Title:
Lichtvorhang
Kind Code:
U1


Abstract:

Lichtvorhang (1) zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einer Anordnung von Lichtstrahlen (3) emittierenden Sendern (4) und einer Anordnung von Lichtstrahlen (3) empfangenden Empfängern (6), wobei jedem Sender (4) ein Empfänger (6) derart zugeordnet ist, dass bei freiem Überwachungsbereich die Lichtstrahlen (3) des zugeordneten Senders (4) auf diesen Empfänger (6) treffen, und dass bei einem Objekteingriff die Lichtstrahlen (3) wenigstens eines Senders (4) zumindest teilweise unterbrochen sind, und mit einer Auswerteeinheit (8) zur Generierung eines Objektfeststellungssignals in Abhängigkeit von an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Empfangssignalen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sender (4) ein Flip-Flop (F1, F2...Fn) mit einer Tristate-Logik zugeordnet ist, und dass an die Ausgänge der Flip-Flops (F1, F2...Fn) anschließende Ausgangsbeschaltungen mit einem Output-Enable-Eingang (OE) verbunden sind, wobei mittels eines Flip-Flops (F1, F2...Fn) ein Sender (4) adressierbar ist, und ein adressierter Sender (4) dadurch aktiviert ist, dass der Ausgang des zugeordneten Flip-Flops (F1, F2...Fn) niederohmig geschaltet ist und über ein Modulationssignal (m1, m2...mn) an dem Output-Enable-Eingang (OE) moduliert ist.




Application Number:
DE202017106755U
Publication Date:
11/20/2017
Filing Date:
11/08/2017
Assignee:
Leuze electronic GmbH + Co. KG, 73277 (DE)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Ruckh, Rainer, Dr., 73087, Bad Boll, DE
Claims:
1. Lichtvorhang (1) zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einer Anordnung von Lichtstrahlen (3) emittierenden Sendern (4) und einer Anordnung von Lichtstrahlen (3) empfangenden Empfängern (6), wobei jedem Sender (4) ein Empfänger (6) derart zugeordnet ist, dass bei freiem Überwachungsbereich die Lichtstrahlen (3) des zugeordneten Senders (4) auf diesen Empfänger (6) treffen, und dass bei einem Objekteingriff die Lichtstrahlen (3) wenigstens eines Senders (4) zumindest teilweise unterbrochen sind, und mit einer Auswerteeinheit (8) zur Generierung eines Objektfeststellungssignals in Abhängigkeit von an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Empfangssignalen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sender (4) ein Flip-Flop (F1, F2...Fn) mit einer Tristate-Logik zugeordnet ist, und dass an die Ausgänge der Flip-Flops (F1, F2...Fn) anschließende Ausgangsbeschaltungen mit einem Output-Enable-Eingang (OE) verbunden sind, wobei mittels eines Flip-Flops (F1, F2...Fn) ein Sender (4) adressierbar ist, und ein adressierter Sender (4) dadurch aktiviert ist, dass der Ausgang des zugeordneten Flip-Flops (F1, F2...Fn) niederohmig geschaltet ist und über ein Modulationssignal (m1, m2...mn) an dem Output-Enable-Eingang (OE) moduliert ist.

2. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Flip-Flop (F1, F2...Fn) ein flankengesteuertes Flip-Flop (F1, F2...Fn) ist.

3. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsbeschaltungen jeweils von einer an einen Ausgang des Flip-Flops (F1, F2...Fn) anschließenden Leitung, einem Verstärker (V1, V2...Vn) und einem Widerstand (R1, R2...Rn) gebildet sind, wobei die Verstärker (V1, V2...Vn) über eine Output-Enable-Leitung 9 mit dem Output-Enable-Eingang (OE) verbunden sind.

4. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, an welche die Eingänge der Flip-Flops (F1, F2...Fn) und der Output-Enable-Eingang (OE) angeschlossen sind.

5. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sender (4) von einer Leuchtdiode (L1, L2...Ln) gebildet ist.

6. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leuchtdiode (L1, L2...Ln) ein Treiber in Form eines Halbleiterschalters zugeordnet ist.

7. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber ein Transistor (T1, T2...Tn), insbesondere ein MOSFET ist.

8. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modulationssignal (m1, m2...mn) über den Output-Enable-Eingang (OE) nur dann einem Sender (4) und dessen Flip-Flop (F1, F2...Fn) zuführbar ist, wenn der Ausgang des Flip-Flops (F1, F2...Fn) niederohmig ist.

9. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender (4) dann adressiert ist, wenn der Ausgang des zugeordneten Flip-Flops (F1, F2...Fn) auf High geschaltet ist.

10. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sender (4) gleichzeitig adressierbar sind.

11. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationssignale (m1, m2...mn) für die einzelnen Sender (4) zumindest teilweise unterschiedlich ausgebildet sind.

12. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtpulse von den Modulationssignalen (m1, m2...mn) abhängige Kennungen aufweisen.

13. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass Modulationssignale (m1, m2...mn) Steuersignale bilden, mittels derer Informationen eines Flip-Flops (F1, F2...Fn) zu wenigstens einem weiteren Flip-Flop (F1, F2...Fn) weitergebbar sind.

14. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der die Steuersignale bildenden Modulationssignale (m1‘, m2‘...mn‘) so kurz ist, dass mit diesen keine Lichtpulse generiert werden.

15. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet dass nach einer Flanke eines Clocksignals des jeweiligen Flip-Flops (F1, F2...Fn) die Dauer der die Steuersignale bildenden Modulationssignale (X2‘, ...Xn‘) so kurz ist, dass mit diesen keine Lichtpulse generiert werden.

16. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der die Steuersignale bildenden Modulationssignale (m1, m2,...mn) so lang ist, dass mit diesen Lichtpulse generiert werden.

17. Lichtvorhang (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass nach einer Flanke eines Clocksignals des jeweiligen Flip-Flops (F1, F2...Fn) die Dauer der die Steuersignale bildenden Modulationssignale (X2‘, ...Xn‘) so lang ist, dass mit diesen Lichtpulse generiert werden.

18. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 13–17, dadurch gekennzeichnet, dass die die Steuersignale bildenden Modulationssignale (m1‘, m2‘...mn‘) durch eine Flanke eines Clocksignals des jeweiligen Flip-Flops (F1, F2...Fn) generiert sind.

19. Lichtvorhang (1) nach einem der Ansprüche 13–18, dadurch gekennzeichnet, dass die die Steuersignale bildenden Modulationssignale (m1‘, m2‘...mn‘) einem Eingang (D) des weiteren Flip-Flops (F1, F2...Fn) zugeführt sind.

20. Lichtvorhang (1) und (1a) nach einem der Ansprüche 1–19, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für eine Stromregelung der Sender (4) vorgesehen sind.

21. Lichtvorhang (1) und (1a) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung der durch die die Sender (4) bildenden Leuchtdioden (L1, L2...Ln) fließenden Ströme vorgesehen sind, und dass in Abhängigkeit der so gemessenen Ströme die Stromregelung durchgeführt ist.

Description:

Die Erfindung betrifft einen Lichtvorhang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Lichtvorhänge dienen zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Typischerweise umfasst ein derartiger Lichtvorhang eine Sendereinheit mit einer Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern an einem Rand des Überwachungsbereichs und einer Empfängereinheit mit einer Anordnung von Lichtstrahlen empfangenden Empfängern am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs. Jedem Sender ist ein Empfänger zugeordnet, sodass bei freiem Überwachungsbereich dessen Lichtstrahlen ungehindert auf den zugeordneten Empfänger trifft. Bei einem Objekteingriff ist wenigstens einer der Lichtstrahlen unterbrochen. In einer Auswerteeinheit wird in Abhängigkeit der Empfangssignale ein Objektfeststellungssignal generiert, welches angibt, ob im Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist oder nicht.

Eine wesentliche Anforderung bei der Herstellung der Lichtvorhänge besteht darin, bei hoher Funktionalität des Lichtvorhangs dessen Herstellkosten so gering wie möglich zu halten.

Bei bekannten Lichtvorhängen weist die Sendersteuerung zur Ansteuerung der einzelnen Sender einen unerwünscht hohen Schaltungsaufwand auf. Typischerweise werden die einzelnen Sender zyklisch einzeln nacheinander aktiviert. Für eine optische Synchronisation der Sender und der Empfänger senden die Sender üblicherweise Lichtpulse mit bestimmten Kennungen auf. Zur Einzelaktivierung der Sender werden relativ aufwändige Schaltungen mit UND-Gattern bzw. Schieberegistern benötigt. Weiterhin werden Modulationsschaltungen benötigt, die die Lichtpulse mit den Kennungen erzeugen. Für derartige Schaltungen wird eine Vielzahl von Bauteilen benötigt, was einen hohen konstruktiven Aufwand bedingt. Zwar können einige der vorgenannten Funktionen in integrierten Schaltkreisen wie ASIC implementiert werden, jedoch sind applikationsspezifische Speziallösungen mit derartigen integrierten Schaltkreisen sehr teuer, da diese eine aufwändige Zusatzschaltung erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtvorhang der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher eine hohe Funktionalität aufweist und zugleich kostengünstig und rationell herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung betrifft einen Lichtvorhang zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einer Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern und einer Anordnung von Lichtstrahlen empfangenden Empfängern. Jedem Sender ist ein Empfänger derart zugeordnet, dass bei freiem Überwachungsbereich die Lichtstrahlen des zugeordneten Senders auf diesen Empfänger treffen und dass bei einem Objekteingriff die Lichtstrahlen wenigstens eines Senders zumindest teilweise unterbrochen sind. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit zur Generierung eines Objektfeststellungssignals in Abhängigkeit von an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Empfangssignale. Jedem Sender ist ein Flip-Flop mit einer Tristate-Logik zugeordnet. An die Ausgänge der Flip-Flops sind anschließende Ausgangsbeschaltungen mit einem Output-Enable-Eingang verbunden. Mittels eines Flip-Flops ist ein Sender adressierbar. Ein adressierter Sender ist dadurch aktiviert, dass der Ausgang des zugeordneten Flip-Flops niederohmig geschaltet ist und über ein Modulationssignal an dem Output-Enable-Eingang moduliert ist.

Der Lichtvorhang kann nach dem Einweg-Lichtschrankenprinzip arbeiten, so dass die Sender an einem Rand des Überwachungsbereichs und die Empfänger am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs angeordnet sind. Alternativ kann der Lichtvorhang nach dem Reflexionslichtschrankenprinzip arbeiten. In diesem Fall sind die Sender und Empfänger an einem ersten Rand des Überwachungsbereichs angeordnet, wobei am gegenüberliegenden zweiten Rand des Überwachungsbereichs ein Reflektor angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichtvorhang wird eine Senderansteuerung bereitgestellt, welche bei geringem Aufwand eine hohe Funktionalität aufweist.

Die Senderansteuerung weist nur für jeden Sender ein Flip-Flop auf, sowie eine gemeinsame Output-Enable-Leitung, die mit den Ausgangsbeschaltungen der Flip-Flops verbunden ist. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht dabei darin, dass für die Senderansteuerung Flip-Flops mit einer Tristate-Logik verwendet werden.

Die so ausgebildete Senderansteuerung wird von einer Steuereinheit gesteuert, die allgemein von einer Rechnereinheit gebildet ist, wie zum Beispiel einem Microcontroller oder einem ASIC. Für diese Steuerung sind die Eingänge der Flip-Flops und die Output-Enable-Leitung an die Steuereinheit angeschlossen.

Vorteilhaft sind die Ausgangsbeschaltungen jeweils von einer an einen Ausgang des Flip-Flops anschließenden Leitung, einem Verstärker und einem Widerstand gebildet. Die Verstärker sind über eine Output-Enable-Leitung verbunden.

Weiter vorteilhaft ist jeder Sender von einer Leuchtdiode gebildet.

Dabei ist jeder Leuchtdiode ein Treiber in Form eines Halbleiterschalters zugeordnet.

Zweckmäßig ist der Treiber ein Transistor, insbesondere ein MOSFET.

Weitere Komponenten als die vorgenannten sind zur Realisierung der kompletten Senderanordnung nicht notwendig. Die Senderansteuerung wird erfindungsgemäß somit mit einer äußerst geringen Anzahl von Bauteilen realisiert, wodurch sich ein kostengünstiger, kompakter Aufbau der Sendersteuerung ergibt.

Mit den Flip-Flops können die einzelnen Sender, das heißt Leuchtdioden adressiert werden, wodurch vorgegeben wird, welche Sender zu welchen Zeitpunkten aktiviert werden. Die Aktivierung erfolgt zweckmäßig dadurch, dass das jeweilige Flip-Flop so gesetzt wird, dass dessen Ausgang den Zustand High aufweist.

Besonders vorteilhaft ist jedes Flip-Flop ein flankengesteuertes Flip-Flop.

Die Adressierung erfolgt dann mit einer steigenden Flanke eines Clock-Signals, das an einen Eingang des Flip-Flops angelegt wird.

Durch diese Adressierung kann die Reihenfolge der Aktivierung der Sender vorgegeben werden, wobei generell auch einige oder sogar alle Sender gleichzeitig aktiviert werden können.

Die physikalische, örtliche Anordnung der Sender muss dabei nicht der Anordnung der Flip-Flops in der Schaltungsanordnung der Senderansteuerung entsprechen.

Durch diese Adressierung ist somit ein flexibler Senderbetrieb gewährleistet, wobei die Senderaktivierung applikationsspezifisch oder sogar während des Betriebs des Lichtvorhangs abhängig von sich ändernden Randbedingungen geändert werden kann.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass Flip-Flops mit einer Tristate-Logik verwendet werden, die neben den Ausgangssignalen High und Low auch das Ausgangssignal Hochohmig einnehmen können.

Zur Ansteuerung eines Senders wird das zugeordnete, zuvor adressierte Flip-Flop in den Zustand niederohmig geschaltet. Das niederohmige Ausgangssignal wird mittels eines Modulationssignals auf der Output-Enable-Leitung moduliert. Entsprechend dieser Modulation sendet dann der Sender Lichtpulse aus.

Vorteilhaft hierbei ist, dass durch die Vorgabe der Modulationen den Lichtpulsen der einzelnen Sender unterschiedliche Kennungen aufgeprägt werden. Dadurch sind die Lichtpulse der einzelnen Sender voneinander unterscheidbar und können so für eine optische Synchronisierung der Sender und Empfänger des Lichtvorhangs verwendet werden.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt besteht darin, dass ein Modulationssignal über den Output-Enable-Eingang nur dann einem Sender und dem folgenden Flip-Flop zuführbar ist, wenn der Ausgang des Flip-Flops niederohmig ist.

Mit dem Modulationssignal der Output-Enable-Leitung und dessen Ausgangssignal des Flip-Flops kann damit gezielt der Senderbetrieb gesteuert werden.

Insbesondere können Modulationssignale Steuersignale bilden, mittels derer Informationen eines Flip-Flops zu wenigstens einem weiteren Flip-Flop weitergebbar sind.

Dabei sind die die Steuersignale bildenden Modulationssignale durch eine Flanke eines Clocksignals des jeweiligen Flip-Flops generiert und einem Eingang eines folgenden Flip-Flops zugeführt.

Durch die so ausgebildete Weitergabe von Flip-Flop-Informationen von einem Flip-Flop zu einem weiteren, können ohne aufwändige Schaltungen wie UND-Gatter die Sender in einer einfachen Logikschaltung gezielt nacheinander aktiviert werden.

Da die die Sender bildenden Leuchtdioden deutlich langsamer schalten als die zugeordneten Flip-Flops, kann durch die Dauer des Modulationssignals vorgegeben werden, ob abhängig vom Modulationssignal die jeweilige Leuchtdiode Licht emittiert oder nicht.

Die Funktionalität der erfindungsgemäßen Senderansteuerung ist vorteilhaft dadurch erhöht, dass Mittel für eine Stromregelung der Sender vorgesehen sein können.

Dabei können Mittel zur Messung der durch die die Sender bildenden Leuchtdioden fließenden Ströme vorgesehen sein. In Abhängigkeit der so gemessenen Ströme kann eine Stromregelung durchgeführt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1: Schematische Darstellung eines Lichtvorhangs.

2: Detaildarstellung eines Ausschnitts der Senderansteuerung für den Lichtvorhang gemäß 1.

3: Zeitdiagramme für Signale der Anordnung gemäß 2.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lichtvorhangs 1. Der Lichtvorhang 1 umfasst eine Sendereinheit 2, in deren Gehäuse eine Reihenanordnung von Lichtstrahlen 3 emittierenden Sendern 4 angeordnet ist. Der Lichtvorhang 1 weist weiterhin eine Empfängereinheit 5 auf, in deren Gehäuse eine Reihenanordnung von Lichtstrahlen 3 empfangenden Empfängern 6 ist. Die Empfänger 6 sind beispielsweise von Foto-PIN-Dioden oder Foto-Dioden gebildet. Alternativ können auch Foto-Transistoren eingesetzt werden.

Die Sendereinheit 2 und die Empfangseinheit 5 sind an gegenüberliegenden Rändern eines Überwachungsbereichs angeordnet. Bei freiem Überwachungsbereich treffen die von jeweils einem Sender 4 emittierten Lichtstrahlen 3 auf einen zugeordneten, gegenüberliegenden Empfänger 6. Ein Sender 4 und der hierzu zugeordnete Empfänger 6 bilden jeweils eine Strahlachse. Der Senderbetrieb wird durch eine Senderansteuerung 7 in der Sendereinheit 2 gesteuert. Der Empfängerbetrieb wird durch eine Auswerteeinheit 8 in der Empfängereinheit 5 gesteuert und bewertet. Die Sender 4 und Empfänger 6 der einzelnen Strahlachsen werden durch eine optische oder leitungsgeführte Synchronisierung des Lichtvorhangs 1 zyklisch einzeln oder zu mehreren nacheinander aktiviert. Mit den parallel verlaufenden Lichtstrahlen 3 der Strahlachsen wird ein in einer Ebene verlaufender Überwachungsbereich überwacht.

In der Auswerteeinheit 8 werden hierzu die Empfangssignale der Empfänger 6 ausgewertet, um als Objektfeststellungssignal ein binäres Schaltsignal zu erzeugen. Der erste Schaltzustand entspricht einer Objektmeldung, der zweite Schaltzustand einem freien Überwachungsbereich.

Der Lichtvorhang 1 bildet zweckmäßig einen Sicherheitssensor für den Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik. Hierzu weist der Lichtvorhang 1 einen fehlersicheren Aufbau auf. Insbesondere weist die Auswerteeinheit 8 einen mehrkanaligen, redundanten Aufbau auf, beispielsweise in Form zweier sich zyklisch überwachender Rechnereinheiten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Lichtvorhang 1 acht Sender 4 und Empfänger 6. Natürlich kann der Lichtvorhang 1 auch eine andere Anzahl von Sendern 4 und Empfängern 6 aufweisen. Prinzipiell kann der Lichtvorhang 1 auch als Reflexionslichtvorhang ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Sender 4 und Empfänger 6 an einem ersten Rand des Überwachungsbereichs angeordnet. Am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs befindet sich ein Reflektor. Bei freiem Überwachungsbereich werden die Lichtstrahlen 3 eines Senders 4 durch den Überwachungsbereich geführt, werden dann am Reflektor reflektiert und werden ein zweites Mal durch den Überwachungsbereich geführt, bevor sie auf den zugeordneten Empfänger 6 treffen.

2 zeigt einen Ausschnitt der Senderansteuerung 7 des Lichtvorhangs 1 gemäß 1. Dabei sind in 2 die Komponenten zur Ansteuerung zweier Sender 4 in Form von Leuchtdioden L1, L2 dargestellt. Die gesamte Senderanordnung ist eine Erweiterung der Anordnung von 1 auf acht Sender 4, wobei die den acht Sendern 4 zugeordneten Komponenten immer gleich sind.

Wie 2 zeigt, ist jeder Leuchtdiode L1, L2 ein Treiber in Form eines Transistors T1, T2 zugeordnet. Die Leuchtdioden L1, L2 mit den Transistoren T1, T2 liegen zwischen einer Versorgungsspannung UL und einer Spannung UG. Je nach Ausführungsform kann die Versorgungsspannung UL oder die Spannung UG gesteuert werden.

Jeder Leuchtdiode L1, L2 ist ein flankengesteuertes Flip-Flop F1, F2 mit einer Tristate-Logik zugeordnet. An dem Ausgang Q eines Flip-Flops F1, F2 schließt eine Ausgangsbeschaltung mit einem Verstärker V1, V2 und einem Widerstand R1, R2 an. Die Flip-Flops F1, F2 und die Verstärker V1, V2 liegen zwischen einer Versorgungsspannung Ub und einen Massepotential GND. Die Ausgänge A1, A2 der Ausgangssignale sind der jeweiligen Leuchtdiode L1, L2 über den Transistor T1, T2 zugeführt.

UG ist gleichzeitig auch die Steuerspannung für die Transistoren T1, T2, die vorzugsweise als MOSFET ausgeführt sind. Damit lässt sich die Lichtintensität beeinflussen bzw. steuern. R1, R2 dienen bei hochohmigem Ausgangszustand von A1, A2 als Entladungswiderstände für T1, T2, insbesondere, wenn diese als MOS-FET ausgeführt sind.

Den Eingängen C der Flip-Flops F1, F2 ist von einer nicht dargestellten Steuereinheit ein Clock-Signal CLK zugeführt. Dem ersten Flip-Flop F1 wird ein Eingangssignal D1 auf einen Eingang D zugeführt. Das Signal am Ausgang A1 des ersten Flip-Flops F1 ist als Eingangssignal D2 dem Eingang D des zweiten Flip-Flops F2 zugeführt.

Weiterhin ist ein an die Steuereinheit angeschlossener Output-Enable-Eingang OE vorgesehen. An den Output-Enable-Eingang OE schließt eine Output-Enable-Leitung 9 an, die zu den Verstärkern V1, V2 der Flip-Flops F1, F2 geführt ist.

Die Funktionsweise der von der Steuereinheit gesteuerten Senderansteuerung gemäß 2 wird im Folgenden anhand der Zeitdiagramme von 3 erläutert.

Am Eingang D des ersten Flip-Flops F1 wird von der Steuereinheit ein Signal mit dem Signalwert 1 (High) eingespeist (D1) und mit der steigenden Flanke des Clock-Signals CLK wird zum Zeitpunkt t1 das Flip-Flop F1 gesetzt und damit adressiert. Das gespeicherte Ausgangssignal am Ausgang Q des Flip-Flops F1 steht am Verstärker V1 zur Weiterverarbeitung an. Mittels des Output-Enable-Eingangs OE wird am Ausgang A1 des Verstärkers V1 ein Signal generiert, das vom hochohmigen Zustand in den niederohmigen Zustand geschalten wird. In diesem niederohmigen Signalzustand kann mittels eines Modulationssignals m1, das am Output-Enable-Eingang OE angelegt wird, am Ausgang A1 über den Transistor T1 die zugeordnete Leuchtdiode L1 angesteuert werden. Dieses Modulationssignal m1 weist eine Dauer auf, die so groß ist, dass durch dieses Modulationssignal m1 die Leuchtdiode L1 Lichtpulse aussendet. Durch die spezifische Form des Modulationssiganls m1 kann vorgegeben werden, welche Form beziehungsweise Folge von Lichtpulsen von der Leuchtdiode L1 ermittiert werden.

Nachdem auf diese Weise die erste Leuchtdiode L1 aktiviert wurde, wird zum Zeitpunkt t2 mit der steigenden Flanke des Clock-Signals CLK das zweite Flip-Flop F2 adressiert. Die steigende Flanke des Clock-Signals ist dabei mit dem Output-Enable-Signal am Eingang OE verknüpft bzw. gekoppelt. Durch ein Modulationssignal m1‘, das zu diesem Zeitpunkt t2 am Ausgang A1 aufliegt, wird die Information des Flip-Flops F1 an das zweite Flip-Flop F2 übertragen, in dem die Signale am Ausgang A1, als Eingangssignale D1 auf den Eingang D des Flip-Flop F2 geführt werden. Diese Weitergabe von Informationen des Flip-Flop F1 zum Flip-Flop F2 ist deshalb möglich, da sich über die Signale am Output-Enable-Eingang OE der Ausgang A1 im niederohmigen Zustand befindet und somit die gespeicherte Information des Flip-Flops F1 über den Verstärker V1 an den Ausgang A1 leitet. Das Modulationssignal m1‘ bildet somit ein Steuersignal, das mit dem Clock-Signal CLK für eine Weiterleitung von Informationen von einem Flip-Flop F1 zum nächsten Flip-Flop F2 bewirkt. Mit diesem Modulationssignal m1 als Steuersignal, welches in der Auswerteeinheit 8 im Empfangsteil nicht bewertet wird, wird vor der positiven Flanke des Clock-Signals und vor dem Zeitpunkt t2 an der Leuchtdiode L1 Licht emittiert. In der restlichen Zeit des Steuersignals X2 wird nach dem Zeitpunkt t2 dann die folgende Leuchtdiode L2 entsprechend Licht emittieren, da hier das Flip-Flop F2 bereits adressiert ist. Bei dieser zeitlichen Aufteilung des Steuersignals durch die positive Flanke des Clock-Signals entstehen auf dem angewählten und dem folgenden Lichtstrahl 3 Pseudolichtimpulse, was die Auswerteeinheit 8 zusätzlich belastet.

Um dies zu vermeiden kann dabei das Modulationssignal m1 Inhalt der Dateninformation sein, so dass keine steuerungsbedingten Pseudolichtimpulse emittiert werden, sondern nur Lichtimpulse gesendet werden, die von der Auswerteeinheit 8 im Empfangsteil bewertet werden. Dies wird erreicht, indem das Modulationssignal m1 vergrößert wird und zweckmäßigerweise zeitlich an Modulationssignal m1 angeglichen wird. Gleichzeitig ist der verbleibende Teil X2 des Modulationssignals m1 nach dem Clock-Signal CLK ab dem Zeitpunkt t2 so kurz gewählt, dass das folgende Flip-Flop F2 die Information am Ausgang A1 noch sicher am Eingang D übernehmen kann. Diese gewählte kurze Restzeit von X2 reicht nicht aus, um über das bereits adressierte Flip-Flop F2 und dem Verstärker V2 über den Ausgang A2 mit dem Transistor T2 die Leuchtdiode L2 zum Aussenden von Licht zu bringen. Diese Methode ist nur möglich, da der Transistor T2 und die Leuchtdiode L2 wesentlich langsamer sind als das Flip-Flop F2 mit Verstärker V2. Diese beschriebene Funktionsweise ist auf alle Lichtstrahlen 3 mit den baugleichen Sendern 4 übertragbar.

Eine weitere Methode ist, die Dauer des Modulationssignals m1‘ als Steuersignal so kurz zu halten, dass durch diese die trägere Leuchtdiode L2 über den Transistor T1 nicht aktiviert wird, so dass das Modulationssignal m1‘ keine Aussendung eines Pseudolichtpulses bewirkt. Nach der positiven Flanke des Clock-Signals zum Zeitpunkt t2, verbleibt eine restliche Zeit des Modulationssignals X2 auf dem folgenden Lichtstrahl 3, angewählt durch Flip-Flop F2. Ist diese Zeit von X2‘ so kurz gewählt, dass über den Transistor T2 und der relativ langsamen Leuchtdiode L2 kein Lichtimpuls emittiert wird, so ist das Modulationssignal, bestehend aus m1‘ und X2‘, ein reines Steuersignal zum Lichtstrahlwechsel ohne Bewertung durch die Auswerteeinheit 8.

Anders verhält es sich, wenn man nur die Zeit für X2‘ verlängert, zweckmäßigerweise wie die Impulsdauer des Modulationssignals m2. In diesem Fall kann das verlängerte Modulationssignal X2‘ über den Transistor T2 und die Leuchtdiode L2 einen aktiven Lichtimpuls emittieren. Dieser kann bereits als aktiver Inhalt der übertragenen Information des Modulationssignals m2 sein und von der Auswerteeinheit 8 des Empfangsteils bewertet werden.

Nachdem das Flip-Flop F2 adressiert ist, wird durch ein am Output-Enable-Eingang OE generiertes und dem Ausgang A2 zugeführtes Modulationssignal m2 die Leuchtdiode L2 aktiviert, sodass diese Lichtpulse emittiert.

Den Leuchtdioden L1, L2, ... können durch unterschiedliche Modulationssignale m1, m2, ... unterschiedliche Kennungen aufgeprägt werden. Dadurch sind die Lichtpulse der einzelnen Sender 4 voneinander unterscheidbar und können für die optische Synchronisation und/oder zur Bildung und Trennung von optischen Übertragungskanälen der Lichtvorhänge verwendet werden.

Nach der Aktivierung der zweiten Leuchtdiode L2 können mit weiteren Modulationssignalen mn in Verbindung mit der steigenden Flanke des Clock-Signals CLK zum Zeitpunkt t3 die Informationen des Flip-Flops F2 an das nächste (in 2 nicht mehr dargestellte) Flip-Flop Fn übertragen werden, so dass diese nach deren Adressierung über die Modulationssignale mn am Output-Enable-Eingang OE zur Aussendung von Lichtpulsen aktiviert werden.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise können die Transistoren T1, T2, ... auch als MOSFET ausgebildet sein. Auch können anstelle von NPN-Transistoren auch PNP-Transistoren verwendet werden, wobei sich dann eine inverse Logikstruktur ergibt.

Bezugszeichenliste

1
Lichtvorhang
2
Sendereinheit
3
Lichtstrahl
4
Sender
5
Empfängereinheit
6
Empfänger
7
Sendeansteuerung
8
Auswerteeinheit
9
Output-Enable-Leitung
OE
Output-Enable-Eingang
V1
Verstärker
V2
Verstärker
F1
Flip-Flop
F2
Flip-Flop
L1
Leuchtdiode
L2
Leuchtdiode
T1
Transistor
T2
Transistor
UL
Versorgungsspannung
Ub
Versorgungsspannung
UG
Spannung
Q
Ausgang
R1
Widerstand
R2
Widerstand
A1
Ausgang
A2
Ausgang
CLK
Clock-Signal
D
Eingang
D1
Eingangssignal
D2
Eingangssignal
t1
Zeitpunkt
t2
Zeitpunkt
t3
Zeitpunkt
m1
Modulationssignal
m1
Modulationssignal
m2
Modulationssignal
m2
Modulationssignal
GND
Massepotential