DE3043025C2 - Entfernungsmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entfernungsmeßeinrichtung mit einer lichtelektrischen Signalgebereinrichtung, die als Ergebnis eines Abtastvorgangs ein elektrisches Signal mit einem einer gemessenen Objektentfernung entsprechenden Maximalwert ergibt.

Bei sogenannten aktiven Entfernungsmeßeinrichtungen, bei denen ein Meßlichtstrahl auf das jeweils anzumessende Objekt projiziert und sodann im Rahmen eines lichtelektrischen Abtastvorgangs ein öbjektentfernungsabhängiges Maximalwertsignal bzw. Spitzenwertsignal gebildet wird, verteilen sich die erhaltenen Meßwerte bei Objekten im Bereich von 0,8 m bis 8 m und einem hierbei angenommenen Reflexionsfaktor von 10% bis 100% über einen sehr großen Bereich, da die einfallende Reflexionslichtmenge dem Reflexionsfaktor sowie dem quadratischen Kehrwert der Entfernung proportional ist. Auf diese Weise können hierbei Meßwertänderungen mit dem Faktor 1000 auftreten, dh, das einer gemessenen Objektentfernung entsprechende Maximalwertsignal kann bei einem Verstärkungsfaktor von 1 den Wert 10 Volt erreichen, wenn das Minimalwertsignal einer solchen aktiven Entfernungsmeßeinrichtung 10 mV beträgt

Auch bei sogenannten passiven Entfernungsmeßeinrichtungen, bei denen im Rahmen eines lichtelekirischen Abtastvorgangs ein objektentfernungsabhängiges Maximalwertsignal bzw. Spitzenwertsignal ohne Projektion eines Meßlichtstrahls auf das Objekt gebildet wird, verändert sich die jeweilige Objekthelligkeit im wesentlichen wie im Falle der aktiven Entfernungsmessung, so daß ein Maximalwertsignal auch hier 10 Volt erreichen kann, wenn das Minimalwertsignal 10 mV beträgt

Sowohl aktive als auch passive Entfernungsmeßeinrichtungen dieser Art müssen somit einen sehr großen dynamischen Signalverarbeitungsbereich aufweisen, um die stark veränderlichen Objekthelligkeitswerte korrekt verarbeiten und auswerten zu können.

Zwar ist in diesem Zusammenhang auch eine automatische Verstärkungsregelung im Sinne einer Einsteuerung eines gleichmäßigen Ausgangssignalpegels (US-PS 32 25 304, DE-OS 17 98051) bzw. eine ohne Objektabtastung arbeitende Entfernungsmessung bekannt (DE-OS 19 47 675), ,hei der ebenfalls eine solche automatische Verstärkungsregelung zur Erzielung eines vom Eingangssignalpegels möglichst unabhängig konstanten Meßsignals erfolgt, jedoch besteht bei einer Entfernungsmeßemrichtung, bei der im Rahmen eines Abtastvorgangs ein objektentfernungsabhängiges Maximalwertsignal bzw. Spitzenwertsignal gebildet wird, grundsätzlich das Problem, bei einer solchen Objektabtastung trotz des großen objektentfernungsabhängigen Dynamikbereichs des Meßsignals eine exakte Spitzenwertfassung vornehmen zu können, was durch einfache Eingangssignalkomprimierung aufgrund der sich dadurch zwangsläufig ergebenden Verringerung der Meßgenauigkeit nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Entfernungsmeßeinrichtung der eingangs genannten Art durch Begrenzung des Meßsignal-Dynamikbereiches eine Steigerung der Entfernungsmeßgenauigkeit zu erzielen.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß ist somit eine Quasi-Signalkomprimierungseinrichtung-in Form einer selektiv arbeitenden Signalkornprimierungsschaltung vorgesehen, die zur Bildung des eigentlichen Ausgangssignals das von der lichtelektrischen Signalgebereinrichtung objektentfernungsabhängig erzeugte elektrische Meßsignal bei unter einem bestimmten Schwellenwert liegendem Signalpegel mit einem festen hohen Verstärkungsfaktor ver-

stärkt und bei Überschreiten dieses Meßsignal-Schwellenwertes sofort auf eine Signalkomprimierung mit einem festen geringen Verstärkungsfaktor umschaltet. Auf diese Weise ist eine effektive Begrenzung des Dynamikbereichs des Meßsignals in Verbindung mit einer

so sehr genauen Ermittlung des objektentfernungsabhängigen Meßsignal-Spitzenwertes zuverlässig gewährleistet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

es Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein elektrisches Schaltbild eines Ausführungs-

beispiels der Entfernungsmeßeinrichtung bei einem automatischen Scharfeinstellsystem für eine Kamera,

Fig.2 optische und mechanische Bestandteile der Entfernungsmeßeinrichtung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 bis 6 Signalverläufe an verschiedenen Stellen der Entfernungsmeßeinrichtung gemäß F i g. 1 und

F i g. 7 ein elektrisches Schaltbild eines wesentlichen Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels der Entfernungsmeßeinrichtung.

In Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltbild eines Ausfüh- ic rungsbeispiels der Entfernungsmeßeinrichtung bei einem automatischen Scharfeinstellsystem für eine Kamera veranschaulicht, wobei das Bezugszeichen A eine Lichtempfangseinrichtung bezeichnet, die das von einem (nicht dargestellten) Meßobjekt reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umsetzt und ein zwischen die Eingänge eines Operationsverstärkers 3 geschaltetes, in bestimmter Weise in der (nicht dargestellten) Kamera angeordnetes lichtempfindliches Element 1, im Rückkoppluflgskreis des Operationsverstärkers 3 vorgesehene Widerstände 5 und 7 und einen zwischen d;ai Verbindungspunkt der Widerstände 5 und 7 und einen Kondensator 11 geschalteten weiteren Widerstand 9 aufweist. Die Werte der Widerstände 5, 7 und 9 sowie des Kondensators 11 sind hierbei derart gewählt, daß eine hohe Verstärkung im Bereich der einer Leuchtdioden-Blinkfrequenz entsprechenden Signalfrequenz erhalten und die Verstärkung für durch Umlicht hervorgerufene, niedrigere Frequenzen verringert wird

Das Bezugszeichen B bezeichnet eine Verstärkerschaltung, die zusammen mit der Lichtempfangseinrichtung A eine lichtelektrische Signalgebereinrichtung bildet und einen zusammen mit einem Widerstand 15 ein Hochpaßfilter bildenden Kondensator 13, einen über seinen nicht invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Hochpaßfilters verbundenen Operationsverstärker 17 sowie Widerstände 19 und 2i aufweist, die einen Gegenkopplungskreis für den Operationsverstärker 17 zur Festlegung eines bestimmten Verstärkungsfaktors und Einstellung eines Bezugspegels KVC(Hr das erhaltenc Signal bilden.

Das Bezugszeichen C bezeichnet eine Abtast-Spcicherschaltung zum Abfragen und Halten des Ausgangssignals der Verstärkerschaltung B entsprechend noch zu beschreibenden SynchronisierimpiKsen. Die Abtast-Speicherschaltung C weist Analogschalter 23 und 25, beispielsweise bipolare Analogschalter, zwei UND-Glieder 27 und 29, deren Ausgänge mit den Steuerelektroden der Analogschaltcr 23 bzw. 25 verbunden sind. Widerstände 31 und 33, Spannungshaltekondensatoren so 35 und 37, z'me mit der einen Elektrode des Kondensators 35 verbundene Folgeschaltung 39, und eine zweite Folgeschaltung 41 auf, die über Widerstände 43 und 47 mit dem Rückkopplungskreis eines Verstärkers 45 verbunden ist. Hierdurch wird aus den Widerständen 43 und 47 sowie dem Verstärker 45 ein Inverter zum Inverlieren des Pegels des Ausgangssignals der Folgeschaltung 41 bei einer Verstärkung von eins gegenüber dem Bezugspegel /CVCgebildet.

Das Bezugszeichen D bezeichnet eine Quasi-Signalkomprimierungsschaltung, die ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel der Abtast-Speicherschaltung C stark verstärkt und ein Ausgangssignal mit hohem Pegel komprimiert bzw init einer geringen Verstärkung verstärkt und zu diesem Zweck Widerstände 49 und 51 zum Einstellen einer Bezugsifännung, einen Operationsverstärker 53, der über seinen nichtinvertierenden Eingang mit einem Verbindungspunkt der Widerstände 49 und 51 verbunden ist, einen Widerstand 55, der zwischen den Ausgang des Verstärkers 53 und dessen invertierenden Eingang geschaltet ist, einen pnp-Transistor 59, dessen Emitter über einen Widerstand 57 mit dem Ausgang des Verstärkers 53 verbunden ist, und Widerstände 61, 63 und 65 aufweist.

Das Bezugszeichen £ bezeichnet ein Tiefpaßfilter, das mit dem Ausgang der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D verbunden ist und einen Widerstand 67 und einen Kondensator 69 aufweist, der zwischen den Widerstand 67 und Erdpotential geschaltet ist.

Das Bezugszeichen Fbezeichnet eine Sperrschaltung, die den Betrieb einer noch zu beschreibenden Spitzenwert-Detektorschaltung G sperrt, wenn der Ausgangspegel des Tiefpaßfilters E niedriger als ein vorbestimmter Pegel ist, und die Widerstände 71 und 73 zum Festlegen des vorbestimmten Pegels, einen Vergleicher 75, dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang einer Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen 71 und 73 und dessen nichtinvertierender gingang mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters £ verbunden ist, und ein NAND-Glied 77 aufweist

Das Bezugszeichen G bezeichnet die Spitzenwert-Detektorschaltung, die einen Operationsverstärker 79, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters £ verbunden ist, eine Diode 81, deren Anode mit dem Ausgang des Verstärkers 79 verbunden ist, und einen Kondensator 85 aufweist, der mit der Kathode der Diode 81 über einen Widerstand 83 und mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 79 verbunden ist Die Spitzenwert-Detektorschaltung G weist ferner einen npn-Transistor 89 auf, der über einen Widerstand 87 parallel zum Kondensator 85 geschaltet und dessen Basis über einen Widerstand 91 mit dem Ausgang des NAND-Glieds 77 verbunden ist.

Das Bezugszeichen H bezeichnet eine Ansteuer- und Treiberschaltung für einen Magneten 10t, der später noch beschrieben wird, weiche NAND-Glieder 93 und 95, die eine Halteschaltung bilden, und einen npn-Transisior 99 aufweist, dessen Basis über einen Widerstand 97 mit dem Ausgang der Halteschaltung verbunden ist. Der Magnet 101 steht in Wirkverbindung mit einem in Fig.2 dargestellten Entfernungsmeßmechanismus zur Beendigung einer automatischen Scharfeinstelluiig, derart, daß, wenn der Magnet 101 aberregt wird, eine in Fig.2 dargestellte Sperrklinke die Bewegung eines ebenfalls in F i g. 2 dargestellten Objektivtubus anhält.

Das Bezugszeichen / bezeichnet einen binären Impulszähler 102 mit einem Eingang CK, einem Rücksetzeingang R und einem Ausgang Q. Das Bezugszeichen K bezeichnet eine Ansteuerschaltung für eine Leuchtdiode 103 und weist ein NAND-Glied 105, einen npn-Transistor 109, dessen Basis über einen Widerstand 107 mit dem Ausgang a?.s NAND-Glieds 105 verbunden >st, einen Widerstand 111, einen Operationsverstärker 113, einen npn-Transistor 115, dessen Kollektor mit der Leuchtdiode 103 verbunden ist, einen veränderlichen Widerstand 117, der zwischen den Kollektor des Transistors 115 und den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 113 geschaltet ist, und einen Widerstand 119 auf. '

Ein durch eine strickpunktierte Linie begrenzter Teil L weist ein NAND-Glied 121 auf, dessen Eingang mit dem Ausgang des Vergleichen 75 verbunden ist. Das Bezugszeichen M bezeichnet eine Frequenzteilerschaltung, die mit dem Ausgang eines Oszillators N verbunden ist, wobei der Ausgang Q eines D-Flip-Flops 125, das die zweite Stufe des Frequenzteilers M bildet, mit

dem einen Eingang des UND-Glieds 27 verbunden ist, während der andere Ausgang Q mit dem einen Eingang des UND-Glieds 29 verbunden ist. Der Ausgang 0eines D-Flip-Flops 127, das die dritte Stufe des Frequenzteilers M bildet, ist mit dem anderen Eingang des UND-Glieds 29 verbunden, während der andere Ausgang Q mit dem anderen Eingang des UND-Glieds 27 verbunden ist. Ein durch eine strichpunktierte Linie begrenzter Teil N weist einen Oszillator 133 auf, dessen Ausgang mit dem Takteingang CK von D-Flip-Flops 123 bis 131 verbunden ist.

Beim Einleiten des Fokussier- oder Scharfeinstellvorgangs wird ein Auslöseschalter 135 geöffnet. Ferner sind eine Schalter-Kopplungsschaltung 137 und ein UND-Glied 139 vorgesehen, bei welchem ein Eingang über die Kopplungsschaltung 137 mit dem Auslöseschalter 135 und ein zweiter Eingang mit dem Ausgang Q des D-Flin-Flops 131 verbunden ist. das den Ausgang des Frequenzteilers M bildet. Ein Anschluß eines Endschalters 141 ist geerdet und wird geschlossen, nachdem die Leuchtdiode 103 den Gegenstand in einer vorbestimmten Entfernung von beispielsweise 5 m abgetastet hat. Ein Eingang eines NAND-Glieds 145 ist mit dem Endschalter 144 über eine Schalter-Kopplungsschaltung 143 und der andere Eingang mit dem Ausgang der Spitzenwert-Detektorschaltung C verbunden. Ein Inverter 147 ist mit dem Ausgang der Kopplungsschaltung 143 verbunden.

In F i g. 2 sind wesentliche mechanische Teile des automatischen Scharfeinstellsystems gemäß F i g. 1 dargestellt. Gemäß F i g. 2 ist das lichtemlpfindliche Element 1, dessen maximale Empfindlichkeit im Infrarotbereich liegt, sowie eine Lichtausnahme-Linse 201 vorgesehen, die vor dem lichtempfinglichen Element 1 angeordnet ist. Ein gabelförmiges Abtastteil 203 wird mittels einer (nicht dargestellten) Kurvenscheibe bewegt. An einem Ende des Teils 203 ist die in F i g. 1 dargestellte Leuchtdiode 103 angebracht, während am anderen Ende eine Rolle 207 vorgesehen ist, die an der Kurvenscheibe anliegt. Ferner sind gemäß F i g. 2 eine Feder 209, durch die das Abtastteil 203 in Uhrzeigerrichtung vorgespannt wird, eine Projektionslinse 211, die vor der Leuchtdiode 103 angeordnet ist, ein Objektivtubus 213 mit einem Aufnahmeobjektiv, eine am Objektivtubus 213 angebrachte Feder 215, ein am Rand des Objektivtubus 213 vorgesehenes Zahngesperre 217, ein Verriegelungshebel 219, an welchem ein Ende klinkenförmig ausgebildet ist. das normalerweise durch eine Feder 221 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt wird, eine Welle 223 für den Verriegelungshely.l 219 und der Magnet 101 vorgesehen, welcher den Verriegelungshebel 219 in der in F i g. 2 dargestellten Ausgangsstellung hält

Nachstehend wird näher auf den automatischen Fokussier- bzw. Scharfeinstellvorgang eingegangen.

(A) Wenn sich ein Gegenstand in einer mittleren Entfernung von weniger als 5 m befindet und der (nicht dargestellte) Hauptschalter geschlossen ist, wird die Schaltung mit Energie (VBAT) versorgt, und es liegt die konstante Bezugsspannung KVCan, wenn, wie in F i g. 1 dargestellt, der Auslöseschalter 135 geschlossen ist, solange der Endschalter 141 geschlossen ist. Das Potential am Ausgang der Kopplungsschaltung 137 liegt auf einem niedrigen Pegel (der nachstehend mit LL bezeichnet ist), und auch das Potential am Ausgang des UND-Glieds 139 liegt auf einem niedrigen Pegel (d. h. ist LL), während das Potential am Ausgang des NAND-Glieds 105 auf einem hohen Pegel liegt (der nachstehend mit HL bezeichnet ist! wodurch der Transistor 109 leitend wird. Folglich bleibt der Transistor 115 gesperrt und die Leuchtdiode 103 zum Emittieren von Infrarotstrahlen ebenfalls ausgeschaltet.

Wenn auf diese Weise die Leuchtdiode 103 nicht zu leuchten beginnt, wird kein Licht von dem (nicht dargestellten) Gegenstand reflektiert, so daß die Lichtempfangsschaltung A fast kein Signal abgibt. Folglich bleibt der Ausgangspegel des Tiefpaßfilters E auf einem bestimmten Gleichspannungspegel, der keinem Signal entspricht. Der Pegel des Tiefpaßfilters E ist zu diesem Zeitpunkt niedriger als die Ausgangsspannung des von den Widerständen 71 und 73 gebildeten Spannungsteilers, so daß das Ausgangspotential des Vergleichers 75 niedrig (LL) und das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 77 hoch (HL) ist. Folglich ist der Transistor 89 leitend, die Spitzenwert-Detektorschaltung C ist gesperrt, und das Ausgangspotential des Operationsverstärkers 79 ist hoch (HL). Das Potential am Ausgang des NAND-Gliedes 145 wird niedrig (LL), da das Ausgangspotential der Kopplungsschaltung 143 hoch (HL) ist, so daß der Zähler 102 rückgesetzt ist. Folglich wird das Potential am Ausgang Q des Zählers 102 hoch (HL), sobald der Zähler 102 rückgesetzt ist. Andererseits wird das Potential am Ausgang des NAND-Gliedes 121 zu diesem Zeitpunkt hoch (HL), da der Endschalter 141 geöffnet ist Folglich bleibt die Halteschaltung aus den NAND-Gliedern 93 und 95 im Ausgangszustand, der durch das Löschsignal TOC geschaffen ist, das wiederum durch Schließen des Hauptschalters erzeugt worden ist, d. h.

das Ausgangspotential des NAND-Gliedes 93 wird hoch (HL) gehalten, der Transistor 99 bleibt leitend und es fließt fortwährend ein Erregungsstrom durch den Magneten 101. Folglich wird der automatische Scharfeinstellmechanismus der Kamera im Ausgangszustand gehalten, wie er in F i g. 2 dargestellt ist.

Wenn der Auslöseschalter 136 hier bei geöffnet wird, wird das Potential am Ausgang der Koppiungsschaiier 137 auf HL geschaltet, so daß das UND-Glied 139 synchron mit dem Ansteuersignal öffnet und schließt, wie dies in Fig.3 bei MA dargestellt ist. (Hierbei ist das Ansteuersignal das Ausgangssignal am Ausgang MA der Frequenzteilerschaltung M gemäß (Fig. 1). Wenn das UND-Glied 139 mit der vorstehend beschriebenen Taktsteuerung öffnet und schließt, öffnet und schließt das NAND-Glied 105 entsprechend der Potentialänderung am Ausgang des UND-Gliedes 139, so daß die Leuchtdiode 103 zeitlich synchron mit dem Öffnen und Schließen des UND-Gliedes 139 aufleuchtet, wie es bei 103/1 in F i g. 3 dargestellt ist, da das eine Eingangssignal des NAND-Gliedes 105 entsprechend dem Lösch %nal PDChoch (HL) ist.

Ferner beginnt sich synchron mit dem Öffnen des Austöseschalters 135 das in F i g. 2 dargestellte Abtastteil 203 in Uhrzeigerrichtung zu bewegen, worauf die

Leuchtdiode 103 den Gegenstand abtastet, während sich der Objektivtubus 213 unter der Wirkung der Feder 215 etwas später, als mit dem Abtasten der Leuchtdiode 103 begonnen wird, in Richtung auf die der Einstellung »unendlich« entsprechende Stellung nach rückwärts zu

bewegen beginnnt Der von der Leuchtdiode 103 während des Abtastens emittierte Lichtstrahl wird von dem (nicht dargestellten) Gegenstand reflektiert und trifft über die in F i g. 2 dargestellte Lichtaufnahme-Linse 201 auf das lichtempfindliche Element 1 der Schaltung A auf,

wodurch am Ausgang 3Λ der schaltung A das Signal, dessen Einhüllende in Fig.4 bei 3-4 dargestellt ist, allmählich ansteigt und abfällt, nachdem niederfrequente Anteile, die durch Sonnenlicht, Leuchtstoffröhren u. ä.

erzeugt werden, durch die Rückkopplung in der Schaltung A begrenzt sind. Die Verstärkerschaltung S beseitigt Gleichspaiinungs- und niederfrequente Anteile in dem am Anschluß 34 anliegenden Signal und verstärkt den Frequenzanteil im Bereich der Blink- oder Aufleuchtfrequenz der Leuchtdiode 103.

£j*«s Ausgangssignal der Verstärkerschaltung B, dessen Verlauf in F i g. 4 bei 17/4 dargestellt ist, wird an die Eingänge der folgenden Analogschalter 23 und 25 angelegt. Andererseits werden Synchronisier impulse, wie sie in Fig.3 bei 29/4 dargestellt sind, von der Frequenzteilerschaltung M über das UN D-Glied 29 als Steuersignal an den Eingang des Analogschalters 23 angelegt, während an den Eingang des Analogschalters 25 als Steuersignal Synchronisierimpulse, wie sie bei 27A in F i g. 3 dargestellt sind, von der Frequenzteilerschaltung M über das UND-Glied 27 angelegt werden, so daß die an

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uwi UIIIgUiIgVIi uwi r\u«iv/gj(.iiaiit.i **> uiiu *** aiim*gt«fiden Signale mittels der Analogschalter 23 und 25 abgetastet und mittels der Halteschaltung der folgenden Stufe festgehalten werden. Folglich liegt am Ausgang 39/1 der Folgeschaltung 29 ein Signal mit dem bei 39/4 in F i g. 4 dargestellten Verlauf entsprechend dem Abtasten der Leuchtdiode 103 an, während am Ausgang 45/4 des Inverters 45 ein Signal mit dem bei 45/4 in Fig.4 dargestellten Verlauf entsprechend dem Abtasten der Leuchtdiode 103 anliegt.

An den Ausgängen 39/4 unc 45/4 der Abtast-Speicherschaltung C liegen dann Ausgangssignale entsprechend dem Abtasten der Leuchtdiode 103 an, wodurch, solange der Transistor 59 sperrt, das am Ausgang 39/4 anliegende Ausgangssignal mit einer Verstärkung -55Λ/61R verstärkt wird (wobei 55/? den Wert des Widerstandes 55 und 61R den Wert des Widerstandes 61 darstellt), während das am A usgang 45/4 anliegende Ausgangssignal mit einer Verstärkung von —55Ä/63/? (wobei 63/? den Wert des Widerstandes 63 darstellt) verstärkt wird und die Summe der beiden verstärkten Eingangssignale am Ausgang 53A der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D anliegt.

Wenn der Eingangspegel an dar Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D allmählich ansteigt, wie bei 39,4 oder 45,4 in Fig.4 dargestellt ist, und der Pegel am Ausgang 53/4 des Verstärkers 53 höher als der Pegel wird, bei welchem die Basis-Emmerstrecke des Transistors 59 beginnt leitend zu werden, beginnt der Ausgangsstrom des Verstärkers 53 picht nur durch den Widerstand 55, sondern auch durch den Widerstand 57 und über den Emitter und den Kollektor des Transistors 59, zu fließen, so daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 53 allmählich komprimiert wird, wie es bei 53/4 in F i g. 4 dargestellt ist. Wann der Pegel des Eingangssignals an der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D höher wird als ein vorbestimmter Wert, kann der Betrag der Signalkomprimierung durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Widerstandswerte des Widerstandes 57 zum Widerstand 55 entsprechend eingeteilt werden.

In den Signalen am Ausgang 53/4 der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D νικά das Rauschen, welches in der Abtastfrequenz nicht synchronisiert ist, und ein hochfrequentes Rauschen aufgrund der Synchronisierimpulse vom Tiefpaßfilter E beseitigt, so daß die Signale, wie bei 69/4 in Fig.4 dargestellt ist an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 79 angelegt werden, der den Eingang der Spitzenwert-Detektorschaltung G bildet

Wenn dann der Pegel des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters E niedriger als die geteilte Spannung an der Spannungsteilerschaltung ist, bleibt das Potential am Ausgang 75/4 des Vergleichers 75 niedrig (LL), wie bei 75/4 in F i g. 4 dargestellt ist, so daß der Pegel des Ausgangssignals des NAND-Gliedes 77 hoch (HL) bleibt und der Transistor 89 zu diesem Zeitpunkt in leitendem Zustand verbleibt, obwohl synchron mit dem öffnen des Auslöseschalters 135 das Signal am Eingang 77a des NAND-Glieds 77 auf einen hohen Pegel (HL) geschaltet

ίο worden ist. Wenn das Potential am Ausgang des Tiefpaßfilters E bei der Leuchtdioden-Abtastung höher wird als die geteilte Spannung an der Spannungsteilerschaltung, geht das Potential am Ausgang 75/4 des Vergleichers 75 schnell vom niedrigen Pegel (LL) auf den hohen Pegel (HL) über, wie bei 75/4 in F i g. 4 dargestellt ist. Hierdurch sperrt dann der Transistor 89, wodurch eine Spitzenwertermittlung durch die Spitzenwert-Deicktorschaltung G freigegeben ist.

Nachdem die Spitzenwert-Detektorschaltung G freigegeben ist, nimmt das Potential am invertierenden Eingang durch Aufladung des Kondensators 85 über den Widerstand 83 und die Diode 81 zusammen mit dem Ansteigen des Tiefpaßfilterausgangssignals zu, woraufhin das Potential am Ausgang 79/4 des Verstärkers 79 ansteigt und auf einem logisch hohen Pegel (HL) verbleibt. Wenn dagegen der Ausgangspegel des Tiefpaßfilters E abzunehmen beginnt, wie bei 69Λ in F i g. 4 dargestellt ist, hält der Kondensator 85 den Spitzenwert des Eingangssignals aufrecht, da die gespeicherte Ladung nicht entladen werden kann. Folglich ist der Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 79 unterbrochen, wobei der Unterschiedsbetrag zwischen dem Potential am nichtinvertierenden Eingang und dem am invertierenden Eingang entsprechend der Leerlaufver-Stärkung des Verstärkers 79 mit einem sehr hohen Verstärkungsfaktor verstärkt wird, so daß das Potential am Ausgang 79/4 des Verstärkers 79 augenblicklich auf einen niedrigen Pegel (LL) abfällt.
Das Potential am Ausgang 79/4 des Verstärkers 79 geht auf einen niedrigen Pegel (LL) über, sobald der Lichtstrahl von der Leuchtdiode 103 das Meßobjekt überstrichen hat. Andererseits bleibt zu diesem Zeitpunkt der Endschalter 141 in geöffnetem Zustand, solange das Potential am einen Eingang des NAND-Gliedes 145 (HL) ist, so daß das Ausgangspotential des NAND-Gliedes 145 von einem niedrigen (LL) auf einen hohen Pegel (HL) übergeht, der Rücksetzzustand des Zählers 102 freigegeben wird und der Zähler 102 die von der Frequenzteilerschaltung M über das UND-Glied 139 zugeführten Impulse zu zählen beginnt.

Wenn das Ausgangssignal der Spitzenwert-Detektorschaltung G nicht durch Störungen, sondern durch das Abtasten mittels der Leuchtdiode 103 auf den niedrigen Pegel (LL) abgefallen ist wird dieser Zustand für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten. Folglich fährt der Zähler 102 mit dem Zählen fort, bis diese vorbestimmte Zeit vorüber ist. Dann geht das Potential am Ausgang Q des Zählers 102 von einem hohen Pegel (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) über, um so die Halteschaltung zurückzusetzen, wobei das Ausgangspotential des NAND-Gliedes 93 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) übergeht um so den Transistor 99 in den Sperrzustand zu invertieren. Folglich wird der Magnet 101 aberregt, wodurch dann der Verriegelungshebel 219 durch die Feder 221 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht und mit dem Zahnsperre 217 in Eingriff gebracht wird, so daß der Aufnahmeobjektivtubus entsprechend der Objektlage in einer entsprechenden Stel-

lung angehalten wird. Wenn das Ausgangspotential des NAND-Gliedes 93 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) übergeht, nimmt das Ausgangspotential des NAND-Glieds 105 hohen Pegel (HL) an, so daß die Leuchtdiode 103 ganz abgeschaltet wird, um den automatischen Scharfeinstellvorgang zu beenden.

Auf die vorstehend beschriebene Weise kann der richtige Signalspitzenwert festgestellt werden, selbst wenn das Tiefpaßfilterausgangssignal aufgrund von Störungen einen falschen Spitzenwert annimmt. Wenn jjäj angenommen wird, daß das Ausgangssignal der Spitzenwert-Detektorschaltung C entsprechend dem falschen Spitzenwert niedrig ist und der Zähler 102 zu zählen beginnt, wird dieser Zählvorgang mittels des wiederhohlten niedrigen Pegels (HL) des Spitzenwert-Detektorausgangssignals rückgesetzt, solange der Pegel am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 79 innerhalb des vorbestimmten Zeitintervaüs (wie bei !ΆΑΑ in Fig.4 dargestellt) höher als der gehaltene Pegel am invertierenden Eingang ist. Außerdem kann dieser Löschvorgang für den falschen Spitzenwert innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls (das nicht zu lang ist) hinlänglich erwartet werden, wenn das Eingangssignal höher ist als der vorbestimmte Pegel der Sperrschaltung F und allmählich ansteigt. Somit ist der automatische Scharfeinstellvorgang für ein Objekt beschrieben, das erfaßt wird, bevorder Endschalter 141 geschlossen wird.

(B) Wenn sich ein Gegenstand in der Nähe des Entfernungsmeßgrenzwertes befindet, liegt in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall ein bei 69/4 in F i g. 5 dargestelltes Signal am Ausgang 69Λ des Tiefpaßfilters E entsprechend dem Abtasten der Leuchtdiode 103 an. In diesem Fall wird dann der Gegenstand in einer Entfernung ermittelt, die größer als die in dem vorstehend beschriebenen Fall ist, so daß der Pegel des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters E im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen Fall niedrig ist. Jedoch verstärkt die Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D das Eingangssignal des niedrigen Pegels mit einem hohen Verstärkungsgrad, so daß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters für die Verarbeitung im folgenden Schritt ausreicht.

Wenn der Lichtstrahl der Leuchtdiode 103 den Gegenstand zu beleuchten beginnt und das Potential am einen Eingang 69/4 des Vergleichers 75 höher wird als am anderen Eingang 75a, geht das Potential am Ausgang 75,4 des Vergleichers 75 auf die gleiche Weise wie im vorstehend beschriebenen Fall auf einen hohen Pegel (HL) über, während das Potential am ersten Eingang 121a des NAND-Gliedes 121 auch auf einen hohen Pegel (HL) übergeht.

Wenn mit dem Strahl der Leuchtdiode 103 weiter abgetastet wird, nimmt das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters E allmählich zu, wie bei 69A in F i g. 5 dargestellt ist, wodurch dann zum Zeitpunkt 1*3 (in F i g. 5) der Endschalter 141 vom geöffneten in den geschlossenen Zustand übergeht, so daß das Potential am Eingang des Inverters 147 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) übergeht, wie dies bei 147 in F i g. 5 dargestellt ist, und das Potential am zweiten Eingang des NAND-Glieds 121 von einem niedrigen (LL) auf einen hohen Pegel (HL) übergeht. Folglich geht entsprechend dem Schließen des Endschalters 141 das Ausgangspotential des NAND-Glieds 121 von einem hohen (HI.) auf niedrigen Pegel (LL) und das Ausgangspotential des NAND-Glieds 93 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) über, wie dies bei 93A in F i g. 5 dargestellt ist, so daß der Magnet 101 aberregt und dadurch die Bewegung deh Aufnahmeobjektivtubus 213 zu diesem Zeitpunkt zwandsläufig zum Stillstand gebracht wird. Wenn, wie im vorstehenden Fall beschrieben, das Ausgangspotential des NAND-Glieds 93 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) übergeht, wird die Leuchtdiode 103 in derselben Weise abgeschaltet.

(C) Wenn sich ein Gegenstand im Unendlichen oder in einer größeren Entfernung als in den vorstehend beschriebenen beiden Fällen befindet, trifft das vom Objekt reflektierte Licht kaum auf das lichtempfindliche Element 1 auf, so daß bezogen auf das Abtasten der Leuchtdiode 103 kein Signal am Ausgang 69/4 des Tiefpaßfilters E anliegt, wie dies bei 69/i in F i g. 6 dargestellt ist, selbst wenn mit der Leuchtdiode 103 ein Abtastvorgang durchgeführt wird. Im vorstehend beschriebenen Zustand wird der Endschalter 141 zum Zeitpunkt ti geschlossen, das Ausgangspotcntial der Kopplungsschaltung 143 geht von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegef(LL) über, wie dies bei 143Ä in Fig.6 dargestellt ist, und das Ausgangspotential des NAND-Glieds 145 geht von einem niedrigen (LL) auf einen hohen Pegel (HL) über, wie es bei 145Λ in F i g. 6 dargestellt ist, so daß der Zähler 102 zu zählen beginnt. Nach Verstreichen des Zeitintervalls T₂ geht das Ausgangspotential Q des Zählers 102 von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) über, wie es bei 102<? in Fig.6 dargestellt ist, und das Ausgangspotential des NAND-Glieds 93 geht von einem hohen (HL) auf einen niedrigen Pegel (LL) über, wie bei 93/4 in F i g. 6 dargestellt ist, wodurch die Verstellung des Aufnahmeobjektivtubus 213 gestoppt und die Leuchtdiode 103 abgeschaltet ist. Somit kann das Abschlußsignal des automatischen Scharfeinstellvorgangs erhalten werden, während Energie gespart wird.

In F i g. 7 ist eine elektrische Schaltung eines wesentlichen Teils eines zweiten Ausführungsbcispiels der Entfernungsmeßeinrichtung dargestellt, bei der außer der in Fig.7 dargestellten Quasi-Signalkomprimierungsschaltung DA die gleiche Schaltung wie beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet ist, so daß nachstehend nur der Aufbau und die Arbeitsweise der in F i g. 7 dargestellten Quasi-Signalkomprimierungsschaltung beschrieben wird.

In F i g. 7 ist ein Widerstand 610 zwischen den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 530 und den Ausgang 39Λ der beim ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Folgeschaltung 39 geschaltet. Ein Widerstand 630 ist zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang 45Λ der Folgeschaltung 45 des ersten Ausführungsbeispiels geschaltet. Widerstände 490 und 510 bilden eine Spannungsteilerschaltung, deren Verbindungspunkt mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 530 verbunden ist Ein Widerstand 570 ist zwischen den Emitter eines Transistors 590 und den invertierenden Eingang des Verstärkers 530 geschaltet. Ein Widerstand 650 ist über einen Widerstand 550 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 530 verbunden, während die Basis sowie der Kollektor eines Transistors 591 jeweils mit den entsprechenden Elektroden des Transistors 590 verbunden sind, wie dies in Fig.7 dargestellt ist, und der Emitter des Transistors 591 über den Widerstand 650 geerdet ist Somit bildet der Emitter des Transistors 591 den Ausgang der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung DA, der mit dem Ein-

gang des Tiefpaßfilters E des ersten Ausführungsbeispiels verbunden ist

Die vorstehend beschriebene Quasi-Signaikomprimierungsschaltung DA arbeitet folgendermaßen. Wenn

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der Pegel des an den Ausgängen 39A und 45 A anliegenden Signals niedrig ist, fließt der Ober die Widerstände 610 und 630 gelangende Strom (beinahe) zusammen über den Widerstand 550, so daß das tfin (550/?/ 630/?+550Ä/630/?,) verstärkte Ausgangssignal am Ausgang 530-4 anliegt. Hierbei ist 610/? der Wert des Widerstandes 610, 630/? der Wert des Widerstandes. 630 und 550/? der Wert des Widerstands 550. Wenn der Pegel des Signals, das am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 530 über die Widerstände 610 und 630 anliegt, beim Abtastvorgang der Leuchtdiode 103 allmählich in negativer Richtung zunimmt, steigt die Spannung am Ausgang 530/4, während der über die Widerstände 550 und 650 fließende Strom ansteigt, so daß das Baiispotential des Transistors 591 ebenfalls steigt. Folglieh steigt die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 590 und der über den Widerstand 570 fließende Strom nimm! zu. Wenn der über den Widerstand 570 fließende Strom anzusteigen beginnt, fällt die Verstärkung aril Verstärker 530 allmählich ab, so daß das Potential am Ausgang der Quasi-Signalkomprimierungsschaltung DA auf die gleiche Weise wie das Ausgangssignal der in Fig. 1 dargestellten Quasi-Signalkomprimierungsschaltung D komprimiert zu werden beginnt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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U

J

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Entfernungsmeßeinrichtung mit einer lichtelektrischen Signalgebereinrichtung, die als Ergebnis eines Abtastvorgangs ein elektrisches Signal mit einem einer gemessenen Objektentfernung entsprechenden Maximalwert abgibt, gekennzeichnetdurch eine mit der lichtelektrischen Signalgebereinrichtung (A, B) gekoppelte Quasi-Signalkomprimierungseinrichtung (D; DA), die zur Bildung eines Ausgangssignals das von der lichtelektrischen Signalgebereinrichtung abgegebene elektrische Signal bei unter einem vorgegebenen Wert liegenden Signalpegel mit einem festen hohen Verstärkungsfaktor verstärkt und bei höherem Signalpegel mit einem festen geringen Verstärkungsfaktor komprimiert.

2. Entfecnangsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quasi-Signalkomprimierungseinrichtung einen Verstärker (53; 530) mit einem ersten Eingang für das elektrische Signal der lichtelektrischen Signalgebereinrichtung eine Bezugsspannungsschahung (49,5.1; 490,510) zur Bildung einer einem zweiten Eingang des Verstärkers zugeführten Bezugsspannung und ein mit dem Ausgang des Verstärkers verbundenes Impedanzelement (59; 590) aufweist, das den Verstärkungsfaktor des Verstärkers zur automatischen Komprimierung des elektrischer* Signals auf einen kleinen Wert umschaltet, wenn der Ausgangssignalpegel des Verstärkers über dem vorgegebenen ^ert liegt

3. Entfernungsmeßeim ichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eh. aktives System mit einer Leuchtdiode (103), deren Lichtprojektion in das elektrische Signal umsetzbar ist

4. Entfernungsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Spitzenwert-Detektorschaltung (G), die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Quasi-Signalkomprimierungseinrichtung ein Spitzenwertsignal bildet, und durch ein in Abhängigkeit vom Auftreten des Spitzenwertsignals erregbare und vom Verschwinden des Spitzenwertsignals aberregbare Zeitgebereinrichtung (J), über die nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer eine Entfernungsinformation erzeugbar ist.