DE1940122A1

DE1940122A1 - Elektrooptischer Schnittbildentfernungsmesser

Info

Publication number: DE1940122A1
Application number: DE19691940122
Authority: DE
Inventors: Lederer David Bush; Perlman David Eric
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-08-08
Filing date: 1969-08-07
Publication date: 1970-03-19
Also published as: GB1273799A; FR2015256A1; DE1940122B2; JPS497161B1

Description

81/73/75 30. Juni 1969

Reg.-Nr. 121 990 PATENTANWÄLTE

DR.-ING. WCLfF, H. BARTELS,
DR. BRA U OlS, D R. -1 N G. Il E LD 7 STUTTGART-N, LANGE STRASSE 51

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York Vereinigte Staaten von Amerika

Elektrooptischer Schnittbildentfernungsmesser

Die Erfindung betrifft einen elektrooptischen Schnittbildentfernungsmesser, der zwei zu beiden Seiten einer Schnittlinie angeordnete Teilbilder des entfernten Objektes erzeugt, deren Relativverschiebung längs der Schnittlinie eine Punktion der Objektentfernung 1st, mit mindestens je einem photoelektrischen Wandler auf jeder Seite der Schnittlinie in der Bildebene des ihm zugeordneten Teilbildes.

Es ist auf dem Gebiete der Entfernungsmessung bisher schon oft versucht worden, menschliche Fehlerquellen bei der bekannten Schnittbildentfernungsmessung dadurch zu beseitigen, daß das für eine richtige Entfernungseinstellung erforderliche Aneinanderlegen der beiden Teilbilder selbsttätig durchgeführt "und überwacht wird. Auf diesen Gedanken ist man verfallen, weil die Bedienungsperson als Mensch dazu neigt, bei einer Handsteuerung Fehler zu machen, entweder infolge zeitweiliger überbeanspruchung_oder,Müdigkeit, welche Unachtsamkeit verursachen kann, oder einfach deshalb, weil die Bedienungsperson

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physisch gesehen

nicht die erforderliche Sehschärfe besitzt, um ein exaktes Aneinanderliegen der beiden Teilbilder festzustellen.

Es ist ein dieses Problem lösender Schnittbildentfernungsmesser der eingangs genannten Art für Kameras aus der USA-Patentschrift 3 270 6^7 bekannt. Dieser Schnittbildentfernungsmesser weist lediglich zwei gleiche photoelektrische Wandler auf, die im Strahlengang hinter gekreuzten Prismen angeordnet sind, die sich selbst hinter einem Hilfesucherobjektiv befinden. Das zu einer mit dem Schnittbildentfernungsmesser versehenen Kamera gehörende Objektiv wird auf den entfernten Gegenstand in der Weise scharf eingestellt, daß eine Begrenzungslinie des Gegenstandes, beispielsweise der Umriß eines Baumstammes gegen den Himmel, welche einen hellen und einen dunklen Bildbereich voneinander trennt und vertikal durch die optische Achse des Kameraobjektivs läuft, zu einer ununterbrochenen durchgehenden Linie aus den sich bei falscher Entfernungseinstellung zeigenden beiden Linienstücken zusammengefügt wird, so daß die Begrenzungslinie des Gegenstandes mit dem vertikalen Zentrum der beiden Prismen zusammenfällt. Die beiden als Photowiderstände ausgebildeten Wandler sind in eine elektrische Brückenschaltung einbezogen, deren Nullabgleich nach richtiger Einstellung des Kameraobjektives die richtige Entfernungseinstellung anzeigt.

Beim Ausfall einer der beiden photoelektrischen Wandler ist dieser bekannte Schnittbildentfernungsmesser Jedoch mit Sicherheit unbrauchbar. Außerdem ist, da nur zwei relativ groß 'wandler vorhanden sind, die Entfernungseinstellung nicht sehr genau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen elektroptischen Schnittbildentfernungsmesser zu schaffen, der neben der

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Feststellung der richtigen oder unrichtigen Entfernungseinstellung auch die Möglichkeit der selbsttätigen Entfernungseinstellung bietet, der eine äußerst genaue Einstellung, der Entfernung erlaubt und gegebenenfalls bei
Ausfall eines Wandlers nicht funktionsuntüchtig wird.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Schnittbildentfernungsmesser der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei zu beiden Seiten der Schnittlinie längs dieser verlaufende Reihen von photoelektrischen
Wandlern vorgesehen sind, von denen Je zwei einander benachbarte, zu verschiedenen Reihen gehörende Wandler ein Paar bilden, daß an jedes Wandlerpaar ein elektrischer
Signalerzeuger angeschlossen ist, welcher Signale vom
booleschen Wert Null oder Eins bei symmetrischer bzw.
asymmetrischer Beleuchtung des zugehörigen Wandlerpaares erzeugt,und daß die Signalerzeuger mit einer logischen
Schaltung elektrisch verbunden sind, die bei asymmetrischer Beleuchtung einer vorbestimmten Mindestzahl von Wandlerpaaren ein Signal abgibt. Bei dem Signal kann es sich um ein Nullsignal handeln.

Die logische Schaltung könnte auch bei symmetrischer Beleuchtung der Mindestzahl von Wandlerpaaren ein Signal abgeben, das nicht nur anzeigt, daß die beiden Teilbilder exakt aneinander gelegt und damit die Entfernung richtig eingestellt ist, sondern auch eine Punktion der Objektentfernung ist. das

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Da heutzutage mit der Technik

Integrierter Schaltungen eine sehr große Zahl von Wandlerpaaren längs der Schnittlinie angeordnet werden kann,ergibt sich eine große Genauigkeit der Entfernungseinstellung.

Bei zwei im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist von den beiden grundsätzlichen Möglichkelten Gebrauch gemacht worden, die Abgabe eines Signals durch die logische Schaltung von einer symmetrischen Beleuchtung /sämtlicher Wandlerpaare oder nur einer bestimmten Zahl von Wandlerpaaren abhängig zu machen. Im letztgenannten Fall funktioniert der Schnittbildentfernungsmesser auch dann noch einwandfrei, wenn einige Wandler ausfallen sollten.

Da der erfindungsgemäße Schnittbildentfernungsmesser auch die Möglichkeit eröffnet, durch einen Regelkreis eine selbsttätige Entfernungseinstellung vorzunehmen, ist dementsprechend bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnittbildentfernungsmessers , zu der beide Ausführungsbeispiele gehören, eine Einrichtung vorgesehen, die beim Empfang eines asymmetrischer Beleuchtung entsprechenden Ausgangssignals der logischen Schaltung eines der TeIlbilder relativ zum anderen im Sinne einer Annäherung beider Teilbilder verschiebt, bis symmetrische Beleuchtung herrscht. Diese Einrichtung weist, da es sich bei den AusfUhrungsbeispielen um Schnittbildentfernungsmesser mit einem fest- stehenden und einem drehbaren Spiegel handelt, einen zum Schwenken des drehbaren Spiegels bestimmten Motor auf, der vom Signal der logischen Schaltung gesteuert wird und den Spiegel so lange schwenkt, bis die erwünschte Scharfeinstellung hergestellt 1st.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier durch die Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schnittbildentfernungsmessers im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Pig. la eine schematische Darstellung des Meßprinzips bei Schnittbildentfernungsmessern,

Fig. Ib eine schematische Darstellung der beiden wegen unrichtiger Entfernungseinstellung gegeneinander längs der Schnittlinie verschobenen Teilbilder eines entfernten Objektes, .

Fig. Ic eine schematische Darstellung des Strahlenganges bei beiden Ausführungsbeispielen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung von photoelektrischen Wandlern längs der Schnittlinie,

Fig. 3 und 4 in der Ebene der Wandler erzeugte Teilbilder eines entfernten Objektes bei richtig bzw. unrichtig eingestellter Entfernung,

Flg. 5 im wesentlichen ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung des ersten Ausführungsbeispiels,

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Pig. 6 ein der Piß. 5 entsprechendes Blockschaltbild der elektrischen Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 ein Schaltbild der elektrischen Schaltung der bei beiden Ausiührungsbeispielen verwendeten Vorverstärker,

Pig.8a ein Schaltbild der elektrischen Schaltung der bei beiden Ausführungcbelspielen verwendeten Prüfverstärker und

Fig.8b eine graphische Darstellung der funktionalen Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Eingangsspannung bei den Prüfverstärkern,

.Das Ausführunp;sbeispiel

'des elektrooptischenSchnittbildentfernungsmessers·

ist zur Verwendung in photographischen Kameras gedacht. Da photographische Kameras an sich in allen Einzelheiten bekannt sind, werden in der folgenden Beschreibung nur diejenigen Kamerateile beschrieben, die einen Teil des erfindungsgemäßen Schnittbildentfernungsmessers bilden oder wenigstens eng mit diesem zusammenhängen.

Vor der eigentlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele soll zu deren leichteren Verständnis kurz der nicht von der Erfindung berührte übrige Aufbau und die Wirkungs-, weise des herkömmlichen Schnittbildentfernungsniessers erläutert werden, von dem die Erfindung ausgeht.

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Pig la zeigt schematisch den Strahlengang bei einem solchen Entfernungsmesser. Zwei Spiegel M₁ und M₂ sind innerhalb eines Gerätes, beispielsweise einer Kamera, in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet. Der Spiegel M₁ ist halbseitig versilbert und halbseitig glasklar. Diese Art von Spiegel wird oftmals ungenau als "halbverspiegelt" bezeichnet, obwohl dieser Begriff sich genau genommen auf die aufgebrachte Silberschicht bezieht. Durch eine Kameraöffnung empfängt der Spiegel M₁ das Licht eines entfernten Gegenstandes an der Stelle C. Der Spiegel M₂ ist um eine Achse schwenkbar gelagert und empfängt ebenfalls durch eine geeignete öffnung im Gerät Licht von dem entfernten Gegenstand an der Stelle C. Die Schwenkachse A des Spiegels M₂, die zu dieser parallele Mittelachse B des Spiegels M₁ und die Stelle C bilden ein rechtwinkliges Dreieck, dessen rechter Winkel von dem Spiegel M₁ halbiert wird. Wenn der Gegenstand hinreichend weit von der Basis AB entfernt ist, so daß die in das Gerät eintretenden Lichtstrahlen im wesentlichen parallel verlaufen, bildet das einfallende Lichtbündel und das vom Spiegel M₂ zum Spiegel M₁ reflektierte Lichtbündel einen rechten Winkel. Ein In Richtung der Achse BC auf den Spiegel M₁ blickender Beobachter sieht sowohl das vom Spiegel M₂ reflektierte als auch das direkte Bild des entfernten Objektes. Wenn sich der Gegenstand unendlich weit, entfernt befindet, d.h. in einem hyperfokalen Abstand zur Kamera und die Flächennormale des Spiegels M₂ einen Winkel von k5° mit BA ' erscheint das Bild des Gegenstandes als einheitlich, obwohl es durch den halbseitig verspiegelten Spiegel M₁ in zwei Teilbilder aufgeteilt ist. Wenn der Gegenstand näher bei der Kamera liegt und der Spiegel M₂ nicht geschwenkt wurde, erscheinen in dem hinter dem Spiegel M₁ beobachtbaren Gesamtbild zwei längs einer Schnittlinie 15 gegeneinander verschobene Teilbilder des Gegenstandes, wie Pig. Ib zeigt. Durch'eine Schwenkung des Spiegels M₂ können die beiden Teilbilder wieder passend aneinandergelegt werden.

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Durch eine Messung des kleinen Winkels, um den der Spiegel Mp geschwenkt wurde, kann die Entfernung des Gegenstandes oder die Objektentfernung mittels Triangulation bestimmt werden. ·

In vielen Kameras ist die Vorrichtung zum Schwenken des Spiegels Mp mit dem Objektiv der Kamera gekoppelt, so daß nach dem übereinanderschieben der beiden Teilbilder zum Gesamtbild, was von der Bedienungsperson besorgt wird, das Kameraobjektiv für eine Aufnahme auf die richtige Entfernung eingestellt ist. Das Einstellen des Spiegels M₂ W zum Zwecke des Aneinanderlegens der beiden durch die Schnittlinie getrennten Teilbilder ist etwas langwierig und hängt, wenn es zum Erfolg führen soll, in hohem Maße von der Sehkraft der Bedienungsperson ab. Zu Zeiten von Überbeanspruchung oder Müdigkeit können sich die Einstellungen als besonders lästig erweisen.

Bei den Ausführungsbeispielen werden nun diese Aufgaben der Bedienungsperson weltgehend abgenommen, indem die Entscheidung über die richtige Entfernungseinstellung automatisch erfolgt. Das vom Spiegel M₁ reflektierte und von * ihm durchgelassene Licht gelangt zu einem aus Fig.lc er-. sichtlichen Strahlenteiler 20, von wo aus es sich in zwei verschiedenen Richtungen fortpflanzt. Im ersten Strahlengang liegt eine Sucherlinse 22, durch die die Bedienungsperson ein Gesamtbild gemäß Pig. Ib sieht« Im anderen Strahlengang liegt eine zylindrische Linse 2k, durch die das Teillichtbündel auf einen Bereich 26 fällt, in dem lichtempfindliche photoelektrische Wandlerpaare angeordnet sind. Das im Bereich 26 entworfene Gesamtbild ist dem in Fig. Ib dargestellten ähnlich. Die einzelnen, im Strahlen- ' gang liegenden Teile sind genau justiert, so daß die Schnittlinie 15 des in Fig. Ib dargestellten zweiteiligen Bildes mit der Symmetrieachse des Bereiches 26 zusammenfällt, welche durch die Wandlerpaare hindurchläuft.

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Wie in Fig. 2 genauer gezeigt, sind die photoelektrischen

Wandler in Paaren 1, 2, 3, (n-2), (n-1) und

η auf beiden Seiten der Schnittlinie 15 angeordnet. Bei den photoelektrischen Wandlern handelt es sich vorteilhaft erweise um Photodioden. Die heutzutage anwendbare Technik der integrierten Schaltungen erlaubt es, eine große Zahl von Photodioden entlang der Schnittlinie anzuordnen. Außerdem sind die Photodioden wegen der bei der Herstellung integrierter Schaltungen angewendeten Verfahren einander exact gegenüber angeordnet und in ihren Eigenschaften gleichwertig. Mittels der zylindrischen Linse 2k wird das Schnittbild in der Weise in der Ebene der Photodioden entworfen, daß es in Richtung der Schnittlinie sehr scharT ist, während es in der dazu senkrechten Richtung unscharf ist. Auf diese Weise ist das Opto-elektrische System empfindlich gegenüber Verschiebungen des unteren und des oberen Teilbildes parallel zur Schnittlinie 15, während es gegenüber den Schwankungen der Belichtung quer zur Schnittlinie unempfindlich ist.

In den Pig. 3. und ¹J ist ein beliebiges Schwarz-Weiß-Muster im Bereich 26 der Photodioden dargestellt, um das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendete gesamte Verfahren zu erläutern. Im Falle der Fig. 3 sind je zwei ein Paar bildende Photodioden symmetrisch beleuchtet, d.h. es herrscht an ihnen dieselbe Beleuchtungsstärke. Aus Fig. k ist dagegen ersichtlich, daß die Photodiodenpaare 1 bis symmetrisch beleuchtet sind, während andere Paare, etwa die Paare 8,9 und 10, asymmetrisch beleuchtet sind. Diese Asymmetrie wird erfindungsgemäß dazu benutzt, einen Elektromotor* 78 (Fig. 5 und 6) zu steuern, der mit dem Objektiv der Kamera und dem einstellbaren Spiegel M« gekoppelt sein möge, wobei der Elektromotor den Spiegel M₂ so lange

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schwenkt, bis b.ei einer Mindestzahl von Photodiodenpaaren _Od. bei allen symmetrische Beleuchtung herrscht.

Das selbsttätige Fokussiersystem kann im Rahmen der Erfindung so ausgebildet werden, daß Scharfeinstellung besteht, wenn die beiden Photodioden aller Paare oder wenn diese zu einem gewissen Prozentsatz symmetrisch beleuchtbar sind.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 herrscht Scharfeinstellung, wenn alle lichtempfindlichen Wandlerpaare symmetrisch beleuchtet sind. Die beiden Photodioden jedes Paares sind in Reihe geschaltet. Die Photodiodenpaare 1, 2, ............. (n-1) und η sind parallel geschaltet und an eine Batterie 28 angeschlossen, die zu einer Sperrspannung an den PN-Übereä'ngen der Dioden führt. Der Mittelabgriff jedes Photodiodenpaares 1 bis η ist mit dem Eingang Je eines Vorverstärkers A. (k=l........n) verbunden. In Fig. 5 sind für die Paare 1, 2,(n-1) und η die zugehörigen Vorverstärker mit den Bezugszahlen 30 bzw. 32 bzw. 34 bzw. 36 gekennzeichnet.

Die elektrische Schaltung der Vorverstärker A. ist aus dem in Fig. 7 dargestellten Schaltbild ersichtlich. Die Schaltung des Vorverstärkers beruht auf einem eigenen Vorschlag (P 19 02-72.1.8 "Komplementärer Emitterfolger"). Dieser Vorverstärker hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz und ist extrem stabil. Der Ausgang Jedes Vorverstärkers A. wechselt zwischen etwa - 0,1 Volt und + 0,1 Volt. Diese Werte entsprechen symmetrischer bzw. asymmetrischer Beleuchtung.

Der Ausgang jedes der Vorverstärker A. ist mit dem Eingang je eines Prüfverstärkers S^ (k=l........n) verbunden. In Fig. 5 sind die an die Vorverstärker 30, 32, 34 und 36 an^ geschlossenen Prüfverstärker durch Bezugszahlen 38 bzw. 40, bzw. 42 bzw. 44 gekennzeichnet. Die bevorzugte elektrische Schaltung der Prüfverstärker S_k ist aus dem in Fig. 8a

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darges'tellten Schaltbild ersichtlich. Eel diesem Prüfverstärker handelt es sich um einen Differenzverstärker mit hoher Verstärkung, der abschaltet, wenn an seinen Ein-.. gäng ein negatives Potential unter -0,0&5 Υ lieft, und der zu voller Sättigung übergeht, wenn das Potential seines Eingangs um wenige Millivolt von O abweicht.

Sämtliche Ausgänge der Prtifverstärker S, sind mit dem Eingang einer UND-NICHT-Schaltung: *J6 verbunden. Das Ausgangssignal dieser Schaltung ^6 gelangt durch ein aus einein Widerstand ^8 und einem Kondensator 50 bestehendes RC-Filter sowohl in einen Inverter 52 als auch in eine Flip-Flop-Schaltung 5¹I. Die den Inverter 52 bildende DL¹EF/ NICHT-Schaltung-könnte auch durch einen invertierenden Verstärker ersetzt werden. Die; - . . · Flip-Flop-Schaltung 5^ weist drei Eingänge S, C und T sowie zwei Ausgänge Q und Q.auf.

Mit der Bezugszahl 56 ist in Fig. 5 eine zweite Flip-Flop-/ Schaltung 56 gekennzeichnet. Diese hat entsprechende Eingänge S, C und T sowie Ausgänge Q und Q. Die Eingänge S und C der Fllp-Flop-Schaltung $6 sind geerdet, während der Eingang T mit dem Ausgang Q der Fllp-Flop-Schaltung 54 verbunden ist. Die logische Sequenz der Flip-Flop-Schaltung 56 wird durch Schließen eines Schalters 58 in. Gang gebracht, der mit dem -positiven Pol +V einer Batterie verbunden ist. Dadurch wird an den zum Zurückkippen bestimmten Eingang R der Flip-Flop-Schaltung 56 ein positives Potential gelegt. ν .

Der Ausgang einer ODER/NICHT . -Schaltung 60 ist mit dem Eingang T der Flip-Flop-Schaltung 5¹I verbunden. Die beiden Eingangssignale zur Tor -Schaltung 60 stammen einerseits vom Ausgang Q der Fllp-Flop-Schaltung 56 und andererseits ■ von einem Steuerimpulse abgebendeh Taktgeber 62.

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8A©

Zwischen den Ausgang <5 der Flip»Flop-Sehaltung 54 und die Basis eines Transistors 66 ist ein invertierender Trennverstärker 6*1 geschaltet. Beim Tranistor 66 vom NPN-Typ liegt eine Emltters-chaltung vor, wobei der Emitter geerdet und der Kollektor mit der Erregerspule 68 eines Relais 70 in Reihe geschaltet ist. Eine Schutzdiode 72 1st im Nebenschluß zur Erregerspule 68 geschaltet* Sie schützt den Transistor 66 gegen Induktive Spannungsstöße. Der normalerweise geöffnete Schalter 74 des Relais 70 liegt in dem von einer Batterie 76 und dem Elektromotor 78 gebildeten Stromkreis.

Die Wirkungsweise der elektrischen Schaltung gemäß Fig. ist folgender

Wenn die Beleuchtung eines bestimmten Photodiodenpaares symmetrisch ist, hat der Eingangsstrom des zugeordneten Vorverstärkers den Wert Null. Wenn dagegen die eine Photodiode einesPaareβ stärker beleuchtet ist als die andere, fließtein Eingangsstrom zum zugeordneten Vorverstärker. Wenn kein Eingangsstrom fließt, beträgt die Ausgangsspannung des zugehörigen Vorverstärkers konstant -0,1 Volt. Wenn dagegen ein Eingangsstrom fließt, gibt der Vorverstärker zwecks Anzeige asymmetrischer Beleuchtung eine Ausgangsspannung von +0,1 Volt ab. Der zum betroffenen Vor verstärker gehörende Prüfverstärker schaltet ab, wenn die Eingangsspannung negativer ist als etwa -0,065 Volt, wie schon erwähnt wurde, und geht zu vollfer Sättigung über, wenn die Eingangsspannung einige Millivolt um Null beträgt, vgl. Fig. 8b.

In der Booleschen Schaltalgebra kommt dem Ausgangssignal eines PrüfVerstärkers S_fc der boolesche Wert Null zu, wenn das zugehörige Phötodiodenpäar symmetrisch beleuchtet ist, während das Ausgangssignal den booleschen Wert Eins hat, wenn das Photodiodenpaar asymmetrisch beleuchtet ist. Die

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Ausgangssignale aller Prüfverstärker S_fe (k=l .......η) gelangen als Eingangs ignale in die UND-NICHT-Schaltung k6, Wenn man die booleschen Werte .der einzelnen Prüfverstärker entsprechend mit S. bezeichnet, wobei S^ = 1 oder O ist, . falls S. = O bzw. 1 ist, ergibt sich als boolescher Wert ■ P für das Ausgangs signal der UND-NICHT-Schaltung *»6 folgender Ausdruck:

P = S₁ . S₂ .S₃ . S₄ ............ S_n

Der boolesche Wert P der Schaltung Ί6 beträgt nur dann 1, wenn sämtliche Ausgangssignale der Prüfver- - . stärker den booleschen Wert S^ = O haben, während sich der boolesche Wert PsO dann ergibt, wenn mindestens das Ausgangssignal eines der Prüferverstärker den booleschen Wert S^= 1 hat. P=I kennzeichnet den Zustand der Scharfeinstellung, während P =.O auf mangelnde Scharfeinstellung hinweist.

Vor der Betätigung des Schalters'58 hat das Signal beim Ausgang .Q der Flip-Flop-Schaltung 56 den booleschen Wert 1. In diesem Zustand sperrt die Tor -Schaltung 60 den Durchgang von Impulsen vom Taktgeber 62 zur Plip-Flop-Schaltung 54. Diese kann aber ohne den Empfang9cFurch den Taktgeber 62 abgegebenen Impulsen nicht auf Signale ansprechen, die an ihren Eingängen S und C eintreffen. ·

Der Übersichtlichkeit wegen folgt eine Tabelle, deren Spaltenbeschriftungen folgendes bedeuten:

S^ ist der boolesche Wert des Ausgangssignals des Prüfverstärkers S_k (k = 1 ........n)

P ist der boolesche Wert der Funktion P = ITS^,

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ORIGINAL INSPECTED

- in -

N bezeichnet den Zustand des Elektromotors 78,

wobei Null und Eins den aus- bzw. eingeschalteten Motor bezeichnen..

I ist der boolesche Wert der an die Tor-Schaltung 60 angelegten Spannung.

Sch bezeichnet den Zustand des geöffneten oder geschlossenen Schalters 58, wobei Null willkürlich •geöffnet¹* und Eins "momentan geschlossen" bedeutet.

•	^sk	F	Sch	;i.	M
anfangs Scharfeln-T stellung	Alle O Alle O	1 i	O 1	O 1	O.
anfangs ünscharf- lung	stens 1 Alle O	if 1	1 0	1 0

■·""''-.- In-Verbindung

Eine Betrachtung der oben stehenden Tabelle/mit der Schaltung gemäß Fig. 5 zeigt folgendes: Liegt anfangs eine Scharfeinstellung der Kamera vor» dann

betragen die kurz Eingangswerte genannten booleschen Werte der Signale an den Eingängen S und C der Flip-FlOp-Schaltung 5k Null bzw« Eins. Wenn zu dieser Zelt der Schalter 58 geschlossen wird ,wechselt der Ausgangswert am Ausgang Q der Fllp-Flop-Pchaltung 56 nach Null, so daß die TafctgeherlBpttlse d^# Fl^Flop-ScbÄltang 5* erreichen. Die Ausgangitwejyt» 4#F fli^Flop-Schältiwg 5% betragen

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dann QsO. und Q= 1 ,so daß nichts geschieht, da dies die Ausgangswerte sind, welche der Eingangebedingung SsO und C s 1 genügen.

Herrscht anfänglich keine Scharfeinstellunß, ist also

. F s o, wofür die dritte Zeile der Tabelle gilt, dann betragen die Eingangswerte der Flip-Flop-Schaltung 5Ί S s 1 und C= 0 ... Nach dem Schließen des Schalters 58,i*ofür die vierte Zeile der Tabelle/, hat das an die Tor --Schaltung 60 abgegebene Sperrsignal den booleschen Wert Null und der Zustand der FlIp-Flop-Schaltung 54 wechselt, so daß nun Q = 1 und Q = 0 ist. Der bisher abgeschaltet gewesene Transistor 66 zeigt jetzt an seiner Basis einen positiven Impulsverlauf und führt Strom im Kollektor-Emitter-Pfad, der im Stromkreis der Batterie 76 und der Erregerspule 68 des Relais 70 liegt . Der Kollektorstrom durch die Erreger spule 68 bewirkt ein Schließen des Schalters 7** irt Relais 70, so daß der Elektromotor 78 eingeschaltet wird· Die! Drehung der Motorwelle wird auf, das Objektiv und den Spiegel M₂ übertragen, wobei dies von der für die Kamera ausgewählten Wirkungsweise abhängt. In manchen Fällen könnte es wünschenswert sein, eine Belastung des Elektromotors durch die Objektivverstellung zu vermeiden, indem der Motor nur den Spiegel M₂ zu schwenken braucht. Ein Anschlag wäre dann so zu verlagern, daß er in seiner zuletzt erreichten Lage die .Stellung und damit die Brennweite der Objektivlinse bestimmt.

Der Elektromotor 78 läuft so lange, bis die Scharfeinstellung hergestellt ist, welche durch F=I gekennzeichnet ist,.wofür die Zeile 6 der Tabelle gilt. Wenn dies eintritt, kehrt die Flip-Flop-Schaltung 54 beim ersten Takt-, geberimpuls, der auf das Erscheinen der Singangswerte S=O und C=I folgt, in ihren Ausgangssustand zurück. Der daraufhin erfolgende negative übergang vom booleschen Wert

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Eins zum Wert Null beim Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 5¹* bewirkt eine Zustandsänderung der Flip-Flop-Schaltung 56, so daß deren Ausgangswert am Ausgang Q von Null nach Eins wechselt und damit die Tor-Schaltung 60 in den Sperrzustand versetzt. Damit ist die Abstimmung abgeschlossen, d.h. das Objektiv der Kamera ist scharf auf das Objekt eingestellt. Wie die fünfte Zeile der Tabelle zeigt, würde eine leichte Übersteuerung oder ein Rauschen eines Verstärkers (dies ergäbe F = Null) nicht zu einem Ansprechen der Schaltung führen, da die Sperrspannung am einen Eingang der Tor -Schaltung 60 den booleschen Wert I=I hat.

Die sogenannten JK-Flip-Flop-Schaltüngen, zu denen die Flip-Flop-Schaltungen 5^und 56 gehören, sprechen nicht auf einen positiven übergang des Eingangswertes von Null auf Eins beim Taktgebereingang T an (dies würde ein positiv verlaufendes Signal bedeuten), wenn der Ausgangswert Q der Flip-Flop-Schaltung 54 von Null auf Eins wechselt (dies bedeutet ein positiv verlaufendes Signal) und die Flip-Flop-Schaltung 46 spricht daher nicht an. Wenn dagegen der Ausgangswert Q der Flip-Flop-Schaltung 54 von Eins auf Null wechselt(dies,bedeutet ein negativ verlaufendes Signal), spricht die Flip-Flop-Schaltung 56 an und erzeugt ein Ausgangssignal mit dem booleschen Wert Eins am Ausgang Q. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß dieses Ausgangssignal ein Sperrsignal ist, das die Tor-Schaltung 60 daran hindert, Taktgeberimpulse an die Flip-Flop-Schaltung weiter zu leiten.

Wie eingangs erwähnt wurde, ist es in manchen Fällen nicht nur dann wünschenswert, eine Scharfeinstellung vorliegen zu' haben, wenn sämtliche Photodiodenpaare symmetrisch beleuchtet sind. Der Vorgang der Entfernungseinstellung kann dadurch etwas vereinfacht werden, daß man die Photodioden-

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paare an die Eingänge von ODER-Schaltungen anschließt. Dies ist der Fall beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, wo das Photodiodenpaar 1 mit dem Photodiodenpaar n-1 in der Weise kombiniert ist, daß beide an eine ODER-Schaltung 80 angeschlossen sind, während die Photodiodenpaare 2 und η an eine weitere ODER-Schaltung 82 angeschlossen sind. Die Ausgänge dieser und weiterer ODER-Schaltungen für je zwei weitere Photodiodenpaare sind an die Eingänge einer UND-NICHT-Schaltung 84 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Widerstand 48 in Reihe geschaltet ist. Die übrige Schaltung entspricht genau derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5.

Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 6 entspricht daher im wesentlichen auch derjenigen gemäß Fig. 5. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß eine symmetrische Beleuchtung eines Photodiodenpaares den booleschen Wert Null bedeutet, während einer asymmetrischen Beleuchtung der boolesche Wert Eins zugeordnet ist.

Die ODER-Schaltungen 80 und 82 erzeugen ein Ausgangssignal, wenn wenigstens eines der beiden miteinander gekoppelten Photodiodenpaare 1 und 2 bzw. n-1 und η symmetrisch beleuchtet ist. Das Prüfen der Koinzidenz der Eingangssignale in der UND-NICHT-Schaltung 84 und die Wirkung der Flip-Flop-Schaltungen und übrigen Schaltungselemente geschieht in genau derselben Weise wie bei der Schaltung gemäß Fig. 5, wobei wiederum der boolesche oder der digitale Wert F des Ausgangssignals der Schaltung 84 die erforderliche Information über die Scharfeinstellung oder mangelnde Scharfeinstellung gibt.

Die Zusammenfassung von je zwei Doppeldiodenpaaren und das Vorschalten je einer ODER-Schaltung vor die UND-NICHT-Schaltung gibt einen gewissen Spielraum beim Kolnzidleren und führt außerdem zu einer funktioneilen Doppelbesetzung,

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welche den möglichen Ausfall eines oder mehrerer Photodiodenpaare unschädlich macht.

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Claims

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- 19 Patentansprüche

Elektrooptischer Schnittbildentfernungsmesser, der zwei zu beiden Seiten einer Schnittlinie angeordnete Teilbilder des entfernten Objektes erzeugt, deren Relativ Verschiebung längs der Schnittlinie eine Funktion der Objektentfernung ist, mit mindestens Je einem photoelektrischen Wandler auf Jeder Seite der Schnittlinie in der Bildebene des ihm zugeordneten Teilbildes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zu beüen Seiten der Schnittlinie (15) längs dieser verlaufende Reihen von photoelektrischen Wandlern (1 bis 10, n-2, n-1,· n) vorgesehen sind, von denen Je zwei dnander benachbarte, zu verschiedenen Reihen gehörende Wandler ein Paar bilden, daß an jedes Wandlerpaar (1 bis 10, n-2, n-1, n) ein elektrischer Signalerzeuger (A. , S. ; k = l......n) angeschlossen ist, welcher Signale vom booleschen Wert Null oder Eins bei symmetrischer bzw. asymmetrischer Beleuchtung des zugehörigen Wandlerpaares erzeugt, und daß die Signalerzeuger (A^, S^; k = 1 ...., n) mit einer logischen Schaltung (46; 80, 82, 84) elektrisch verbunden sind, die bei asymmetrischer Beleuchtung einer vorbestimmten Mindestzahl von Wandlerpaaren (1 bis 10, n-2, n-1, n) ein Signal abgibt.

Schnittbildentfernungsmesser, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (46; 10_s 82, 84) bei symmetrischer und asymmetrischer Beleuchtung der Mindestzahl von Wandlerpaaren (1 bis 10, n-2, n-1, n) ein Signal (F) von booleschen Wert Eins bzw. Null oder umgekehrt abgibt.

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3. Schnittbildentfernungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (48, 50,

52 76, 78, M₂) vorgesehen ist, die beim Empfang

eines asymmetrischer Beleuchtung entsprechenden Ausgangssignals (F) der logischen Schaltung (46; 80, 82, 8¹I) eines der Teilbilder relativ zum anderen im Sinne einer Annäherung beider Teilbilder verschiebt, bis symmetrische Beleuchtung herrscht.

4. Schnittbildentfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung bei symmetrischer Beleuchtung der Mindestzahl von Wandlerpaaren (1 bis 10, n-2, n-1, n) ein Signal abgibt, das eine Punktion der Objektentfernung ist«

5. Schnittbildentfernungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbildung der beiden Teilbilder auf die zu beiden Seiten der durch die Wandlerpaare (1 bis 10, n-2, n-1, n) hindurchlaufenden Schnittlinie (15) befindlichen Halbbildebenen eine parallel zur Schnittlinie (5) angeordnete zylindrische Linse (24) vorgesehen ist.

6. Schnittbildentfernungsmesser nach einem der Ansprüche

1 bis 3 mit einem schwenkbaren Spiegel, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (48, 50, 52, 76, 78,

M₂) folgende Merkmale aufweist:

a) einen Taktgeber (62) zur Abgabe von Steuerimpulsen,

b) eine erste Flip-Flop-Schaltung (54), deren Eingänge (S,C,T) vom Ausgangssiganl (?) der logischen Schaltung (46; 80, 82, 84) bzw. dem Taktgeber (62) angesteuert werden und deren beide Ausgänge (Q, Q) binäre

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Zustände haben, die Scharfeinstellung oder mangelnde Scharfeinstellung anzeigen, wobei der Wechsel von einem in den anderen Zustand durch die Impulse des Taktgebers (62) steuerbar ist,

c) eine zwischen den Taktgeber (62) und die erste Flip-Flop-Schaltung (5¹O geschaltete zweite logische Schaltung (60), welche in Abhängigkeit von einem an ihrem einen Eingang eintreffenden Freigabe- oder Sperrsignal (I) die Steuerimpulse des Taktgebers (62) an die erste Flip-Flop-Schaltung (5*0 abgibt bzw. nicht abgibt,

d) eine zweite Flip-Flop-Schaltung (56), deren Taktgebereingang (T) an den einen Ausgang (Q) der ersten Flip-Flop-Schaltung (5Ό angeschlossen ist und deren einer Ausgang (Q) mit dem einen Eingang der zweiten logischen Schaltung (60) verbunden ist und das Freigabeoder Sperrsignal (I) abgibt, wobei ein bestimmter, wahlweiser, von der Scharfeinstellung abhängiger Signalwechsel am einen Ausgang (Q) der ersten Flip-Flop-Schaltung (5Ό ein stabiles Sperrsignal am einen Ausgang (Q) der zweiten Flip-Flop-Schaltung verursacht,

e) eine Einrichtung (58, +V) zum Kippen der zweiten Flip-Flop-Schaltung (56) in einen Zustand, welcher an ihrem einen Ausgang (Q) einen Wechsel zum Freigabesignal ergibt, und

f) einen elektromechanischen, zum Schwenken des Spiegels (Mg) bestimmten Wandler (78), der vom Signal

am anderen Ausgang (Q) der ersten Flip-Flop-Schaltung steuerbar ist und schwenkt, solange dieser sich

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in seinem mangelnde Scharfeinstellung anzeigenden Zustand befindet.

7. Schnittbildentfernungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als photoelektrische Wandler Photodioden (1 bis 10, n-2, n-1, n) vorgesehen sind.

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