra 55 fiber- optikelement med rektangular tvarsektion pa utgangssidan. De divergerande stralknippena frail de formade rektangulara kallorna ledes darefter till ett optiskt huvudsystem angivet som en farsta 56 och en andra 57 lins som fokuserar stralknippet pa erforderligt satt.

Alternativt (1) kan de divergerande stralknippena fran laserkallorna kollimeras genom kollimeringslinssystem, 14 varvid kollimerade stralknippen astadkommes vilka är partiellt diffuserade genom diffuseringsplattor eller optiska fOrvrangningsstavar. De resulterade vasentligen parallella stralknippena ledes darefter genom fasta rektangulart formade oppningar till det optiska huvud- systemet eller (2) kan de divergerande stralknippena bada kollimeras och formas genom dubbla cylindriska linssystem mom det optiska huvudsystemet.

Forsta 58 och andra 59 avsokningsspeglar ar anordnade mellan de rektanguLart formade kallorna 54 och 55 och det optiska huvudsystemet 56 och 57 eller alternativt efter de fokuserande huvudlinserna 56 och 57, vilka speglar drivas av forsta 60 och andra 61 vridmotorer eller andra motorer for att svepa stralen vanligen vid en konstant vinkelhastighet omvaxlande i vinkelrata riktningar i styromradet.

Figur 12 visar en modifikation vid vilken en enkel, dubbelsidig avsokningsspegel 80 ersatter de tva avsok- ningsspeglarna 58 och 59, vilken spegel drives av en enda motor 81. Efter ref lektion vid speglarna 80 riktas stralknippet 52 mot linssystemet 56 genom ett par speglar 82 och stralknippet 53 av speglar 83.

Lasertriggermekanismer lankade till stralavsOkningssystemen pulsar vederborande laser da stralknippet avsoker. Varje lasertrigger bestar av en upptagningsanord ning (pick-off) eller sensor 90,91 som avkanner laget hos de avsokande speglarna och matar information pa dessa till en styranordning 92 som astadkommer en pulserad utgangssignal for att trigga en elektronisk omkopplare 30 i fas med avsokningsspegellagena intermittent anslutande en }calla 31 av hog effekt till laserkallan for alstrande av motsvarande pulser hos laserstralknippet. Under vane avsokning av speglarna kommer varje styrutrustning 92 att alstra ett progressivt okande eller minskande av tidsintervallet mellan pulserna i laserstralknippet mom byre och undre granser.

Alternativa apparater är mojliga exempelvis:- En kontinuerlig vaglaser (eller en icke laseravgivande pulsad eller kontinuerlig kalla) kan anvandas istallet for en laser som pulsas vid kallan. Utg&ngen fran en kontinuerlig vaglaser kan pulsas, dvs. dennas intensitet moduleras fore eller efter stralformningen anvandande exempelvis: Mekaniska slutare exempelvis ett roterande nat omfattande omvaxlande transparenta och ogenomskinliga sektorer, vid vilka bredden hos de ogenomskinliga sektorerna Okar eller minskar runt natet. I figurerna 11 och 12 dri- ves de avsOkande speglarna vederborligen i fas med str5.1- avbrytningen.

Elektrooptisk, akusto-optisk eller annan slutare triggad av strAlrotationssystemet eller huvudstyrutrust- ningen.

Direktlaserkavitet (langd) modulering innefattande vaglangdsmodulering (och mottagen intensitetsmodulering) genom slutspegelforskjutning anvandande piezoelektriska element.

Alternativa triggermekanismer kan komma i betraktande. Dessa kan triggas direkt fran stralknippesavsokningen genom elektromekaniska eller elektro-optiska don eller av stralknippet genom elektro-optiska don exempelvis: Elektronisk pulsintervallvariering anvandande en elektronisk ramptriggad puls per stralknippesavsokning fr&n ett ljussystem omfattande kalla/nat/ljussensor. overvakning av det alstrade stralknippeslaget (dvs. riktningen) medelst en fyrkantdetektor eller 16 annan optisk lageskannande utrustning.

Vidareroch A, eller x och y positionsinformationer kan anvandas genom andring av olika karakteristikor av stra1- knippet forutom tidsintervall mellan pulser av elektro- magnetisk straining exempelvis:- Vaglangden (farg) hos stralknippet kan varieras da str&len avsoker tvars over styromradet medelst en vridbar laserkalla eller optiskt filter.

Intensiteten kan varieras med anvandande av ett optiskt filter med variabel tathet eller variabel ingangslaserdriveffekt.

Polariseringsaxeln hos en linjart polariserad laserstrale kan varieras i det stralen avsoker tvars Over styrytan (t.ex. axeln kan varieras med 180° da stralknippet roteras 360°) och en polariseringskanslig detektor (detek- torer) monterade pa den rOrliga kroppen.

E.ans. nr 83 303 954.8

Claims (2)

1. PAT ENTKRAV Ink. t. PatPoveirket 1984 -06- 0 1. satt for tillfarande av information tillrdoklig for att bestdmma tvg koordinater i ett punktldge mom ett tvadimensionellt avgrdnsat utrymme, kdnneteckn a t av foljande steg:- i. Anordnande av ett stralknippe sg format att det belyser endast en del av ndmnda utrymme; Avldnkning av det formade strglknippet cykliskt Over utrymmet varigenom strglknippet belyser punkten under diskreta Atskilda tidsperioder; och Sg modulera strglknippet i fas med ndmnda cykliska rorelse att strglningen som traffar punktldget Astadkom- mer vid punkten tillrdcklig information far att identi- fiera 'Dada av de tvg koordinaterna. 2. satt enligt krav 1,kdnnetecknat av att steget for avldnkning av det formade strAlknippet omfattar rotering av det formade strglknippet runt en straaknippesaxel, och att moduleringen av strglknippet är i fas med rotationsrorelsen. 3. satt enligt krav 2,kannetecknat av att en frekvenskarakteristik hos strglknippet definierar en av ndmnda koordinater genom en rotationsvinkel e och en exponeringsfardrojning for ndmnda strAlknippe definierar den andra av ndmnda koordinater genom en radiell distans frgn strglknippets rotationsaxel. 4. Sdtt enligt krav 1,kdnnetecknat av att steget for Astadkommande av ett strglknippe omfattar anordnandet av en fOrsta del av strglknippet och en andra del av strglknippet, varvid steget far avldnkning av strgl- knippet omfattar upprepad avsokning av den forsta delen av strglknippet tvdrs Over utrymmet i en forsta avsoknings- riktning vid en forsta avsokningsfrekvens och upprepad 2 avsOkning av den andra delen av stralknippet tvars over utrymmet i en andra avsokningsriktning i vinkel mot den forsta avsokningsriktningen och vid en andra avsokningsfrekvens och att steget for modulering av stralen omfat- tar modulering av den forsta delen av stralknippet i fas med den forsta avsoknipgsfrekvensen och modulering av den andra delen av stralknippet i fas med den andra avsokningsfrekvensen. 5. Satt enligt krav 4,kannetecknat av att de forsta och andra avsokningsriktningarna är inbOrdes vinkelrata. 6. satt enligt krav 4 eller 5,kannetecknat av att de forsta och andra avs8kningsfrekvenserna är lika, varvid den fOrsta och andra delen av stralknippet-avsoker omvaxlande i tid tvars Over det avgransade utrymmet. 7. satt enligt nagot av foregaende krav,kanne- tecknat av att stralknippet eller atminstone en del av detta är pulsat med en repetitionsfrekvens som är modulerad i fas med avsokningsfrekvensen, varigenom repetitionsfrekvensmoduleringen av stralknippet eller en del av detta astadkommer tillracklig information for att iden- tifiera en av de tva koordinaterna. 8. Anordning for tillforande av information tillracklig for att bestamma tva koordinater hos ett punktlage (D) mom ett tvadimensionellt avgransat utrymme Al2), kannetecknad av don (S,23) for alstrande av ett stralknippe (10) format for bestralning av endast en del av utrymmet, anordningar (24) for att avlanka stralknippet cykliskt Over utrymmet, varigenom stralknippet traffar namnda punktlage under diskret atskilda tids- perioder, saint anordningar (29,30) air att pa sadant satt modulera stralknippet i fas med namnda cykliska rorelse att stralningen som traffar punktlaget astadkommer vid punkten tillracklig information for att 3 identifiera bAda av de tva koordinaterna. 9. Anordning enligt krav 8, kannetecknad av att donen (S,23) for alstrande av ett format strA1- knippe omfattar en kalla (S) for laserljus. 10. Anordning enligt krav 9, kannetecknad av att lasern ar pulsad i fas med avlankningen av stralen med en repetitionsfrekvens som är s& modulerad att den astadkommer atminstone en av de tva koordinaterna-. 11. Anordning enligt krav 8, 9 eller 10,kanne- tecknad av att de avlankande donen omfattar organ for rotering av det formade strhaknippet runt en axel (25) for strAlknippet. 12. Anordning enligt krav 11,kanneteckna.d av att frekvenskarakteristiken hos stralknippet definierar en av namnda koordinater genom en rotationsvinkel (8) och varvid exponeringsvaraktighet for namnda strAlknippe defi- nierar den andra av namnda koordinater genom ett radiellt avst&nd Cr) fran namnda axel (25). 13. Anordning enligt krav 8, 9 eller 10,kanne- tecknad av att de strAlknippesalstrande donen omfattar organ (50) for att alstra en forsta del av str&lknippet och (51) for att alstra en andra del av strilknippet, varvid de avlankande'donen omfattar organ (58) for upprepad avsokning av den forsta delen av str&1- =knippet tvars Over utrymmet i en forsta-avsokningsriktning vid en forsta avsokningsfrekvens och (59) den andra delen av stralknippet tvars Over utrymmet i en andra avlankningsriktning i vinkel i forhallande till den forsta avsokningsriktningen och vid en andra avsokningsfrekvens, varvid moduleringsdonen omfattar organ (90) som modulerar den forsta delen av str&lknippet i fas med den forsta avsokningsriktningen och (91) den andra delen av strAlknippet i fas med den andra avsokningsriktningen. 4 14. Anordning enligt krav 13,kannetecknad av att de don som alstrar str&lknippet eller varje str5.1- knippe omfattar en laserkalla kopplad till ett overforingselement i form av en fiberoptik med en utgangsyta med en form som overensstammer med den erforderliga formen hos det alstrade strAlknippet eller delen av str&lknippet. 15. Anordning enligt krav 13 eller 14,kanne- tecknad av att anordningen eller varje anordning for avsokning med en del av en strAle omfattar en- roterande spegel. 16. Anordning enligt krav 15,kannetecknad av att varje modulerande don for strAlknippet eller varje straaknippe omfattar anordningar far avkanning av spegelns rotationslage. Ink. t. Patentverkef 1984 -06- 0 32 93 111111111111 )4 1111111111111111111111111111111111111111 AG.

2 Ink. t Patentverket 1984 -06- 0 =0 181. 0 190. 9 08 7 0. 6 0. 4 a3 0. 2 01 61=270°0 0. 4 0.3 02 0.1