Оптическая система для приемника

Всем привет. Интересует такой вопрос - как можно сделать оптическую систему для приемника на фотодиоде (ну или на интегральном типа TSOP), чтобы при попадании луча лазера в некую узкую вертикальную область, приемник его бы видел? Какую то призму сделать или что?
Смысл следующий - источник(лазер) и приемник разнесены примерно на 15 метров. Требуется оперативная настройка луча на приемник. Не видя луч попасть в приемник очень сложно, видимый лазер не очень подходит - все таки приемник ИК. Да и на ярком солнце его тоже не видно. А если сделать такой вертикальный объектив, то можно примерно направить луч в горизонтали и поворачивая излучатель попасть в приемник.
Развертка луча в линию не подходит - нужно регистрировать прерывание луча, а прерывающий предмет может быть мелким.

 

Так надо "поймать" луч по азимуту? Поставить цилиндрическую линзу на излучатель. Вертикально поставил - по азимуту поймал, горизонтально -по высоте. Снял насадку - мелких тварей ловишь по прерыванию. А какая длина волны? (может накурить в комнате - и видно будет чуть-чуть)
Вариант: на излучатель - "крест", а приемник - меньше "твари". Крест самим приемником найти легко.

 

А где про эту цилиндрическую линзу картинку можно посмотреть? чтобы понять какой формы будет луч. Но мне кажется при таком варианте 90% энергии в воздух уйдет и приемник просто не зарегистрирует луч.
А если снять насадку, точка будет светить уже мимо приемника и зарегистрировать не получится.
Пока прикрутил кишки от веб камеры, совместил точку с центром экрана и навожу по видео )))))))

 

Можно просто визир как на теодолите. (одна линзочка и в фокусе зеркальце с процарапанным крестиком). Или оптический искатель, как на телескопе (с увеличением)

 

Видел следующее решение на системе фокусировки лазера на станке фрезерном огромных размеров (десяток метров). Принцип заключается в сегментированном приёмнике (несколько фотодиодов). Вид такой как на рисунке. Каждый сегмент - отдельный диод. Синий сегмент - приёмник информации (там после регулировки сигнал максимален). Сегменты 1,2,3 и 4 нужны для наведения луча. Процесс наведения следующий. Расфокусируем слегка луч и наводим на приёмник. Из-за того, что засветка в точке имеет по интенсивности форму колокола, то на одном сегменте будет засветка больше, чем на других. В сторону этого сегмента => и смещён луч. Если засветка на двух сегментах одинакова, то точка стоит в нуле по одной из оси (вертикальной или горизонтальной). А если все сегменты засвечены равномерно, то луч точно встал в приёмник. Далее, уменьшая точку (фокусируя луч), подправляем настройку по сигналам с сегментированного приёмника. Программу, упрощающую вычисление смещения луча по засветке приёмника, можно легко реализовать на контроллере. Размер приёмника пропорционален размеру пятна засветки на расстоянии 15 м (как у Вас).

 

При перефокусировке луч тоже не вкопанный. С цилиндрической насадкой проще. Просто надо линзу отцентрировать один раз.

 

Солидарен. Но так и система не выключается. Крутишь фокус -> луч смещается -> система показывает - куда -> подправляешь -> крутишь фокус дальше...
Это лишь принцип/идея. Про применимость не скажу, т.к. сам не делал. Поэтому был бы рад, чтобы автор вопроса отписался про то, что он выберет и как это будет работать в его случае.

 

Так при насадке тем более не выключается! А фокусировки они ой какие разные бывают. Чаще всего - хрен подлезешь. (с какой-нибудь подпружиненной линзой). Тут тоже - крутишь насадку - приемник поймал - уже одну ось отловил. А юстировать линзу - поворот на 180° и половину смещения выбрать. По двум осям.

 

Пардон, мыслю категориями AiXiZов. =)
А луч после цилиндрической оптики - тонкая линия? В плане того, что поймать, пусть даже линией, точечный приёмник - это задачка...

 

Пока что сделано так: в тубусе стоит ИК светодиод в фокусе линзы 60мм. и долбит пятном, размер которого равен размеру линзы. Но вокруг основного пятна есть ореол размеры его гораздо больше, но интенсивность меньше.
На тубусе нанесены засечки, по этим засечкам можно прицелиться в датчик, и двигая тубус в стороны поймать датчик.
Теперь почему это не очень хорошо - нужно ловить 2 параллельных луча на расстоянии 15-20 сантиметров, причем независимо. Излучатель из тубуса на приличном расстоянии засвечивает оба датчика своим ореолом. В связи с этим решил попытать лазер. Расфокусировал пятно, чтобы оно было примерно 4-5 см в диаметре. Никаких ореолов - пятно наползло на датчик - датчик сработал, сползло - датчик выключился.
Но прицеливаться цилиндриком, длиной 2 см очень сложно )))
Можно либо вставить его в трубку, и целиться трубкой. Либо попробовать оптический прицел, благо цена их - меньше 200 рублей, заказал, приедут, буду пробовать ))
Если сфокусировать лазер в "точку" (пятнышко 2-5мм) то приходится попадать непосредственно в чувствительную зону датчика. но эта проблема решается - достаточно использовать рефлектор от фонарика и при попадании точки в зону рефлектора датчик уже реагирует.

 

Луч - линия. При расфокусировке лазера - толстая

 

А в короткий вертикальный "столбик" можно сфокусировать чем нибудь легко доставаемым? )), чтобы он на 10метрах допустим высотой 30см был, а шириной - сантиметров 5? ))

 

Цилиндрические пластиковые линзы есть в старых лазерных принтерах, где развертка луча делалась с помощью вращающегося 8-гранного зеркала (типа HP-LaserJet 4 и более ранние). Потом стали применять линейки светодиодные (вроде)

 

Высота "столбика" засветки, если я правильно понимаю, после цилиндрической линзы будет примерно такая же, как диаметр пятна засветки, который был без цилиндрической линзы. Линза не фокусирует свет вдоль оси цилиндра, который образует цилиндрическую линзу.

 

Что то мне кажется, это будет совсем не так )) Надо рисовать как там лучи идут.
Для того, чтобы регулировать угол расхождения луча в виде "линии" получается нужна линза с кривизной тока в одной плоскости.

 

Совершенно правильно кажется. В двух крайних случаях: если лазер уже сфокусирован на объект считай - параллельный пучок, по по оси, параллельной оси цилиндра, он и останется маленьким, а вот в перпендикулярном направлении (если линза положительная), сначала все сойдется в фокусе, а потом начнет все больше расходится. Если на объект сфокусирована по второй оси вместе с цилиндр. линзой, то размажет по оси, параллельной оси цилиндра. Возможно, что в промежуточном варианте - истина. То есть считать надо с возможной расфокусировкой лазера. Когда я давно-давно разбирал HP-LJ мне кажется там радиус акриловой линзы около полуметра - следовательно фокус 25 см (приблизительно).

 

На этом сайте есть рисунок, там для абсолютной цилиндрической линзы в вакууме нарисовано, что линза вдоль оси цилиндра не фокусируются. Да и автор прозрачно намекает:"The power of a cylinder in its axis meridian is zero." Понимаю, что для реальной линзы может быть не всё так просто, но если не фокусирует, то угол расходимости не меняется.
Косяк за мной, они преломляются как в плоскопараллельной пластинке, но при этом угол меняться не должен. bzdynk , внеси ясность, а?

Принял, понял. Линза разворачивает луч в линию в зоне дальше фокуса. А я то думал, что мы работаем в зоне фокуса (примерно) цилиндрической линзы.

 

Трудно добывать вакуум специально для цилиндрической линзы Все правильно. Вдоль оси цилиндра она работает, как плоско-параллельная пластинка (сходимость не меняет, а только сдвигает фокус на D/n (для материала и длины волны).
Вот идея! Для такого неширокого пучка можно рассчитать зональную (бинарную) цилиндрическую или эллиптическую линзу Френеля и вывести ее на фотонаборном апарате для полиграфии (AGFA SelectSet Avantra по-моему имеет 3600 dpi). Потери правда составят не менее 60% по интенсивности (глазом - не заметно (особенно в ИК ) Не знаю насчет непрозрачности для ИК экспонированной фотоэмульсии. Для видимого света плотность потемнения D=4 (стандарт). Я на LinotypeHell Quazar делал D>5.

 

"Чего только Вы, Василий Иванович, ни знаете, где только ни побывали!" Где вы такие аппараты находите?

 

Все очень просто. Есть (было раньше) огромное количество контор, которые правильно использовали фотонаборную полиграфическую технику. Они просто делали вывод (допустим контора "Делай вывод"), а не верстали книжки. Там, где я работал, именно верстали и те же люди (то есть я в одиночестве) выводили цветоделенные пленки на ФНА (фотонаборный аппарат). В результате: нагрузка на аппарат (читай - окупаемость) нулевая.