DE3151195A1

DE3151195A1 - Vorrichtung zum erfassen von gegenstaenden

Info

Publication number: DE3151195A1
Application number: DE19813151195
Authority: DE
Inventors: Akinori Fukaya Saitama Masuko
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1982-07-01
Also published as: GB2090411B; US4512000A; GB2090411A

Description

H 81/87115

Beschreibung

Die■vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen, mit welcher die Entfernung zu einem Gegenstand und das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein des Gegenstands erfaßt werden können. 5

Es ist bekannt, die Entfernung zu einem Gegenstand dadurch ii zu messen, daß man die Zeit mißt, die von einem Augenblick, in dem Licht, Schallwellen, Mikrowellen oder dergleichen auf einen Gegenstand gesendet werden, bis zu demjenigen Zeitpunkt vergeht, in dem die reflektierte Welle zu dem Ausgangspunkt der Welle zurückkehrt. Durch Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vorhandenen bzw. nicht vorhandenen Gegenstands dadurch zu erfassen, daß die gemessene Zeit mit einer Bezugszeit verglichen wird. In der jüngsten Zeit haben auf diesem Verfahren beruhende Vorrichtungen zum Erfassen von Gegenständen in verschiedensten Bereichen verbreitete Anwendung gefunden. Im folgenden soll ein Fernsehgerät mit einer solchen Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen beschrieben werden. Es gilt die allgemeine Regel, daß der optimale Abstand zwischen dem Fernsehgerät und einem Zuschauer 5— bis 7mal so groß ist wie die Längenabmessung des Fernsehgeräts, damit die Augen des Betrachters geschont werden. Beim Fernsehen hat der Zuschauer die Neigung, sich unbewußt zu sehr dem Bildschirm zu nähern. Um diesem Problem zu begegnen, ist es empfehlenswert, in einen: Fernsehgerät eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen (in diesem Fall ist der Gegenstand der Zuschauer) vorzusehen, wobei die Vorrichtung folgendermaßen arbeitet: Wenn ein Zuschauer sich dem Bildschirm um weniger als einen gegebenen Abstand nähert, gibt die Erfassungsvorrichtung einen Alarm ab, während sie den Abstand zwischen dem Zuschauer und dem Fernsehgerät dauernd überprüft. Der Alarm besteht beispielsweise darin, daß mittels eines Sprach-Synthesizers die Bemerkung "Sie befinden sich zu dicht vcr

dem Bildschirm, bitte halten Sie mehr Abstand" abgegeben wird. Entfernt sich der Zuschauer andererseits um mehr als eine gegebene Entfernung von dem Fernsehgerät/ so schaltet die Erfassungsvorrichtung das Fernsehgerät über den Netzschalter aus, und zwar auf der Grundlage der Beurteilung, daß der Zuschauer mit dem Anschauen des Fernsehprogramms aufgehört hat. Nähert sich weiterhin der Zuschauer erneut dem Fernsehgerät bis auf die gewisse Entfernung, so schaltet die Vorrichtung automatisch das Netz wieder ein. Diese Methode ist insoweit sehr nützlich, als sie die Augen des Betrachters schonen und elektrische Energie sparen hilft.

Im allgemeinen befinden sich in dem Raum, in dem ein Fernsehgerät steht, viele Gegenstände, beispielsweise ein Stuhl, ein Schreibtisch, ein Bücherregel und dergleichen, und zwar zusätzlich zu dem Zuschauer. Bei der Verwendung der Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen besteht die Schwierigkeit, die von dem Zuschauer reflektierte Welle genau von solchen Wellen zu unterscheiden, die von anderen Gegenständen reflektiert werden. Eine solche Unterscheidung ist - soweit sie grob erfolgt - möglich, weil die Amplitude der reflektierten Welle von der Größe des betreffenden Gegenstands abhängt. Wenn die Größe des Gegenstands jedoch vergleichbar ist mit der Größe des Zuschauers, ist eine solche Unterscheidung fast unmöglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen anzugeben, die in der Lage ist, das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines bestimmten von vielen Gegenständen zu erfassen, sowie einen Entfernungsbereich zu dem Gegenstand zu erfassen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen gelöst, welche gekennzeichnet ist durch

einen Sender, der periodisch eine Signalwelle abstrahlt, einen Empfänger, der die von dem Sender abgestrahlte Signalwelle empfängt, um ein Empfangssignal zu erzeugen, eine Abtastschaltung zum Abtasten des Empfangssignals in gegebenen Zeitintervallen, einen Speicher, um vorab das Ausgangssignal der Abtastschaltung in der Zeit einer Sendeperiode zu speichern, und eine Beurteilungsschaltung, um das Ausgangssignal der Abtastschaltung in der Zeit jeder Sendeperiode mit dem von dem Speicher kommenden Signal zu vergleichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung gemäß einer Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines in der Schaltung gemäß Fig. 1 verwendeten Zeitsteuersignalgenerators,

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer in der Schaltung gemäß Fig. 1 verwendeten Auswahlgatterschaltung,

Fig. 4A bis 4G und 5A bis 5K Impulsdiagramme, die den Arbeit sab lauf der Ausführungsform gemäß Fig. 1 veranschaulichen,

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm eines Hauptabschnitts einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung eines Hauptabschnitts einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen, und

FIg. SA bis 8G Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeits weise des dritten Ausführungsbeispiels.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen beschrieben werden. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen (im folgenden: Erfassungsvorrichtung) in Blockdiagrammdarstellung. Bei dieser Ausführungsform gelangt die Erfassungsvorrichtung bei einem Fernsehgerät zur Anwendung. Ein durch einen (nicht dargestellten) Knopf geschlossener Schalter 10 steht in Verbindung mit einem Eingangsanschluß einer Init i.a1 i.;.;iorungssohaltuny 12. Ein erster und zweiter Ausyanqrwms-MiluN der Initialisierungsschaltung 12 sind mit den Εί.ικ|.ιπ'!:'·.ϋη-.

Schlüssen R bzw. S eines RS-Flip-flops 14 verbunden. Der Ausgangsanschluß einer Netz-Ein-Rücksetz-Schaltung 15 mit einer Spannungsquelle V__ steht außerdem in Verbindung mit

CC

dem ersten Ausgangsanschluß der Initialisierungsschaltung 12. Der Ausgang Q des RS-Flip-flops 14 ist an den Setzanschluß eines Oszillators 18 gelegt. Ein Ausgang des Oszillators 18 steht in Verbindung mit einem Eingang eines Monoflops 20, einem Setzeingang eines Oszillators 22, einem Taktanschluß CK eines Zählers 24 sowie eincra Rücksetzanschluß R eines Zeitsteuersiqnalyoncrutors 26. Der Zeitsteuersignalgonerator 26 wird daher beim Auftreten der Rückflanke des Ausgangssignals des Oszillators 18 zurückgesetzt. Die Schwingungsfrequenz des Oszillators 22 ist größer als diejenige des Oszillators 18. Der Ausgangsanschluß des Monoflops 20 ist an den Setzanschluß eines Oszillators 28 gelegt. Die Schwingungsfrequenz des Oszillators 28 ist auf eine Frequenz innerhalb des Ultraschallfrequenzbandes zwischen 40 und 60 kHz eingestellt. Das Ausgangssignal des Oszillators 28 wird über einen Lautsprecher 30 abgestrahlt. Ein Mikrophon 32 zum Empfanqen der von Gegenständen reflektierten Ultraschallwellen

ist-in der Nahe des Lautsprechers 30 angeordnet. Das Ausgangssignal des Mikrophons 32 gelangt über einen Verstärker 34 an einen Gleichrichter 36. Dessen Ausgangssignal gelangt an eine Abtast- und Halteschaltung 34. Ein von dem Zeit-Steuersignalgenerator 26 abgeleitetes Abtastsignal sowie Rücksetzsignal werden an einen Abtastanschluß S bzw. an einen Rücksetzanschluß R der Abtast- und Halteschaltung gelegt. Der Ausgangsanschluß der Abtast- und Halteschaltung 38 ist an einen ersten Eingangsanschluß eines Vergleichers •0 40 angeschlossen. Der Ausgangsanschluß eines Bezugsignalgenerators 42 steht in Verbindung mit einem zweiten Eingang des Vergleichers 40. Ein von dem Vergleicher 40 kommendes Ausgangssignal gelangt über ein Gatter 44 an einen Eingang einer Auswahlgatterschaltung 46, die einen ersten und zweiten Ausgangsanschluß aufweist und das Eingangssignal selektiv entweder durch den ersten oder zweiten Ausgangsanschluß leitet. Von dem Zeitsteuersignalgenerator 26 gelangt ein Gattersignal zu einem Steueranschluß der Auswahlgatterschaltung 44.

Der Ausgangsanschluß des Oszillators 22 liegt an einem Taktanschluß CK einer Zählschaltung 48. Der Ausgangsanschluß des Oszillators 18 steht in Verbindung mit einem Rücksetzanschluß R der Zählschaltung 48, deren Ausgangssignal an den Steuersteuersignalgenerator 26 sowie einen Multiplexer 5 0 gelangt. Daher wird die Zählschaltung 4 8 zurückgesetzt, wenn das Ausgangssignal des Oszillators 18 abgefallen ist. Das Ausgangssignal vom Multiplexer 50 gelangt an einen Steueranschluß der Auswahlgatterschaltung

46. Der Ausgangsanschluß eines vorbestimmten Bits des Zählers 24 ist an einen Setzeingang S eines RS-Flip-flops 52 angeschlossen. Der erste Ausgangsanschluß der Initialisierungsschaltung 12 steht in Verbindung mit einem Rücksetzanschluß R des Zählers 24 und dem Flip-flop 52. Der Ausgang Q des RS-Flip-flops 52 ist an einen Steueranschluß

der Auswahlgatterschaltung 46, einen Lese/Schreib-Anschluß R/W eines Speichers 54 und einen Chip-Freigabeanschluß CE einer Beurteilungsschaltung 56 angeschlossen. Das erste Ausgangssignal der Auswahlgatterschaltung 4 6 stellt ein Parallelsignal mit mehreren Bits dar. Die Bit-Signale werden zu den jeweiligen Adressen im Speicher 54 geleitet. Das zweite Ausgangssignal ist ein serielles Signal mit einem Bit; es gelangt an den ersten Eingangsanschluß der Beurteilungsschaltung 56. Der erste Ausgangsanschluß der Initialisierungsschaltung 12 steht in Verbindung mit einem Rücksetzanschluß R des Speichers 54. Der Speicher 54, der z. B. durch ein Parallel-Ein/Parallel-Aus-Schieberegister gebildet wird, erzeugt in jeder Adresse sequentiell Daten. Der Ausgangsanschluß des Speichers 54 ist an einen zweiten Eingangsanschluß der Beurteilungsschaltung 56 angeschlossen. Das Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung 56 ist an einen Sprach-Synthesizer 5 8 angeschlossen.

Fig. 2 zeigt, ein Schaltungsdiagramm einer praktischen Ausbildung der Zählschaltung 48 und des Zeitsteuersignalgenerators 26 gemäß Fig. 1. Die Zählschaltung 48 besteht aus einem Paar von 4-Bit-Binärzellen 70 und 72, die in Serie geschaltet sind, sowie aus einem Negator 73. Der Zeitsteuersignalgenerator 26 besteht aus NOR-Gliedern 74 und 76, Negatoren 78, 80, 82 und 83, einem RS-flip-flop 84 sowie Monoflops 86 und 88. Der Ausgangsanschluß des Oszillators 22 ist an den Takteingang CK des Zählers 70 angeschlossen. Die Ausgänge Q1 und Q4 des Zählers 70 sind über die Negatoren 7 8 bzw. 80 an die ersten Eingänge der NOR-Glieder 74 und 76 angeschlossen. Der Ausgang Q2 des Zählers 70 ist an einen zweiten Eingang des NOR-Glieds 74 angeschlossen, und ein Übertrag-Ausgang CA ist an einen dritten Eingang des NOR-Glieds 74 und an den Takteingang CK des Zählers 72 angeschlossen. Der Ausgang Q1 des Zählers 72 ist über den Negator 82 an einen zweiten Eingang des

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NOR-Glieds 76 angeschlossen. Die Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 sind an den Multiplexer 50 angeschlossen. Der Ausgangsanschluß des Oszillators 18 ist über den Negator 7 3 an den Rücksetz ans chluß R jedes der Zähler 70 und 72 arigeschlossen.

Die Ausgänge der NOR-Glieder 74 und 76 sind an den Rücksetzanschluß R bzw. den Setzanschluß S des Flip-flops 84 angeschlossen. Der Ausgang des Oszillators 18 liegt über dem Negator 83 am Rücksetzanschluß R des E'lip-flops 84. Die Ausgangsanschlüsse Q und Q des Flip-flops 84 stehen mit dem Abtastanschluß S der Abtast- und Halteschaltung 3 bzw. mit dem Eingangsanschluß der Monoflops 86 in Verbindung. Der Ausgang des Monoflops 86 ist an den Steuereingang des Gatters 44 und den Eingang des Monoflops 88 angeschlossen. Der Ausgang des Monoflops 88 ist an den Rücksetzeingang R der Abtast- und Halteschaltung 38 angeschlossen.

Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer praktischen Ausführung der in Fig. 1 dargestellten Auswahlgatterschaltung 46. Der Multiplexer 50 weist N Ausgangsanschlüsse auf, die an erste Eingänge von NAND-Gliedern 100-1, 100-2, . .., 100—N angeschlossen sind. Der Ausgang des Gatters 44 ist an die zweiten Eingänge der NAND-Glieder 100-1, 100-2, ..., 100-N angeschlossen. Die Ausgänge der NAND-Glieder 100-1, 100-2, ..., 100-N sind an erste Eingänge von NAND-Gliedern 102-1, 102-2, ..., 102-N angeschlossen. Die Ausgänge der NAND-Glieder 100-1, 100-2, ..., 100-N sind außerdem an erste Eingänge von NAND-Gliedern 104-T, 104-2, ..., 104-N angeschlossen. Der Ausgangsanschluß Q des flipflops 52 ist direkt angeschlossen an zweite Eingänge der NAND-Glieder 102-1, 102-2, ... , 102-N, und er ist über Negatoren 106-1, 106-2, / 106-N an Eingänge der NAND-

Glieder 104-1, 104-2, ..., 104-N angeschlossen. Die Aus-

gangsanschlüsse der NAND-Glieder 102-1, 102-2, ..., 102-N sind zusammengeführt, und der gemeinsame Anschlußpunkt liegt weiterhin in Verbindung mit dem ersten Eingangsanschluß der Beurteilungsschaltung 56. Der Speicher 54, der N Zellen enthält, speichert die Ausgangssignale der NAND-Glieder 104-1, 104-2, . .., 104-N in den entsprechenden Zellen. Das Ausgangssignal des Speichers 54 gelangt an den zweiten Eingangsanschluß der Beurteilungsschaltung 56.

• 0 Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die in den Fig. 4A bis 4G und 5A bis 5K dargestellten Impulsdiagramme die Arbeitsweise der oben erläuterten Ausführungsform beschrieben werden. Wie oben bereits gesagt wurde, besteht ein Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels darin, daß die Unterscheidung zwischen einem Menschen (einem bewegten Gegenstand) und stillstehenden Gegenständen möglich ist, indem während einer vorbestimmten Zeitdauer die Orte von Gegenständen (einschließlich eines Menschen) vor einem Fernsehempfänger gespeichert werden, d. h., die Speicherung erfolgt während mehrerer Perioden des Oszillators 18, und indem die gespeicherten Orte und jeder gemessene Ort nach der vorbestimmten Zeitdauer verglichen werden. Nach dem Netzeinschalten erzeugt die Netz-Ein-Rücksetz-Schaltung ,einen Rücksetz impuls mit einem logischen Pegel "1", um das Flip-flop 14, den Zähler 24, das Flip-flop 52 und den Speicher 54 zurückzusetzen. Die Daten in den jeweiligen Zellen des Speichers 5 4 werden gelöscht (d.h. auf "O" (logischer Pegel "0") gesetzt)·Da die logische "O" (als L-Pegel bezeichnet) am Ausgang Q des Flip-flops 14 erscheint, befindet sich der Oszillator 18 im Rücksetzzustand. Zum Speichern der Orte oder Plätze der Gegenstände wird ein (nicht dargestellter) Knopf gedrückt. Der Schalter 10 wird so lange geschlossen, wie er betätigt wird. Ein von dem Schalter 10 geliefertes Signal hat den logischen Wert "1" (als Η-Pegel bezeichnet), während derjenigen Zeit, in der der

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Knopf gedrückt ist, wie aus Fig. 4A hervorgeht. Synchron mit der Vorderflanke des Eingangssignals erzeugt die Initialisierungsschaltung 12 einen Rucksetζimpuls mit H-Pegel, wie in Fig. 4B dargestellt ist, und zwar an "dem ersten Ausgangsanschluß. Durch den Rücksetzimpuls werden das Flip-flop 14, der Zähler 24, das Flip-Flop 52 und der Speicher 54 erneut zurückgesetzt, um doppelte Sicherheit zu gewährleisten. Die Initialisierungsschaltung 12 synchronisiert mit der Rückflanke des Rücksetzimpulses, um den Setzimpuls mit Η-Pegel gemäß Fig. 4C an den Eingangsanschluß S des Flip-Flops 14 zu liefern, und zwar von ihrera zweiten Ausgangsanschluß aus. Folglich wird das Flip-Flop 14 gesetzt, so daß das Signal am Ausgang Q Ei-Pegel hat, und der Oszillator 18 wird gesetzt. Solange das Netz nicht ausgeschaltet ist, wird der Oszillator 18 nicht zurückgesetzt. Der Oszillator 18 beginnt zu schwingen, urn ein Oszillatorsignal gemäß Fig. 4D zu erzeugen. Die Schwingungsfrequenz ist auf 1 Hz eingestellt, d. h. die Periodendauer beträgt 1 see. Wenn das Oszillatorsignal an das Monoflop 20 gelangt, erzeugt dieses ein liupulss.igna.1 mit einer gegebenen Pulsbreite, wie es in Fig. 4E dargestellt ist, und zwar synchron mit der Vorderflanke des von dem Oszillator 18 kommenden Oszillatorsignals. Die Iiupuls — breite ist auf msec, beispielsweise eingestellt. Der Oszillator 28 erzeugt während der Dauer des Ausgangssignals des Monoflops 20 mit Η-Pegel ein Oszillatorsinnal mit 40 bis 60 kHz, wie in Fig. 5C dargestellt ist. Die Fig. 5A" und 5B veranschaulichen die Ausgangssignale des Oszillators 18 bzw. des Monoflops 20, diese Darstellung entspricht der Darstellung in den Fig. 4D und 4E mit ausoinanclerye/.ccjonc Zeitachse. Die schwingende Ultraschallwelle wir·-ί über den Lautsprecher 30 in den Raum vor dem Fernsehgerät abgestrahlt. Die Dauer der Ultraschallstrahlung entspricht der Impulsbreite, d. h. 1 msec, des Ausgangssignals des ilonoflops 20. Eine Auflösung in radialer Richtung bezüglich

des Gegenstands ist um so besser, je kürzer die Abstrahlungszeit der Ultraschallwelle ist. Im Hinblick auf das Ansprechverhalten des Lautsprechers 30 und des Mikrophons 32 ist 1 msec, eine geeignete Abstrahlungszeit. Selbst in

diesem Fall wird eine Auflösung von 15 bis 30 cm erreicht.

Die von dem Lautsprecher 30 abgestrahlte Ultraschallwelle wird von einem Menschen sowie stillstehenden Gegenständen, wie beispielsweise einem Schreibtisch, einem Stuhl, einem

Kasten oder dergleichen vor dem Fernsehgerät reflektiert. Die reflektierte Ultraschallwelle wird von dem Mikrophon 32 empfangen, und das Empfangssignal wird von dem Verstärker 34 verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 34 wird von dem Gleichrichter 36 gleichgerichtet, und Iediglich ein positiver Anteil wird von dem Gleichrichter 36 abgegeben, wie in Fig. 5D gezeigt ist. Von den als Ergebnis einer einmaligen Ultraschallwellenabstrahlung erhaltenen Empfangssignalen besteht eine Gruppe der zuerst empfangenen Signale nicht aus der von den Gegenständen reflektierten Welle, sondern ist die direkt von dem Lautsprecher 30 kommende Welle.

Das Ausgangssignal (Fig. 5A oder 4D) des Oszillators 18 gelangt an den Oszillator 22, und da die Schwingungsfrequenz des Oszillators 22 auf einen größeren Wert eingestellt ist als diejenige des Oszillators 18, schwingt der Oszillator 22. so lange wie das Oszillator-Ausgangssignal vom Oszillator 18 auf Η-Pegel ist, wie in Fig. 5E gezeigt ist. Das Ausgangsimpulssignal des Oszillators 22 wird durch den Zähler 4 8 frequenzgeteilt. Mehrere Ausgangsimpulssignale, die mit entsprechenden Teilerverhältnissen gemäß Fig. 2 frequenzgeteilt sind, werden an den Zeitsteuersignalgenerator 26 gegeben. Auf der Grundlage der Ausgangsimpulssignale der Zählschaltung 4 8 liefert der Zeitsteuersignalgenerator 26 die Abtastimpulssignale mit

der gegebenen Anzahl von Impulsen während einer Zeitdauer, in der das Ausgangssignal des Oszillators 18 auf H-Pegel liegt, an den Abtastanschluß S der Abtast- und Halteschaltung 38 (siehe Fig. 5F). Die Anzahl der Impulse gleicht der Zahl N gemäß Fig. 3. Die Abtast- und Halteschaltung tastet das Ausgangssignal des Gleichrichters 36 nach Maßgabe der Abtastimpulse "ab und hält sie. Das Abtasten des reflektierten ■ Signals-in. der Richtung der Zeitachse entspricht'-'"'dem Abtastenwin Abstandsrichtung. Die Impulsbreite der Abtastimpulse wird auf einen Wert eingestellt, der nicht größer ist.als der des Ausgangs.impulses des Monoflops '20. Der-'2eitsteuersignalgenerator 26 erzeugt die Abtastimpulse auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zählschaltung 48. Während der Ruhezeiten der Abtastimpulse liefert er die Rücksetzimpulse gemäß Fig. 5G an den Rücksetzanschluß R der Abtast- und Halteschaltung 38. Als Ergebnis erfaßt die Abtast- und Halteschaltung 38 einen Maximumwert des reflektierten. Signals während jeder Abtastperiode. Somit erzeugt die Abtast- und Halteschaltung 38 ein Signal, wie·es-in Fig.; 5tt.gezeigt ist. Das Ausgangssignal der Abtäst- und Halteschaltung 38 wird.mit dem Ausgangs-Bezugs signal des . .Bezugssignalgenerators 42 verglichen, wie es in Fig.. .511-.durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.'Ein Impulssignal·.,; wie es in Fig. 51 dargestellt ist, und dessen Impulsbreite der Zeitspanne gleicht, — in der-das gehaltene Signal größer ist als das Bezugssignäl, gelängt an das Gatter 44,. Das heißt: das reflektierte Signal unterhalb des Bezugspegels wird in dem Vergleicher 40 entfernt/ so daß der Einfluß durch eine Änderung und dergleichen der Empfangsempfindlichkeit des Mikrophons 32 ausgeschaltet wird. .-- . ;

Der Zeitsteuersignalgenerator 26 liefert an die Steuerklemme des Gatters 44 ein Gattersignal, dessen Impulsbreite durch die Zeitkönstante des Monoflops 86 (Fig. 2)

bestimmt wird. Als Ergebnis wird das empfangene Signal (siehe Fig. 5K), das durch den Abtast- und Halteschaltkreis 38 und den Vergleicher 40 quantisiert ist, über das Gatter 44 an die Auswahlgatterschaltung 46 geleitet. Daher ist das empfangene, quantisierte Signal, welches durch eine einmalige übertragung der Ultraschallwelle erhalten wird, ein Impulssignal mit Impulsen, deren zeitliches Verhalten durch den Abstand von dem Gegenstand bestimmt wird.

Der Fluß des an die Auswahlgatterschaltung 4 6 gelieferten Empfangssignals wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Das Ausgangsimpulssignal (Fig. 4D) des Oszillators 18 wird durch den Zähler 24 gezählt. Es sei nun angenommen, der Zähler 24 zähle nicht hoch bis zu den vorbestimmten Bits und sei noch nicht so in Betrieb, daß er Zählausgangssignale erzeuge. Bei dieser Ausführungsforn. erzeugt der Zähler 24 das Ausgangssignal, wenn der Inhalt des Zählers 24 den Wert "3" erreicht. Zu dieser Zeit befindet sich das Q-Ausgangssignal des Flip-flops 52 auf L-Pegel (siehe Fig. 4F). Folglich liegen die NAND-Glieder 102-i (i = 1, 2, ..., N) der Auswahlgatterschaltung 46 am zweiten Eingangsanschluß auf L-Pegel, und am zweiten Eingangsanschluß liegen die NAND-Glieder 104—i auf H-Pegel. Das vom Gatter 44 kommende Signal (Fig. 5K) gelangt an den zweiten Eingang der NAND-Glieder 100-i. Jetzt spricht der Multiplexer 50 auf das von dem Zähler 72 (Fig. 2) kommende Signal an, um nacheinander Signale mit Η-Pegel an die ersten Eingänge der NAND-Glieder 100-1, 100-2, ..., 100-N zu liefern, und er wählt ein spezielles NAND-Glied 100-i aus.

Daher erscheint das Ausgangssignal des Gatters 44 lediglich an dem Ausgang des ausgewählten NAND-Glieds 100-i, welches invertiert ist. Die Signale an den Ausgängen der nicht ausgewählten NAND-Glieder sind auf Η-Pegel. Die Zeitdauer zum Durchschalten der Auswahl ist auf einen Wert eingestellt, der der Abtastperiode der Abtast- und Halteschal-

tung 38 gleicht. Daher werden die jeweiligen Anteile des empfangenen Signals nach Maßgabe der seit dem Sendevorgang verstrichenen Zeit invertiert und können nacheinander die

NAND-Glieder 100-1, 100-2, , 100-N durchlaufen. Da das

Signal am zweiten Eingang des an den Speicher 50 angeschlos senen NAND-Glieds 104-i auf Η-Pegel liegt, wird das Ausgangssignal des ausgewählten NAND-Glieds 100-i invertiert und erscheint am Ausgangsanschluß des NAND-Glieds 104-i. Der Speicher 54 befindet sich in der Schreib-Betriebsart, wenn der Lese/Schreib-Anschluß R/W auf L-Pegel liegt. Daher werden die Ausgangssignale des Gatters 44, die durch eine einmalige Übertragung gegeben sind, nacheinander in entsprechenden Zellen des Speichers 54 gespeichert. Anderer seits befinden sich sämtliche Ausgangsanschlüsse der NAND-Glieder 102-i auf Η-Pegel. Wenn sich der Q-Ausgang auf L-Pegel befindet, befindet sich auch der Chip-Freigabeanschluß CE der Beurteilungsschaltung 5 6 auf L-Pegel. Die Beurteilungsschaltung 5 6 erzeugt ein Signal mit L-Pegel, wie es in Fig. 4G dargestellt ist. In ähnlicher Weise werden die durch den nachfolgenden Sendevorgang gegebenen Impulse ebenfalls im Speicher 54 in überlagernder Weise gespeichert. Anschließend wird dieser Vorgang wiederholt. Man beachte an dieser Stelle, daß, weil die empfangenen Signale für die jeweiligen Sendevorgänge in überlagernder Weise gespeichert sind, der Gegenstand, selbst wenn er durch einen einmaligen Sendevorgang nicht erfaßt wurde, sicher erfaßt wird. Das jeden Gegenstand repräsentierende Signal wird durch ein Bit gebildet, wenn ein Gegenstand vorhanden ist, d. h., der Pegel des Signals ist H, und vielmaliges Speichern des Η-Pegel ist der Grund dafür, daß keinerlei Probleme entstehen.

Nach einer gegebenen Anzahl von Sendevorgängen, d. h., nachdem der Zähler 24 zum Zähler der Ausgangsimpulse des Oszillators 18 eine gegebene Impulszahl gezählt hat,

beispielsweise 3 Impulse, wird das Flip-Flop 52 gesetzt. Das Signal am Q-Ausgang des Flip-Flops 52 erhält II-Pegel, wie in Fig. 4F gezeigt ist, und der Speicher 54 befindet sich in der Lese-Betriebsart. An diesem Punkt ist der Speichervorgang für die Gegenstände beendet. Da das Senden fortfährt, werden die empfangenen Impulse gemäß Fig. 5K von dem Gatter 44 an die Auswahlgatterschaltung 46 geliefert. Gleichermaßen wählt der Multiplexer 56 selektiv das NAND-Glied 100-i (i = 1, 2, ...,N) aus. Da das Signal am Q-Ausgang des Flip-Flops 52 Η-Pegel hat, wird das Ausgangssignal· des ausgewählten NAND-Glieds 100-i diesmal von dem NAND-Glied 102-i invertiert. Die Ausgangsimpulse des Gatters 44 werden nacheinander über die NAND-Glieder 100-i und 102-i an den ersten Eingang der Beurtoilungsschaltung 5 6 geliefert. In der Lese-Betriebsart erzeugt der Speicher 54 nacheinander Ausgangssignale von der zuerst gespeicherten Speicherzelle, und zwar synchron mit dem Schalten des Ausgangssignals des NAND-Glieds 100-i, wobei die Ausgangssignale dann an den zweiten Eingang der Beurteilungssehaltung 56 gelegt werden. Die Beurteilungsschaltung 56 befindet sich im Chip-Freigabezustand, da der Ausgangsanschluß Q des Flip-flops 52 Η-Pegel aufweist. Als Ergebnis werden im Anschluß an das Setzen des Flip-flops 52 die in dem Speicher 54 gespeicherten Daten sukzessive mit den bei den jeweiligen Übertragungsvorgängen reflektierten Daten innerhalb der Beurteilungsschaltung 56 verglichen. Die Beurteilungsschaltung 5 6 erzeugt dann ein Signal mit H-Pegel, wenn die beiden Signale nicht übereinstimmen. Die Daten innerhalb der Sendeperioden sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Die Sendeperiode enthält die Abtastperioden N.

Tabelle

3151

	Abtastperiode	1	2	3	4	5	6	N
5	Speicher 54	H	H	H	L	H	L	L
	Bei erstem Sende- vorgang nach Setzen von F-F 52	H	H	H '·■	L	H	L-	L
10	Bei zweitem Sende vorgang nach Setzen von F-F 52	H	H	L	L	L	H	L

Wie aus obiger Tabexle hervorgeht, stimmen nach dem Setzen des Flip-Flops 52 die beim ersten Sendevorgang empfangenen Daten mit den Daten des Speichers 54 überein. Dies bedeutet, daß der Zustand des Gegenstands unverändert geblieben ist. Von den beim zweiten Sendevorgang empfangenen Daten unterscheiden sich die Daten während der dritten, fünften, sechsten, ... Abtastperiode von den entsprechenden Daten im Speicher 54. Dies bedeutet, daß sich der Zuschauer bewegt, so daß sich das reflektierte Signal ändert. Die Beurteilungsschaltung 5 6 erzeugt ein Signal mit Η-Pegel während der zweiten Übertragungsperiode, nachdem das Flip-Flop 5 2 gesetzt ist. Der Sprach-Synthesizer 58 spricht auf das Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung an und gibt einen Alarm ab.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden bei diesem Ausführungsbeispiel Zustände der Gegenstände gespeichert, während die gegebene Zeitspanne beendet wird, d. h., der Oszillator 18 erzeugt drei Impulse, und danach wird der gespeicherte Zustand verglichen mit einem Zustand des Gegenstands während jeder Meßzeit, so daß es möglich ist, einen ruhenden Gegenstand von einem sich bewegenden Zuschauer zu unterscheiden. Da das vorliegende Ausführungs-

beispiel eine Änderung des Zustands (des Ortes, der Stelle) des Gegenstands erfassen kann, ist diese Ausführungsform geeignet für ein Sicherungssystem zum Erkennen von Einbrechern. In diesem Fall wird - ansprechend auf das Vorhandensein eines Eindringlings - das Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung 56 ein Signal mit Η-Pegel, woraufhin ein Alarm abgegeben wird.

Diese Ausführungsform jedoch spricht nicht auf die Stelle an, an der sich ein Zuschauer befindet. Insoweit ist dieses Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Anwendung bei einem Fernsehgerät nicht zufriedenstellend. Im folgenden soll eine Ausführungsform beschrieben werden, die dem genannten Problem Rechnung trägt. Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden für entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung sind diejenigen Teile fortgelassen, die bereits anhand von Fig. 1 erläutert wurden. Die Auswahlgatterschaltung 46 besitzt einen ersten und zweiten Ausgangsanschluß zum Erzeugen paralleler Signale. Die Ausgänge jeder Gruppe sind für N Bits gekennzeichnet. Die Bitanteile des ersten Ausgangssignals der Auswahlgatterschaltung 46 werden an die ersten Eingänge von EXKLUSIV-ODER-Gliedern 110-1, 110-2, ..., 110-N gelegt, und die Bitanteile des zweiten Ausgangssignals werden den Zellen des Speichers 54 zugeführt. Die Daten in den Zellen des Speichers 54 werden an zweite Eingänge der entsprechenden EXKLUSIV-ODER-Glieder 110-1, 110-2, ..., 110-N gelegt. Die Ausgangsanschlüsse der EXKLUSIV-ODER-Glieder 110-1, 110-2, ..., 110-N werden über Schalter 112-1, 112-2, ..., 112-N an den Eingangsanschluß eines ODER-Glieds 114 gelegt. Die Verbindungspunkte des ODER-Glieds 114 und der Schalter 112-1, 112-2, ..., 112-N sind

über jeweils einen Widerstand 116-1, 116-2, ..., bzw. 116-N geerdet. Der Ausgangsanschluß des ODER-Glieds 114 sowie der Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 52 sind an ein UND-Glied 117 gelegt, dessen Ausgang zu dem Sprach-Synthesizer 58 führt. Die EXKLUSIV-ODER-Glieder 110, die Schalter 112, das ODER-Glied 114, die Widerstände 116 und das UND-Glied 117 bilden die Beurteilungsschaltung 56.

Wie oben beschrieben wurde, wird das reflektierte Signal für jeden Sendevorgang bezüglich einer Entfernung (Zeit) abgetastet. Um folglich zu erfassen, daß ein Zuschauer zu dicht vor dem Fernsehgerät sitzt, reicht es aus, lediglich die in einem solchen Zeitraum, der dem gegebenen Abstand entspricht, abgetasteten Daten zu beurteilen. Da die reflektierten Daten in der abgetasteten Reihenfolge gespeichert werden, werden lediglich die reflektierten Daten innerhalb des gegebenen Abstands dadurch beurteilt, daß lediglich ein Schalter 112-i oder Schalter 112-T bis 112-i geschlossen werden, während die übrigen Schalter geöffnet bleiben. Der übrige Vorgang entspricht der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform. Auf diese Weise kann die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung die Annäherung des Zuschauers an das Fernsehgerät innerhalb einer qcgebenen Entfernung erfassen. In diesem Fall gibt der Sprach-Synthesizer nicht nur ein Alarmsignal ab, sondern er generiert auch den gesprochenen Hinweis: "Sie befinden sich zu nah am Fernsehgerät, bitte halten Sie etwas Abstand" .

Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann der der Erfassung unterliegende Abstand in einfacher Weise dadurch geändert werden, daß die schließenden Schalter 112-i geändert werden. Weiterhin kann der Netzanschluß des Fernsehgeräts automatisch ein— bzw. ausgeschaltet werden, wenn sich ein Zuschauer dem Fernsehgerät nähert bzw. sich

von diesem entfernt. Dieses Merkmal gewährleistet eine äußerst bequeme Handhabung des Fernsehgeräts. Bei der Anwendung des hier beschreibenen Ausführungsbeispiels bei einem Sicherungssystem kann letzteres so ausgelegt sein, daß dann ein Alarm gegeben wird, wenn sich beispielsweise ein menschliches Wesen zu weit einem Safe nähert.

Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem reflektierten Impuls um ein quantisiertes Signal von einem Bit. Daher kann dieses Signal lediglich das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein repräsentieren, und folglich ist die Genauigkeit der Gegenstandserfassung nicht zufriedenstellend. Die unbefriedigende Genauigkeit führt beispielsweise zu einer Situation, daß selbst dann, wenn eine Katze in den fraglichen Bereich kommt, ein Alarm bzw. eine Warnung abgegeben wird. Um diesem Problem zu begegnen, muß das reflektierte Signal durch mehrere Bits quantisiert werden. Dieses Merkmal ist in der nachstehend beschriebenen dritten Ausführungsform der Erfindung realisiert.

Fig. 7 zeigt ein Schaltungsdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Ausgangsanschluß des Oszillators 18 steht in Verbindung mit einem Rücksetzanschluß R eines Adreßzählers 122, und der erste Ausgang der Initialisierungsschaltung 12 steht in Verbindung mit dem Rücksetzanschluß R eines Speichers 124. Das Ausgangssignal des Vergleichers 40 gelangt an einen Eingang eines A/D-Umsetzers 126. Ein von dem Zeitsteuersignalgenerator 26 geliefertes A/D-Startsignal gelangt an den A/D-Umsetzer-Starteingang des A/D-Umsetzers 126. Der Ausgang des A/D-Umsetzers 26 steht in Verbindung mit einem ersten Eingang einer Beurteilungsschaltung 128 und dem Eingang eines Zwischenspeichers 130. Der Ende-Anschluß des A/D-Umsetzers

126" steht in Verbindung mit einem ersten Eingang eines UND-Glieds 136. Der Ausgangsanschluß Q des Flip-flops 52 ist direkt verbunden mit einer Chip-Freigabeklemme CE der Beurteilungsschaltung 128 und steht über öinen Negator in Verbindung mit einem zweiten Eingang des UND-Glieds 136. Ein vom Zeitsteuersignalgenerator 26 an die Äbtast- und Halteschaltung 38 geliefertes Rücksetzsignal gelangt außerdem an den Takteingang CK des Adreßzählers 122. Das Ausgangssignal des Adreßzählers 122 gelangt an den Adreßanschluß des Speichers 124. Der Ausgangsanschluß des UND-Glieds 136 steht in Verbindung mit einem Eingangsanschluß eines Monoflops 140, dessen Ausgangsanschluß an die Taktanschlüsse CK der Zwischenspeicher 130 und 142 sowie einen Eingang eines Monoflops 140 angeschlossen ist. Die Ausgangsanschlüsse der Zwischenspeicher 130 und 142 stehen in Verbindung mit dem ersten bzw. zweiten Eingang eines Vergleichers 146. Die Ausgänge des Monoflops 144 und des Vergleichers 146 stehen in Verbindung mit dem· ersten und zweiten Eingang eines NAND-Glieds 148, dessen Ausgangsanschluß in Verbindung steht mit einer Chip-Freigabeklemme CE eines Puffers 150 und einem Lese/Schreib-Anschluß R/W des Speichers 124. Das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 130 gelangt an den Puffer 150/ dessen Ausgangssignal an einen Eingang des Zwischenspeichers 142 und einen Dateneingang des Speichers 124 gelangt. Der Datenausgangsanschluß des Speichers 124 steht in Verbindung mit einem ersten Eingang eines Pegeldetektors 152. Der Ausgang des Bezugssignalgenerator.s 154 steht in Verbindung mit einem zweiten Eingang des Pegeldetektors 152, dessen Ausgangsanschluß mit einem zweiten Eingang der Beurteilungschaltung 128 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß der Beurteilungsschaltung 128 steht in Verbindung mit dem Sprach-Synthesizer 58.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die in den Fig. 8A bis 8G dargestellten Impulsdiagramme die Arbeitsweise der dritten Ausfuhrungsform der Erfindung erläutert werden. Jedesmal/ wenn das Ausgangssignal des Oszillators 18 auf Η-Pegel geht, wird die Ultraschallwelle übertragen, und das empfangene Signal wird abgetastet und gehalten, wie es beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Fig. 8A und 8B zeigen das Ausgangssignal des. Oszillators 18 und das Abtastsignal für die Abtast- und Halteschaltung 38, diese Impulszüge entsprechen den in den Fig. 5A und 5F dargestellten Wellenzügen. Es sei angenommen, das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 38 habe den in Fig. 8C dargestellten Verlauf. Der Vergleicher 40 und der Bezugssignalgenerator 42 verhindern das Durchlaufen der Anteile des Ausgangssignals von der Abtast- und Halteschaltung 38, wenn dieses unterhalb des Bezugswertes liegt. Hierdurch werden durch Rauschen oder dergleichen entstehende Einflüsse eliminiert. Der Signalgenerator 26 liefert an den A/D-Umsetzer 126 den A/D-Umsetzungs-Startimpuls geniäß Fig. 8D, und zwar synchron mit der Rückflanke des Abtastimpulses. Ansprechend auf den Startimpuls wandelt der A/D-Umsetzer 126 das Ausgangssignal (Fig. 8C) des Vergleichers 40 von analoger in digitale Form um, und in Abhängigkeit der Beendigung des Umsetzvorgangs wird das A/D-Umsetzungs-Endesignal gemäß Fig. 8E an die UND-Schaltung 136 geliefert, und weiterhin erzeugt der Umsetzer das Ergebnis der A/D-Umsetzung gemäß Fig. 8F.

Liegt die Anzahl von Sendevorgangen unterhalb einer gegebenen Zahl, d. h., wenn das Flip-Flop 52 zurückgesetzt ist(p ist das UND-Glied 136 leitend, und die Beurteilungsschaltung 128 arbeitet nicht. Der A/D-Umsetzungs-Endeimpuls gelangt über das UND-Glied 136 an das Monoflop 140. Das Monoflop 140 liefert das in Fig. 8G gezeigte Impulssignal an die Takteingänge CK der Zwischenspeicher 130 und

142 sowie an das Monoflop 144, und zwar synchron mit der Rückflanke des Eingangsignals, d. h. dem A/D-Umsetzungs-Endeimpuls. Die Zwischenspeicher 130 und 142 halten das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 126 und das Ausgangssignal des Puffers 150 in Abhängigkeit des Ausgangsimpulses des Monoflops 140 fest. Die Ausgangssignale der Zwischenspeicher 130 und 142 werden durch den Vergleicher 146 miteinander verglichen. Wenn man annimmt, daß die Ausgangspegel der Zwischenspeicher 130 und 142 X1 und X2 seien, erzeugt der Vergleicher ein Signal mit L-Pegel, wenn Xl gleich oder kleiner ist als X2, und er erzeugt ein Signal mit H-Pegel, wenn X1 größer ist als X2.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 146 hat L-Pegel, das Ausgangssignal des NAND-Glieds 148 hat immer noch H-Pegel, und der Speicher 124 befindet sich in der Lese-Betriebsart. Jetzt ist der Puffer 150 nicht in Betrieb.

Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 146 auf H-Pegel liegt, wird das Ausgangssignal des NAND-Glieds 148 zu einem Signal mit niedrigem Pegel, und zwar durch das einen H-Pegel aufweisende Ausgangsimpulssignal des Monoflops 144. Dies geschieht synchron mit der Rückflanke des Ausgangssignals des Monoflops 140. Folglich befindet sich der Puffer 150 in Betrieb. Das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 130 wird über den Puffer 150 in den Speicher 124 und den Zwischenspeicher 142 geladen. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 146 auf H-Pegel liegt, sind die Daten im Zwischenspeicher 130 größer als diejenigen im Zwischenspeicher 142. Da das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 130 in dem Zwischenspeicher 142 festgehalten ist, ist das im Speicher 124 gespeicherte Signal das größte unter diesen empfangenen Signalen. Der Adreßzähler 122 wird zurückgesetzt, wenn das Ausgangssignal des Oszillators 18 auf L-Pegel liegt, und das Abtastsignal wird als Taktsignal

geliefert, so daß das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 130, d. h., das empfangene Signal in derjenigen Adresse gespeichert wird, die entsprechend der Entfernung spezifiziert wird.

Dann wird der Sendevorgang eine gegebene Anzahl von Malen wiederholt, d. h., der Zähler 24 zählt die drei Impulse vom Oszillator 18, und der Ausgangsanschluß Q des Flipflops 52 hat H-Pegel. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Beurteilungsschaltung 128. Da das UND-Glied 136 nichtleitend ist, hat das Ausgangssignal des Monoflops 140 stets L-Pegel, so daß die Zwischenspeicher 130 und 142 nicht arbeiten. Weiterhin hat das Ausgangssignal des Monoflops 140 stets L-Pegel, und das Ausgangssignal des NAND-Glieds 148 hat stets Η-Pegel. Folglich befindet sich der Speicher 124 in der Lese-Betriebsart, und der Puffer 150 arbeitet nicht. Das vom Speicher 124 ausgelesene Signal und das Ausgangssignal des A/D-ümsetzers 126 werden an die Beurteilungsschaltung 128 geliefert, wo sie wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verglichen werden. Wenn jene Signale nicht miteinander übereinstimmen, wird von der Beurteilungsschaltung 128 das Signal mit H-Pegel erzeugt, und der Sprach-Synthesizer 58 erzeugt einen Alarm. Von den aus dem Speicher 124 ausgelesenen Signalen wird lediglich das Signal mit dem oberhalb des Bezugspegel liegenden Pegel durch den Pegeldetektor 152 herausgezogen, und das herausgezogene Signal wird an die Beurteilungsschaltung 128 geliefert. Daher wird die Pegelschwankung des Signals im A/D-Umsetzer 126, den Zwischenspeichern 130 und 142, dem Puffer 150, dem Vergleicher 146 und dem Speicher 124 übergangen.

Wie oben beschrieben wurde, kann die dritte Ausführungsform der Erfindung den exakten Zustand eines Gegenstands durch Quantisieren des empfangenen Signals in mehrere Bits

1 erfassen. Dieses Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich lediglich die gegebene Stelle erfassen, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Leerseite

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER 1 Ί 95 ZWIRNER · HCKFMANK'

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult RadeckestraOe 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telönromiri- p-.t^.-i Pafentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561996 Telpx 04-186237 Tetagrsmriit?

81/87115

TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA DR/ce 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku,
Kawasaki-shi, Japan

Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen

Patentansprüche

1J Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen, mit einem Sender, der periodisch eine Signalwelle abstrahlt, einem Empfänger, der die von dem Sender abgestrahlte Signalwelle empfängt, um ein Empfangssignal zu erzeugen, unß einer Einrichtung zum Erfassen einer Änderung des Zustands eines zu erfassenden Gegenstandes, dadurch η s -kennzeichnet, daß die Erfassungseinr-ichuU'xj eine Einrichtung (38,26) aufweist zum Abtasten des Empfangssignals von dem Empfänger bei jeder gegebenen Periode, eine Einrichtung (54,124) zum Speichern des Ausgangssignals der Abtasteinrichtung (38,26) in der Zeit einer Sendeperiode, und eine Beurteilungseinrichtung (56,128), um das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung bei jedem Sendevorgang zu vergleichen mit dem zuvor in der Sendeeinrichtung (54,124) gespeicherten Signal.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. ter. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Incj. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pal.-Anw.bis 1979 - G. Zwirner üipl.-ü (j. Hit··-W :· ι
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen ersten, mit einer ersten Frequenz arbeitenden Oszillator (18) und einen zweiten Oszillator (20,28) aufweist, der mit einer zweiten Frequenz, die größer ist als die erste Frequenz, während einer gegebenen Zeitdauer nach der Vorderflanke des von den ersten Oszillator (18) abgegebenen Ausgangssignals arbeitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennz eichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Zeitsteuersignalgenerator (26) aufweist zum Erzeugen eines Abtastimpulssignals, dessen Impulsbreite nicht größer ist als die gegebene Zeitdauer, während der der zweite Oszillator (20,28) arbeitet, und daß eine Abtast- und Halteschaltung (38) vorgesehen ist zum Abtasten und Halten des empfangenen Signals in Abhängigkeit des Abtastimpulssignals.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen Vergleicher (40) aufweist, um einen Pegel des Ausgangssignals der Abtasteinrichtung (26,38) mit einem Bezugspegel zu vergleichen, einen Speicher (5 4), der sich in der Schreib-Betriebsart befindet, bis eine gegebene Anzahl von Signalabstrahlungen durch den Sender erfolgt ist, und der sich in einer Lese-Betriebsart befindet, nachdem die gegebene Anzahl von Signalabstrahlungen erreicht ist, daß eine Auswahlgatterschaltung (46) vorgesehen ist zum selektiven Zuführen des Ausgangssignals des Vergleichers (40) zu dem Speicher (54), bis die gegebene Anzahl von Signalabstrahlungen erreicht ist, sowie zu der Beurteilungseinrichtung (56,128), nachdem die gegebene Anzahl von Signalabstrahlungen erreicht ist, und daß die Beurteilungseinrichtung (56,128) ein Detektorsignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung (38,26) sich von dem

der Speichereinrichtung (54,124) unterscheidet.
5". Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen Vergleicher (40) aufweist zum Vergleichen eines Pegels des Ausgangssignals der Abtasteinrichtung (26,38) mit einem Bezugspegel, einen Analog/Digital-Umsetzer (126) zum Umwandeln des Ausgangssignals des Vergleichers (40) in ein digitales Signal bei jeder Ubertragung, einen ersten und zweiten Zwischenspeicher (130,142), die an den Ausgangsanschluß das Analog/Digital-Umsetzers (126) nacheinander in Reihe angeschlossen sind, einen Vergleicher (146) , der die Ausgangssignale des ersten und zweiten Zwischenspeichers (130,142) vergleicht, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn das Ausgangssignal des ersten Zwischenspeichers (130) größer ist als dasjenige des zweiten Zwischenspeichers (142), und einen Speicher (124), der an den Ausgangsanschluß des zweiten Zwischenspeichers (142) angeschlossen ist und durch das Ausgangssignal des Vergleichers (146) auf die Schreib-Betriebsart eingestellt wird, sowie an die Beurteilungseinrichtung (56,128) angeschlossen ist, die in einen Ruhe-Betriebszustand gebracht wird, bis eine gegebene Anzahl von Signalabstrahlungen durch den Sender erreicht ist, und die das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers (126) mit demjenigen des ersten Speichers (124) vergleicht, um ein Detektorsignal dann zu erzeugen, wenn beide Signale voneinander verschieden sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrich tung (5 6,128) das entsprechende Ausgangssignal der Abtasteinrichtung mit dem Signal in der Speichereinrichtung zur Zeit einer gegebenen Abtastung vergleicht.