SK11196A3 - Power transmission device for opto-electronic tags - Google Patents

Description

-1- _____

Zariadenie pre energetický prenos na optoelektronické návestie

Oblasť, techniky

Tento vynález sa týka zariadenia pre energetický prenos na optoelektronické návestie.

Doterajší stav techniky

Ako popisuje švajčiarska patentová žiadosť číslo 02 120/94-0, z 4. júla 1994, pomocou efektívnych prostriedkov je možné realizovať nezávislé elektronické návestia s energeticky nezávislými pamäťami, ktoré môžu byť napájané energiou a snímané (ďalej len čítané) alebo čítané/zaznamenávané na diaľku. Táto patentová žiadosť sa sústreďuje na optoelektronické zariadenia, ktoré sú nevyhnutné k prevádzke tohto návestia. Švajčiarska patentová žiadosť číslo 03 759/94-1, z 13. decembra 1994, sa týka procedúr pre riadenie komunikácie medzi týmto návestím a vonkajšími čítacími/zaznamenávajúcimi zariadeniami. Jeden z dôležitých problémov, týkajúcich sa tejto komunikácie, sa týka zariadenia pre prenos energie, ktorá zaisťuje nevyhnutnú prevádzkovú energiu pomocou diaľkového prenosu svetla.

Podstata vynálezu

Tento vynález sa týka zariadenia na prenášanie energie k napájaniu optoelektronického návestia. Toto zariadenie obsahuje zdroj svetelnej energie a prostriedky umožňujúce zaostriť tento zdroj svetelnej energie, obsahuje pikýrovacie zariadenie umožňujúce detekciu záujmového návestia a obsahuje spínacie zariadenie umožňujúce prevádzkovať tento

-2zdroj energie.

Prehľad obrázkov na -výkrese

Obr. 1 - znázorňuje príkladné stvárnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, obsahujúce elektroluminiscenčné pikýrovacie zariadenie.

Obr. 2 - znázorňuje príkladné blokové schéma, ktoré zobrazuje spínacie zariadenie energetického zdroja.

Obr. 3 - znázorňuje príkladné stvárnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, obsahujúce optické pikýrovacie zariadenia.

Obr. 4 - znázorňuje príkladné stvárnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, obsahujúce pikýrovacie zariadenia združené so zariadeniami na interpretáciu zobrazenia.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje príkladné stvárnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, majúce pištoľový tvar. Toto zariadenie obsahuje svetelný zdroj 1, ktorým, je napríklad, halogénová žiarovka aká sa používa v reflektoroch automobilov. Svetlo dodávané touto žiarovkou je zamerané pomocou parabolického zrkadla 2 do sústavy dvoch šošoviek 3., 4, ktoré umožňujú koncentráciu tohto svetla v smere daného návestia 5,- Šošovka 4 môže byť namontovaná tak, aby mala premeniteľné ohnisko na posuvnom diele čo umožňuje upraviť a zaostriť svetlo prevádzky na diaľku na danom návestí. Všetky tieto časti sú namontované v tvarovanom puzdre 7, ktoré má pištoľový tvar, aby sa lepšie držalo v ruke. Toto puzdro ďalej zahrňuje

-3rukoväť £ a dvoj polohový spúšťač 2.. Zariadenie naviac obsahuje diódový laser 10. dodávajúci jemný a veľmi smerovaný svetelný lúč, ako laserové perá používané rečníkmi na konferenciách k označovaniu niečoho na tabuli. Tento svetelný lúč je namierený v smere návestia 5 prostredníctvom šošoviek 2 a 4. Zariadenie naviac obsahuje riadiaci a spínací obvod 11 pre svetelný zdroj 1 a diódový laser 10. Tento obvod je aktivovaný použitím spúšťača 2· Naviac, toto zariadenie obsahuje zdroj dodávky energie, predstavovaný súborom batérií 12. Je samozrejme možné tento batériový súbor nahradiť súborom znova sa nabíjajúcich akumulátorov alebo vonkajším zdrojom dodávky energie pomocou pripojeného kábla. Zariadenie obsahuje ďalšie optoelektronické zariadenia, opatrené k zaisteniu komunikácie na dané návestie. Zmienené optoelekronické zariadenia sú popísané podrobnejšie vo vyššie uvedených dvoch patentových žiadostiach a z toho dôvodu tu nie sú predstavované.

Prevádzka môže byť popísaná nasledujúcim spôsobom. Aby došlo k prečítaniu daného návestia, pištole musia byť namierené v smere návestia. Posunom spúšťača 2 do prvej polohy je aktivovaná laserová dióda 10. Jemný a veľmi smerovaný svetelný lúč umožňuje vysokú presnosť zamerania na dané návestie. K detekcii dôjde, keď svetelný lúč diódy zasiahne návestie. Primárny zdroj svetla 1 je aktivovaný posunom spúšťača do druhej polohy, umožňujúci dodávku energie a vytvorenie komunikácie s daným návestím. Na konci požadovanej operácie čítania, či zaznamená (zapísanie), je svetelný zdroj prerušený. Ukazuje sa, že je veľmi dôležité obmedzovať spúšťanie primárneho zdroja na prísne minimum. Za prvé, môže byť veľmi dôležitá spotreba energie. Aby sa docielilo dostatočnej nezávislosti tohto zariadenia, batérie alebo akumulátory musia byť prevádzkované úsporným spôsobom. Za druhé, tieto žiarovky majú veľké tepelné straty. Dlhodobé spúšťanie primárneho zdroja vyžaduje špecializované

-4zariadenia ako sú napríklad chladiče alebo ventilátory. Za tretie, prevádzka množstva zariadení umiestnených vo vzájomnej blízkosti môže produkovať nežiadúce interferencie.

Obr. 2 je príkladným blokovou schémou, zobrazujúcou spínacie zariadenie energetického zdroja a diódového lasera 10. Zariadenie má spúšťač 2., aktivujúci dva prerušovače 13 a 14. Prvý prerušovač 13 je zapojený do kontaktu posunutím spúšťača 6 do vyššie uvedenej prvej polohy a druhý prerušovač 14 je zapojený do kontaktu posunutím spúšťača 3. do vyššie uvedenej druhej spúšťacej polohy. Spínacie zariadenia obsahujú dva klopné (bistabilné) obvody B, 15 a 1£. Výstup Q z druhého klopného obvodu 16 je pripojený k výstupu invertujúceho zosilňovača 17 a výstup invertujúceho zosilovača 17 je pripojený k členovi AND (súčinový člen) 18. Výstup člena AND 18 je pripojený k prvému členovi OR (súčtový člen) 19 a výstup tohto člena OR 19 riadi diódový laser 10. Na začiatku sú výstupy Q zo členov AND D, 15. a 16, logicky nesprávne a výstup zo zosilňovača 17 je logicky správny. Posunom spúšťača je prvý prerušovač 13 zapojený do kontaktu a pripojuje prvý prerušovač k druhému vstupu člena AND 16. Výstupy z člena AND 16 a z prvého člena OR 19 spínajú na logicky správny, napájači diódový laser 10 a emitujú svetelný lúč 14 pre zameranie na návestie. Posunom spúšťača do druhej polohy je zapojený do kontaktu druhý prerušovač 14, pripojujúci druhý prerušovač k vstupu D prvého klopného obvodu D 15. Výstup Q z tohto klopného obvodu 15 spína na logicky správny. Naviac, hodinový impulz C z klopného obvodu 13 je pripojený k riadiacemu obvodu 20 k prijímaniu hodinového impulzu generovaného týmto kontrolným obvodom. Pretože výstup Q z prvého klopného obvodu D 15 je pripojený k výstupu hodín C druhého klopného obvodu D 16 a pretože vstup druhého klopného obvodu D 16 je pozitívny, výstup Q z druhého klopného obvodu D 16 spína na logicky správny. Ako výsledok,

-5výstup zo zosilovača 17 spína na logicky nesprávny, člen AND 18 uzatvára a dodávka energie pre diódový laser 10 je prerušená. Na druhej strane, pretože výstup Q z druhého klopného obvodu D 16 je pripojený k primárnemu svetelnému zdroju 1, logicky správny výstup Q z druhého klopného obvodu D 16 aplikuje napätie na primárny svetelný zdroj 1 a posledne menovaný emituje svetlo k napájaniu návestia. Aby bol generovaný časový posun pre obmedzenie dĺžky operačnej doby primárneho svetelného zdroja, výstup Q z druhého klopného obvodu D 16 je pripojený pomocou odporu 21 ku vstupu člena OR 22 a ku kondenzátoru 23. Kondenzátor 23 je pomaly nabíjaný aplikovaným napätím. Po prekročení určitého prahového napätia na kondenzátorových koncovkách, výstup z mieneného člena OR 22 spína na logicky správny. Pretože tento výstup je vzájomne prepojený ku znovu nastavenému vstupu druhého klopného obvodu D 16. posledne menovaný je znovu nastavený na logicky nesprávny. Výsledkom je, že dodávka energie z primárneho svetelného zdroja je prerušená. Primárny svetelný zdroj, nezostáva spustený dlhšie, ako je dĺžka času vopred stanovená, napríklad, na dve sekundy. Aby zariadenie znovu naštartovalo, spúšťač musí byť posunutí tak, aby bol prvý klopný obvod D 16 nastavený na logicky nesprávny. Riadiaci obvod 20 riadi ďalej komunikáciu medzi zariadením a návestím. Fungovanie návestia je podrobne popísané vo vyššie uvedených dvoch patentových žiadostiach. Zmienený riadiaci obvod intervenuje voči spínacím zariadením dvoma spôsobmi. Za prvé, ku komunikácii medzi zariadením a návestím, ktoré trvá dlhšie ako predvídané dve sekundy, riadiaci obvod 20 dodáva stop signál do druhého vstupu druhého člena OR 22. Pretože posledne menovaný je pripojený ku znovu nastavenému vstupu R druhého klopného obvodu D 16, stop signál znovu nastavuje klopný obvod D 16 na logicky nesprávny, výsledkom je, že dodávka energie z primárneho svetelného zdroja je prerušená. Za druhé, pretože je možné

-6použiť diódový laser 10 ako prenosový prostriedok k prenášaniu informácií na návestie a zatiaľ čo je primárny svetelný zdroj spustený, riadiaci obvod 20 môže generovať sled impulzov, predstavujúci informácie k prenosu do druhého vstupu prvého člena OR 19 a odtiaľ do diódového lasera 10. Diódový laser je teda použitý ako emitujúca dióda.

Obr. 3 znázorňuje príkladné stvárnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, obsahujúce výhradne optické pikýrovacie zariadenia. Tieto optické pikýrovacie zariadenia môžu byť podobné (rovnaké) ako pikýrovacie zariadenie použité v kamerách 37 a môžu byť usporiadané podobným spôsobom. Podľa Obr. 3 je to svetelný zdroj 30. jeho parabolické zrkadlo 31 a jeho zaostrovacie šošovky 33 a 34 pre sústredenie svetla emitovaného zo zdroja svetelnej energie na návestie 25,. Procedúra pikýrovania je uskutočnená celkom optickým spôsobom, použitím kombinácie šošoviek, umožňujúce zviditeľnenie v hľadáčku 36 zobrazenie nejakého predmetu, ktorý je v ose svetelného lúča. Teda, je možné vystrediť návestie použitím nitkového kríža 38., usporiadaného vo vnútri hľadáčku 36. Pretože existuje mnoho podobných, známych systémov, tieto optické pikýrovacie zariadenia sú predstavené len veľmi schematicky. Tieto systémy môžu byť opatrené svojimi vlastnými optickými optickými zariadeniami, spojenými prostriedkami. Tieto systémy nie sa zariadeniami alebo so zaostrovacími používané len pre fotografické účely, ale takisto v odôvodnených systémoch, napríklad, ku zbraniam. Naviac, tieto systémy sú často pasívne systémy, ktoré nespotrebovávajú žiadnu energiu, v kontraste so zariadeniami podľa Obr.l. Tento pasívny systém môže byť prevádzkovaný permanentne. Štartér 39 umožňuje spustiť svetelný zdroj 30 na povel. Odkazuje na stvárnenie popísané vyššie, tento je povel uskutočňovaný manuálne. S odkazom na popis nasledujúceho obrázku je však možné zapracovať tento povel do automatickej procedúry.

-Ί Obr. 4 znázorňuje zariadenie podľa tohto vynálezu, obsahujúci pikýrovacie zariadenia, ktoré sú združené so zariadeniami interpretácie (rozpoznávania) zobrazenia. Pikírovacie zariadenia sú predstavované kamerou so súčiastkou s nábojovou väzbou (CCD) 40 nasmerovanou na prenosové vedenie 45. opatrené návestiami 35 k optickému čítaniu/zaznamenávaniu. Prvá z vyššie uvedených patentových žiadostí sa zmieňuje o možnosti asociovať (združovať) zmienené návestia s cieľmi, ktoré môžu byť registrované pomocou optických prostriedkov. Kamera CDD 40 je pripojená k prostriedkom digitalizácie a analýzy zobrazovania 51, ktoré sú známe a v súčasnosti používané v automatizovaných lokalizujúcich systémoch. Tieto prostriedky analýzy zobrazenia 51 umožňujú dodať signál za každé obdržané zobrazenie cieľa 42 a porovnať toto zobrazenie s vopred na programovanými mierkami, napríklad, keď tento cieľ odpovedá veľkosťou a rozmermi predprogramovanému zobrazeniu cieľa 43. Pokiaľ sa tieto predprogramované kritériá splnené, zodpovedajúci spúšťací signál 50 spúšťa primárny svetelný zdroj 44. Iné predprogramované mierky môžu počas operácií čítania/zaznamenávania prenosové vedenie 45 zastaviť. Podľa Obr. 4, pikýrovacie zariadenie 40 a svetelný zdroj 44 sú usporiadané fyzicky oddelene od seba. Komunikačné prostriedky ku komunikácii s návestím 35 môžu byť integrované vo vnútri pikýrovacích zariadení alebo vo vnútri svetelného zdroja, či môžu byť usporiadané fyzicky oddelene.

Pokiaľ ide o zariadenie podľa tohto vynálezu, existuje samozrejme mnoho iných aplikácií, tieto aplikácie však neprinášajú žiadne nové prvky.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie pre prenos energie na optoelektronické návestie /5, 35,/, ktoré je opticky čítané (snímané) alebo čítané/zaznamenávané, obsahujúce zdroj svetelnej energie /1, 30, 44/ emitujúci svetlo, a ktoré obsahuje pikýrovacie zariadenie /10, 36, 37, 38, 40, 42, 51/ k detekcii elektronického návestia /5, 35/ a spínacie zariadenie /9, 16, 23, 39, 50/ pre riadenie spúšťania zdroja svetelnej energie /1, 30, 44/, umožňujúce riadenú emisiu svetla na zachytené elektronické návestie.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, v ktorom aby sa generoval časový posun pre obmedzenie dĺžky doby spúšťania zdroja svetelnej energie /1/, spínacie zariadenia obsahujú kondenzátor /23/ pripojený ku klopnému obvodu /16/, tento kondenzátor /23/ je nabíjaný napätím aplikovaným na zdroj svetelnej energie a tento klopný obvod je znovu nastavený po prekročení prahového napätia, čím sa prerušuje dodávka energie do zdroja svetelnej energie,
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1, v ktorom toto zariadenie obsahuje puzdro /7/ a spúšťač /9/ zaistený vo vnútri tohto puzdra, ktorý je nastaviteľný do dvoch polôh, dovoľujúce spustenie pikýrovacieho zariadenia /10/, generujúceho svetelný lúč v prvej polohe spúšťača a spustenie zdroja svetelnej energie /1/, generujúceho svetlo v druhej polohe spúšťača.
4. 4. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 3, v ktorom pikýrovacie prostriedky obsahujú diódový laser /10/, emitujúci smerovaný svetelný lúč a toto zariadenie obsahuje šošovky /3, 4/, ktoré sú namontované tak, aby

   -9orientovali svetelný lúč v smere elektronického návestia /5/.
5. 5. Zariadenie podľa nároku 4, v ktorom sú šošovky /4/ namontované na posuvnej časti /6/ a majú premennú ohniskovú vzdialenosť:, dovoľujúcu upraviť a zaostriť fungujúce svetlo na vzdialenosť na určité návestie.
6. 6. Zariadenie podľa nároku 1, v ktorom toto zariadenie obsahuje šošovky /3, 4, 33, 34/ a parabolické zrkadlo /2, 31/, namontované tak, že zaostrujú svetlo emitované zo zdroja svetelnej energie /1, 30/ na elektronickom návestí.
7. 7. Zariadenie podľa nároku 1, v ktorom sa pikýrovacie zariadenia podobajú kamere /37/ s hľadáčkom /36/, v ktorom je usporiadaný nitkový kríž /38/, umožňujúci \

   zviditeľniť zobrazenie zachyteného elektronického návestia /35/ v tomto hľadáčku a vystrediť zachytené elektronické návestie použitím nitkového kríža.
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, v ktorom má kamera /37/ spínacie zariadenie obsahujúce štartér /39/, umožňujúci spustiť zdroj svetelnej energie /30/ generujúci svetlo.
9. 9. Zariadenie podľa nároku 1, v ktorom pikýrovacie zariadenie obsahuje kameru /40/, umožňujúcu v hľadáčku zviditeľnené zobrazenie /42/ zachyteného elektronického návestia a jeho vystredenia.
10. 10. Zariadenie podľa nároku 9, v ktorom pikýrovacie zariadenie obsahuje prostriedky digitalizácie a analýzy zobrazenia /51/, umožňujúce porovnanie veľkosti zobrazenia /42/ zachyteného elektronického návestia /35/ s vopred naprogramovaným cieľovým zobrazením /43/, dovoľujúci automatickú detekciu elektronického návestia /35/.
11. 11. Zariadenie podľa nároku 9 alebo 10, v ktorom pikýrovacie zariadenia obsahujú prostriedky digitalizácie a analýzy zobrazenia /51/, dodávajúce spúšťací signál /50/ pre automatické spustenie zdroja svetelnej energie /44/.