DD226398A1

DD226398A1 - METHOD AND DEVICE FOR REMOTE MEASUREMENT WITH LED CHAIN

Info

Publication number: DD226398A1
Application number: DD26563784A
Authority: DD
Inventors: Martin Moerl; Wolfgang Richter
Original assignee: Ilmenau Tech Hochschule
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1985-08-21

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, eine automatische Fokussierungsmesseinrichtung mit LED-Kette nach dem Prinzip der Triangulation zu schaffen, bei der die Objektabtastung mittels LED-Kette realisiert wird. Dabei sind in der Sendeeinheit die LED so angeordnet, dass sie in verschiedenen Entfernungen, die festgelegt werden, scharf auf ein Objekt abgebildet werden koennen. Zur entsprechenden Objektabtastung erfolgt das serielle, impulsfoermige Ansteuern der LED, bis in der Empfangseinheit reflektierte Strahlung registriert wird. Durch Kenntnis der dann zuletzt angesteuerten LED kann auf die Entfernung geschlossen werden. Fig. 1The aim of the invention is to provide an automatic LED-chain focusing measuring device according to the principle of triangulation, in which the object scanning is realized by means of an LED chain. In this case, the LEDs are arranged in the transmitting unit in such a way that they can be imaged sharply on an object at different distances which are determined. For the corresponding object scanning, the serial, pulse-shaped driving of the LED takes place until reflected radiation is registered in the receiving unit. By knowing the then last driven LED can be closed to the distance. Fig. 1

Description

Title of the invention

Verfahren und Einrichtung zur Entfernungsmessung mit LED-KetteMethod and device for distance measurement with LED chain

example

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Entfernungsmessung, die nach dem Grundprinzip der Triangulation arbeiten«, Die Entfernungsmeßeinrichtung findet vorrangig in fotografischen Aufnahmekameras als Entfernungsmeßeinrichtung zur automatischen Fokussierung Anwendung, kann jedoch auch in Entfernungsmessern mit ähnlichen Genauigkeitsansprüchen verwendet werden.The invention relates to a method and an apparatus for automatic distance measurement, which operate on the basic principle of triangulation. The distance measuring device is primarily used in photographic recording cameras as distance measuring device for automatic focusing application, but can also be used in rangefinders with similar accuracy claims.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind verschiedene Arten von automatischen Fokussierungsmeßeinrichtungen bekannt, die nach dem Triangulationsprinzip arbeiten. Die Meßeinrichtungen des sogenannten aktiven Typs besitzen eine Strahlungsquelle (ζ, B. Infrarot-LED) und ein Projektionsobjektiv, die so ausgelegt sind, daß das Objekt durch einen projezierten Strahlungsfleck abgetastet werden kann. Das Messen des fokussierten Zustandes erfolgt so, daß die am Objekt reflektierte Strahlung über ein Empfangsobjektiv auf einen strahlungsempfindlichen Sensor (z. B. Infrarot-Fototransistor) gelangt, dessen Ausgangssignal ausgewertet wi rd.Various types of automatic focusing measuring devices are known which operate according to the triangulation principle. The measuring devices of the so-called active type have a radiation source (ζ, B. infrared LED) and a projection lens, which are designed so that the object can be scanned by a projected radiation spot. The measurement of the focused state takes place in such a way that the radiation reflected by the object passes via a receiving objective onto a radiation-sensitive sensor (eg infrared phototransistor) whose output signal is evaluated.

Diese Art von Fokussierungsmeßeinrichtungen arbeitet so, daß zum Abtasten des Objektes durch einen Strahlungsfleck entweder die Strahlungsquelle oder das Projektionsobjektiv oder die Strahlungsquelle und das Projektionsobjektiv bewegt werden» Diese Vorgehensweise ist auch empfängerseitig bekannt. Ebenfalls existieren Fokussierungsmeßeinrichtungen, bei denen die Objektabtastung durch bewegliche strahlungsablenkende Bauelemente (z. B. Spiegel) realisiert wird. Bei diesen Fokussierungsmeßeinrichtungen wird also die Objektabtastung durch das Bewegen einzelner Bauteile oder Baugruppen realisiert. Solche Fokussierungsmeßeinrichtungen werden in den Patentschriften DE-OS 3028118 und DE-OS 3037880 beschrieben. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß bewegte Bauteile mit genauen Führungen und Positionierungen erforderlich sind und diese einen hohen Platzbedarf beanspruchen. Ebenfalls bekannt sind Fokussierungsmeßeinrichtungen, bei denen dia Bewegung von Bauteilen oder Baugruppen durch Mehrfachsensoren vermieden wird. Solche Fokussierungsmeßeinrichtungen werden in den Anmeldungen DE-OS 3030635 und DE-OS 2802708 beschrieben. Da als Mehrfachsensoren CCD-Zeilen verwendet werden, haben diese Meßeinrichtungen den Nachteil eines hohen ökonomischen und schaltungstechnischen Aufwandes.This type of focussing device operates to move either the radiation source or projection lens or the radiation source and projection lens to scan the object through a radiation spot. This approach is also known on the receiver side. There are also focussing measuring devices in which the object scanning is realized by means of movable radiation-deflecting components (eg mirrors). In these Fokussierungsmeßeinrichtungen so the object scanning is realized by moving individual components or assemblies. Such Fokussierungsmeßeinrichtungen are described in the patents DE-OS 3028118 and DE-OS 3037880. These devices have the disadvantage that moving components with precise guides and positioning are required and they require a lot of space. Also known are Fokussierungsmeßeinrichtungen in which the movement of components or assemblies is avoided by multiple sensors. Such Fokussierungsmeßeinrichtungen are described in the applications DE-OS 3030635 and DE-OS 2802708. Since CCD lines are used as multiple sensors, these measuring devices have the disadvantage of a high economic and circuit complexity.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bewegte Bauteile oder Baugruppen zu vermeiden und eine Entfernungsmessung zu ermöglichen, die auf der Basis des Triangulationsprinzips erfolgt. Dabei soll die Notwendigkeit einer genauen Führung und Positionierung und erhöhter Platzbedarf, die bei der Verwendung bewegter Bauteile oder Baugruppen auftreten, vermieden werden,The aim of the invention is to avoid moving components or assemblies and to allow a distance measurement, which is based on the Triangulationsprinzips. The need for accurate guidance and positioning and increased space requirements that occur when using moving components or assemblies should be avoided,

Essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es,auf der Basis von Mehrfachsender und Einfachsensor Entfernungsbereiche zu messen.The object of the invention is to measure distance ranges on the basis of multiple transmitters and single sensor.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß als Sender LED-Elemente so hinter einem Projektionsobjektiv angeordnet sind, daß die einzelnen LED-Elemente in verschiedenen Entfernungen scharf auf ein Objekt abgebildet werden und daß zur Registrierung der am Objekt reflektierten Strahlung eine Empfangseinheit mit einem strahlungsempfindlichen Element in einem festen Basisabstand von der Projektionseinheit angeordnet ist. Die Anzahl der LED-Elemente ist entsprechend der Anwendung und der zu messenden Entfernungen variabel. Die LED-Elemente werden durch eine spezielle Elektronik, z. B, einen LED-Ansteuerschaltkreis im Punktbetrieb, nacheinander angesteuert, wodurch die Objektabtastung ohne bewegliche Bauelemente oder Baugruppen realisiert werden kann.This is achieved in accordance with the invention by arranging LED elements behind a projection objective such that the individual LED elements are sharply imaged onto an object at different distances and that a receiving unit with a radiation-sensitive element is registered in order to register the radiation reflected by the object a fixed base distance from the projection unit is arranged. The number of LED elements is variable according to the application and the distances to be measured. The LED elements are powered by special electronics, such. B, a LED drive circuit in the point mode, sequentially driven, whereby the object scanning can be realized without moving components or assemblies.

Der fokussierte Zustand ist erreicht, wenn die von der Projektionseinheit ausgehende Strahlung auf das Objekt fällt, reflektiert wird und durch die Empfangseinheit registriert wird.The focused state is achieved when the radiation emitted by the projection unit falls on the object, is reflected and registered by the receiving unit.

Um auf dem Objekt eine scharfe Abbildung der jeweiligen Strahlungsquelle zu erhalten, sind die LED-Elemente so angeordnet, daß der Kreuzungspunkt der Lichtwege von Projektionsund Empfangseinheit und die Position der entsprechenden LED optisch gesehen konjugierte Punkte darstellen.In order to obtain a sharp image of the respective radiation source on the object, the LED elements are arranged so that the point of intersection of the light paths of projection and receiving unit and the position of the corresponding LED visually represent conjugate points.

embodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt Figur 1 den erfindungsgemäßen Aufbau, Er besteht aus einer Projektionseinheit 2 und einer Empfangseinheit 1, die in einem bestimmten Basisabstand voneinander entfernt angeordnet sind. Als Strahlungsquelle finden Infrarot-LED Anwendung und als strahlungsempfindlicher Empfänger wird ein Fototransistor verwendet.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing, Figure 1 shows the structure according to the invention, It consists of a projection unit 2 and a receiving unit 1, which are arranged at a certain base distance away from each other. Infrared LEDs are used as the radiation source and a phototransistor is used as the radiation-sensitive receiver.

Die automatische Entfernungsmeßeinrichtung mit LED-Kette arbeitet nach dem Triangulationsprinzip, das bedeutet, daß die von der Projektionseinheit 2 ausgehende Strahlung am Objekt reflektiert wird und dann durch die Empfangseinheit registriert wird, wenn sich das Objekt im Kreuzungspunkt A oder B oder C der Lichtwege befindet.The LED chain automatic distance measuring device works according to the principle of triangulation, which means that the radiation emanating from the projection unit 2 is reflected at the object and then registered by the receiving unit when the object is at the crossing point A or B or C of the light paths.

Wesentlich dabei ist, daß mehrere LED 6, 7, 8, die Anzahl ist abhängig von dar Anzahl der Entfernungsmeßpunkte, so angeordnet sind, daß der Kreuzungspunkt A, B₁ C der Lichtwege von Projektionseinheit 2 und Empfangseinheit 1 und die Position der LED 6, 7, 3 optisch gesehen zueinander konjugierte Punkte darstellen, d. h, die LED wird scharf auf das Objekt abgebildet, Dede LED ist also für die Bestimmung einer festgelegten Objektentfernung angeordnet.It is essential that a plurality of LEDs 6, 7, 8, the number is dependent on the number of distance measuring, are arranged so that the intersection point A, B ₁ C of the light paths of the projection unit 2 and receiving unit 1 and the position of the LED 6, 7, 3 visually represent each other conjugate points, d. h, the LED is focused on the object, so the LED is arranged to determine a fixed object distance.

Beim Meßvorgang werden die- LED seriell, impulsförmig angesteuert, bis in der Empfangseinheit 1 reflektierte Strahlung registriert wird. Ein entsprechendes Ausgangssignal der Empfangseinheit 1 und die zuletzt angesteuerte LED bilden die Information über die Objektentfernung.During the measuring process, the LEDs are driven in a serial, pulse-shaped manner until radiation reflected in the receiving unit 1 is registered. A corresponding output signal of the receiving unit 1 and the last driven LED form the information about the object distance.

Claims

Erfindunqsanspruch

1. Device for measuring distance with LED chain according to the triangulation principle , characterized in that are arranged as transmitter LED elements (6, 1, 8) behind a projection lens (5) that the individual LED elements (6, 7, 8) at different distances (A, B, C) are sharply imaged on an object and that for registering the radiation reflected on the object, a receiving unit (1) with a radiation-sensitive element (4) in a fixed Sasisabstand (d) of the projection unit ( 2) is arranged,

2. Device for distance measurement with LED chain according to item 1, characterized in that the LED chain consists of any number of LED elements (6, 7, 8).

3. Method of using the device for measuring distance with LED chain nach.Punkt 1, characterized in that the distance measurement by serial, pulse-like driving of LED elements (6, 7, 8), ζ, B "with an LED drive circuit in point mode, until the receiving unit (1) registers the signal.

S =:; 3 Zs.