NL1013965C2 - Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling. - Google Patents

Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling. Download PDF

Info

Publication number
NL1013965C2
NL1013965C2 NL1013965A NL1013965A NL1013965C2 NL 1013965 C2 NL1013965 C2 NL 1013965C2 NL 1013965 A NL1013965 A NL 1013965A NL 1013965 A NL1013965 A NL 1013965A NL 1013965 C2 NL1013965 C2 NL 1013965C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
light
sensors
optoelectronic
sensor according
optoelectronic sensor
Prior art date
Application number
NL1013965A
Other languages
English (en)
Inventor
Lein Pieter Van Wallenburg
Nico Visch
Original Assignee
Messpro Holding B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messpro Holding B V filed Critical Messpro Holding B V
Priority to NL1013965A priority Critical patent/NL1013965C2/nl
Priority to PCT/NL2000/000953 priority patent/WO2001048504A2/en
Priority to AU32457/01A priority patent/AU3245701A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1013965C2 publication Critical patent/NL1013965C2/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/781Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/783Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems
    • G01S3/7835Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems using coding masks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtings-positiebepaling.
BESCHRIJVING
5 De uitvinding heeft betrekking op een opto-elektronische sensor voor richtingsbepaling, alsmede een inrichting voor positiebepaling op een vlak voorzien van ten minste twee van dergelijke opto-elektronische sensoren.
In de praktijk is het in velerlei toepassingen noodzakelijk 10 om de richting te bepalen waarin een object zich beweegt en/of de richting en/of positie van een object ten opzichte van bijvoorbeeld een referentiepunt. Voorbeelden van toepassingen zijn automatisch voortbewegende transportvoertuigen in bijvoorbeeld een fabriekshal, robots, maar ook de positiebepaling van een lichaam of cursor op een wand of 15 bijvoorbeeld een whiteboard voor elektronische verwerking daarvan.
Uit het Amerikaanse octrooi 5.264.910 is een inrichting bekend voorzien van twee naast elkaar geplaatste lichtgevoelige opnemers, elk met een plat opneemvlak. Tegenover en evenwijdig met het opneemvlak van een van de opnemers is een vlak schaduwmasker geplaatst. De andere 20 opnemer is volledig blootgesteld aan het invallende licht. Uit de verhouding van de door de beide opnemers afgegeven uitgangssignalen kan informatie met betrekking tot de richting van een op de beide opnemers treffende lichtbundel worden verkregen.
Een nadeel van deze bekende inrichting is dat er gebruik 25 wordt gemaakt van een referentiemeting, waartoe steeds twee lichtgevoelige opnemers noodzakelijk zijn. Doordat het schaduwmasker evenwijdig is geplaatst aan één van de opnemers en de andere opnemer volledig is blootgesteld aan de invallende lichtbundel, dient de lichtsterkte van de bundel beperkt te blijven om te voorkomen dat de 30 opnemers in hun niet-lineaire gebied worden bedreven.
Aan de uitvinding ligt daaraan de opgave ten grondslag een 1 01 3965 2 verbeterde opto-elektronische sensor voor richtingsbepaling, alsmede een inrichting voor positiebepaling voorzien van een dergelijke verbeterde opto-elektronische sensor te verschaffen.
De uitvinding voorziet daartoe in eerste instantie in een 5 opto-elektronische sensor, omvattende een lichtgevoelige opnemer, zoals een fotodiode, met een opneemvlak en een tegenover het opneemvlak geplaatst schaduwmasker, met het kenmerk, dat het schaduwmasker onder een hoek met het opneemvlak van de lichtgevoelige opnemer is geplaatst.
De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat licht dat 10 onder verschillende hoeken op de sensor treft door het onder een hoek met het opneemvlak geplaatst schaduwmasker verschillend wordt geschaduwd, hetgeen resulteert in meer of minder licht dat daadwerkelijk door de lichtgevoelige opnemer wordt waargenomen. De hoeveelheid waargenomen licht, die in het geval van bijvoorbeeld een fotodiode resulteert in een 15 overeenkomstig elektrisch uitgangssignaal, bijvoorbeeld een elektrische stroom, is een maat voor de hoek waaronder een lichtbundel op de sensor treft.
In tegenstelling tot de stand van de techniek, omvat de opto-elektronische sensor volgens de uitvinding slechts een enkele 20 lichtgevoelige opnemer, hetgeen productietechnisch en uit kostenoogpunt van voordeel is.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding strekt het schaduwmasker zich, met een vrij einde, vanaf een rand vanaf het opneemvlak tot ongeveer in het midden hiervan uit. Gebleken is dat een 25 schaduwmasker dat langwerpig van vorm is, onder andere penvormig of pijl vormig, een zodanige verhouding tussen het op het opneemvlak vallende licht en het door het schaduwmasker geschaduwde c.q. afgeschermde licht bewerkstelligt, dat een lichtgevoelige opnemer, zoals een fotodiode, in zijn lineaire gebied kan werken. De fotodiode is bij voorkeur een 30 infrarood fotodiode.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding sluit het 1 01 3965 3 schaduwmasker bij benadering een hoek van 45° in met het opneemvlak.
Een nauwkeurige richtingsbepaling kan worden verkregen door, overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding, twee lichtgevoelige opnemers met hun opneemvlakken onderling kruislings ten 5 opzichte van elkaar te rangschikken zodanig, dat de vrije einden van de schaduwmaskers naar elkaar toewijzen.
Door de lichtgevoelige opnemers boven c.q. naast elkaar te plaatsen, kan een hoekgebied worden gedefinieerd waarbinnen de richting van een opvallende lichtstraal betrouwbaar kan worden aangegeven.
10 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de lichtgevoelige opnemers in een plaat gemonteerd, waarbij de schaduwmaskers zich vanaf de omtreksrand van deze plaat naar het midden hiervan uitstrekken. Gebleken is dat wanneer de opneemvlakken van de beide lichtgevoelige opnemers een hoek van bij benadering 110° insluiten, 15 betrouwbare meetresultaten worden verkregen.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de opto-elektronische sensor twee of meer lichtgevoelige opnemers omvat, zijn de middelen voor het meten van het door een lichtgevoelige opnemer afgegeven elektrische signaal ingericht voor het meten van de verhouding 20 tussen de som van de elektrische signalen van de lichtgevoelige opnemers en van de opnemers afzonderlijk.
Gebleken is dat door het, overeenkomstig een weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding, digitaliseren van de door een opto-elektronische sensor tijdens bedrijf afgegeven elektrische signalen, aan 25 de hand van een opzoektabel de hoek waaronder een lichtstraal of lichtbundel op de sensor valt nauwkeurig en gemakkelijk kan worden verschaft.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een opto-elektronische sensor zoals boven beschreven, toegepast in inrichting voor 30 het bepalen van de geografische positie op een vlak, alsmede een dergelijke inrichting, omvattende een eerste en een tweede op een rechte 1 01 3965 4 drager op afstand van elkaar gerangschikte opto-elektronische sensor volgens de uitvinding zoals boven besproken, een over het vlak verplaatsbare lichaam met een lichtbron voor het in de richting naar de opto-elektronische sensoren uitzenden van licht en met de opto-5 elektronische sensoren gekoppelde elektronische middelen voor het aan de hand door elke sensor tijdens bedrijf afgegeven elektrische signaal bepalen van de positie van het lichaam op het vlak.
Een dergelijke inrichting is in het bijzonder geschikt voor toepassing bij een zogeheten digitizer (digitaliseereenheid, grafisch 10 invoertableau) en bij een zogeheten whiteboard, voor het aan een elektronische verwerkingsinrichting toevoeren van de positie van de cursor op het whiteboard.
In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de lichtbron een veelheid van rondom gerangschikte lichtgevende elementen, zoals licht-15 emitterende dioden, welke lichtgevende elementen zodanig afzonderlijk stuurbaar zijn, dat alleen dat element of die elementen lichtgevend worden gestuurd die een maximale dan wel waarneembare lichtinval op de beide opto-elektronische sensoren bewerkstelligen.
Voor het bereiken van een voldoende signaal/ruisverhouding 20 zijn de lichtgevende elementen, in een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting, ingericht voor het uitzenden van een gemoduleerde lichtbundel, zoals een lichtbundel met een frequentie van 455 kHz.
Met behulp van met de lichtbron c.q. de lichtgevende elementen gekoppelde middelen voor amplitude-, frequentie- en/of hoek-25 modulatie, overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding, kunnen vanaf het lichaam middels geschikte signaalgevers, zoals drukknoppen, signalen via één of beide opto-elektronische sensoren aan hiermee gekoppelde verwerkingselektronica worden overgedragen.
Om onnauwkeurigheden in de meetresultaten zoveel mogelijk 30 te voorkomen, is in een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding daarin voorzien, dat de lichtgevende 1 01 3965 5 elementen qua intensiteit zodanig worden gestuurd, dat het op de lichtgevoelige opnemers treffende licht geen oversturing kan veroorzaken. Zodanig, dat de betreffende opnemers binnen hun lineaire gebied werken. In de praktijk betekent dit dan naarmate het verplaatsbare lichaam 5 dichter in de buurt van een opto-elektronische sensor komt, de door een betreffend lichtgevend element uitgezonden lichtbundel qua sterkte moet worden gereduceerd en omgekeerd.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een whiteboard voorzien van een inrichting volgens de uitvinding alsmede een 10 verplaatsbaar lichaam voorzien van een lichtbron en stuurmiddelen zoals boven beschreven.
De uitvinding zal in het navolgende aan de hand van op de bijgesloten tekening getoonde uitvoeringsvormen nader worden verklaard.
Fig. 1 is een schematische representatie van de opbouw van 15 de opto-elektronische sensor volgens de uitvinding.
Fig. 2 is een schematische representatie voor het illustreren van de werkwijze van de opto-elektronische sensor volgens de uitvinding.
Fig. 3 is een schematische representatie van het 20 bovenaanzicht van een uitvoeringsvorm van de opto-elektronische sensor volgens de uitvinding.
Fig. 4 is een schematische representatie voor het illustreren van de werking van een voorkeursuitvoeringsvorm van de opto-elektronische sensor volgens de uitvinding.
25 Fig. 5 is een schematische, perspectivische illustratie van een uitvoeringsvorm van een opto-elektronische sensor volgens het werkingsprincipe van fig. 4.
Fig. 6 toont schematisch, perspectivisch, een inrichting met opto-elektronische sensoren volgens de uitvinding, voor positie-30 bepaling op een vlak.
Fig. 1 toont schematisch, in zij-aanzicht een opto- 1 0 1 39 6 5 6 elektronische sensor 1 volgens de uitvinding, voorzien van een lichtgevoelige opnemer 2, zoals een fotodiode, met een opneemvlak 3 en een tegenover het opneemvlak 3 gelegen schaduwmasker 4. In de getoonde uitvoeringsvorm maakt het schaduwmasker 4 een hoek α met het opneemvlak 5 3. Onder de term "opneemvlak” wordt in de context van de onderhavige beschrijving een vlak verstaan met de eigenschap dat op dit vlak invallend licht door de lichtgevoelige opnemer wordt gedetecteerd en in een elektrisch signaal wordt omgezet dat aan zijn uitgangsaansluitklem 8 wordt afgegeven. Het opneemvlak 3 kan zowel een fysisch vlak als een 10 denkbeeldig vlak zijn.
Hoewel een schaduwmasker 4 met één vrij uiteinde 9 en een ander aan of bij het opneemvlak bevestigd, vast uiteinde is getoond, zal het duidelijk zijn dat diverse rangschikkingen van het schaduwmasker 4 ten opzichte van het opneemvlak 3 mogelijk zijn.
15 Tegenover het schaduwmasker 4 bevindt zich een lichtbron 5 die lichtstralen 6 naar de opto-elektronische sensor 1 kan uitzenden. De lichtbron 5 en de sensor 1 kunnen onderling verplaatsbaar zijn, zoals geïllustreerd aan de hand van de dubbele pijl 7.
Fig. 2 illustreert de werking van de opto-elektronische 20 sensor 1, waarbij eenvoudigheidshalve wordt uitgegaan van een één dimensionale beschouwing.
Veronderstel dat het opneemvlak 3 een lengte v bezit en het schaduwmasker 4 een lengte m, zoals geïllustreerd. Voorts wordt verondersteld dat invallend licht 6 een hoek i met de normaal n op het 25 opneemvlak 3 maakt. Door het schaduwmasker 4 wordt een gedeelte ter lengte s van de lengte van het opneemvlak geschaduwd. Dat wil zeggen, op het gedeelte s treft geen invallend licht 6. Defractieverschijnselen aan het vrije uiteinde 9 van het schaduwmasker 4 worden verwaarloosd.
Voorts is een hoek δ aangegeven, zijnde de hoek welke een 30 invallende lichtstraal 6 met het opneemvlak 3 maakt en de tussen een lichtstraal 6 en het schaduwmasker 4 ingesloten hoek e.
1 01 3965 7
Uit eenvoudige trigonometrische vergelijkingen geldt: δ = 90° + i (1) e = 90° - i - α (2) 5 sin e s = m- (3) sin δ
Uit de vergelijkingen (1), (2) en (3) kan worden 10 gezien dat de lengte s van het geschaduwde gedeelte van het opneemvlak 3 een functie is van de invalshoek i van de lichtstralen of lichtbundel 6. Dit betekent dat ook het door de lichtgevoelige opnemer 2 aan zijn uitgangsklem 8 afgegeven elektrische signaal een functie is van de hoek waaronder de lichtstralen 6 op het opneemvlak 3 van de opnemer 2 15 invallen. Door een geschikte kalibratie kan de opto-elektronische sensor 1 volgens de uitvinding derhalve voor het bepalen van de richting van invallend licht worden toegepast.
Fig. 3 toont een bovenaanzicht op een uitvoeringsvorm van de opto-elektronische sensor 1 volgens de uitvinding, waarbij het 20 schaduwmasker 4 zich vanaf een rand vanaf het opneemvlak 3 tot ongeveer in het midden hiervan uitstrekt en de vorm heeft van een langwerpige, dunne pen, strip, strook, pijl of dergelijke. Met de opto-elektronische sensor in deze uitvoeringsvorm kan de invalshoek ten opzichte van bijvoorbeeld de normaal op uiteraard ten opzichte van het opneemvlak 3 25 zelf van een in langsrichting van het schaduwmasker 4 verplaatsende lichtbundel aan de hand van het door de opnemer 2 geproduceerde elektrische uitgangssignaal worden bepaald.
Voor het bepalen van verplaatsingen in andere richtingen kan een verdere elektronische sensor zoals getoond in fig. 3 30 worden toegepast, waarvan echter het langwerpige schaduwmasker loodrecht staat op het schaduwmasker van de andere sensor of een bepaalde bekende hoek hiermee maakt (niet geïllustreerd).
Fig. 4 toont schematisch een verdere uitvoeringsvorm t 0 1 39 8 5 8 van een opto-elektrom'sche sensor 10 volgens de uitvinding gebaseerd op de in fig. 3 getoonde sensor, waarbij een eerste lichtgevoelige opnemer 11 en een tweede lichtgevoelige opnemer 14 met hun respectieve opneemvlakken 12, 15 onder een hoek β zijn gerangschikt. Het bij de 5 eerste opnemer 11 behorende schaduwmasker 13 strekt zich met zijn vrije uiteinde in de ene richting uit terwijl het bij de tweede opnemer 14 behorende schaduwmasker 16 met zijn vrije uiteinde in de andere richting wijst. Of anders gezegd, de schaduwmaskers 13, 16 wijzen met hun vrije uiteinden naar elkaar toe. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding 10 bedraagt de hoek β ca. 114°, voor het detecteren van invallende lichtstralen in een hoekgebied van ca. 110°.
Een invallende lichtstraal 6 veroorzaakt nu schaduwvorming op zowel de eerste opnemer 11 als de tweede opnemer 14. Door het analyseren van de uitgangssignalen van elke opnemer 11, 14 kan een 15 nauwkeurige hoekbepaling van de invallende lichtstraal worden bereikt.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden de uitgangssignalen van de afzonderlijke opnemers 11, 14, bijvoorbeeld de door een fotodiode geproduceerde elektrische stroom, vergeleken met de som van de uitgangssignalen van de beide opnemers 11, 20 14. Het resultaat van deze vergelijking kan op bekende wijze door middel van analoog/digitaal-(A/D)-omzetting in een digitale representatie worden omgezet en aan een opzoektabel worden toegevoerd, om de bij een bepaalde verhouding van de uitgangssignalen van de beide opnemers 11, 14 passende hoek van de invallende lichtstraal 6 te zoeken.
25 Uiteraard kunnen de signalen ook analoog worden geanalyseerd en kan op analoge wijze hieruit een overeenkomstige hoek worden berekend.
Fig. 5 toont een uitvoeringsvorm 20 van een opto-elektronische omzetter met een eerste lichtgevoelige opnemer 11 en een 30 tweede lichtgevoelige opnemer 14, overeenkomstig fig. 4. De eerste en tweede opnemers 11, 14 zijn in een vlak 19 boven elkaar c.q. naast elkaar 1 01 3965 9 gemonteerd, zodanig dat opneemvlakken 12 respectievelijk 15 ontstaan. Omwille van de duidelijkheid zijn de schaduwmaskers 13, 16 niet getoond, die zich echter vanaf de omtreksrand van de plaat 19 tot ongeveer nabij een betreffende opnemer 11, 14 uitstrekken en langwerpig van vorm zijn.
5 De montageplaat 19 maakt deel uit van een T-vormige behuizing, waarmee de opto-elektronische sensor 20 langs een wand of rand van een object kan worden gemonteerd waarvan de richting ten opzichte van een invallende lichtstraal moet worden bepaald.
De montageplaat 19 en het zich hierop uitstrekkende 10 deel 17 kunnen van bijvoorbeeld aluminium zijn vervaardigd. Het gedeelte 18 vormt een opneemopening voor het aan een object bevestigen van de opto-elektronische sensor 20.
Fig. 6 toont een inrichting met opto-elektronische sensoren 20 volgens de uitvinding, die elk nabij de uiteinden van een 15 rechte, langwerpige drager 21 zijn gemonteerd, zodanig dat de opnemers van de op afstand geplaatste sensoren tegenover elkaar liggen. De drager 21 met de sensoren 20 kan langs de rand van een vlak worden gepositioneerd, bijvoorbeeld een whiteboard 22. Op het vlak bevindt zich een lichaam 23 dat over het vlak 22 verplaatsbaar is.
20 Het lichaam 23 omvat een aantal rondom gerangschikte lichtgevende elementen 24, zoals lichtemitterende dioden (LED), die samen een lichtbron vormen. Het lichaam 23 en de sensoren 20 zijn met geschikte verwerkingselektronica 25 verbonden, zoals geïllustreerd.
Tijdens bedrijf stralen de lichtgevende elementen 24 25 licht uit dat door de beide sensoren 20 wordt ontvangen, waarbij aan de hand van de door elke sensor bepaalde richting van de invallende lichtstraal de positie van het lichaam 23 op het vlak 22 kan worden vastgesteld. Bijvoorbeeld digitaal via het opzoektabel.
De lichtgevende elementen 24 worden bij voorkeur 30 zodanig gestuurd, dat alleen dét lichtgevende element 24 lichtgevend wordt gestuurd waarvan ook daadwerkelijk licht door één of beide van de 1 01 3965 10 sensoren 20 wordt ontvangen.
Om te voorkomen dat de lichtgevoelige opnemers van de sensoren 20 buiten hun lineaire gebied worden gestuurd, hetgeen het geval kan zijn wanneer het lichaam 23 te dicht in de buurt van de een of de 5 andere sensor 20 geraakt, voorziet de uitvinding daarin, dat de lichtintensiteit van de lichtgevende elementen 24 min of meer omgekeerd evenredig wordt gestuurd met de afstand tot de ene of andere, of beide sensoren 20. Een dergelijke sturing kan uiteraard worden gebaseerd op de intensiteit van het op de sensoren 20 treffende licht, via de 10 verwerkingsmiddelen 25.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de sensoren 20 voorzien van opnemers 11, 14 en lichtgevende elementen 24 die werken in het infrarood-(IR)-gebied. Om een voldoende signaal/ruis-verhouding te verkrijgen, worden de lichtgevende elementen 24 bij 15 voorkeur lichtgevend gestuurd met een modulatiefrequentie van 455 kHz of een andere geschikte frequentie. Het zal duidelijk zijn dat de uitgangssignalen van de sensoren 20 een uitgangssignaal van dezelfde frequentie zullen produceren, hetgeen door middel van geschikte banddoorlaatfilters kan worden gedetecteerd en op geschikte wijze versterkt en verwerkt.
20 Ook is het mogelijk om de intensiteit van het door de lichtgevende elementen 24 uitgezonden licht qua amplitude, frequentie of fase(hoek) te moduleren om informatie vanaf de drager 23 via de ene en/of de andere sensor 20 naar de verwerkingselektronica 25 te sturen. Door middel van geschikte signaalgevers, zoals drukknoppen 26 op de drager 23 25 kunnen dan bepaalde commando's of opdrachten of andere informatie worden gesignaleerd.
101 3965

Claims (27)

1. Opto-elektronische sensor voor richtingsbepaling, omvattende een lichtgevoelige opnemer, zoals een fotodiode, met een 5 opneemvlak en een tegenover het opneemvlak geplaatst schaduwmasker, met het kenmerk, dat het schaduwmasker onder een hoek (a) met het opneemvlak van de lichtgevoelige opnemer is geplaatst.
2. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het schaduwmasker een hoek (a) van bij benadering 45° 10 insluit met het opneemvlak.
3. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het schaduwmasker zich vanaf een rand van het opneemvlak met een vrij einde tot ongeveer in het midden van het opneemvlak uitstrekt.
4. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het schaduwmasker langwerpig van vorm is.
5. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door twee lichtgevoelige opnemers met 20 onderling kruislings ten opzichte van elkaar gerangschikte opneemvlakken, zodanig dat de vrije einden van de schaduwmaskers naar elkaar toewijzen.
6. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de lichtgevoelige opnemers boven elkaar zijn geplaatst.
7. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 5 of 6, 25 met het kenmerk, dat de opneemvlakken van de beide lichtgevoelige opnemers een hoek van bij benadering 110° insluiten.
8. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 5 of 6, gekenmerkt door meer dan twee met hun opneemvlakken onderling kruislings gerangschikte lichtgevoelige opnemers en bijbehorende schaduwmaskers.
9. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene of alle 1 01 SS 6 5 r » lichtgevoelige opnemers in een plaat zijn gemonteerd, vanaf de omtreksrand waarvan het of elk schaduwmasker zich uitstrekt.
10. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de of elke lichtgevoelige 5 opnemer een infrarood fotodiode is.
11. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door met de of elke fotodiode gekoppelde middelen voor het meten van een tijdens bedrijf door een fotodiode afgegeven elektrisch signaal.
12. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de middelen voor het meten van het door een lichtgevoelige opnemer afgegeven elektrische signaal zijn ingericht voor het meten van de verhouding tussen de som van de elektrische signalen van de lichtgevoelige opnemers van een betreffende foto-elektrische sensor en 15 van de opnemers van de sensor afzonderlijk.
13. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 11 of 12, gekenmerkt door middelen voor het digitaliseren van de door de opto-elektronische sensor tijdens bedrijf afgegeven elektrische signalen en een opzoektabel voor het aan de hand van de gedigitaliseerde signalen in 20 een tabel opzoeken van de richting van een op de sensor treffende lichtbundel.
14. Opto-elektronische sensor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze onderdeel uitmaakt van een inrichting voor het bepalen van de geografische positie op een vlak, 25 waarbij de sensor en een verdere soortgelijke opto-elektronische sensor op een rechte drager op afstand van elkaar zijn gerangschikt, met een over het vlak verplaatsbaar lichaam met een lichtbron voor het in de richting naar de opto-elektronische sensoren uitzenden van licht en met de opto-elektronische sensoren gekoppelde elektronische middelen voor het 30 aan de hand van het door elke sensor tijdens bedrijf afgegeven elektrische signaal bepalen van de positie van het lichaam op het vlak. 1 01 3965 ►
15. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de, op de drager gerangschikte opto-elektronische sensoren identiek zijn.
16. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 14 of 15, 5 met het kenmerk, dat de lichtbron een veelheid van rondom gerangschikte lichtgevende elementen omvat, zoals lichtemitterende dioden, welke lichtgevende elementen zodanig afzonderlijk stuurbaar zijn, dat alleen dat element of die elementen lichtgevend worden gestuurd die een maximale lichtinval op de beide opto-elektronische sensoren bewerkstelligen.
17. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 14, 15 of 16, met het kenmerk, dat de lichtgevende elementen zijn ingericht voor het uitzenden van een gemoduleerde lichtbundel, zoals een lichtbundel met een frequentie van 455 kHz.
18. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 17, 15 gekenmerkt door middelen voor amplitude-, frequentie- en/of hoekmodulatie van de door een lichtgevend element uit te stralen lichtbundel, voor het door middel van één of meer bij het lichaam gerangschikte signaalgevers, zoals drukknoppen, via één of beide opto-elektronische sensoren overdragen van informatie.
19. Opto-elektronische sensor volgens conclusie 14, 15, 16, 17 of 18, met het kenmerk, dat de middelen voor het sturen van de lichtgevende elementen zijn ingericht voor het zodanig sturen van de intensiteit van het door een lichtgevend element uitgezonden lichtbundel, dat de lichtgevoelige opnemers bij benadering in hun lineaire gebied 25 werken.
20. Inrichting voor het bepalen van de geografische positie op een vlak, omvattende een eerste en een tweede op een rechte drager op afstand van elkaar gerangschikte opto-elektronische sensor volgens één of meer van de conclusies 1 tot en met 13, een over het vlak 30 verplaatsbaar lichaam met een lichtbron voor het in de richting naar de opto-elektronische sensoren uitzenden van licht en met de opto- 1 01 39 6 5 * V elektronische sensoren gekoppelde elektronische middelen voor het aan de hand van het door elke sensor tijdens bedrijf afgegeven elektrische signaal bepalen van de positie van het lichaam op het vlak.
21. Inrichting volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat 5 de lichtbron een veelheid van rondom gerangschikte lichtgevende elementen omvat, zoals lichtemitierende dioden, welke lichtgevende elementen zodanig afzonderlijk stuurbaar zijn, dat alleen dat element of die elementen lichtgevend worden gestuurd die een maximale lichtinval op de beide opto-elektronische sensoren bewerkstelligen.
22. Inrichting volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk, dat de lichtgevende elementen zijn ingericht voor het uitzenden van een gemoduleerde lichtbundel, zoals een lichtbundel met een frequentie van 455 kHz.
23. Inrichting volgens conclusie 22, gekenmerkt door 15 middelen voor amplitude-, frequentie- en/of hoekmodulatie van de door een lichtgevend element uit te stralen lichtbundel, voor het door middel van één of meer bij het lichaam gerangschikte signaalgevers, zoals drukknoppen, via één of beide opto-elektronische sensoren overdragen van informatie.
24. Inrichting volgens conclusie 20, 21, 22 of 23, met het kenmerk, dat de middelen voor het sturen van de lichtgevende elementen zijn ingericht voor het zodanig sturen van de intensiteit van het door een lichtgevend element uitgezonden lichtbundel, dat de lichtgevoelige opnemers bij benadering in hun lineaire gebied werken.
25. Whiteboard voorzien van een inrichting volgens één of meer van de conclusies 14-24.
26. Digitizer voorzien van een inrichting volgens één of meer van de conclusies 14-24.
27. Verplaatsbaar lichaam voorzien van een lichtbron en 30 stuurmiddelen volgens één of meer van de conclusies 14-24. 1 01 39 6 5
NL1013965A 1999-12-27 1999-12-27 Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling. NL1013965C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1013965A NL1013965C2 (nl) 1999-12-27 1999-12-27 Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling.
PCT/NL2000/000953 WO2001048504A2 (en) 1999-12-27 2000-12-22 Optoelectronic sensor and device for determination of direction-position
AU32457/01A AU3245701A (en) 1999-12-27 2000-12-22 Optoelectronic sensor and device for determination of direction-position

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1013965 1999-12-27
NL1013965A NL1013965C2 (nl) 1999-12-27 1999-12-27 Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1013965C2 true NL1013965C2 (nl) 2001-07-03

Family

ID=19770520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1013965A NL1013965C2 (nl) 1999-12-27 1999-12-27 Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3245701A (nl)
NL (1) NL1013965C2 (nl)
WO (1) WO2001048504A2 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2835070B1 (fr) * 2002-01-23 2004-07-16 Yves Guy Reza Ensemble d'interface entre un utilisateur et un dispositif electronique
DE10218160C1 (de) * 2002-04-23 2003-12-24 Elmos Semiconductor Ag Vorrichtung zur Ermittlung des Einfallwinkels einer Strahlung auf eine Strahlungseinfallfläche

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264910A (en) * 1990-07-30 1993-11-23 Fmc Corporation Apparatus and method for angle measurement
US5719670A (en) * 1994-11-10 1998-02-17 Thomson-Csf Integrated direction finder
US5841316A (en) * 1996-05-24 1998-11-24 Shau; Jeng-Jye Analog signal processing circuit for generating automatic-gain controlled reference-signal-biased output signals
US5886351A (en) * 1996-01-23 1999-03-23 Advanced Optical Technologies, Llc Single element hemispherical light detector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264910A (en) * 1990-07-30 1993-11-23 Fmc Corporation Apparatus and method for angle measurement
US5719670A (en) * 1994-11-10 1998-02-17 Thomson-Csf Integrated direction finder
US5886351A (en) * 1996-01-23 1999-03-23 Advanced Optical Technologies, Llc Single element hemispherical light detector
US5841316A (en) * 1996-05-24 1998-11-24 Shau; Jeng-Jye Analog signal processing circuit for generating automatic-gain controlled reference-signal-biased output signals

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001048504A2 (en) 2001-07-05
WO2001048504A3 (en) 2001-12-27
AU3245701A (en) 2001-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6153836A (en) Adjustable area coordinate position data-capture system
US4105925A (en) Optical object locator
WO1998044316A9 (en) Adjustable area coordinate position data-capture system
KR20030040490A (ko) 거리 측정 장치에서 신호 포착을 위한 장치 및 방법
EP1081457A3 (de) Optische Positionsmesseinrichtung
US6995836B1 (en) Angle measuring system
CA1078172A (en) Method of and device for effecting contact-free measurement by optical scanning
JPS62226295A (ja) 被搬送体計数装置
TW349011B (en) Remote position sensing apparatus and method
NL1013965C2 (nl) Opto-elektronische sensor en inrichting voor richtingspositiebepaling.
GB2083313A (en) Distance detecting device
JPH042400B2 (nl)
JP3862113B2 (ja) ディジタイザ装置
US9804000B2 (en) Optical sensor array apparatus
JPS57158508A (en) Distance detecting device
GB1484996A (en) Measurement of the position of a surface
JP3270176B2 (ja) 三角測距式光電センサ
FR2763122B1 (fr) Dispositif de mesure de position et de deplacement sans contact
JPS5813847B2 (ja) 距離検出器
JP3445324B2 (ja) 光電センサ
JP2674468B2 (ja) 距離検出装置
JPH06241785A (ja) 三角測距式光電センサ
JPH02240515A (ja) 位置検出装置
JPH032611A (ja) 距離検出装置
JPH0240505A (ja) 距離測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20040701