專利名稱：用于激光接收機(jī)的閃光燈和激光束檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在測量和建筑中所使用類型的設(shè)備，更具體地，涉及用于所述應(yīng)用的探測器設(shè)備，所述探測器設(shè)備具有用以檢測參考光位置的改進(jìn)型光電探測器裝置。光通?？梢允嵌x參考光平面或固定參考平面或激光錐形的旋轉(zhuǎn)激光束。如由應(yīng)用指示的，參考平面可以是水平或傾斜的。
背景技術(shù)：
在測量和建筑中通常采用激光器系統(tǒng)，其中在水平或分級(jí)平面中旋轉(zhuǎn)激光束。1977年12月13日授權(quán)給Rando的美國專利第4,062,634號(hào)說明了一種提供這樣的旋轉(zhuǎn)參考光束的激光發(fā)射機(jī)。旋轉(zhuǎn)光束定義可以執(zhí)行各種測量的參考平面。例如，可以使用在其上安裝有激光接收機(jī)的桿來測量遠(yuǎn)離激光發(fā)射機(jī)的點(diǎn)的標(biāo)高(elevation)。桿的底部擱置在地面上，操作者沿著桿將接收機(jī)調(diào)整到其截取激光束的位置，如由接收機(jī)上的顯示器所指示的。在1987年6月30日授權(quán)給Pehrson的美國專利第4,240,208號(hào)中說明了一種這樣的激光接收機(jī)。在2001年9月27日提交的序列號(hào)為No.09/965,661和于2003年3月27日公開為公開文獻(xiàn)No.2003/0058446A1的已公開美國專利申請(qǐng)中說明了另一種激光接收機(jī)。
在建筑工地工作的激光接收機(jī)可以由多個(gè)外來光源照明，這些光源必須被忽略或者至少與激光束不同。例如，一些類型的激光發(fā)射機(jī)通過在每次光束旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)射一次閃光脈沖，提供激光束相對(duì)于參考方向的方位角的指示。此外，在執(zhí)行機(jī)器控制和測量操作的建筑工地使用閃光作為警告光是常見的。
因此，將理解在這種環(huán)境中工作的激光接收機(jī)必需能夠區(qū)分激光束照明與來自閃光光源的光脈沖照明。一種區(qū)分兩者的方式是提供分別用于激光和閃光的分立探測器組件，每個(gè)探測器組件具有濾光器以濾除除了感興趣的頻率之外的光。然而，這并非總是完全有效的，除了衰減不希望的干擾之外，濾光器還可能在所有頻率上將光衰減到某一程度，這降低接收機(jī)靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種用于檢測來自激光發(fā)射機(jī)和閃光光源的光和用于區(qū)分兩者的設(shè)備和方法。
該需要通過根據(jù)本發(fā)明的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束和區(qū)分這種移動(dòng)和較細(xì)激光束與全向光脈沖的方法和設(shè)備來滿足。該方法可以包括將多個(gè)光電探測器定位在基本上垂直的行中的步驟。每個(gè)光電探測器在被照明時(shí)提供電輸出。附加光電探測器被定位在遠(yuǎn)離該多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處。提供該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第一端的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)。提供在該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第二端的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)。提供所述附加光電探測器的電輸出作為第三參考信號(hào)。當(dāng)?shù)谌齾⒖夹盘?hào)具有足夠低的幅度時(shí)，將其解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明。當(dāng)?shù)谌齾⒖夹盘?hào)具有足夠高的幅度時(shí)，將其解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
將附加光電探測器定位在遠(yuǎn)離所述多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處的步驟可以包括將所述附加光電探測器定位在與所述行的所述第二端相比更靠近所述行的所述第一端的點(diǎn)處的步驟。解釋的步驟還可以包括僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置為大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)還低于被設(shè)置為大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
該方法還可以包括在指示為由移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)所述光電探測器的照明的情況下，根據(jù)來自所述光電探測器行的所述第一和第二參考信號(hào)的電平，確定所述激光束相對(duì)于所述行的位置的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括提供多個(gè)光電探測器的步驟，所述多個(gè)光電探測器生成指示細(xì)激光束相對(duì)于所述多個(gè)光電探測器的檢測上限和下限的垂直位置的第一和第二參考信號(hào)。在遠(yuǎn)離多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處提供附加光電探測器。隨后，提供與細(xì)激光束距所述多個(gè)光電探測器的檢測上限的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供與細(xì)激光束距所述多個(gè)光電探測器的檢測下限的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)。提供所述附加光電探測器的電輸出作為第三參考信號(hào)。將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)所述多個(gè)光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明?？梢詫⒆銐蚋叻鹊牡谌齾⒖夹盘?hào)解釋為指示對(duì)所述多個(gè)光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。多個(gè)光電探測器可以包括在檢測上限和下限之間垂直延伸的第一和第二光電探測器，所述第一光電探測器距離所述檢測上限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測下限較近，并且所述第二光電探測器距離所述檢測下限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測上限較近。可替代地，多個(gè)光電探測器可以包括在檢測上限和下限之間延伸的基本垂直的行中設(shè)置的多個(gè)光電探測器。
根據(jù)本發(fā)明的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備包括在基本上垂直的行中設(shè)置的多個(gè)光電探測器。每個(gè)所述光電探測器組件在被照明時(shí)提供電輸出。加權(quán)電路與多個(gè)光電探測器相關(guān)聯(lián)。所述加權(quán)電路提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距所述行的第一端的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距所述行的第二端的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)。定位在遠(yuǎn)離多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處的附加光電探測器提供電輸出作為第三參考信號(hào)。一電路響應(yīng)于該參考信號(hào)將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明。所述電路可以將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
所述附加光電探測器可以被定位在與所述行的所述第二端相比更靠近所述行的所述第一端的點(diǎn)處。隨后，僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置為大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)還低于被設(shè)置為大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，所述電路可以將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測參考光相對(duì)位置的設(shè)備和方法；提供這樣一種設(shè)備和方法，其中多個(gè)光電探測器和遠(yuǎn)離該多個(gè)光電探測器的附加光電探測器允許對(duì)激光束和全向光脈沖(例如來自閃光光源的光)進(jìn)行區(qū)分。


根據(jù)以下描述、附圖和所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的前視圖，該設(shè)備用于檢測較細(xì)激光束，并區(qū)分由這樣的較細(xì)激光束產(chǎn)生的光電探測器照明與由全向光脈沖產(chǎn)生的光電探測器照明；圖2是圖1的設(shè)備的后視圖；圖3是在圖1和圖2的設(shè)備中包括的電路的示意圖；和圖4是圖3的替代電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2和圖3，其例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的檢測設(shè)備10。該設(shè)備檢測參考光，諸如激光，并提供參考光相對(duì)于該設(shè)備的位置的指示。該設(shè)備還可以檢測參考閃光脈沖。
探測器設(shè)備10包括顯示器12和定位在由外殼18定義的窗口或孔16中的光電探測器裝置14。第二光電探測器裝置(未示出)定位在外殼18背面的窗口16’中，以便檢測來自該設(shè)備任一側(cè)的激光源。探測器設(shè)備10由控制開關(guān)20開啟，隨后定位在大約參考光的高度上。光沖擊光電探測器裝置14，輸出電路22在顯示器12上提供光參考平面相對(duì)于探測器設(shè)備(具體地相對(duì)于外殼18任一側(cè)中的參考凹槽21的位置)的指示。顯示器12指示該光是否介于由光電探測器裝置14定義的檢測上限與下限之間。如果指示為光束在檢測限制之間，則顯示器12指示光束在中央?yún)⒖紟е稀⒅逻€是內(nèi)部。可使用開關(guān)26將該參考帶的高度設(shè)置為若干尺寸之一。
輸出電路22響應(yīng)于由光電探測器裝置14提供的分別在線路23和24上的第一和第二參考信號(hào)的相對(duì)電平，并根據(jù)這些信號(hào)的相對(duì)幅度確定參考光的位置。在所例示的實(shí)施例中，例如可以是LCD顯示器的顯示器12可以包括一對(duì)箭頭和一個(gè)橫條。如果光束在參考帶之下或之上，則分別顯示向上或向下箭頭。如果光束在該帶內(nèi)部，則顯示橫條。在替代的顯示器配置中，可以用指向中心橫條的一對(duì)三角形組件替換箭頭。每個(gè)三角形組件由一系列基本上水平的橫條組成。分別地開啟這些橫條以便以更高的精確度指示所檢測的光定位在中央?yún)⒖贾匣蛑碌木嚯x。作為又一個(gè)替代方式，該設(shè)備可以不具有顯示器，來自輸出電路22的輸出被直接提供給機(jī)器控制電路。
光電探測器裝置14包括定位在所述設(shè)備上并設(shè)置在大約垂直導(dǎo)向的行中的多個(gè)光電探測器，包括PIN二極管CR2、CR3、CR4、CR5、CR6、CR7、CR8、CR9、CR10、CR11、CR12和CR13。當(dāng)被參考激光或者足夠強(qiáng)度的其它光照明時(shí)，多個(gè)光電探測器CR2-CR13中的每一個(gè)產(chǎn)生光輸出。
光電探測器裝置14還包括加權(quán)電路30。加權(quán)電路30包括電阻R1-R4和R6-R13、電感L1和L2(分流直流日光流(sunlight current))和抽頭變壓器。多個(gè)光電探測器CR2-CR13中的每一個(gè)都直接或者通過一個(gè)或多個(gè)電阻，連接到變壓器T1。與光電探測器距離該行上端的間距相關(guān)地，加權(quán)電路提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為第一參考信號(hào)在線路23上的分量。與光電探測器距離該行下端的間距相關(guān)地，加權(quán)電路還提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為第二參考信號(hào)在線路24上的分量。將加權(quán)電路30配置為使得當(dāng)光向PIN二極管行的上端移動(dòng)時(shí)在線路23上的第一參考信號(hào)增加，而當(dāng)光向該行下端移動(dòng)時(shí)在線路24上的第二參考信號(hào)增加。相反地，當(dāng)光向PIN二極管CR2-CR13行的下端移動(dòng)時(shí)在線路23上的第一參考信號(hào)減少，當(dāng)光向該行上端移動(dòng)時(shí)在線路24上的第二參考信號(hào)減少。當(dāng)光在該行中間時(shí)，在線路23和24上的兩個(gè)參考信號(hào)電平是相等的。輸出電路22響應(yīng)于在線路23和24上的第一和第二參考信號(hào)的相對(duì)電平，以確定光的參考平面的位置。
加權(quán)電路30以下述方式提供在線路23和24上的參考電流電平信號(hào)。假設(shè)僅PIN二極管CR4被照明。將來自二極管CR4的輸出電流提供給變壓器T1的節(jié)點(diǎn)32。大約該電流的5/6將通過線圈34到線路23，而1/6的電流將通過線圈36，38，40，42和44到線路24。以類似的方式，假設(shè)參考光已經(jīng)移動(dòng)以致僅僅PIN二極管CR9被照明。將來自PIN二極管CR9的輸出電流提供給變壓器T1的節(jié)點(diǎn)46。大約4/6的來自二極管CR9的電流將通過線圈42和44到線路24，而2/6的該電流將通過線圈34，36，38和40到線路23。因而，劃分二極管電流并將其提供給線路23和24的方式給出哪個(gè)二極管被照明的指示，因而給出參考光位置的指示。
將注意到多個(gè)光電探測器并未直接連接到變壓器T1的抽頭。例如，二極管CR3將其輸出提供給節(jié)點(diǎn)48。隨后劃分節(jié)點(diǎn)48上的電流，一半通過電阻R1到線路23，另一半通過電阻R2到節(jié)點(diǎn)32。在節(jié)點(diǎn)32處，這一半電流的5/6通過線圈34到線路23，這一半電流的剩余1/6通過線圈36，38，40，42和44到線路24。這導(dǎo)致大約該電流的11/12被提供給線路23。
將理解參考光通?？梢酝瑫r(shí)照明多個(gè)PIN二極管CR2-CR13中的多于一個(gè)二極管。這可能是因?yàn)閰⒖技す馐拇笮∶黠@大于光電探測器大小。此外，激光經(jīng)過空氣的熱梯度可能導(dǎo)致該光束的快速位置波動(dòng)，當(dāng)光束在組件之間波動(dòng)時(shí)有效地同時(shí)照明多個(gè)光電探測器。本發(fā)明的加權(quán)電路30根據(jù)該行中光電探測器的位置，劃分來自多個(gè)光電探測器中每個(gè)光電探測器的電流。因此，在線路23和24上的所得信號(hào)電平是各個(gè)被照明的光電探測器之和，這些信號(hào)電平精確地反映該光束中央的平均位置。
在這一點(diǎn)上，注意到以該行為中心的參考光束將照明至少兩個(gè)二極管CR7和CR8，在線路23和24上提供相等電流電平。光從中心位置向上的任何移動(dòng)將導(dǎo)致到線路23的電流的立即增加和到線路24的電流的減少。類似地，光從中心位置向下的任何移動(dòng)將導(dǎo)致到線路24的電流的立即增加和到線路23的電流的減少。因?yàn)樵谠撔兄芯哂信紨?shù)個(gè)光電探測器，所以在該行光電探測器中央可能是靈敏的。如果將該行中提供奇數(shù)個(gè)光電探測器，并且檢測到非常小的光束，則可能出現(xiàn)在該區(qū)域中光束的垂直移動(dòng)，而該光束不會(huì)移動(dòng)出中央光電探測器并且在所測量位置中不會(huì)有任何改變。
輸出電路22優(yōu)選地包括串行連接到每個(gè)線路23和24以處理在這些線路上的第一和第二參考信號(hào)的分立濾波器電路、電流至電壓放大器電路和峰值檢測和保持電路。優(yōu)選地，將參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。由輸出電路22評(píng)估所處理的第一和第二參考信號(hào)的相對(duì)電平以確定光參考平面相對(duì)于PIN二極管CR2-CR13的行的位置。這可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，如果在線路23和24上的第一和第二參考信號(hào)的相對(duì)電平隨著該光向該行上方和下方移動(dòng)而線性地改變，則參考光將沿著該行間隔該行長度的一部分，所述該行長度的一部分等于參考信號(hào)之一的該部分除以第一和第二參考信號(hào)之和。通過這一技術(shù)，將理解光沖擊光電探測器的絕對(duì)強(qiáng)度是不重要的。取而代之，由來自該電路30的兩個(gè)參考信號(hào)的相對(duì)電平來定義參考光的位置?？商娲兀梢圆扇〉谝缓偷诙⒖夹盘?hào)之比，并將其用作表格查找算法的地址。將理解可以將參考光的位置分類成寬帶或窄帶，或者利用所期望的任意精度水平來規(guī)定。
將附加光電探測器50定位在遠(yuǎn)離多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處，用于提供電輸出作為第三參考信號(hào)。輸出電路22響應(yīng)于在線路53上的第三參考信號(hào)。如圖1中看出的，將光電探測器50定位在窗口55中，該窗口55通常與窗口16對(duì)準(zhǔn)并間隔開，在該窗口16中定位光電探測器裝置14。將類似的光電探測器(未示出)提供在外殼18背面上的窗口55’中，如圖2中看出的。
使用附加光電探測器來區(qū)分來自閃光脈沖的照明和來自窄激光束的照明。輸出電路22將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在該行中一個(gè)或多個(gè)光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明。這是因?yàn)榧す馐銐蛘灾掠谒豢赡芡瑫r(shí)照明光電探測器CR2-CR13和光電探測器50。同時(shí)照明包括光電探測器50的所有光電探測器，也就是說，生成較高幅度的第三參考信號(hào)可能是因?yàn)槿蚬饷}沖(例如來自閃光燈的光脈沖)導(dǎo)致。輸出電路22將如此解釋這樣一個(gè)足夠高幅度的第三參考信號(hào)。
盡管在圖3中未圖示，但是在窗口16’中定位的第二光電探測器裝置和在外殼18背面的窗口55’中的附加光電探測器還提供到加權(quán)電路的與圖3所示相同的輸入。隨后，將來自這個(gè)加權(quán)電路的信號(hào)提供給輸出電路22，以便按照與如上所述相同的方式進(jìn)行解釋。將理解光電探測器50并未與光電探測器的行14隔開較大的距離。由于希望將光電探測器50放置在承載光電探測器平衡的同一電路板上，所以該間隔是有限的。因此，更可能的是可以由寬波動(dòng)激光束同時(shí)照明光電探測器CR2和附加光電探測器50，而不是由這樣一個(gè)光束同時(shí)照明光電探測器CR13和附加光電探測器50。電路22通過使用著眼于線路23和24上的信號(hào)幅度的公式，來考慮此因素，并且如果所檢測的光靠近最臨近附加光電探測器50的光電探測器行的末端，則更可能檢測光束沖擊?；旧希绻诰€路53上的第三參考信號(hào)具有足夠高的幅度，如果在線路23上的第一參考信號(hào)比在線路53上的第三參考信號(hào)低四倍，而且在線路23上的第一參考信號(hào)也比在線路24上的第二參考信號(hào)低兩倍，則檢測到閃光脈沖。如果希望，如果在線路53上的第三參考信號(hào)具有足夠高的幅度，并且如果在線路23上的第一參考信號(hào)低于被設(shè)置為大約在線路53上的第三參考信號(hào)四倍的值，而且在線路23上的第一參考信號(hào)低于被設(shè)置為大約在線路24上的第二參考信號(hào)兩倍的值，則可以檢測到閃光脈沖。
圖4示意地例示可以替代圖3的電路使用的電路100。在圖4的實(shí)施例中，提供包括第一和第二光電探測器104和106的光電探測器裝置102以替代在圖3實(shí)施例中可見的離散PIN二極管CR2-CR13的行。光電探測器104和106垂直地延伸，光電探測器106距離檢測上限較遠(yuǎn)并且距離檢測下限較近，光電探測器104距離檢測下限較遠(yuǎn)并且距離檢測上限較近。第一和第二光電探測器104和106分別提供在線路110和112上的第一和第二參考信號(hào)，這些信號(hào)指示細(xì)激光束108相對(duì)于檢測上限和下限的垂直位置。將理解，隨著激光束掃過光電探測器104和106，在線路110和112上的輸出的幅度將取決于該光束的相對(duì)高度。光束越高，則將由光電探測器106接收的能量越大，并且在線路112上的輸出越大。類似地，在光束位置的向下偏移將導(dǎo)致在線路110上的信號(hào)幅度增加。
分別由電路113和114對(duì)在線路110和112上的輸出進(jìn)行放大和峰值檢測。將理解楔形光電探測器消除了對(duì)于諸如圖3中的電路30等的加權(quán)電路的需要。該設(shè)備包括定位在遠(yuǎn)離第一和第二光電探測器104和106的點(diǎn)處的附加光電探測器115，用于提供電輸出作為在線路117上的第三參考信號(hào)。由電路119對(duì)在線路117上的輸出進(jìn)行放大和峰值檢測。
電路122包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器134以將第一、第二和第三處理器輸出116、120和121轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示。將模數(shù)轉(zhuǎn)換器134的輸出耦合到處理器136，由其隨后通過比較在線路116和120上的信號(hào)的數(shù)字表示來計(jì)算光束位置。當(dāng)然，這假設(shè)處理器已經(jīng)確定在輸出116和120上的信號(hào)是激光束沖擊光電探測器104和106的結(jié)果。
處理器136還耦合到存儲(chǔ)器設(shè)備138，其提供對(duì)于完成確定光束位置的必要計(jì)算而言的操作指令和存儲(chǔ)器位置。此外，可以使用處理器以驅(qū)動(dòng)任意數(shù)量的輸出設(shè)備，諸如顯示器140，它提供由處理器136確定的光束位置的可視指示。
如上面所述的，處理器136確定該設(shè)備被細(xì)激光束照明還是被基本上全向的寬帶光脈沖(諸如閃光燈)照明。為此目的，處理器136將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)一個(gè)或兩個(gè)光電探測器104和106的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明。處理器136可以將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)一個(gè)或多個(gè)光電探測器104和106的同時(shí)照明是由全向光脈沖產(chǎn)生的。
在該例子中，將附加光電探測器115定位在相對(duì)于另一個(gè)檢測極限更接近一個(gè)檢測極限的點(diǎn)處。具體而言，可以將光電探測器115定位得更靠近在光電探測器104的寬端上的檢測極限。將理解，根據(jù)該設(shè)備的設(shè)計(jì)，這可以是檢測的上限或下限。僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置在大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)低于被設(shè)置在大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，該電路才將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示由全向光脈沖進(jìn)行的同時(shí)照明。
雖然已經(jīng)為了解釋本發(fā)明的目的示出了某些代表實(shí)施例和細(xì)節(jié)，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍的情況下，顯然可以對(duì)本文公開的方法和設(shè)備進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分這種移動(dòng)和較細(xì)激光束與全向光脈沖的方法，包括以下步驟將多個(gè)光電探測器定位在基本上垂直的行中，每個(gè)所述光電探測器組件在被照明時(shí)提供電輸出；將附加光電探測器定位在遠(yuǎn)離所述多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處；提供該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第一端的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供在該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第二端的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)；提供所述附加光電探測器的電輸出作為第三參考信號(hào)；和將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明，并且將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將附加光電探測器定位在遠(yuǎn)離所述多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處的步驟包括將所述附加光電探測器定位在與所述行的所述第二端相比更靠近所述行的所述第一端的點(diǎn)處的步驟，并且其中解釋的步驟還包括僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置為大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)還低于被設(shè)置為大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在指示為由移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)所述光電探測器的照明的情況下，根據(jù)來自所述光電探測器行的所述第一和第二參考信號(hào)的電平，確定所述激光束相對(duì)于所述行的位置的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括顯示所述激光束相對(duì)于所述行的所述位置的指示的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中定位多個(gè)光電探測器的步驟包括定位多個(gè)PIN二極管的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中提供該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第一端的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供在該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第二端的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)的步驟包括使用抽頭變壓器劃分所述電輸出的所述部分的步驟，其中所述多個(gè)光電探測器中的每個(gè)光電探測器連接到所述變壓器。
7.一種用于檢測移動(dòng)和細(xì)激光束并且區(qū)分這種移動(dòng)和細(xì)激光束與全向光脈沖的方法，包括以下步驟提供多個(gè)光電探測器，所述多個(gè)光電探測器生成指示細(xì)激光束相對(duì)于所述多個(gè)光電探測器的檢測上限和下限的垂直位置的第一和第二參考信號(hào)；將附加光電探測器定位在遠(yuǎn)離所述多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處；提供與細(xì)激光束距所述多個(gè)光電探測器的檢測上限的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供與細(xì)激光束距所述多個(gè)光電探測器的檢測下限的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)；提供所述附加光電探測器的電輸出作為第三參考信號(hào)；和將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)所述多個(gè)光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明，并且將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)所述多個(gè)光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括在指示為由移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)所述多個(gè)光電探測器的照明的情況下，根據(jù)來自所述多個(gè)光電探測器的所述第一和第二參考信號(hào)的電平，確定所述激光束相對(duì)于所述檢測上限和下限的位置的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括顯示所述激光束相對(duì)于所述檢測上限和下限的所述位置的指示的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中提供多個(gè)光電探測器，所述多個(gè)光電探測器生成指示細(xì)激光束相對(duì)于所述多個(gè)光電探測器的檢測上限和下限的垂直位置的第一和第二參考信號(hào)的步驟包括以下步驟將多個(gè)光電探測器定位于在所述檢測上限和下限之間延伸的基本上垂直的行中，每個(gè)所述光電探測器組件在被照明時(shí)提供電輸出；和提供該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第一端的間距相關(guān)的所述第一參考信號(hào)，并且提供在該行中每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距該行第二端的間距相關(guān)的所述第二參考信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中提供多個(gè)光電探測器，所述多個(gè)光電探測器生成指示細(xì)激光束相對(duì)于所述多個(gè)光電探測器的檢測上限和下限的垂直位置的第一和第二參考信號(hào)的步驟包括以下步驟提供在檢測上限和下限之間垂直延伸的第一和第二光電探測器，所述第一光電探測器距離所述檢測上限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測下限較近，并且所述第二光電探測器距離所述檢測下限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測上限較近。
12.一種用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，包括在基本上垂直的行中設(shè)置的多個(gè)光電探測器，每個(gè)所述光電探測器組件在被照明時(shí)提供電輸出；與所述多個(gè)光電探測器相關(guān)聯(lián)的加權(quán)電路，所述加權(quán)電路提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距所述行的第一端的間距相關(guān)的第一參考信號(hào)，并且提供每個(gè)光電探測器的一部分電輸出作為與該光電探測器距所述行的第二端的間距相關(guān)的第二參考信號(hào)；附加光電探測器，定位在遠(yuǎn)離所述多個(gè)光電探測器的點(diǎn)處，用于提供電輸出作為第三參考信號(hào)；電路，響應(yīng)于該參考信號(hào)，用于將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明，并且將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，其中所述附加光電探測器被定位在與所述行的所述第二端相比更靠近所述行的所述第一端的點(diǎn)處，并且其中僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置為大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)還低于被設(shè)置為大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，其中所述電路還在指示為由移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)所述光電探測器的照明的情況下，根據(jù)來自所述光電探測器行的所述第一和第二參考信號(hào)的電平，確定所述激光束相對(duì)于所述行的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，其中所述光電探測器組件包括PIN二極管。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，其中所述加權(quán)電路包括抽頭變壓器電路，所述多個(gè)光電探測器中的每個(gè)光點(diǎn)探測器連接到所述抽頭變壓器電路。
17.一種用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，包括在檢測上限和下限之間垂直延伸的第一和第二光電探測器，所述第一光電探測器距離所述檢測上限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測下限較近，并且所述第二光電探測器距離所述檢測下限較遠(yuǎn)并且距離所述檢測上限較近，所述第一和第二光電探測器提供指示細(xì)激光束相對(duì)于檢測上限和下限的垂直位置的第一和第二參考信號(hào)；附加光電探測器，定位在遠(yuǎn)離所述第一和第二光電探測器的點(diǎn)處，用于提供電輸出作為第三參考信號(hào)；電路，響應(yīng)于該參考信號(hào)，用于將足夠低幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由細(xì)激光束進(jìn)行的照明，并且將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示對(duì)在所述行中的一個(gè)或多個(gè)所述光電探測器的同時(shí)照明為由全向光脈沖進(jìn)行的照明。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的用于檢測移動(dòng)和較細(xì)激光束并且區(qū)分由這種移動(dòng)和較細(xì)激光束對(duì)光電探測器的照明與由全向光脈沖對(duì)光電探測器的照明的設(shè)備，其中所述附加光電探測器定位在與所述檢測下限相比更靠近所述檢測上限的點(diǎn)處，并且其中僅當(dāng)?shù)谝粎⒖夹盘?hào)低于被設(shè)置為大約四倍于第三參考信號(hào)的值并且第一參考信號(hào)還低于被設(shè)置為大約兩倍于第二參考信號(hào)的值時(shí)，所述電路將足夠高幅度的第三參考信號(hào)解釋為指示由全向光脈沖進(jìn)行的同時(shí)照明。
全文摘要
一種激光接收機(jī)利用多個(gè)光電探測器(104，106)來檢測細(xì)激光束(108)的垂直位置并且通過使用附加光電探測器(15)來區(qū)分該激光束與來自閃光燈的全向光脈沖。該設(shè)備考慮附加光電探測器可能與在最靠近附加光電探測器的主光電探測器一端處的主光電探測器同時(shí)被照明的可能性。
文檔編號(hào)G01C15/00GK101044372SQ200580035802
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者詹姆斯·托馬斯·扎魯斯基 申請(qǐng)人:天寶導(dǎo)航有限公司