CH651387A5 - DISTANCE MEASURING DEVICE, IN PARTICULAR FOR PHOTOGRAPHIC CAMERAS. - Google Patents

DISTANCE MEASURING DEVICE, IN PARTICULAR FOR PHOTOGRAPHIC CAMERAS. Download PDF

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CH651387A5
CH651387A5 CH7372/80A CH737280A CH651387A5 CH 651387 A5 CH651387 A5 CH 651387A5 CH 7372/80 A CH7372/80 A CH 7372/80A CH 737280 A CH737280 A CH 737280A CH 651387 A5 CH651387 A5 CH 651387A5
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CH
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echo
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signals
stage
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Application number
CH7372/80A
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German (de)
Inventor
John M Reynard
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Polaroid Corp
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Description

Die Erfindung betrifft eine Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere für photographische Kameras, mit einem Sender zum Abstrahlen eines Impulses zum Messgegenstand, einem Empfänger zur Aufnahme des von diesem Gegenstand rückgestrahlten Echos und einer aus der zwischen Abstrahlen des Impulses und Aufnahme des Echos verstreichenden Laufzeit ein die Entfernung darstellendes Signal ableitenden Schaltung. The invention relates to a distance measuring device, in particular for photographic cameras, with a transmitter for emitting a pulse to the object to be measured, a receiver for receiving the echo reflected by this object and a signal representing the distance from the time elapsing between emitting the pulse and recording the echo dissipative circuit.

In Apparaten, in welchen Ultraschall-Entfernungsmesser Anwendung finden, wie beispielsweise in photographischen Kameras nach der US-Patentanmeldung Ser.No. 3 371 vom 15. Jänner 1979 (nachfolgend US-PA 3 371/79 genannt), wird ein Rückstrahl- oder Echoimpuls, der von einem zwecks Ermittlung der Entfernung eines Zielgegenstandes von der Kamera ausgesandten Ultraschallimpuls ausgelöst worden ist, im Entfernungsmesser der Kamera verwertet, um auf Grund der entfernungsabhängigen Laufzeit dieses Impulses eine automatische Scharfeinstellung des Kameraobjektivs auf den Zielgegenstand zu bewirken. Solche Entfernungsmesser sind der Einwirkung von Störsignalen und/oder Rauschsignalen ausgesetzt, die vom Entfernungsmesser erzeugt oder aufgenommen werden. Wenn ein Störsignal nach der Aussendung eines Messimpulses, aber vor dem Eintreffen eines Echoimpulses empfangen wird, kann er eine Fehleinstellung des Ka-, meraobjektivs zur Folge haben. In apparatuses in which ultrasound range finders are used, such as, for example, in photographic cameras according to the US patent application Ser.No. 3,371 of January 15, 1979 (hereinafter referred to as US-PA 3,371 / 79), a retroreflective or echo pulse, which was triggered by an ultrasound pulse emitted from the camera to determine the distance of a target object, is used in the rangefinder of the camera, to automatically focus the camera lens on the target object due to the distance-dependent duration of this pulse. Such range finders are exposed to interference signals and / or noise signals that are generated or recorded by the range finder. If an interference signal is received after the transmission of a measurement pulse but before the arrival of an echo pulse, it can result in an incorrect setting of the camera lens.

Um die Empfindlichkeit solcher Entfernungsmesser auf Störsignale und/oder elektronische Rauschen herabzusetzen, werden nach der vorstehend zitierten US-PA 3 371/79 alle In order to reduce the sensitivity of such range finders to interference signals and / or electronic noise, all of them are described in US Pat. No. 3,371 / 79 cited above

über einem vorgegebenen Schwellenwert liegenden Empfangssignale mittels einer Kapazität integriert. Ein zur weiteren Verwertung bestimmtes Gegenstandsechosignal wird dabei im Entferungsmesser jeweils erst dann erzeugt, wenn die Spannung an der integrierenden Kapazität einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Received signals above a predetermined threshold value are integrated by means of a capacitance. An object echo signal intended for further utilization is only generated in the range finder when the voltage across the integrating capacitance exceeds a predetermined threshold value.

Die Dauer und Gestalt eines von einem Zielgegenstand kommenden Echosignales hängt nun aber von verschiedenen Variablen ab, wie etwa von der Gegenstandsentfernung, der Gestalt des Zielgegenstandes, der Wegdifferenz zwischen verschiedenen Teilen des rückgestrahlten Signales usw., weshalb die beschriebene Verwendung eines Integrators zur Verminderung der Empfindlichkeit des Entfernungsmessers für Störsignale zu Entfernungsmessfehlern führen kann. The duration and shape of an echo signal coming from a target object now depends on various variables, such as the object distance, the shape of the target object, the path difference between different parts of the reflected signal, etc., which is why the described use of an integrator to reduce the sensitivity of the distance meter for interference signals can lead to distance measuring errors.

Störsignale können von verschiedenen Quellen herrühren. Bei Entfernungsmessern der vorstehend geschilderten Gattung wird beispielsweise die Ultraschallenergie von einem elektrostatischen Wandler sowohl ausgesendet als auch empfangen. Ein solcher Wandler weist eine schwingfähige Membrane auf, die einerseits im Sendebetrieb von relativ starken hochfrequenten elektrischen Signalimpulsen in Schwingungen versetzt wird und diese in Ultraschallimpulse umwandelt, anderseits aber im Empfangsbetrieb von relativ schwachen Echoimpulsen früher ausgesandter Ultraschallimpulse in Schwingungen versetzt wird und diese in elektrische Echosignale umwandelt. Wandler dieser Gattung haben für Sende-und Empfangsbetrieb gemeinsame Ein- bzw. Ausgangsklemmen, und deshalb muss die zur Aufnahme der Echosignale dienende Empfangsschaltung bezüglich der während des Sendebetriebes an den Wandlerklemmen wirksamen starken Sendesignale ausgeblendet, d.h. durch eingangsseitige Sperrung unwirksam gemacht werden. Diese Ausblendung der Empfangsschaltung wird jeweils kurzzeitig nach der Beendigung eines Sendeimpulses wieder aufgehoben. Bei einigen Wandlern gerät die Membrane nach vollständigem Abklingen ihrer von den Sendeimpulsen verursachten Schwingungen und nach der Freigabe der Empfangsschaltung für die Signalaufnahme seitens der Wandlerklemmen neuerlich in Schwingungen, die ähnlich Schwebungen verlaufen. Diese Membran-schwebung bilden Störsignale, die Echosignale vertauschen und so zu einer Fehleinstellung des Kameraobjektivs führen können. Interference signals can come from various sources. In the case of range finders of the type described above, for example, the ultrasonic energy is both transmitted and received by an electrostatic converter. Such a transducer has an oscillatable diaphragm which, on the one hand, is made to vibrate in the transmission mode by relatively strong high-frequency electrical signal pulses and converts it into ultrasound pulses, but, on the other hand, is vibrated in the receiving mode by relatively weak echo pulses of previously transmitted ultrasound pulses and converts them into electrical echo signals . Transducers of this type have common input and output terminals for transmit and receive operation, and therefore the receive circuit used to receive the echo signals must be masked out with respect to the strong transmit signals effective at the transducer terminals during transmit operation, i.e. be made ineffective by blocking on the input side. This suppression of the reception circuit is canceled again briefly after the end of a transmission pulse. With some transducers, after the vibrations caused by the transmission pulses have completely subsided and after the receiving circuit has been released for signal reception by the transducer terminals, the diaphragm again vibrates in a similar manner. These membrane beats form interference signals that interchange echo signals and can therefore lead to incorrect adjustment of the camera lens.

Der in der US-PA 3 371/79 beschriebene Entfernungsmesser für eine Kamera mit automatischer Scharfeinstellung enthält einen Empfänger mit veränderlicher Verstärkung, dessen Verstärkungsgrad in einer Reihe von Stufen in Abhängigkeit von der Laufzeit der Messimpulse verändert wird. Durch eine Erhöhung der Verstärkung mit zunehmender Laufzeit kann der Unterschied zwischen den Signalstärken der von nahen und fernen Zielgegenständen kommenden Echosignale kompensiert werden. Wenn der Verstärkungsgrad stufenweise geändert wird, tritt in den Änderungszeitpunkten kurzzeitig ein elektronisches Rauschen auf, das ebenfalls zu einer eine Fehleinstellung des Kameraobjektives verursachenden Empfangsstörung führen kann. The range finder described in US Pat. No. 3,371 / 79 for a camera with automatic focusing contains a receiver with variable gain, the degree of gain of which is changed in a number of stages depending on the transit time of the measuring pulses. By increasing the gain with increasing transit time, the difference between the signal strengths of the echo signals coming from near and far target objects can be compensated. If the degree of amplification is changed step by step, electronic noise occurs briefly at the time of the change, which can likewise lead to a reception disturbance which causes an incorrect setting of the camera lens.

Die Amplituden aller vorstehend angeführten Stör- und Rauschsignale sind zeitabhängig, und die Signale sind nur von relativ kurzer Dauer. Beispielsweise haben die von Mem-branschwebungen herrührenden Störsignale und die durch eine stufenweise Änderung des Verstärkungsgrades des Empfängers verursachten StÖrsignale eine Dauer in der Grössen-ordnung von 200 |is. The amplitudes of all the above-mentioned interference and noise signals are time-dependent, and the signals are only of relatively short duration. For example, the interference signals resulting from membrane swings and the interference signals caused by a gradual change in the degree of amplification of the receiver have a duration of the order of magnitude of 200 | is.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Entfernungsmessvorrichtung anzugeben, welche die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist. The object of the present invention is to provide a distance measuring device which does not have the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird bei den Entfernungsmessvorrichtungen der eingangs genannten Art erfmdungsgemäss so gelöst, According to the invention, this object is achieved in the case of the distance measuring devices of the type mentioned at the beginning,

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

651 387 651 387

wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist. as defined in the characterizing part of claim 1.

Beispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen: Examples of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit jenen Teilen eines älteren und nach dem Rückstrahlprinzip arbeitenden Entfernungsmessers, die zur Unterdrückung von Stör- und/oder Rauschsignalen dienen; Figure 1 is a block diagram with those parts of an older rangefinder and working on the retroreflective principle, which are used to suppress interference and / or noise signals.

Fig. 2A einen typischen Signal verlauf an den für Sende-und Empfangsbetrieb gemeinsamen Ein- bzw. Ausgangsklemmen des elektrostatischen Wandlers im Entfernungsmesser nach Fig. 1; 2A shows a typical signal at the input and output terminals of the electrostatic converter in the range finder according to FIG. 1, which are common for transmitting and receiving operation;

Fig. 2B den zeitlichen Verlauf der Spannung am Integrator der Störsignal-Unterdrückungseinrichtung nach Fig. 1 ; 2B shows the time course of the voltage at the integrator of the interference signal suppression device according to FIG. 1;

Fig. 2C den zeitlichen Verlauf des wahren Gegenstandsechosignals im Ausgang der Einrichtung nach Fig. 1; 2C shows the time course of the true object echo signal in the output of the device according to FIG. 1;

Fig. 3 ein in grösserem Massstab gehaltenes Diagramm der Spannung am Integrator und des diese Spannung beeinflussenden Signals, ähnlich den Darstellungen in den Fig. 2A und 2B; die 3 shows a diagram of the voltage at the integrator and the signal influencing this voltage, which is kept on a larger scale, similar to the representations in FIGS. 2A and 2B; the

Fig. 4A und 4B den Verlauf eines Gegenstandsechosigna-les, das von einem relativ fernen bzw. von einem relativ nahen Gegenstand kommt, nach Verstärkung; 4A and 4B show the course of an object echo signal, which comes from a relatively distant or from a relatively close object, after amplification;

Fig. 5 ein in grösserem Massstab gehaltenes Diagramm zweier Echosignale wesentlich verschiedener Signalstärke; 5 shows a diagram on a larger scale of two echo signals of substantially different signal strength;

Fig. 6 ein Blockschaltbild des Entfernungsmessers mit einer vorteilhaften Ausführung der Einrichtung zur Unterdrük-kung von Störsignalen. 6 shows a block diagram of the range finder with an advantageous embodiment of the device for suppressing interference signals.

Fig. 7 ein logisches Flussdiagramm, welches die Erkennung von wahren Echosignalen mit der Schaltung nach Fig. 6 erläutert, und FIG. 7 is a logic flow diagram which explains the detection of true echo signals with the circuit according to FIG. 6, and

Fig. 8 ein Diagramm des Signalverlaufes im Bereich eines wahren Echosignals sowie des zugehörigen Spannungsverlaufes am Integrator. 8 shows a diagram of the signal curve in the area of a true echo signal and the associated voltage curve at the integrator.

Die bevorzugte Ausführungsform des vorliegenden Entfernungsmessers wird unter Bezugnahme auf den Ultra-schall-Entfernungsmesser nach der schon erwähnten US-PA 3 371/79 beschrieben werden, und zur Erleichterung dieser Beschreibung ist in Fig. 1 die bei diesem Entfernungsmesser vorgesehene Einrichtung zur Unterdrückung von Störsignalen im Blockschaltbild dargestellt. The preferred embodiment of the present rangefinder will be described with reference to the ultrasonic rangefinder according to the previously mentioned US-PA 3 371/79, and to facilitate this description in Fig. 1 the device for suppressing interference signals provided in this rangefinder shown in the block diagram.

In Fig. 1 ist ein Taktgeber 12 erkennbar, der eine Zeitbasis für das gesamte Messsystem festlegt und über einen handbedienten Schalter 16 mit einer nur durch einen Pol 14 angedeuteten Speisebatterie verbunden werden kann. Bei Schliessen des Schalters 16 wird im Taktgeber 12 ein Hochfrequenzgenerator erregt, dessen Ausgangssignal durch Frequenzteilung erniedrigt wird und sodann als Zeitbasis oder Taktsignal für alle in einer vorgegebenen zeitlichen Beziehung zueinander ablaufenden Funktionen des Entfernungsmessers dient. 1 shows a clock generator 12 which defines a time base for the entire measuring system and can be connected via a manually operated switch 16 to a supply battery indicated only by a pole 14. When the switch 16 is closed, a high-frequency generator is excited in the clock generator 12, the output signal of which is lowered by frequency division and then serves as a time base or clock signal for all functions of the range finder which are carried out in a predetermined time relationship.

Durch Schliessen des Schalters 16 werden über eine Leitung 11 auch andere Bestandteile des Messsystems mit dem Batteriepol 14 verbunden. Wenn der Taktgeber 12 durch Schliessen des Schalters 16 eingeschaltet wird, wirkt sein Ausgangssignal auf eine Sende- und Ausblendstufe 18, die ihrerseits über eine Leitung 22 ein Signal an die Klemmen eines elektrostatischen Wandlers 20 legt, wodurch dieser einen Ultraschallimpuls gegen einen messtechnisch zu erfassenden Zielgegenstand richtet. By closing the switch 16, other components of the measuring system are also connected to the battery pole 14 via a line 11. When the clock generator 12 is switched on by closing the switch 16, its output signal acts on a transmission and fade-out stage 18, which in turn sends a signal to the terminals of an electrostatic converter 20 via a line 22, as a result of which an ultrasonic pulse is generated against a target object to be measured judges.

Der Empfangsteil des Entfernungsmessers ist mit dem Wandler 20 über die Sende- und Ausblendstufe 18, einen nicht dargestellten Vollweggleichrichter und eine Leitung 24 verbunden. Da die Eingangsklemmen des Wandlers 20 für den Sendebetrieb identisch mit dessen Ausgangsklemmen für den Empfangsbetrieb sind, ist es wichtig, dass die Sendesignale an einem Eintritt in die Leitung 24 gehindert werden, damit Empfangsstörungen vermieden und im Empfänger nicht Sende- und Echosignale verwechselt werden können. The receiving part of the range finder is connected to the converter 20 via the transmitting and masking stage 18, a full-wave rectifier (not shown) and a line 24. Since the input terminals of transducer 20 for transmit mode are identical to its output terminals for receive mode, it is important that the transmit signals are prevented from entering line 24 so that reception interference is avoided and transmit and echo signals cannot be confused in the receiver.

Das wird durch eine zeitweilige Ausblendung bzw. Sperrung der Leitung 24 jeweils bei der Übertragung eines Sendeimpulses zu den Klemmen des Wandlers 20 in der Sende- und Ausblendstufe 18 erreicht, wobei diese Ausblendung während der 5 gesamten Übertragungszeit des Sendeimpulses und wegen der nachfolgenden Ausschwingvorgänge noch etwas darüber hinaus erfolgt. This is achieved by temporarily fading out or blocking the line 24 each time a transmission pulse is transmitted to the terminals of the converter 20 in the transmission and fading stage 18, this fading out during the entire transmission time of the transmission pulse and because of the subsequent decay processes beyond that.

Wenn die Leitung 24 nicht gesperrt ist, nimmt sie über die io Sende-und Ausblendstufe 18 und den schon erwähnten, nicht dargestellten Vollweggleichrichter jeweils dann, wenn der Wandler 20 ein Echo von einem früher ausgesendeten Ultraschallimpuls empfängt, ein elektrisches Signal auf. Wenn das von der Leitung 24 aufgenommene Empfangssignal einen 15 vorgegebenen, von einem Schwellenwertdetektor 26 festgelegten Betrag erreicht oder übersteigt, wird von diesem Detektor ein Gatter 28 geöffnet, wodurch eine als Integrator dienende Kapazität 30 an eine Konstantstromquelle 32 angeschaltet wird. Sobald die Spannung an der integrierenden Kapazität 20 30 einen vorgegebenen, von einem Schwellenwertdetektor 34 festgelegten Betrag erreicht oder übersteigt, wird eine Schaltstufe 36, die z.B. als Schmitt-Trigger ausgebildet sein kann, leitend und liefert an ihrem Ausgang ein Gegenstandsechosignal 38. If the line 24 is not blocked, it receives an electrical signal via the io transmission and masking stage 18 and the full-wave rectifier, not already mentioned, each time the converter 20 receives an echo from a previously transmitted ultrasound pulse. When the received signal received by line 24 reaches or exceeds a predetermined amount determined by a threshold detector 26, a gate 28 is opened by this detector, whereby a capacitor 30 serving as an integrator is connected to a constant current source 32. As soon as the voltage across the integrating capacitance 20 30 reaches or exceeds a predetermined amount, which is determined by a threshold value detector 34, a switching stage 36, e.g. can be designed as a Schmitt trigger, conductive and delivers an object echo signal 38 at its output.

25 Das Gegenstandsechosignal 38 wird anschliessend mit weiteren Signalen des Entfernungsmessers kombiniert, um die gesuchte Gegenstandsentfernung zu ermitteln, doch ist dieser Vorgang nicht mehr wesentlich für die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung zur Unterdrückung von 30 Störsignalen. Einzelheiten der die Gegenstandsentfernung ermittelnden Teile des Entfernungsmessers sind in der schon erwähnten US-PA 3 371/79 beschrieben. 25 The object echo signal 38 is then combined with further signals from the range finder in order to determine the object distance sought, but this process is no longer essential for the functioning of the device described above for suppressing 30 interference signals. Details of the parts of the range finder which determine the object distance are described in the already mentioned US Pat. No. 3,371 / 79.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der älteren, in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Unterdrückung von Stör-35 Signalen soll nun noch auf den typischen, in Fig. 2A dargestellten Sende- und Empfangssignalverlauf im Entfernungsmesser sowie auf den entsprechenden, in Fig. 2B dargestellten Verlauf der Spannung am Integrator dieser Einrichtung eingegangen werden, von der schliesslich das abgestufte Gegen-40 standsechosignal 38 gemäss Fig. 2C abgeleitet wird. To better understand the mode of operation of the older device for suppressing interference signals shown in FIG. 1, reference should now be made to the typical transmission and reception signal curve shown in FIG. 2A in the range finder and to the corresponding curve shown in FIG. 2B of the voltage at the integrator of this device, from which the graded object echo signal 38 according to FIG. 2C is ultimately derived.

Fig. 2A ist ein Oszillogramm einer Folge von Sende- und Empfangssignalen, die an den Klemmen des elektrostatischen Wandlers 20 in Fig. 1 aufgetreten und verstärkt worden sind. FIG. 2A is an oscillogram of a sequence of transmit and receive signals that have occurred and amplified at the terminals of the electrostatic converter 20 in FIG. 1.

Das Mehrfrequenz-Sendesignal 40, das mehrere Frequen-4S zen im Bereich von 50 bis 60 kHz enthält, wird beispielsweise während 1,1 ms an die Klemmen des Wandlers 20 angelegt. Die dadurch bewirkten Schwingungen der Membrane des Wandlers 20 klingen nach weiteren etwa 0,3 ms vollständig ab. Die schon erläuterten «Schwebungserscheinungen» im 50 Wandler treten etwa an den mit 42 und 44 bezeichneten Stellen nach dem vollständigen Abklingen der Nutzschwingungen des Wandlers 20 auf. Die erste Schwebung bei 42 liegt unter der vom Schwellenwertdetektor 26 festgelegten Schwelle 46, und deshalb bleibt die Spannung an der integrierenden 55 Kapazität 30 auf ihrem ursprünglichen Wert Null. Selbst wenn aber die Schwebung 42 die Schwelle 46 übersteigen sollte, würde nur ein sehr geringer Anteil davon eine Ladung der integrierenden Kapazität 30 über die Konstantstromquelle 32 bewirken, weil der Eingang des Empfängers des 60 Entfernungsmessers für eine Gesamtzeit von 1,6 ms ausgeblendet wird. Diese Ausblendung macht den Empfänger für alle Signale, die während der Ausblendzeit an den Klemmen des Wandlers 20 erscheinen, unempfindlich. Die zweite Schwebung tritt bei 44 auf und übersteigt die Schwelle 46 des 65 Detektors 26, so dass die integrierende Kapazität 30 von der Konstantstromquelle 32 während der Zeit, in welcher die Schwebung 44 die Schwelle 46 übersteigt, aufgeladen wird. Während dieser Zeit wächst die Spannung an der integrieren- The multi-frequency transmission signal 40, which contains a plurality of frequencies 4S in the range from 50 to 60 kHz, is applied to the terminals of the converter 20, for example, for 1.1 ms. The vibrations of the diaphragm of the transducer 20 caused thereby subside completely after a further approximately 0.3 ms. The "beat phenomena" already explained in the 50 transducers occur approximately at the locations designated 42 and 44 after the useful vibrations of the transducer 20 have completely subsided. The first beat at 42 is below the threshold 46 set by the threshold detector 26, and therefore the voltage on the integrating 55 capacitor 30 remains at its original value zero. However, even if the beat 42 should exceed the threshold 46, only a very small proportion of it would charge the integrating capacitance 30 via the constant current source 32 because the input of the receiver of the 60 rangefinder is hidden for a total time of 1.6 ms. This masking makes the receiver insensitive to all signals that appear at the terminals of the converter 20 during the masking time. The second beat occurs at 44 and exceeds the threshold 46 of the detector 26 so that the integrating capacitance 30 is charged by the constant current source 32 during the time that the beat 44 exceeds the threshold 46. During this time, the tension on the integrating

651 387 4 651 387 4

den Kapazität 30 an, erreicht aber ihren Maximalwert 48 Wenn das Signal 68 einen Schwellenwert 72 erreicht oder noch unter dem für die weitere Signalverarbeitung vorgesehe- übersteigt, der beispielsweise durch den Detektor 26 in Fig. 1 nen Schwellenwert 50, der vom Schwellenwertdetektor 34 festgelegt wird, wird die integrierende Kapazität 30 während festgelegt wird; sie sinkt deshalb anschliessend wieder linear einer Zeitspanne 74 gleichmässig aufgeladen. Das Signal 70, auf den Wert Null ab, ohne ein Gegenstandsechosignal 38 s dessen Betrag wesentlich grösser als der des Signals 68 ist, beauszulösen. Weitere Störsignale, die durch Echos von achsfer- wirkt hingegen eine Aufladung der integrierenden Kapazität nen, von Nebenschleifen des Richtdiagramms des Wandlers 30 während einer längeren Zeitspanne 76. Diese Differenz der 20 erfassten Gegenständen hervorgerufen werden, welche Aufladezeiten führt zu einer Differenz der resultierenden Ladern Wandler 20 näher liegen als der Zielgegenstand, erschei- despannungen, welche in weiterer Folge die gemessene Genen bei 52, übersteigen aber die Schwelle 46 nicht. Das ge- io genstandsentfernung von der Stärke der Empfangssignale abwünschte, einem Echo vom Zielgegenstand entsprechende hängig macht. the capacitance 30, but reaches its maximum value 48 when the signal 68 reaches a threshold value 72 or even exceeds that provided for further signal processing, for example by the detector 26 in FIG. 1, a threshold value 50 which is determined by the threshold value detector 34 , the integrating capacity 30 is set while; it then drops linearly again over a period of time 74 evenly charged. The signal 70 decreases to the value zero without triggering an object echo signal 38 s whose amount is significantly greater than that of the signal 68. Other interfering signals, which, on the other hand, cause echoes from the axle to charge the integrating capacitance, from secondary loops of the directional diagram of the converter 30 for a longer period of time 76. This difference in the 20 detected objects is caused, which charging times lead to a difference in the resulting charger converter 20 are closer than the target object, apparent voltages, which subsequently measure the measured genes at 52, but do not exceed the threshold 46. The object distance desired from the strength of the received signals depends on an echo from the target object.

Empfangssignal 54 übersteigt schliesslich die vom Detektor Nach dieser Einleitung kann auf die in Fig. 6 im Block-26 festgelegte Schwelle 46 während einer erheblichen Zeit, in- Schaltbild gezeigte Einrichtung zur Unterdrückung von Stör-nerhalb welcher die linear anwachsende Spannung an der in- Signalen und elektronischem Rauschen bei einem Ultraschall-tegrierenden Kapazität 30 bei 56 die Schwelle 50 übersteigen is Entfernungsmesser eingegangen werden. Gemäss Fig. 6 ist ein kann, so dass der Detektor 34 die Schaltstufe 36 in den leiten- Taktgeber 78 über einen handbedienten Schalter 82 an eine den Zustand versetzt und im Ausgang derselben ein Gegen- nur durch einen Pol 80 angedeutete Speisebatterie anschalt-standsechosignal 38 erscheint. bar. Nach Schliessen des Schalters 82 wird im Taktgenerator Die integrierende Kapazität 30 wirkt, wie schon erläutert, 78 ein Hochfrequenzoszillator erregt, dessen Ausgangssignal stets integrierend, wenn ein verstärktes tatsächliches oder 20 in der Frequenz geteilt wird und sodann als Zeitbasis oder Bescheinbares Echosignal die Schwelle 46 übersteigt. Wenn an- zugstakt für alle in zeitlicher Beziehung zueinander stehenden derseits der Betrag des scheinbaren oder tatsächlichen Echosi- Funktionen im Entfernungsmesser dient. Durch das Schlies-gnales unter die Schwelle 46 absinkt, nimmt die Spannung an sen des Schalters 82 wird über eine Leitung 81 auch an andere der integrierenden Kapazität linear auf den Wert Null ab. Der Bestandteile des Entfernungsmessers Betriebsspannung ange-Spannungsverlauf an der integrierenden Kapazität 30 und ein 2s legt. Nach Einschaltung des Taktgebers 78 gelangt von die-zeitlich gedehnter Teil eines Empfangssignales, welches diesen sem ein Ausgangssignal an eine Sende- und Ausblendstufe 84, Spannungsverlauf verursacht, sind in Fig. 3 dargestellt. Wäh- welche sodann über eine Leitung 88 ein Sendesignal an die für rend der Zeitintervalle 58 und 60 erreicht oder übersteigt das Sende- und Empfangsbetrieb gemeinsamen Klemmen eines verstärkte Empfangssignal einen Schwellenwert 62 und löst elektrostatischen Wandlers 88 anlegt und diesen zur Aussen-dadurch einen linearen Spannungsanstieg an der integrieren- 30 dung eines Ultraschallimpulses gegen einen Zielgegenstand den Kapazität 30 durch Aufladung derselben seitens der Kon- veranlasst, dessen Entfernung gemessen werden soll. Der stantstromquelle 32 aus. Zu allen anderen Zeitpunkten Empfangsteil des Entfernungsmessers ist mit dem Wandler 86 nimmt die Spannung an der integrierenden Kapazität entwe- über die Sende- und Ausblendstufe 84, einem nicht dargestell-der ab oder sie verbleibt beim Wert Null. Wegen der relativ ten Vollweggleichrichter und eine Leitung 90 verbunden. Wie langen Abklingzeit der Spannung an der integrierenden Ka- 35 schon im Zusammenhang mit der in Fig. 1 gezeigten älteren pazität 30 (Fig. 1) nach dem Absinken eines Störsignals unter Einrichtung zur Unterdrückung von Störsignalen ausgeführt den Schwellenwert 62, soll dieser Schwellenwert relativ hoch worden ist, ist es wesentlich, dass die an den Klemmen des liegen, um die Gefahr einer überlagerten Aufladung der inte- Wandlers 86 erscheinenden Sendesignale an einem Eintritt in grierenden Kapazität durch ein nachfolgendes Störsignal, die die Leitung 90 gehindert werden, um eine Störung des Emp-ein falsches Nutzechosignal auslösen könnte, möglichst klein 40 fangsteiles des Entfernungsmessers zu vermeiden. Received signal 54 finally exceeds that from the detector. After this introduction, the device shown in block diagram 26 in FIG. 6 for a considerable time can suppress interference in order to suppress interference within which the linearly increasing voltage on the in signals and electronic noise in the case of an ultrasound-tegrating capacitance 30 at 56 exceeding the threshold 50, a range finder is received. According to FIG. 6, one can, so that the detector 34 switches the switching stage 36 into the master clock 78 via a manually operated switch 82 to one of the states and in the output thereof a counter battery signal indicated only by a pole 80 turns on echo signal 38 appears. bar. After closing the switch 82, the integrating capacitance 30, as already explained, 78 excites a high-frequency oscillator in the clock generator, whose output signal always integrates when an amplified actual frequency or 20 is divided in frequency and then exceeds the threshold 46 as a time base or a certifiable echo signal . If, on the other hand, the magnitude of the apparent or actual echo functions in the rangefinder serves for all those related to one another in time. As a result of the closing signal falling below the threshold 46, the voltage across the switch 82 also decreases linearly to the value of zero via a line 81 to others of the integrating capacitance. The components of the rangefinder operating voltage set voltage curve at the integrating capacitor 30 and a 2s. After the clock generator 78 has been switched on, the time-stretched part of a received signal, which causes this sem an output signal to a transmit and fade-out stage 84, voltage curve, is shown in FIG. 3. While then a line 88 sends a transmission signal to the terminals for the time intervals 58 and 60, or the transmission and reception mode common terminals of an amplified reception signal exceeds a threshold value 62 and releases electrostatic converter 88 and applies this to the outside, thereby causing a linear voltage rise on the integration of an ultrasound pulse against a target object, the capacitance 30 is caused by the Kon charging the same, the distance of which is to be measured. The current source 32 from. At all other times, the receiving part of the range finder is with the converter 86, the voltage across the integrating capacitance either decreases via the transmitting and masking stage 84, one not shown, or it remains at the value zero. Because of the relatively ten full wave rectifier and a line 90 connected. As long as the decay time of the voltage at the integrating capacitor 35 already executes the threshold value 62 in connection with the older capacitance 30 shown in FIG. 1 (FIG. 1) after a noise signal has dropped by means for suppressing noise signals, this threshold value should be relatively high , it is essential that the transmission signals appearing at the terminals of the, in order to avoid the risk of superimposed charging of the integrated converter 86, from entering into capacitive capacitance due to a subsequent interference signal which prevents the line 90 from interfering with the Emp-could trigger a false useful echo signal, avoiding as small a portion of the range finder as possible.

zu halten. Diesem Zweck dient eine Ausblendschaltung in der Sen- to keep. A blanking circuit in the transmitter serves this purpose.

Typische verstärkte Empfangssignale, die Echos von ei- de- und Ausblendstufe 84, die in gleicher Weise arbeitet wie nem Zielgegenstand darstellen, haben einen Verlauf gemäss die Ausblendschaltung in der Stufe 18 von Fig. 1. Typical amplified received signals, the echoes from the emitting and masking stage 84, which operate in the same way as the target object, have a profile according to the masking circuit in the stage 18 of FIG. 1.

Fig. 4A oder 4B. Das in Fig. 4A gezeigte Empfangssignal 64 Wenn die Leitung 90 von der Stufe 84 freigegeben ist und beginnt mit einem relativ hohen Mittelwert und verbleibt bei « vom Wandler 86 beim Empfang eines Echos eines früher ab- . diesem, wogegen das Empfangssignal 66 nach Fig. 4B mit ei- gestrahlten Ultraschall-Sendeimpulses ein elektrischer Signal-nem relativ niedrigen Mittelwert beginnt und sodann auf ei- impuls geliefert wird, wird dieser über die Stufe 84 nach nen relativ hohen Mittelwert übergeht. Das Signal 64 ist ty- Gleichschaltung über die Leitung 90 einer integrierenden Kapisch für ein Echo von einem relativ nahen Zielgegenstand, pazität in einer Abtast- und Auswertestufe 94 zugeführt, in das Signal 66 ist hingegen typisch für ein Echo von einem re- 50 welcher dieses Signal innerhalb von Zeitintervallen, die im lativ fernen Zielgegenstand. Der Unterschied zwischen den Vergleich mit der Gesamtdauer des Empfangssignals relativ Beträgen dieser beiden Echo- oder Empfangssignale kann zur klein sind (z.B. alle 25 |is während eines Empfangssignales Folge haben, dass der Integrator 30 je nach dem Signalverlauf mit einer Dauer von 1,1 ms)stichprobenweise abgetastet wird, den Integrationsvorgang früher oder später beginnt, wodurch Die Kapazität in der Abtast- und Auswertestufe 94 integriert veränderliche, d.h.entfernungsabhängige Entfernungsmess- 55 oder summiert die abgetasteten Signalspannungswerte. Von fehler in das Messsystem eingeführt werden. Diese Fehler sind diesem wird ein Dauersignal abgeleitet, wenn der Betrag der für niedrige Signalpegel in der Nähe der vom Detektor 26 Summe der abgetasteten Spannungswerte zwischen aufeinan-festgelegten Schwelle 46 von grösserer Bedeutung als für we- derfolgenden Abtastungen wächst und wenn die Zuwachsrate sentlich höhere Signalpegel. Die Ursache dieser Fehler lässt für die Gesamtdauer eines erheblichen Teiles des Empfangssisich anhand von Fig. 5 erläutern, in welcher die beiden zeit- 60 gnales gleich oder grösser als ein vorgegebener Minimalwert lieh gedehnten Empfangssignale über der gleichen Zeitlinie ist. Wenn der Betrag der Summenspannung an der integrie-dargestellt sind. renden Kapazität in der Stufe 94 stets zunimmt, was durch 4A or 4B. The receive signal 64 shown in FIG. 4A when line 90 is enabled by stage 84 and begins at a relatively high average and remains at "earlier" from transducer 86 upon receipt of an echo. 4B, with the received signal 66 according to FIG. 4B with an emitted ultrasound transmission pulse, an electrical signal begins with a relatively low mean value and is then supplied with an egg pulse, this is passed over via stage 84 to a relatively high mean value. Signal 64 is ty-synchronized via line 90 to an integrating Kapisch for an echo from a relatively close target object, capacitance in a sampling and evaluation stage 94, whereas signal 66 is typical for an echo from a re- Signal within time intervals that are in the relatively distant target object. The difference between the comparison with the total duration of the received signal and the relative amounts of these two echo or received signals can be too small (for example, every 25 | is during a received signal, the result is that the integrator 30 has a duration of 1.1 ms, depending on the signal curve ) is sampled on a random basis, the integration process begins sooner or later, as a result of which the capacitance in the scanning and evaluation stage 94 integrates variable, distance-dependent distance measuring 55 or sums the sampled signal voltage values. Of errors are introduced into the measuring system. These errors are derived from a continuous signal if the amount of low signal levels in the vicinity of the sum of the voltage values sampled by the detector 26 increases between the fixed threshold 46 of greater importance than for subsequent samples and if the rate of increase significantly higher signal levels . The cause of these errors can be explained for the total duration of a considerable part of the reception with reference to FIG. 5, in which the two received signals stretched over the same time line are equal to or greater than a predetermined minimum value. If the amount of the sum voltage on the integrie are shown. capacity at stage 94 always increases, which by

In Fig. 5 ist von zwei verschieden starken Empfangssigna- eine A V-Betrag-Ermittlungsstufe96festgestelltwird,und wenn len 68 und 70 gleicher Frequenz nur je eine einzelne Periode die Zuwachsrate der Summenspannung gleich oder grösser dargestellt, um zu erläutern, warum in einem Entfernungs- 65 ajs ejn vorgegebener Minimalwert ist, was durch eine A V-Zu- In FIG. 5, an AV amount determination stage 96 is ascertained from two reception signals of different strengths, and if len 68 and 70 of the same frequency are shown only once or more for a single period, the rate of increase of the sum voltage to explain why in a distance 65 ajs ejn is the specified minimum value, which is

messer mit einer der Unterdrückung von Störsignalen dienen- wachsrate-Ermittlungsstufe 98 festgestellt wird, so wird ein den Einrichtung nach Fig. 1 Echosignale mit wesentlich ver- UND-Gatter 100 leitend und beaufschlagt einen der beiden schiedener Signalstärke zu Entfernungsmessfehlern führen. Eingänge eines weiteren UND-Gatters 102. Sobald die Sen- If a knife is used with a wax rate determination stage 98 for suppressing interference signals, an echo signal which conducts the device according to FIG. 1 with a substantially AND gate 100 becomes conductive and applies one of the two different signal strengths to distance measurement errors. Inputs of a further AND gate 102. As soon as the sensor

de- und Ausblendstufe 84 die Leitung 90 in schon beschriebener Weise freigibt, wird über die Leitung 104 ein Intervallzeitgeber 106, der für den hier beschriebenen Entfernungsmesser beispielsweise ein Zeitintervall von 0,6 ms festlegt, gestartet. Wenn das UND-Gatter 100 während der Dauer von 0,6 ms leitend bleibt, wird durch ein im Ausgang des Intervallzeitgebers 106 0,6 ms nach dessen Start auftretendes Signal, das auf den zweiten Eingang des UND-Gatters 102 wirkt, dieses Gatter in den leitenden Zustand versetzt. Wenn das UND-Gatter 102 leitend ist, bewirkt es das Schliessen einer nachfolgenden Schaltstufe 108, die sodann in ihrem Ausgang ein wahres Gegenstandsechosignal 110 liefert. Wenn anderseits die abgetasteten Spannungsbeträge zwischen aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen nicht zunehmen, was von der Stufe 96 festgestellt wird, oder wenn die Zuwachsrate der abgetasteten Spannungswerte kleiner als ein vorgegebener Minimalwert ist, was von der Stufe 98 festgestellt wird, wird ein von den Stufen 96 und 98 beaufschlagtes NAND-Gatter 112 leitend und liefert über eine Leitung 114 ein Rückstellsignal an die Abtast- und Auswertestufe 94 und an den Intervallzeitgeber 106. Dieses Rückstellsignal bewirkt sowohl eine Reduzierung der Spannung an der integrierenden Kapazität in der Abtast- und Auswertestufe 94 auf den Wert Null als auch eine Rückstellung des Zeitgebers 106 auf den Zeitpunkt Null, worauf das nächste Startsignal für den Intervallzeitgeber abgewartet werden muss. fade and fade-out stage 84 releases line 90 in the manner already described, an interval timer 106 is started via line 104, which, for example, defines a time interval of 0.6 ms for the range finder described here. If the AND gate 100 remains conductive for the duration of 0.6 ms, a signal which appears in the output of the interval timer 106 0.6 ms after its start and which acts on the second input of the AND gate 102 turns this gate in transferred the conductive state. If the AND gate 102 is conductive, it causes the closing of a subsequent switching stage 108, which then delivers a true object echo signal 110 in its output. On the other hand, if the sampled voltage amounts between successive scans do not increase, which is determined by the stage 96, or if the rate of increase of the sampled voltage values is less than a predetermined minimum value, which is determined by the stage 98, one of the stages 96 and 98 becomes active NAND gate 112 is conductive and supplies a reset signal to the sampling and evaluation stage 94 and to the interval timer 106 via a line 114. This reset signal both reduces the voltage on the integrating capacitance in the sampling and evaluation stage 94 to the value zero and also resetting the timer 106 to the time zero, after which the next start signal for the interval timer must be waited for.

Nun folgt eine ausführlichere Beschreibung der Einrichtung zur Unterdrückung von Störsignalen und elektronischem Rauschen unter Bezugnahme auf das logische Flussdiagramm nach Fig. 7, das Blockschaltbild nach Fig. 6 und die Darstellung des Signalverlaufes und des entsprechenden Spannungsverlaufes an der integrierenden Kapazität in Fig. There now follows a more detailed description of the device for suppressing interference signals and electronic noise with reference to the logic flow diagram according to FIG. 7, the block diagram according to FIG. 6 and the representation of the signal curve and the corresponding voltage curve at the integrating capacitance in FIG.

8. 8th.

Auf der oberen Zeitlinie in Fig. 8 ist im Signalverlauf insbesondere ein vom Zielgegenstand kommendes Echosignal 54 mit 1,1 ms Dauer erkennbar. Über der unteren Zeitlinie ist in Fig. 8, abhängig von der Stärke der Empfangssignale die jeweilige Spannung an der integrierenden Kapazität der Abtast- und Auswertestufe 94 dargestellt. On the upper time line in FIG. 8, an echo signal 54 coming from the target object with a duration of 1.1 ms can be seen in particular in the signal curve. Depending on the strength of the received signals, the respective voltage across the integrating capacitance of the sampling and evaluation stage 94 is shown above the lower time line in FIG. 8.

Das in Fig. 7 gezeigte Flussdiagramm der Einrichtung zur Störsignalunterdrückung beginnt mit der Rückstellung des Intervallzeitgebers 106 (Fig. 6) auf den Zeitpunkt Null (ST = 0), entsprechend dem Schritt 118 im Flussdiagramm, und der Rückstellung einer Speicherstelle, etwa in einem Digitalrechner, welche Informationen über den Betrag der Summenspannung Vp an der integrierenden Kapazität der Abtast- und Auswertestufe 94 während des vorhergehenden Abtastvorganges gespeichert hat, auf den Spannungswert Null (Vp = 0), entsprechend dem Schritt 120. Die gespeicherte Summenspannung Vp (die beim Schritt 120 den Wert Null angenommen hat) wird laufend von der Spannung Vc an der integrierenden Kapazität abgezogen (A V = Vc- Vp), entsprechend dem Schritt 134. Die Speicherstelle für Vp wird gemäss Schritt 136 auf den neuen Wert eingestellt, der, wie schon erwähnt, gleich dem Betrag der Summenspannung Vc an der integrierenden Kapazität der Abtast- und Auswertestufe 94 ist (Vp = Vc). A V wird nun gemäss Schritt 138 mit einem vorgegebenen kleinen Wert TOL (nahe dem Wert Null) verglichen. Wenn A V den Minimalwert TOL nicht übersteigt (Alternative 140), so bedeutet dies, dass Vc gegenüber dem vorhergehenden Abtastvorgang nicht hinreichend rasch gewachsen ist und das Empfangssignal deshalb bis in die Nähe des Grundrauschens oder in dieses abgesunken ist. Wahre Echosignale können zwar Schwebungserscheinungen zeigen, klingen aber während einer 0,6 ms betragenden Laufdauer des Echos nie bis in den Grundrauschpegel ab. Wenn A V kleiner als TOL ist, liegt daher kein wahres Echosignal vor und die Spannung Vc an der integrierenden Kapazität wird deshalb gemäss Schritt 128 The flow chart of the device for interference signal suppression shown in FIG. 7 begins with the resetting of the interval timer 106 (FIG. 6) to the point in time zero (ST = 0), corresponding to step 118 in the flow chart, and the resetting of a storage location, for example in a digital computer which has stored information about the magnitude of the sum voltage Vp at the integrating capacitance of the sampling and evaluation stage 94 during the previous sampling process to the voltage value zero (Vp = 0), corresponding to step 120. The stored sum voltage Vp (which at step 120 has taken the value zero) is continuously subtracted from the voltage Vc at the integrating capacitance (AV = Vc-Vp), in accordance with step 134. The storage location for Vp is set to the new value in accordance with step 136, which, as already mentioned, is equal to the amount of the sum voltage Vc at the integrating capacitance of the sampling and evaluation stage 94 (Vp = Vc). A V is now compared according to step 138 with a predetermined small value TOL (close to the value zero). If A V does not exceed the minimum value TOL (alternative 140), this means that Vc has not grown with sufficient speed compared to the previous scanning process and the received signal has therefore dropped to or near the background noise. True echo signals can show beat effects, but they never decay to the basic noise level during a duration of the echo of 0.6 ms. Therefore, if A V is less than TOL, there is no true echo signal and the voltage Vc at the integrating capacitance is changed according to step 128

651 387 651 387

wieder auf Null reduziert. Es muss dann gemäss Schritt 130 der nächste Intervallzeitstart abgewartet werden. Wenn anderseits A V grösser als TOL ist (Alternative 142), wird gemäss Schritt 144 die Zeitdauer des abgetasteten Intervalls dem Intervallzeitgeber 106 (Fig. 6) durch den Schritt 144 hinzugezählt und es wird mit Schritt 146 festgestellt, ob die seit der Freigabe des Empfängers verstrichene Zeit den Wert von 0,6 ms überschreitet. Ist das nicht der Fall (Alternative 148), so muss gemäss Schritt 150 wieder das nächste Abtastintervall abgewartet werden. Überschreitet jedoch die verstrichene Zeit den Wert 0,6 ms (Alternative 152), so wird gemäss Schritt 154 ein wahres Gegenstandsechosignal ausgelöst. reduced to zero again. The next interval time start must then be waited for in accordance with step 130. On the other hand, if AV is greater than TOL (alternative 142), the duration of the sampled interval is added to the interval timer 106 (FIG. 6) according to step 144 by step 144, and it is determined with step 146 whether the elapsed time since the receiver was released Time exceeds the value of 0.6 ms. If this is not the case (alternative 148), then the next sampling interval must be waited for again according to step 150. However, if the elapsed time exceeds the value 0.6 ms (alternative 152), a true object echo signal is triggered in accordance with step 154.

In Fig. 8 sind der das Echosignal 54 enthaltende Teil des Signalverlaufes nach Fig. 1A und darunter der dem Echosignal entsprechende Spannungsverlauf 156 an der integrierenden Kapazität der Abtast-und Auswertestufe 94 nach Fig. 6 dargestellt. Das Laden und Entladen der integrierenden Kapazität in der Stufe 94 während vorhergehender Abtastperioden ist in Fig. 8 durch den Spannungsverlauf 158 veranschaulicht. Wenn die Spannung an der integrierenden Kapazität anwächst, muss unterschieden werden, ob es sich um ein Störsignal oder um ein wahres Echosignal handelt. Störsignale haben bei Messsystemen der vorliegenden Art gewöhnlich nicht eine Dauer von 0,6 ms oder mehr. Wenn daher die Steigung des integrierten Signals im Zeidiagramm gegen TOL/ A T geht (wobei AT einem Abtastzeitintervall entspricht), oder wenn die Steigung kleiner als ein vorgegebener Wert ist (wenn A V kleiner als TOL ist), was der Alternative 140 in Fig. 7 entspricht, wird das System in den Anfangszustand zurückgestellt (Schritte 118 und 120), sobald die integrierende Kapazität entladen worden ist (Schritt 128) und das Abtastzeitintervall verstrichen ist (Schritt 130). FIG. 8 shows the part of the signal curve according to FIG. 1A containing the echo signal 54 and below it the voltage curve 156 corresponding to the echo signal at the integrating capacitance of the sampling and evaluation stage 94 according to FIG. 6. The charging and discharging of the integrating capacitance in stage 94 during previous sampling periods is illustrated in FIG. 8 by the voltage curve 158. If the voltage at the integrating capacitance increases, a distinction must be made as to whether it is an interference signal or a true echo signal. Interference signals usually do not last for 0.6 ms or more in measuring systems of the present type. Therefore, if the slope of the integrated signal in the time diagram goes against TOL / AT (where AT corresponds to a sampling time interval), or if the slope is less than a predetermined value (if AV is less than TOL), which corresponds to alternative 140 in FIG. 7 , the system is reset to the initial state (steps 118 and 120) as soon as the integrating capacity has been discharged (step 128) and the sampling time interval has elapsed (step 130).

Dem Stand der Technik angehörende Entfernungsmesssysteme der in Fig. 1 dargestellten Gattung verwerten zur Unterscheidung der Echos vom Zielgegenstand von Störsignalen die Gestalt oder Amplitude der Echoimpulse. Im Gegensatz zu diesen älteren Systemen kann die erfmdungsgemässe Vorrichtung ein Signal, das von der seitens eines ausgewählten Zielgegenstandes rückgestrahlten Energie herrührt, unabhängig von der Gestalt des rückgestrahlten Gegenstandes, von der Signalstärke und von der Impulsform erkennen. Der Ein-treffzeitpunkt der Vorderflanke eines wahren Echosignales kann innerhalb der Grenzen eines Abtastintervalls ermittelt werden, indem die Zeit bestimmt wird, die zwischen dem ersten, ein tatsächliches oder wahres Echo vom Zielgegenstand erfassenden Abtastintervall und der Erzeugung eines tatsächlichen oder wahren Gegenstandsechosignales verstreicht und diese Zeit sodann von der Zeit subtrahiert wird, in welcher das tatsächliche oder wahre Gegenstandsechosignal erzeugt wird. Distance measuring systems of the type shown in FIG. 1, which belong to the prior art, use the shape or amplitude of the echo pulses to distinguish the echoes from the target object of interference signals. In contrast to these older systems, the device according to the invention can recognize a signal which results from the energy reflected by a selected target object, regardless of the shape of the reflected object, the signal strength and the pulse shape. The arrival time of the leading edge of a true echo signal can be determined within the limits of a sampling interval by determining the time that elapses between the first sampling interval that detects an actual or true echo from the target object and the generation of an actual or true object echo signal then subtracted from the time in which the actual or true object echo signal is generated.

Die Schwebungserscheinung 44 in Fig. 1A könnte wohl für ein wahres Signal gehalten werden. Da jedoch solche Schwebungserscheinungen gewöhnlich nicht länger als 140 jxs dauern und auch die Dauer von elektrischen Impulszacken in der Regel nicht 300 ns übersteigt, wird die Spannungsänderung zwischen benachbarten Abtastintervallen schon vor Ablauf der angenommenen Intervallzeit von 0,6 ms kleiner als der Minimalwert TOL sein. Das hat zur Folge, dass solche Schwebungserscheinungen oder elektrische Zacken den Test bei Schritt 138 in Fig. 7 nicht bestehen und den logischen Alternativweg 140 auslösen, wobei Vc auf Null reduziert und ein neuer Abtastvorgang abgewartet wird. Ein wesentlicher Vorteil von Entfernungsmessern nach der Erfindung ist somit ihre Unempfindlichkeit gegen Membranschwebungen und zackenartige Störsignale elektrischer und mechanischer Natur. Die Erzeugung von falschen Gegenstandsechosignalen wird verhindert, weil Störsignale der angegebenen Art nicht den 0,6 ms-Test bestehen. Die Genauigkeit der Entfernungs- The beat phenomenon 44 in FIG. 1A could be thought to be a true signal. However, since such beat phenomena usually do not last longer than 140 jxs and the duration of electrical pulse waves usually does not exceed 300 ns, the voltage change between adjacent sampling intervals will be smaller than the minimum value TOL even before the assumed interval time of 0.6 ms. As a result, such beat phenomena or electrical jags fail the test at step 138 in Fig. 7 and trigger the logical alternative path 140, reducing Vc to zero and waiting for a new scan. A major advantage of range finders according to the invention is thus their insensitivity to membrane swings and jagged interference signals of an electrical and mechanical nature. The generation of false object echo signals is prevented because interference signals of the type specified do not pass the 0.6 ms test. The accuracy of the range

5 5

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

651 387 6 651 387 6

messer wird durch die ausschliessliche Verwertung wahrer dies bei dem einleitend beschriebenen älteren Entfernungs- Knife is made more exclusive by the exclusive utilization of this with the older distance

Echosignale erhöht, die unter Mitberücksichtigung ihrer messer der Fall ist, wodurch die Genauigkeit der Entfer- Echo signals increased, which is the case taking into account their knives, whereby the accuracy of the range

Dauer identifiziert werden, wodurch das Ergebnis der Entfer- nungsmessung verbessert wird. Duration are identified, which improves the result of the distance measurement.

nungsmessung nicht von der angewendeten Verstärkung oder Zusammenfassend kann man zu den Eigenschaften der von der Gestalt der Signale abhängt. s vorliegenden Messvorrichtung folgendes sagen: Die nach dem The measurement of the voltage does not depend on the applied amplification or the sum of the properties which depends on the shape of the signals. s the following measuring device say the following:

In dem typischen, in Fig. 2A dargestellten Signalverlauf Rückstrahlprinzip arbeitende Entfernungsmessvorrichtung hat das wahre Echosignal eine Dauer von 1,1-1,5 ms. Für ein kann die Vorderflanke eines Echosignales deutlich erkennen In the typical retroreflective principle waveform shown in FIG. 2A, the true echo signal has a duration of 1.1-1.5 ms. For one, the leading edge of an echo signal can be clearly recognized

Echosignal dieser Dauer ist empirisch festgestellt worden, und so dieses Signal von Störsignalen unterscheiden. Zwecks dass die Auswertung eines Signalteiles von 0,6 ms Dauer ge- Identifizierung der Vorderflanke von wahren Echosignalen nügt, um das Signal als wahres Echosignal zu erkennen und io und Unterscheidung zwischen wahren und falschen Echosi- Echo signal of this duration has been determined empirically, and so distinguish this signal from interference signals. For the purpose of evaluating a signal section of 0.6 ms duration, identifying the leading edge of true echo signals is sufficient to recognize the signal as a true echo signal and to distinguish between true and false echo signals.

von Störsignalen zu unterscheiden. Die Zeitdauer der Ge- gnalen werden alle empfangenen Signale in Zeitintervallen, to be distinguished from interference signals. The duration of the total is all received signals in time intervals,

samtzahl von Abtastintervallen soll dieser empirisch als aus- die relativ kurz im Vergleich zur Gesamtdauer von wahren reichend ermittelten Teilsignaldauer gleich sein. Diese Zeit- Echosignalen sind, wiederholt stichprobenartig abgetastet dauer von 0,6 ms, während welcher ein empfangenes Signal und die abgetasteten Signalwerte werden summiert, wobei andauern muss, um eines der Testkriterien des Echoerken- is festgestellt wird, ob der Betrag der abgetasteten Signalwerte nungssystems zu befriedigen, ist nicht notwendigerweise für anwächst und ob die Zuwachsrate dieser Signalwerte über ei- the total number of sampling intervals should be empirically the same as the relatively short compared to the total duration of the real, sufficiently determined partial signal duration. These time echo signals are repeatedly sampled for a duration of 0.6 ms, during which a received signal and the sampled signal values are summed, whereby it must continue to determine whether one of the test criteria of the echo recognition system determines whether the amount of the sampled signal value system to satisfy is not necessarily for increasing and whether the rate of increase of these signal values over a

alle Entfernungsmesser, die ein solches Erkennungssystem nem vorgegebenen Minimalwert hegt. Ein für die Entfer- all rangefinders that such a detection system maintains a predetermined minimum value. One for the removal

verwenden, die günstigste. Die Festlegung einer Zeitdauer, nungsmessung zu verwertendes wahres Gegenstandsechosi- use the cheapest. The determination of a period of time to measure the true object echo to be used.

während welcher ein Echosignal kontinuierlich andauern gnal wird im Entfernungsmesser nur dann erzeugt, wenn der muss, ist jedoch für die richtige Arbeitsweise eines solchen Sy- 20 Betrag der Summe der abgetasteten Signalwerte von Abtast- During which an echo signal continuously lasts is only generated in the rangefinder if it has to, but for the correct functioning of such a system, the sum of the sampled signal values of

stems wesentlich. Vorgang zu Abtastvorgang zunimmt und wenn die Zuwachs- essential. Process to scanning process increases and when the increment

Wenn ein wahres Echosignal einlangt, ist A V grösser als raten während einer Zeitspanne, die einen erheblichen Teil TOL (Alternative 142 in Fig. 7) und das Signal dauert länger der Zeitdauer eines vom Zielgegenstand kommenden wahren als 0,6 ms (Alternative 152 in Fig. 7). Diese beiden Kriterien Echosignales ausmacht, über dem vorgegebenen Minimalveranlassen das System, ein wahres Gegenstandsechosignal 25 wert liegen. When a true echo signal arrives, AV is greater than guessing over a period of time that is a significant portion TOL (alternative 142 in FIG. 7) and the signal takes longer than the duration of a true one coming from the target object to be 0.6 ms (alternative 152 in FIG . 7). These two criteria make up an echo signal, above which the minimum cause the system to have a true object echo signal worth 25.

zu liefern (Schritt 154) und ein nachfolgendes Entfernungs- Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Entfernungs-messignal, das stets einer um 0,6 ms kürzeren Laufzeit als das messvorrichtung ist relativ unempfindlich auf Störsignale Gegenstandsechosignal entspricht. Das bedeutet einen kon- und/oder elektronisches Rauschen,hauptsächlich deshalb, stanten Messfehler von etwa 15 cm (0,5 feet), der leicht me- weil sie als Kriterium für die Unterscheidung zwischen wah-chanisch oder elektrisch in der Messvorrichtung kompensiert 30 ren und scheinbaren Echosignalen nicht die Signalamplitude, werden kann, um die Vorderflanke eines elektrischen Signals sondern den Signalverlauf während einer bestimmten Signaleindeutig, wenn auch indirekt, anzuzeigen. dauer heranzieht. Es ergibt sich zwar eine Zeitverzögerung to deliver (step 154) and a subsequent distance measurement signal according to the invention, which always corresponds to a runtime that is 0.6 ms shorter than the measuring device and is relatively insensitive to interference signals, object echo signal. This means a constant and / or electronic noise, mainly because of this, constant measurement errors of about 15 cm (0.5 feet), which is easily compensated for as a criterion for distinguishing between mechanical or electrical in the measuring device and apparent echo signals, not the signal amplitude, can be used to indicate the leading edge of an electrical signal, but rather the signal curve during a specific signal, albeit indirectly. takes time. There is a time delay

Wegen seiner überlegenen Fähigkeit zur Unterdrückung der zur Verwertung ausgewählten Echosignalflanken und davon Störsignalen kann die erfindungsgemässe Vorrichtung mit eine scheinbare Laufzeitänderung, die aber für alle Zielge-alle eintreffenden Signale aufnehmen und nicht nur solche, 35 genstände gleich gross ist und daher leicht auf elektrischem die über einem vorgeschriebenen Schwellenwert liegen, wie oder mechanischem Wege kompensiert werden kann. Because of its superior ability to suppress the echo signal edges selected for processing and the resulting interference signals, the device according to the invention can with an apparent transit time change, but which record all incoming signals for all target objects and not only those objects which are the same size and therefore easily switch over to electrical objects a prescribed threshold of how or mechanical compensation can be used.

C C.

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims (4)

651387 PATENTANSPRÜCHE651387 PATENT CLAIMS 1. Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere für photographische Kameras, mit einem Sender zum Abstrahlen eines Impulses zum Messgegenstand, einem Empfänger zur Aufnahme des von diesem Gegenstand rückgestrahlten Echos und einer aus der zwischen Abstrahlen des Impulses und Aufnahme des Echos verstreichenden Laufzeit ein die Entfernung darstellendes Signal ableitenden Schaltung, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Schaltung (108) eine dem Empfänger (84, 86) nachgeschaltete Diskriminierstufe (94,96,106,100,102) vorgeschaltet ist, die eine wenigstens die Stärke jedes potentiellen Echos in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne auf Vorhandensein eines Mindestwertes überprüfende Abtast- und integrierende Auswertestufe (94) enthält (Fig. 6). 1.Distance measuring device, in particular for photographic cameras, with a transmitter for emitting a pulse to the object to be measured, a receiver for receiving the echo reflected by this object and a circuit which derives the distance from the time elapsing between emitting the pulse and recording the echo , characterized in that this circuit (108) is preceded by a discrimination stage (94,96,106,100,102) which is connected downstream of the receiver (84, 86) and which checks at least the strength of each potential echo in successive time intervals within a predetermined period of time for the presence of a minimum value and integrating evaluation stage (94) contains (Fig. 6). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgang der Abtast- und integrierenden Auswertestufe (94) eine Einrichtung (96) zur Überprüfung, ob das integrierte Signal zwischen den aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen anwächst, und überdies eine Einrichtung (98) vorgesehen ist, die überprüft, ob die Zuwachsrate des integrierten Signals zwischen aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen grösser oder gleich einem vorgegebenen Mindestwert ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that in the output of the scanning and integrating evaluation stage (94) a device (96) for checking whether the integrated signal is growing between the successive scanning processes, and a device (98) is also provided, which checks whether the growth rate of the integrated signal between successive sampling processes is greater than or equal to a predetermined minimum value. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (112,114) zur Rückführung des integrierten Signales auf einen Anfangswert vorgesehen ist, die aktivierbar ist, falls während aufeinanderfolgender Abtastvorgänge das integrierte Signal nicht anwächst oder die Zuwachsrate des integrierten Signals kleiner als der vorgegebene Mindestwert ist. 3. Device according to claim 2, characterized in that a device (112, 114) for returning the integrated signal to an initial value is provided, which can be activated if the integrated signal does not increase during successive scanning processes or the rate of increase of the integrated signal is less than the predetermined one Minimum value is. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Ermittlung des Auftrittszeitpunktes der Vorderflanke eines wahren Echos vorgesehen ist, die von der Zeit, nach welcher das vom Messgegenstand kommende Echo durch die Diskriminierstufe (94,96,106,100,102) identifiziert wird, die vorbestimmte Zeitspanne abzieht. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a device for determining the time of occurrence of the leading edge of a true echo is provided, which identifies the time after which the echo coming from the measurement object by the discrimination stage (94,96,106,100,102) is subtracting the predetermined period of time.
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