DE3335401A1

DE3335401A1 - Entfernungsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE3335401A1
Application number: DE19833335401
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Yokohama Kanagawa Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1984-04-05

Description

Entfernungsmeßeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Entfernungsmeßeinrichtung, mit der eine Information über die Entfernung zu einem Entfernungsmeßobjekt dadurch erzielbar ist, daß von mittels einer Lichtprojektionsvorrichtung proiiziertem Licht das von dem Objekt reflektierte Reflexionslicht empfangen wird.
Es sind Entfernungsmeßeinrichtungen der aktiven Ausführung bekannt, bei der ein Lichtprojektionselement und ein lichtempfindliches bzw. Lichtempfangselement in einem vorgegebenen Abstand (einer Basisstrecke) angeordnet sind, entweder das Lichtprojektionselement oder das Lichtempfangselement bewegbar und in seiner Bewegungsrichtung in Verbindung mit einer Verstellung eines Aufnahmeobjektivs umstellbar ist und ein Scharfeinstellungsvorgang dadurch ausgeführt wird, daß die Verstellung des Aufnahmeobjektivs beendet wird, wenn für eine bestimmte Entfernung des Aufnahmeobjekts das Ausgangsslgnal des Lichtempfangselements einen Spitzenwert erreicht. Ein Beispiel für eine derartige Einrichtung ist in der US-PS 4 300 824 vom 17. November 1981 beschrieben.
Bei der aktiven Ausführung ist jedoch ein Mechanismus erforderlich, der zum Ändern der Bewegungsrichtung des Lichtprojektionselements oder des Lichtempfangselements dient und mit dem auch ein Entfernungsmeßvorgang gleichzeitig mit der Verstellung des Aufnahmeobjektivs ausführbar ist. Daher erlauben es die aktiven Entfernungsmeßeinrichtungen nach dem Stand der Technik der Bedienungsperson nicht, vor einem Verschlußauslösevorgang eine Entfernungsinformation zu erhalten. Ferner sind bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik einige zusätzliche Einrichtungen erforderlich, um einen Aufnahmevorgang mit Vor-Fokussierung auszuführen, bei dem vor einem Verschlußauslösevorgang die Entfernung zu einem bestimmten erwünschten Objekt im Sucherbildfeld gemessen werden muß. Ferner ist auch eine voreinstellbare automatische Scharfstelleinrichtung der Doppelbilddeckungs-Ausführung bekannt, bei der eine Ladungskopplungsvorrichtung verwendet wird. Bei dieser Doppelbilddeckungs-Ausführung ist nicht nur die Verwendung der Ladungskopplungsvorrichtung kostspielig, sondern auch der Einsatz einer komplizierten Verarbeitungsschaltung erforderlich, so daß diese Ausführung schwerlich für eine Kompaktkamera geeignet ist.
Zur Lösung der Probleme bei der Doppelbilddeckungs-Ausführung wurde in der JP-OS 57-44809 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem unter Verwendung eines Lichtprojektionselements ein Entfernungssignal aus einem Signal erzielt wird, das die Differenz zwischen zwei Ausgangssignalen eines Halbleiter-Lagemeßgebers darstellt. Nach diesem Verfahren wird zum Erzielen einer genauen Übereinstimmung des Differenzsignals mit dem Entfernungssignal an dem Lichtprojektionselement eine Impulsmodulation mit Hilfe eines Signals angewandt, das das Summensignal aus den beiden Ausgangssignalen darstellt; dadurch wird eine Gegenkopplungssteuerung über das Ausgangssignal des Lichtprojektionselements in der Weise ausgeführt, daß unabhängig von der Entfernung eines Entfer- nungsmeßobjekts das Summensignal aus den beiden Ausgangssignalen unverändert gehalten wird. Dieses Verfahren ergibt jedoch noch ein Problem insofern, als der Einsatz bei der Entfernungsmeßeinrichtung einer Kamera eine komplizlerte Schaltung für die Gegenkopplungssteuerung bzw. Regelung erforderlich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entfernungsmeßeinrichtung zu schaffen, bei der die vorstehend angeführten Probleme der Einrichtungen nach dem Stand der Technik mittels einer einfachen Schaltungsanordnung behoben sind.
Ferner soll mit der Erfindung eine Entfernungsmeßeinrichtung geschaffen werden, mit der nicht nur die vorstehend angeführte Aufgabe gelöst wird, sondern auch das Verringern des Leistungsverbrauchs und des Verhinderns einer Beschädigung einer Lichtprojektionsvorrichtung und einer Lichtprojektions-Steuerschaltung ermöglicht wird.
Merkmale der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung beruhen darin, daß eine Steuerschaltung, die zum Begrenzen der Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung ausgebildet ist, eine Lichtprojektions-Steuereinrichtung zum allmählichen Steigern der Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung und eine Summenerfassungseinrichtung aufweist, mit der das Erreichen eines vorgeschriebenen Werts der Summe aus zwei Ausgangssignalen der lichtempfindlichen bzw. Lichtempfangsvorrichtung erfaßbar ist, und daß eine Entfernungsinformations-Erfassungseinrichtung eine Differenz-Recheneinrichtung, mit der durch Berechnung die Differenz der beiden Ausgangssignalen der Lichtempfangsvorrichtung erzielbar ist, und eine Zwischenspelchervorrichtung aufweist, die als Entfernungsinformation das Ausgangssignal der Differenz-Recheneinrichtung speichert, das erzielt wird, wenn die Erfassung mittels der Summenerfassungseinrichtung stattfindet.
Andere Merkmale der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung beruhen darin, daß die Steuerschaltung, die die Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung begrenzt, die Lichtprojektions-Steuereinrichtung zum allmählichen Steigern der Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung und die Summenerfassungseinrichtung zum Erfassen eines vorgeschriebenen Werts der Summe der beiden Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung aufweist, daß die Entfernungslnformations-Erfassungseinrichtung die Dlfferenz-Recheneinrichtung, mit der durch Berechnung die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen der Lichtempfangsvorrichtung erzielbar ist, und die Zwischenspeichervorrichtung zum Speichern desjenigen Ausgangssignals der Differenz-Recheneinrichtung als Entfernungsinformation aufweist, das erzeugt wird, wenn mittels der Summenerfassungseinrichtung die Erfassung erfolgt, und daß die vorstehend genannte Steuerschaltung ferner eine Begrenzungseinrichtung aufweist, die verhindert, daß die Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung einen Wert annimmt, der einen oberen Grenzwert übersteigt.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung besteht in einer Entfernungsinformations-Erfassungseinrichtung, die derart ausgebildet ist, daß dann, wenn die Summe von zwei Ausgangssignalen einer Lichtempfangsvorrichtung, die sich entsprechend dem Einfallswinkel von von einem aufzunehmenden Objekt kommendem Reflexionslicht zueinander gegensinnig verändern, einen vorgeschriebenen Wert erreicht, mittels der Entfernungsinformations-Erfassungseinrichtung irgendeines der beiden Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung als Entfernungsinformation genutzt wird, wodurch die Erfordernis entfällt, eine Differenz zwi- schen den beiden Ausgangssignalen der Lichtempfangsvorrichtung zu errechnen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Entfernungsmeßeinrichtung zeigt.
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Halbleiter-Lagemeßgebers bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 bis 8 sind Schaltbilder, die jeweils ein zweites bis achtes Ausführungsbeispiel der Entfernungsmeßeinrichtung zeigen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die Schaltungsanordnung einer Kamera, bei der die Entfernungsmeßeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angewandt wird, bzw. einen bei dem Ausführungsbeispiel verwendeten Halbleiter-Lagemeßgeber. Die Fig. 1 zeigt eine Stromversorgungsbatterie 1, einen Stromversorgungsschalter 2, einen bekannten Einzelimpulsgeber 3, der einen Einzelimpuls als Einschaltlöschsignal PUC abgibt, wenn der Stromversorgungsschalter 2 eingeschaltet wird, eine Konstantspannungsquelle 4, die Konstantspannungen KVC und VC abgibt, einen Taktimpulsgenerator 5, der Taktimpulse CLK abgibt, ein RS-Flip-Flop 6, Transistoren 7 und 8, Spannungsteilerwiderstände 9 und 10, einen Zeitkonstanten-Kondensator 11, einen Rechenverstärker 12, einen Transistor 13, Spannungsteilerwiderstände 14 und 15, einen Transistor 16, der entsprechend zugeführten Taktimpulsen CLK wiederholt ein- und ausgeschaltet wird, um eine Infrarot- bzw. IR-Leuchtdiode 17 abwechselnd ein- und auszuschalten, eine Lichtprojektionslinse 18, ein aufzunehmendes Objekt 19, das sich in einer Entfernung X von der Lichtprojektionslinse 1R beFindet, eine Lichtempfangslinse 20, einen später näher beschriebenen Halbleiter-Lagemeßgeber 21 mit einer Lichtempfangsfläche 22 und Elektroden A und B und eine mit dem Halbleiter-Lagemeßgeber 21 verbundene Stromquelle 23 zur Vorspannung.
Die Fig. 1 zeigt ferner Rechenverstärker 24 und 25, an deren invertierende Eingänge jeweils die Elektroden A bzw. B angeschlossen sind und deren nichtinvertierenden Eingängen die Konstantspannung VC zugeführt wird, Frequenzselektionsschaltungen 26 und 27, die zusammen mit den Rechenverstärkern 24 und 25 jeweils ein Hochpaßfilter bilden, Widerstände 28, 29 und 30, einen Rechenverstärker 31, Widerstände 32, 33 und 34, einen weiteren Rechenverstärker 35, Analogschalter 36 und 37, eine . Integrierschaltung 38 aus einem Widerstand 39 und einem Kondensator 40, eine Integrierschaltung 41 aus einem Widerstand 42 und einem Kondensator 43, Rechenverstärker 44 und 45, die jeweils mittels der Integrationsschaltungen 38 bzw. 41 integrierte Signale verstärken und jeweils Signalspannungen VA bzw. VB abgeben, eine Substraktionsschaltung 46 aus Widerständen 47, 48, 49 und 50 und einem Rechenverstärker 51, die ein Differenzsignal (VA - VB) abgibt, welches die Differenz zwischen den Signalspannungen VA und VB darstellt, und eine Addierschaltung 52 aus Widerständen 53, 54, 55 und 56 und einem Rechenverstärker 57, die ein Summensignal (VA + VB) abgibt, welches die Summe der Signalspannungen V A und V8 darstellt.
Das Differenzsignal (VA - VB) und das Summensignal (VÅ + Vg) sind jeweils der Differenz bzw. der Summe von Signalströmen IA und IB proportional, die von dem Halbleiter-Lagemeßgeber 21 abgegeben werden. Ferner zeigt die Fig. 1 einen Vergleicher 58, an dessen invertierenden Eingang ein (aus der Konstantspannung KVC mittels seines Potentiometers eingestell- ter) Bezugspegel V R1 eines Bezugspegelgebers 59 angelegt ist und an dessen nichtinvertierenden Eingang das Summensignal (VA + VB) aus der Addierschaltung 52 angelegt ist, einen Zwischenspeicher 60, der ein Eingangssignal speichert, wenn das Flip-Flop 6 gesetzt ist, einen Widerstand 61, einen Kondensator 62 und ein ODER-Glied 63. Nachstehend wird die Funktionsweise bei diesem-Ausführungsbeispiel beschrieben: Die Funktionsweise des in Fig. 2 gezeigten Halbleiter-Lagemeßgebers 21 ist folgende: der Lagemeßgeber 21 erhält durch die Stromquelle bzw. Vorspannungsquelle 23 eine Vorspannung.
Wenn Licht auf die Lichtempfangsfläche 22 trifft, wird proportional zu der auf die Lichtempfangsfläche fallenden Lichtmenge ein Photostrom I erzeugt. Dieser Fotostrom I wird in Signalströme IA und IB aufgeteilt (IA + IB = I).
Die Signalströme IA und IB werden an den Elektroden A und B abgegeben. D.h., diese Signalströme IA und IB ändern sich zueinander gegensinnig in Abhängigkeit von dem Einfallwinkel von empfangenem Reflexionslicht.
Nimmt man an, daß der Abstand zwischen den Elektroden A und B des Lagemeßgebers 21 gleich L ist und der Abstand von der Elektrode A zu einer Lichtempfangsstelle gleich x ist, so werden wegen der Gestaltung der Lichtemp fangs fläche 22 durch einen homogenen Widerstandskörper die folgenden Beziehungen erreicht: IA = 1 . L-x L IB = I t, X Daher kann aus den Signalströmen IA und IB die Strecke x ermittelt werden (nämlich die Lage der Lichtempfangsstelle).
Infolgedessen kann nach dem Triangulations-Prinzip die Ent- fernung X zu einem aufzunehmenden Objekt gemessen werden.
Da nämlich IA - IB = I - 2IB 2Ix = I -- - L gilt, kann der Absolutwert von IA - IB mit dem Abstand x dadurch in Beziehung gesetzt werden, daß der Fotostrom I (= IA + IB) auf einen konstanten Wert geregelt wird.
Wenn der Stromversorgungsschalter 2 durch den ersten Betätigungshub eines am Gehäuse der Kamera angebrachten Verschlußausldseknopfs eingeschaltet wird, wird von dem Einzelimpulsgeber 3 der Einschaltlöschimpuls PUC für das Rücksetzen des RS-Flip-Flops 6 abgegeben. Dadurch wechselt der Au-sgangspegel an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops auf den hohen Pegel. Die Konstantspannungsquelle 4 gibt die beiden Konstantspannungen VC und KVC ab (KVC > VC). Der Taktimpulsgenerator 5 gibt die Taktimpulse CLK mit einigen ze-hn kHz ab. Wenn das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des RS-Flip-Flops 6 den hohen Pegel annimmt, wird der Transistor 7 durchgeschaltet, wodurch zugleich auch der Transistor 8 durchgeschaltet wird. Daraufhin beginnt das Laden des Zeitkonstanten-Kondensators 11 über den Widerstand 9. Infolgedessen nimmt der Eingangspegel an dem nichtinvertierenden Eingang des Rechenverstärkers 12 allmählich zu. Damit steigt auch die über den Transistor 13 an die Infrarot-Leuchtdiode 17 angelegte Spannung an, wodurch die Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 gesteigert wird.
Die Taktimpulse £LK bewirken das wiederholte Ein- und Ausschalten des Transistors 16. Daher leuchtet die Infrarot-Leuchtdiode 17 wechselweise synchr.on mit den Taktimpulsen CLK auf. Da ferner der Spannungsteilerpunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen 14 und 15 mit dem invertierenden Eingang des Rechenverstärkers 12 verbunden ist, wirken der Rechenverstärker 12 und der Transistor 13 in Verbindung mit den Spannungsteilerwiderständen 14 und 15 als Konstantspannungsschaltung.
Das von der Infrarot-Leuchtdiode 17 abgegebene Licht wird über die Lichtprojektionslinse 18 auf das aufzunehmende Objekt 19 projiziert. Das sich hieraus ergebende Reflexionslicht gelangt über die Lichtempfangslinse 20 auf eine Stelle der Lichtempfangsfläche 22 des Halbleiter-Lagemeßgebers 21.
Dadurch werden nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip entsprechend dem Einfallwinkel des Reflexionslichts aus dem Elektrodenpaar A und B des Lagemeßgebers 21 die Signalströme IA und IB erhalten. Aus den Signalströmen IA und IB werden jeweils allein deren Hochfrequenz-komponenten mittels der Rechenverstärker 24 und 25 und der Frequenzselektionsschaltungen 26 und 27 herausgefiltert und verstärkt. Die beiden auf diese Weise erzielten Ausgangssignale werden weiter verstärkt, und zwar das eine mit den Widerständen 28 bis 30 und dem Rechenverstärker 31 und das andere mit den Widerständen 32 bis 34 und dem Rechenverstärker 35. Danach werden diese Ausgangssignale jeweils den Analogschaltern 36 bzw. 37 zugeführt. An den Analogschaltern 36 und 37 werden synchron mit der Blinkperiode der Infrarot-Leuchtdiode 17 die Momentanwerte der Ausgangssignale der Rechenverstärker 31 und 35 erfaßt und festgehalten. Die erfaßten Werte werden jeweils den Integrierschaltungen 38 bzw. 41 zugeführt. An den Integrierschaltungen 38 und 41 werden die beiden Eingangssignale integriert. Der eine der auf diese Weise erzielten integrierten Werte wird als Signalspannung V A über den Rechenverstärker 44 an die Subtraktionsschaltung 46 angelegt, während der andere integrierte Wert als Signalspannung VB über den Rechenverstärker 45 an die Addierschaltung 52 angelegt wird.
Widerstandswerte R47 bis R50 und R53 bis R56 der Widerstände 47 bis 50 und der Widerstände 53 bis 56, die einen Teil der Subtraktionsschaltung 46 bzw. der Addierschaltung 52 bilden, werden gemäß der folgenden Beziehung-gewählt: R50 = R49 - R56 - R55 R47 - R48 - R53 - R54 Infolge dieser Gestaltung werden jeweils von der Subtraktionsschaltung 46 ein Differenzsignal (V A - Vg) und von der Addierschaltung 52 ein Summensignal (VA + VB) abgegeben.
Das Summensignal (VA + VB) aus der Addierschaltung 52 nimmt mit der Zunahme der Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 zu und wird durch den Vergleicher 58 mit dem Bezugspegel VR1 aus dem Bezugspegelgeber 59 verglichen.
Wenn das Summensignal höher als der Bezugspegel wird, wechselt der Ausgangspegel des Vergleichers 58 auf den hohen Pegel, durch den das RS-Flip-Flop 6 gesetzt wird. Daher wechselt das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops auf den niedrigen Pegel, durch den die Transistoren 7 und 8 gesperrt werden. Dadurch wird das Laden des Zeitkonstanten-Kondensators 11 und damit auch die Steigerung des Ausgangssignals des Rechenverstärkers 12 beendet.
Infolgedessen endet die Zunahme der Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17.
Bei dem Setzen des RS-Flip-Flops 6 wechselt das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q desselben auf den hohen Pegel. Dadurch wird von der Zwischenspeicherschaltung 60 das in diesem Moment von der Subtraktionsschaltung 4 abgegebene Differenzsignal (VA - VB) gespeichert. Infolgedessen wird das Differenzsignal (V A - VB) zu einem Wert, der dann erzielt wird, wenn das Summensignal (VA + VB) den vorgeschriebenen Wert erreicht; dadurch kann entsprechend dem vorstehend angeführten Prinzip ein Wert erzielt werden, der genau der Entfernung zum Objekt entspricht.
Währenddessen steigt durch das Beenden des Ladens des Zeitkonstanten-Kondensators 11 das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 12 nicht weiter an, so daß daher die Steigerung der Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 beendet ist. Da zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des RS-Flip-Flops 6 den hohen Pegel angenommen hat, beginnt das Laden des Kondensators 62 über den Widerstand 61. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 63 wird auf dem hohen Pegel gehalten. Hierdurch wird der Transistor 16 durchgeschaltet. Dadurch wird der Transistor 13 gesperrt, so daß die Lichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 abgeschaltet wird. Dabei übersteigt der Ladepegel des Zeitkonstanten-Kondensators 11 niemals einen oberen Grenzwert, welcher das Potential an dem Spannungsteilerpunkt zwischen den Widerständen 9 und 10 ist. Infolgedessen übersteigt die maximale Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 niemals einen oberen Grenzwert, der durch das Potential an dem Spannungsteilerpunkt bestimmt ist. Mit dieser Gestaltung wird wirkungsvoll irgendeine Beschädigung verhindert, die auf einer Übersteuerung der Infrarot-Leuchtdiode 17 und des Transistors 13 beruhen könnte.
Das Spannungsteilerverhältnis der Spannusgsteiler-Widerstände 9 und 10 wird bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel auf geeignete Weise entsprechend der maximalen Nennleistung der Infrarot-Leuchtdiode 17, der Ansteuerungsleistung der Steuerschaltung hierfür usw. gewählt. Ferner wird der an den invertierenden Eingang des Vergleichers 58 .angelegte Bezugspegel VR1 in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Hyperfokalentfernung der Kamera, bei der die erfindungsgemäße Entfernungsmeßeinrichtung verwendet wird, und des Normal-Reflexionsfaktors der Aufnahmeobjekte zu- sammen mit dem Verstärkungsgrad der jeweiligen Verstärker, der Empfindlichkeit des Halbleiter-Lagemeßgebers 21 usw. gewählt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 12 entsprechend der Zeitkonstantenkurve eines RC-Glieds zu. Die Ausgangsleistung der Infrarot-leuchtdiode 17 nimmt entsprechend der Steigerung des Ausgangssignals des Rechenverstärkers 12 und entsprechend der VF-IF-Kennlinie der Leuchtdiode 17 zu. Es ist jedoch ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung keine Einschränkung auf diese Art der Steigerung der Ausgangsleistung der Leuchtdiode 17 besteht.
Bei einem weiteren bzw. zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung, das in der Fig.
3 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 12 nach einer linearen Kurve gesteigert. In der Fig. 3 sind Teile dieses Ausführungsbeispiels, die entsprechenden Teilen des vorangehend beschriebenen«, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels gleichartig sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Ausführungsbeispiel nach Fig.
3 weist einen Transistor 64, Transistoren 65 und 66, welche einen Stromspiegel bilden, und eine Konstantstromquelle 67 auf.
Der Zeitkonstanten-Kondensator 11 wird über die Transistoren 65 und 66, die den Stromspiegel bilden, linear mit einem von der Konstantstromquelle 67 abgegebenen Strom geladen. Durch den vorangehend beschriebenen Vorgang erreicht das Summensignal (VA + VB) den vorgeschriebenen Wert. Dadurch nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 58 den hohen Pegel an. Durch diesen wird das RS-Flip-Flop 6 gesetzt.
Daraufhin wechselt das Ausgangssignal an dem Ausgan-gsan- schluß Q auf den niedrigen Pegel. Durch diesen wird der Transistor 64 durchgeschaltet. Dadurch werden die Transistoren 65Eund 66 gesperrt, so daß das Laden des Zeitkonstanten-Kondensators 11 beendet wird.
Die Ladekurve wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit der Infrarot-Leuchtdiode 17 und derjenigen der jeweiligen betreffenden Stromkreise gewählt.
Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird zwar der Halbleiter-Lagemeßgeber 21 verwendet, jedoch besteht bei der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung keine Einschränkung hierauf. Vielmehr können ohne Schwierigkeiten anstelle des Halbleiter-Lagemeßgebers zwei lichtempfindliche bzw. Lichtempfangselemente angeordnet werden. In diesem Fall werden die beiden Lichtempfangselemente an derartigen Stellen angeordnet, daß sich ihre Ausgangssignale zueinander gegensinnig entsprechend dem Einfallwinkel des von dem Aufnahmeobjekt kommenden Reflexionslichts ändern. Die Ausgangsanschlüsse der beiden Lichtempfangselemente werden dann jeweils mit den invertierenden Eingängen der Rechenverstärker 24 bzw. 25 verbunden. Die Anordnung ist so beschaffen, daß eine Differenz hinsichtlich der Menge des auf die Lichtempfangselemente fallenden Lichts zwischen den beiden- Lichtempfangselementen sich mit der Entfernung zum Objekt verändert. Infolgedessen ändert sich das Differenzsignal IA - IB entsprechend, so daß es eine Entfernungsinformation ergibt.
Für den Fall, daß das aufzunehmende Objekt in einer Entfernungs außerhalb eines Erfassungsbereichs liegt, ist ein weiteres bzw. drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung so gestaltet, daß dieser Zustand angezeigt wird. Das dritte Ausführungsbeispiel ist gemäß der Darstellung in Fig. 4 gestaltet, in welcher den Teilen bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gleichartige Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Das dritte Ausführungsbeispiel ist mit einem Inverter 68 und einem Vergleicher 69 versehen. Dem Vergleicher 69 wird an dem invertierenden Eingang ein von einem Bezugspegelgeber 70 abgegebener Bezugspegel VR2 und an dem nichtinvertierenden Eingang die Ladespannung des Zeitkonstanten-Kondensators 11 zugeführt. Ein UND-Glied 71 wird durchgeschaltet, wenn ihm von dem Inverter 68 und dem Vergleicher 69 Signale hohen Pegels zugeführt werden. Durch dieses Durchschalten des UND-Glieds 71 wird von diesem ein "Unendlich"-Endsignal iNFNT abgegeben.
Falls das aufzunehmende Objekt 19 in einer Entfernung nahe der Entfernung "unendlich" liegt, unterscheidet sich gemäß der nachstehenden Beschreibung die Funktionsweise bei dem dritten Ausführungsbeispiel von derjenigen bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel: Wenn das Objekt 19 weit entfernt liegt, wird der Reflexionsfaktor des von dem Objekt kommenden Reflexionslichts gering. Daher nimmt das Summensignal (VA + VB) aus der Addierschaltung trotz der Steigerung der Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 nur wenig zu. Infolgedessen wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 58 nicht gleich auf den hohen Pegel. Somit wird auch das RS-Flip-Flop 6 nicht gesetzt. Daher dauert das Laden des Zeitkonstanten-Kondensators 11 an. Da der Ladepegel des Zeitkonstanten-Kondensators 11 niemals den oberen Grenzwert übersteigt, der das Potential an dem Spannungsteilerpunkt zwischen den Spannungsteiler-Widerständen 9 und 10 ist, nimmt die Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 nicht weiter zu, wenn der Ladepegel des Zeitkonstanten-Kondensators 11 den oberen Grenzwert erreicht. Daher wird auf diese Weise die Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 begrenzt.
Zugleich hiermit wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 69 auf den hohen Pegel. Da das Ausgangssignal des Vergleichers 58 den niedrigen Pegel hat, erhält es nach der Inversion durch den Inverter 68 den hohen Pegel. Infolgedessen wird das UND-Glied 71 durchgeschaltet, so daß es das "Unendlich"-Endsignal iNFNT abgibt. Dem invertierenden Eingang des Vergleichers 69 wird der von dem Bezugspegelgeber 70 abgegebene Bezugspegel V R2 zugeführt. Der Bezugspegel V wird jedoch im voraus auf einen Wert eingestellt, 'R2 der etwas niedriger als der durch die Spannungsteiler-Widerstände 9 und 10 festgelegte obere Grenzwert ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Entfernung zu dem aufzunehmenden Objekt (bzw. die zu messende Entfernung) unter Verwendung der beiden Ausgangssignale IA und IB des Halbleiter-Lagemeßgebers 21 gemessen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind, wird dagegen die Objektentfernung unter Verwendung eines der Ausgangssignale IA und IB des Halbleiter-Lagemeßgebers 21 erfaßt. Bei jedem dieser in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele sind Teile, die denjenigen bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel gleichartig sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung im folgenden weggelassen ist. Jedes dieser Ausführungsbeispiele weist eine Zwischenspeicherschaltung 72 auf, in der eine Zwischenspeicherung erfolgt, wenn das RS-Flip-Flop 6 gesetzt wird.
Die Funktionsweise bei diesen Ausführungsbeispielen ist folgende: gemäß der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels sei angenommen, daß der Abstand zwischen den Elektroden A und B des Halbleiter-Lagemeßgebers 21 gleich L ist und der Abstand von der Elektrode A zu der Lichtempfangsstelle gleich x ist. Da die Lichtempfangsfläche 22 aus einem homogenen Widerstandskörper gebildet ist, werden die folgenden Beziehungen erreicht: IA = I > x IB = L IB = 1 Infolgedessen kann unter Regelung des Stroms I (= IA + IB) auf einen konstanten Wert der Abstand x (nämlich die Lage der Lichtempfangsstelle) entweder aus dem Signalstrom IA oder aus dem Signalstrom IB ermittelt werden. Gemäß diesem Abstand x kann nach dem Triangulations-Prinzip die Entfernung X zum Objekt gemessen werden.
Wenn der Stromversorgungsschalter 2 durch den ersten Betätigungshub des am Kameragehäuse angebrachten Verschlußauslöseknopfes eingeschaltet wird, wird von dem Einzelimpulsgeber 3 das Einschaltlöschsignal PUC abgegeben. Durch dieses wird das RS-Flip-Flop 6 rückgesetzt, so daß das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 6 auf den hohen Pegel wechselt. Die Konstantspannungsquelle 4 gibt die beiden Konstantspannungen VC und KVC ab (KVC zu VC).
Der Taktimpulsgenerator 5 erzeugt die Taktimpulse £LK mit ungefähr einigen zehn kHz. Wenn das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des RS-Flip-Flops 6 auf den hohen Pegel wechselt, wird der Transistor 7 durchgeschaltet. Zugleich wird auch der Transistor 8 durchgeschaltet, so daß der Zeitkonstanten-Kondensator 11 über den Widerstand 9 geladen wird. Infolgedessen beginnt der Eingangspegel an dem nichtinvertierenden Eingang des Rechenverstärkers 12 allmählich anzusteigen. Hierdurch wird die über den Transistor 13 der Infrarot-Leuchtdiode 17 aufgeprägte Spannung gesteigert.
Daher nimmt die Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 zu. Da ferner der Transistor 16 durch die Taktimpulse CLK wiederholt ein- und ausgeschaltet wird, leuchtet die Infrarot-Leuchtdiode 17 abwechselnd bzw. mit Unterbrechungen synchron mit den Taktimpulsen CLK auf. Da der Spannungsteilerpunkt zwischen den Spannungste ilerwide rständen 14 und 15 mit dem invertierenden Eingang des Rechenverstärkers 12 verbunden ist, dient der Rechenverstärker 12 in Verbindung mit dem Transistor 13 und den Spannungsteilerwiderständen 14 und 15 als Konstantspannungsschaltung.
Das von der Infrarot-Leuchtdiode 17 abgegebene Projektionslicht wird über die Lichtprojektionslinse 18 auf das Objekt 19 projiziert. Dann wird das Licht von dem Objekt 19 reflektiert. Das Reflexionslicht gelangt über die Lichtempfangslinse 20 an eine Stelle der Lichtemp fangs fläche 22 des Halbleiter-Lagemeßgebers 21. Nach dem vorangehend beschriebenen Prinzip werden aus dem Elektrodenpaar A und B entsprechend dem Einfallwinkel des Reflexionslichts die Signalströme IA und IB erhalten. Die Signalströme IA und IB werden jeweils über die Rechenverstärker 24 und 25 und die Frequenzselektionsschaltungen 26 und 27 so verarbeitet, daß nur ihre Hochfrequenzkomponenten ausgefiltert und verstärkt werden. Diese beiden Ausgangssignale werden weiter verstärkt, und zwar das eine durch die Widerstände 28 bis 30 und den Rechenverstärker 31 und das andere durch die Widerstände 32 bis 34 und den Rechenverstärker 35. Die auf diese Weise verstärkte.n beiden Ausgangssignale werden jeweils den Analogschaltern 36 bzw. 37 zugeführt. Mit den Analogschaltern 36 und 37 werden synchron mit der Blinkperiode der Infrarot-Leuchtdiode 17 die Momentanwerte der Ausgangssignale der Rechenverstärker 31 und 35 erfaßt und festgehalten.
Die festgehaltenen Werte werden dann jeweils den Integrierschaltungen 38 bzw. 41 zugeführt. Die Integrierschaltungen 38 und 41 integrieren diese beiden Eingangssignale. Die auf diese Weise gewonnenen Integrationswerte werden jeweils über den Rechenverstärker 44 der Zwischenspeicherschaltung 72 und der Addierschaltung 52 bzw. als Signalapannung VB über den Rechenverstärker 45 der Addierschaltung 52 zugeführt Die Widerstände 53 bis 56, die einen Teil der Addierschaltung 52 bilden, werden derart gewählt, daß ihre Widerstandswerte R53 bis R56 der folgenden Beziehung genügen: R56 R55 R53 = R54 Daher gibt die Addierschaltung 52 das Summensignal (VA+VB) ab. Sobald die Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17 ansteigt, steigt das Summensignal (VA + VB) dementsprechend an. Das Summensignal wird dann durch den Vergleicher 58 mit dem von dem Bezugspegelgeber 59 abgegebenen Bezugspegel VRl verglichen. Wenn das Summensignal höher als der Bezugspegel wird, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 58 auf den hohen Pegel. Durch das Ausgangssignal hohen Pegels wird das RS-Flip-Flop 6 gesetzt. Bei dem Setzen des Flip-Flops wechselt das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß q des flip Flops auf den niedrigen Pegel, durch den die Transistoren 7 und 8 gesperrt werden. Dadurch wird das Laden des Zeitkonstanten-Kondensators 11 und zugleich der Anstieg des Ausgangssignals des Rechenverstärkers 12 beendet. Infolgedessen endet auch die Steigerung der Projektionslichtabgabe der Infrarot-Leuchtdiode 17.
Ferner wechselt bei dem Setzen des RS-Flip-Flops 6 das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q auf den hohen Pegel.
Daraufhin speichert die Zwischenspeicherschaltung 72 die zu diesem Zeitpunkt von dem Rechenverstärker 44 abgegebene Signalspannung VA. Infolgedessen nimmt die Signalspannung VA denjenigen Wert an, der dann erzielt wird, wenn das Summensignal (VA + VB) den vorgeschriebenen Wert erreicht; daher entspricht nach den im vorstehenden beschriebenen Prinzip die Signalspannung genau der Entfernung zum Objekt.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 12 auf ungefähr die gleiche Weise wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechend einer linearen Kurve gesteigert. In diesem Falllist das Ausführungsbeispiel mit einer Entfernungsinformations-Er fassungseinr ichtung versehen, die derart gestaltet ist, daß als Entfernungsinformation eines der Ausgangssignale des Halbleiter-Lagemeßgebers erhalten wird.
Die Gestaltung ist so getroffen, daß die Entfernungsinformation erzielbar ist, ohne daß eine Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen der Lichtempfangsvorrichtung berechnet wird. Die Gestaltung erlaubt somit eine Vereinfachung der Schaltungsanordnung, so daß diese für eine Kompaktkamera geeignet wird.
Während die im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele derart gestaltet sind, daß die Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung allmählich gesteigert wird, sind die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiele so gestaltet, daß statt der Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung das Ausgangssignal des Halbleiter-Lagemeßgebers allmählich gesteigert wird.
Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel hat eine Stromversorgungs-Batterie 101, einen Stromversorgungsschalter 102, einen Einzelimpulsgeber 103, der ein Einschaltlöschsignal in der Form eines Einzelimpulses abgibt, wenn der Stromversorgungsschalter 102 eingeschaltet wird, eine.Konstantspannungsquelle 104, die eine Konstantspannung KVC abgibt, einen veränderbaren Widerstand 105, der die Konstantspannung KVC teilt, einen Rechenverstärker 106, einen Taktimpulsgenerator 107, der Taktimpulse CLOCK erzeugt, einen Transistor 108, der einen zu einer Leuchtdiode 110 fließenden StroInsteuert, eine Lichtprojektionslinse 109, die das von der Leuchtdiode 110 abgegebene Licht sammelt und es zu einem Parallelstrahlenbündel formt, die vorstehend genannte Leuchtdiode 110, einen Spannungsteilerwiderstand 111, einen Widerstand 112, einen Rechenverstärker 113, der den Basisstrom des Transistors 108 in der Weise steuert, daß an die Leuchtdiode 110 eine konstante Spannung angelegt wird, einen Transistor 114, der so geschaltet ist, daß durch wiederholtes E in- und Ausschalten entsprechend den zugeführten Taktimpulsen CLOCK die Leuchtdiode intermittierend aufleuchtet, Widerstände 115 und 116 und ein ODER-Glied 117, welches die Taktimpulse CLOCK und das Ausgangssignal Q eines im folgenden beschriebenen RS-Flip-Flops empfängt.
Der Transistor 108, der veränderbare Widerstand 111, die Leuchtdiode 110 und die Lichtprojektionslinse 109 bilden eine Lichtprojektionseinrichtung A. Die Fig. 7 zeigt eine Lichtempfangslinse 118, die für das Empfangen von Reflexionslicht aus dem mittels der Lichtprojektionseinrichtung projizierten und an einem Objekt 166 reflektierten Lichts angeordnet ist, einen Lagemeßgeber 119, der mit Elektroden a und b versehen und gemäß der Darstellung in Fig. 2 gestaltet ist, eine Lichtempfangsfläche 120 des Lagemeßgebers und eine Batterie 121 zum Anlegen einer Vorspannung an den Lagemeßgeber 119. Die Lichtempfangslinse 118, der La7emeßgeber 119 und die Batterie 121 bilden eine Lichtempfangseinrichtung B. Die Fig. 7 zeigt ferner Tiefpaßfilter 122 und 124, die so gestaltet sind, daß sie eine Grenzfrequenz haben, die unterhalb der Modulationsfrequenz der Lichtprojektionseinrichtung A gewählt ist, und daß sie eine Gegenkopplung im Bereich niedriger Frequenz ergeben, Rechenverstärker 123 und 125, die infolge der Tiefpaßfilter 122 bzw.
124 in dem Bereich niedriger Frequenz geringe Verstärkung haben und zum Unterdrücken von Einwirkungen durch externes Licht ausgebildet sind, Multiplikationsschaltungen 126 und 127, eine Konstantstromquelle 128, Spannungsteilerwiderstände 129 und 130, einen Kondensator 131 zum Laden, einen Transistor 132, Widerstände 133 und 134 und einen Pufferverstärker 135. Die Multiplikationsschaltungen 126 und 127, die Konstantstromquelle 128, die Widerstände 129, 130, 133 und 134, der Ladekondensator 131, der Transistor 132 und der Pufferverstärker 135 bilden eine Verstärkungsgrad-Anderungseinrichtung B, die so gestaltet ist, daß der Verstärkungsgrad allmählich gesteigert wird. Die Fig. 7 zeigt ferner Analogschalter 136 und 137, die zu einer Synchron-Erfassung unter Synchronisierung mit einem Signal CLOCK ausgebildet sind, welches durch Invertieren der Taktimpulse CLOCK von einem Inverter 138 abgegeben wird, einen Kondensator 141, der in Verbindung mit einem Widerstand 139 einen Integrator bildet, einen Kondensator 142, der in Verbindung mit einem Widerstand 140 einen Integrator bildet, Pufferverstärker 143 und 144, Widerstände 145, 146, 147 und 148, die zusammen mit einem Rechenverstärker 149 einen Subtrahierer bilden,,eine -Zwischenspeicherschaltung 155, die zum Speichern des Ausgangssignals des Subtrahierers ausgebildet ist, und einen Kondensator 156, der zum Speichern des Ausgangssignals der Zwischenspeicherschaltung 155 ausgebildet ist. Der Subtrahierer, die Zwischenspeicherschaltung 155 und der Kondensator 156 bilden gemeinsam eine Entfernungsinformations-Erfassungseinrichtung E. Widerstände 150, 151, 152 und 153 und ein Rechenverstärker 154 sind so geschaltet, daß sie einen Addierer bilden. Widerstandswerte R150, R151, R152 und R153 der Widerstände des Addierers sind in der folgenden Beziehung zu Widerstandswerten R145, R14S, R147 und R148 der Widerstände 145, 146, 147 und 148 des Subtrahierers gewählt: R146 - R148 - R151 - R153 R145 = R147 = R150 = R152 Mit 157 ist ein Vergleicher bezeichnet. Der Vergleicher 157 vergleicht das Ausgangssignal des Addierers mit einer Spannung, die durch das Teilen der Konstantspannung KVC mittels eines veränderbaren Widerstands 158 erzielt wird. Der Vergleicher 157, der Addierer und der ve-ränderbare Widerstand 158 bilden zusammen eine Summenerfassungseinrichtung D.
Mit 159 ist ein RS-Flip-Flop bezeichnet; mit 160 ist ein Widerstand bezeichnet; mit 161 ist ein Kondensator bezeichnet; mit 162 ist ein veränderbarer Widerstand bezeichnet; mit 163 ist ein Vergleicher bezeichnet. Der Vergleicher 163 vergleicht die Spannung an dem Ladekondensator 131 mit einer Spannung, die durch Teilen der Konstantspannung KVC mittels des veränderbareniWiderstands 162 erzielt wird. Mit 164 ist ein UND-Glied bezeichnet. Dem UND-Glied 164 werden das Ausgangssignal des Vergleichers 163 und das mittels eines Inverters 165 invertierte Ausgangssignal des Vergleichers 157 zugeführt. Mit 166 ist das Objekt bezeichnet, dessen Entfernung gemessen werden soll.
Das gemäß der Darstellung in Fig. 7 gestaltete Ausführungsbeispiel arbeitet folgendermaßen: wenn der Stromversorgungsschalter 102 durch den ersten Betätigungshub eines nicht gezeigten, an dem Kameragehäuse angebrachten Verschlußauslöseknopfes eingeschaltet wird, gibt der Einzelimpulageber 103 ein Einschaltlöschsignal PUC ab. Durch dieses wird das RS-Flip-Flop 159 rückgesetzt. Dadurch nimmt das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops den niedrigen Pegel an. Die Konstantspannungsquelle 104 gibt die Konstantspannung KVC ab. Die Konstantspannung KVC wird durch den Spannungsteiler-Widerstand 105 heruntergeteilt. Die Teilspannung wird von dem als Spannungsfolger dienenden Rechenverstärker 106 als Bezugsspannung VC abgegeben. Zugleich hiermit erzeugt der Taktimpulsgenerator 107 die Takt- impulse CLOCK mit einigen zehn kHz.
Wenn der Ausgangs Q des RS-Flip-Flops 159 den niedrigen Pegel annimmt, bewirkt der Pufferverstärker 135 über den Widerstand 133 das Sperren des Transistors 132. Dadurch wird mit einem von der Konstantstromquelle 128 abgegebenen Strom über den Widerstand 129 Ladung in dem Kondensator 131 gesammelt. Infolgedessen nimmt nech dem Einschalten der Stromversorgung eine Spannung V2 an jeweils einem der Eingänge der Multiplikationsschaltungen 126 und 127 zu.
Die Taktimpulse CLOCK bewirken über das ODER-Glied 117 das wiederholte Ein- und Ausschalten des Transistors 114. Wenn der Tra-nsistor 114 eingeschaltet ist, fließt der Ausgangsstrom des Rechenverstärkers 113 zur Masse. Wenn der Transistor 114 ausgeschaltet ist, wird der Transistor 108 durchgeschaltet. Durch das Durchschalten des Transistors leuchtet die Leuchtdiode 110 intermittierend synchron mit den invervierten Taktimpulsen CLOCK auf.
Das von der Leuchtdiode 110 abgegebene Licht wird über die Lichtprojektionslinse 109 auf das Entfernungsmeßobjekt 166 projiziert. Das sich ergebende, vom Objekt kommende Reflexionslicht gelangt über die Lichtempfangslinse 114 an eine Stelle der Lichtempfangsfläche 120 des Lagemeßgebers 119.
Dadurch Können nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip entsprechend der Einfallstelle des Reflexionslichts aus den Elektroden a und b des Lagemeßgebers 119 Signalströme Ia bzw. Ib gewonnen werden. Aus den Signalströmen Ia und Ib werden allein deren Hochfrequenzkomponenten mittels der Rechenverstärker 123 bzw. 125 und der Tiefpaßfilter 122 bzw.
124 herausgefiltert und verstärkt. Infolge dieser Aufbereitung verringert sich das Verhältnis des externen Lichts zu der von der Leuchtdiode 110 abgegebenen Lichtmenge.
Die auf diese Weise von den Rechenverstärkern 123 und 125 und den Tiefpaßfiltern 122 und 124 abgegebenen Ausgangssignalg werden Anschlüssen V1 der Multiplikationsschaltungen 126 und 127 zugeführt, in welchen sie mit der Eingangsspannung V2 multipliziert werden, welche gemäß den vorstehenden Ausführungen mit der Zeit ansteigt. Daher werden die Ausgangssignale der Multiplikationsschaltungen 126 und 127 linear verstärkt. Die linearverstärkten Ausgangssignale aus den Schaltungen 126 und 127 werden an den als nächste Stufen geschalteten Analogschaltern 136 und 137 unter Synchronisierung mit der Leuchtdiode 110 entsprechend den invertierten Taktimpulsen CLOCK erfaßt. Die Ausgangssignale aus den Analogschaltern 136 und 137 werden integriert, und zwar das eine in der durch den Widerstand 139 und den Kondensator 141 gebildeten Integrationsschaltung und das andere in der durch den Widerstand 140 und den Kondensator 142 gebildeten anderen Integrationsschaltung. Die auf diese Weise erzielten integrierten Werte werden von den Pufferverstärkern 143 und 146 als Signale V A und VB abgegeben, welche den Ausgangsströmen Ia bzw. Ib des Lagemeßgebers entsprechen. Die Signale VA und VB werden dem aus den Widerständen 145 bis 148 und dem Rechenverstärker 149 bestehenden Addierer und dem aus den Widerständen 150 bis 153 und dem Rechenverstärker 155 bestehenden Subtrahierer zugeführt.
Der Addierer erzeugt ein Signal, das dem Summensignal- (VA+VB) entspricht. Der Subtrahierer erzeugt ein Signal, das dem Differenzsignal (VA - VB) entspricht. Der Pegel des dem Summensignal (VA + VB) entsprechenden Signals aus dem Addierer nimmt proportional zu dem Anstieg der Spannung an dem.Kondensator 131 zu und wird mittels des Vergleichers 157 mit der Spannung aus dem veränderbaren Widerstand 158 verglichen. Wenn der Pegel des dem Summensignal entsprechenden Signals aus dem Addierer höher wird, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 157 von dem niedrigen auf den hohen Pegel, durch den das Flip-Flop 159 gesetzt wird. Infolgedessen nimmt das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 159 den hohen Pegel an. Danach wechseln nach dem Ablauf einer Zeitdauer, die durch den Widerstand 160 und den Kondensator 161 bestimmt ist, die Ausgangssignale des Pufferverstärkers 135 und des ODER-Glieds 117 auf den hohen Pegel. Damit werden die Transistoren 114 und 132 durchgeschaltet. Dadurch wird der Kondensator 131 entladen. Der Transistor 108 wird gesperrt, wodurch die Lichtabgabe der Leuchtdiode 110 ausgeschaltet wird.
Ferner wird bei dem Setzen des Flip-Flops 159, bei dem das Ausgangssignal Q desselben auf den hohen Pegel wechselt, das zu diesem Zeitpunkt erzeugte Ausgangssignal des Subtrahierers (der aus den Widerständen 145 bis 148 und dem Rechenverstärker 149 besteht) mittels der Zwischenspeicherschaltung 155 gespeichert, so daß es an dem Kondensator 156 gespeichert wird Infolgedessen wird das Speicherausgangssignal zu dem Differenzsignal (VA - VB), das erzielt wird, wenn der Pegel des dem Summensignal (VA + VB) entsprechenden Signals einen vorbestimmten Wert erreicht. Infolgedessen kann nach dem vorangehend genannten Prinzip die Entfernung gemessen werden. Bei der derart ausgeführten Entfernungsmessung kann die gemessene Entfernung beispielsweise nach einem Verfahren angezeigt werden, welches bei einem siebenten Ausführungsbeispiel der Entfernungsmeßeinrichtung angewandt wird, das gemäß der Darstellung in Fig. 8 gestaltet ist.
Falls das Entfernungsmeßobjekt 166 nahe einer Entfernung "unendlich" liegt, arbeitet die Entfernungsmeßeinrichtung gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel folgendermaßen: in diesem Fall ist das vom Objekt 166 kommende Reflexionslicht schwach. Daher wird trotz des Anstiegs der Elngangssparlalung V2 der MuTti pl i kat ionsschaj Lungen 126 und 127 das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 154 nicht ausreichend gesteigert. Infolgedessen ergibt sich keine Änderung des Ausgangspegels des Vergleichers 157. Somit verbleibt das Ausgangssignal des Flip-Flops 159 auf dem niedrigen Pegel. Dadurch wird das Laden des Kondensators 131 fortgesetzt. Da die Spannung an dem Kondensator 131 niemals die mittels der Spannungsteilerwiderstände 129 und 130 geteilte Spannung übersteigt, wird die Eingangsspannung V2 der Multiplikationsschaltungen 126 und 128 begrenzt, wenn die Spannung an dem Kondensator 131 bis zu dem Spannungsteilerpegel ansteigt. Da der veränderbare Widerstand 162 so eingestellt wird, daß zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des Vergleichers 163 auf den hohen Pegel wechselt, bewirkt das Ausgangssignal hohen Pegels aus dem Inverter 165 die Änderung des Ausgangssignals des UND-Glieds 164 auf den hohen Pegel, so daß ein Signal iNFNT abgegeben wird, welches anzeigt, daß das Objekt die Entfernung "unendlich" hat.
Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird das Spannungsteilungsverhältnis der Spannungsteilerwiderstände 129 und 130 entsprechend der maximalen Nennleistung der Leuchtdiode 110 und den maximalen Ausgangsspannungen der Pufferverstärker 143 und 144 gewählt. Zur Einstellung des veränderbaren Widerstands 158, der für das Bestimmen des Eingangspegels VR1 an dem invertierenden Eingang des Vergleichers 157 verwendet wird, werden die Hyperfokalentfernung der Kamera, bei der die erfindungsgemäße Entfernungsmeßeinrichtung verwendet wird, der Reflexionsfaktor des aufzunehmenden Objekts, die Verstärkungsfaktoren der jeweiligen, in Fig. 7 gezeigten Verstärker, die Empfindlichkeit des Lagemeßgebers und so weiter in Betracht gezogen; die Einstellung erfolgt in der Weise, daß bei maximaler Lichtabgabe der Leuchtdiode 110 und einem normalen Entfernungsmeßobjekt innerhalb des Hyperfokalentfernungs-Bereichs der Ausgangspegel des Vergleichers 157 nicht umgeschaltet wird.
Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird zwar als lichtempfindliches bzw. Lichtempfangselement der Lagemeßgeber 119 verwendet, jedoch kann dieser durch zwei lichtempfindliche bzw. Lichtempfangselemente ersetzt werden.
Bei der in der Fig. 8 gezeigten weiteren bzw. siebenten Ausführungsform werden statt des Lagemeßgebers Siliciumfotozellen (SPC) verwendet. In der Fig. 8 sind Elemente, die auf die gleiche Weise wie die bei dem in Fig. 7 gezeigten vorangehenden Ausführungsbeispiel wirken, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei im folgenden ihre Beschreibung weggelassen ist. In der Fig. 8 sind mit 118 und 118A Lichtempfangslinsen bezeichnet, welche zum Sammeln von Reflexionslicht auf den Siliciumfotozellen angeordnet sind.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 hat die als Lichtempfangselemente 1101 und 1104 bezeichneten Siliciumfotozellen, Rechenverstärker 1102, 1105, 1112 und 1114, Widerstände 1111 und 1113 für die nichtinvertierenden Eingänge der Rechenverstärker 1112 und 1114, Widerstände 1115 und 1117 für die invertierenden Eingänge der Rechenverstärker 1112 und 1114, Feldeffekttransistoren 1116 und 1118, die den Gegenkopplungsgrad der Rechenverstärker 112 bzw. 114 und damit deren Verstärkung steuern, einen Transistor 1130, der das allmähliche Anlegen des Differenzsignals (V A - VB) steuert, Konstantstromquellen 1131 und 1137, einen Kondensator 1134, an dem das Differenzsignal (VA - Vg) zwischengespeichert wird, Transistoren 1135 und 1136, die einen Stromspiegel bilden, einen Vergleicher 1138, der das Potential an dem Kondensator 1134 mit einer mittels eines veränderbaren Widerstands 1160 eingestellten Bezugsspannung vergleicht, ein UND Glied 1139, einen Binärzähler 1140, der an einem Ein- qangsanschluß IN eintreffende Impulse zählt und eir Binärcodesignal abgibt, einen Decodierer 1141, der das von dem Binärzähler 1140 abgegebene Binärcodesignal in ein Dezimalcodesignal umsetzt und das Einschalten nachfolgend beschriebener Leuchtdioden hervorruft, einen Strombegrenzungswiderstand 1142 zum Begrenzen eines Leuchtdioden-Speisestroms, Leuchtdioden 1143 bis 1149, die zur Anzeige der Entfernungsinformation angeordnet sind, und ein RS-Flip-Flop 1150, das ein invertiertes und ein nichtinvertiertes Ausgangssignal abgibt. Blöcke A, B, C, D und E stellen die gleichen Einrichtungen wie die in Fig. 7 gezeigten dar.
Die Arbeitsweise bei dem gemäß der Darstellung in Fig. 8 gestalteten siebenten Ausführungsbeispiel ist folgende: wenn der Stromversorgungsschalter 102 durch den ersten Betätigungshub des an dem Kameragehäuse angebrachten Verschlußauslöseknopfes geschlossen wird, wird von dem Einzelimpulsgeber 103 das Einschaltlöschsignal PUC erzeugt. Durch das erzeugte Signal PUC wird das Flip-Flop 1150 rückgesetzt.
Dadurch nimmt das Ausgangssignal an dem Ausgang Q des Flip-Flops 1150 den niedrigen Pegel an, während das Ausgangssignal an dem Ausgang Q den hohen Pegel annimmt. Die Konstantspannungsquelle 104 gibt die Konstantspannung KVC ab. Die abgegebene Konstantspannung KVC wird mittels des veränderbaren Spannungsteiler-Widerstands 105-geteilt. Die auf diese Weise erzielte Teilspannung wird von dem Rechenverstärker 106, der einen Spannungsfolger bildet, als Bezugsspannung VC abgegeben. Der Taktimpulsgenerator 107 erzeugt die Taktimpulse CLOCK mit einigen zehn kHz. Wenn durch das Signal PUC das Ausgangssignal an dem Ausgang Q des Flip-Flops 1150 auf den hohen Pegel gebracht wird, wird der Transistor 132 gesperrt. Dadurch beginnt das Laden des Kondensators 131 mit dem von der Konstantstromquelle 128 abgegebenen Strom. Infolgedessen nehmen die Gate-Spannungen der Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 von dem Pegel der Spannung VC weg allmählich ab. Dadurch werden die Innenwiderstände der Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 allmählich vergrößert. Infolgedessen werden die Gegenkopplungsgrade der Rechenverstärker 1112 und 1114 allmählich verringert. Dadurch werden die Verstärkungen der Rechenverstärker 1112 und 1114 vergrößert. Da das Ausgangssignal an dem Ausgang Q des Flip-Flops 1150 den niedrigen Pegel hat, gelangen über das ODER-Glied 117 nur die Taktimpulse CLOCK, so daß der Transistor 114 ein- Und ausgeschaltet wird. Dadurch fließt der Ausgangsstrom des Rechenverstärkers 113 abwechselnd zur Basis des Transistors 108 und zum Kollektor des Transistors 114. Somit leuchtet die Leuchtdiode 110 intermittierend synchron mit den invertierten Taktimpulsen CLOCK Das von der Leuchtdiode 110 abgegebene Licht wird über die Lichtprojektionslinse 109 auf das Objekt 166 projiziert, dessen Entfernung gemessen werden soll. Das sich aus diesem Projektionslicht ergebende Reflexionslicht vom Objekt fällt über die Lichtempfangslinsen 118 und 118A auf die beiden Siliciumfotozellen bzw. Lichtempfangselemente 1101 bzw. 1104.
Die beiden Lichtempfangselemente geben entsprechend der Einfallstelle des Reflexionslichts Ströme ab, welche der Entfernung zum Objekt entsprechen. Die Ausgangsströme der Lichtempfangselemente werden dann der Gegenkopplungswirkung. durch die Tiefpaßfilter 122 und 124 ausgesetzt und Çrequenzselektiv mittels der Rechenverstärker 1102 und 1105 verstärkt. Diese Aufbereitung verringert das Verhältnis von externem Licht zu dem von der Leuchtdiode abgegebenen Licht.
Bei dem dem vorstehend beschriebenen Vorgang folgenden nächsten Schritt werden entsprechend den invertierten Taktimpulsen CLOCK,die über den Inverter 138 erzielt werden, die von den Lichtempfangselementen abgegebenen Ströme mittels der Analogschalter 136 und 137 erfaßt und festgehalten. Die Ausgangssignale der Analogschalter 136 und 137 werden jeweils mittels einer durch den Widerstand 139 und den Kondensator 140 gebildeten Integrationsschaltung bzw. mittels einer weiteren, durch den Widerstand 140 und den Kondensator 142 gebildeten Integrationsschaltung integriert. Die Ausgangssignale dieser Integrationsschaltungen werden weiter über die Widerstände 1115 und 1117 mittels der Rechenverstärker 1114 und 1112 verarbeitet. Da gemäß den vorstehenden Ausführungen die Innenwiderstände bzw. Innenimpedanzen der Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 proportional zur Zeit zunehmen, nehmen die Gegenkopplungsverhältnisse der Rechenverstärker 1114 und 1112 durch die Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 mit der Zeit ab. Infolgedessen nehmen die Verstärkungsfaktoren an den Rechenverstärkern 1114 und 1112 linear porportional zur Zeit zu. Die Ausgangssignale der Rechenverstärker 1114 und 1112 werden dann auf die gleiche Weise wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 einerseits dem Subtrahierer aus den Widerständen 145 bis 148 und dem Rechenverstärker 149 und andererseits dem Addierer aus den Widerständen 150 bis 153 und dem Rechenverstärker 154 zugeführt. Die Ausgangssignale der Rechenverstärker 149 und 154 werden jeweils Spannungen, die den Werten (VA - VB) und -(VA + VB) entsprechen, Der Pegel eines Signals, das dem Ausgangssignal -(VA + VB) des Rechenverstärkers 154 entspricht, sinkt entsprechend dem Anstieg des Innenwiderstands der Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 ab und wird dann durch den Vergleicher 157 mit einer Spannung eines Pegels verglichen, der mittels der Bezugsspannung VC und des veränderbaren Widerstands 158 eingestellt wird. Wenn der Pegel des dem Ausgangssignal -(VA+VB) des Rechenverstärkers 154 entsprechenden Signals niedriger als die Spannung aus dem veränderbaren Widerstand 158 wird, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 157 von dem niedrigen auf den hohen Pegel für das Setzen des Flip-Flops 1150. Infolgedessen wird dann Ausgangssignal an dem inve@ tierenden Ausgang 9 des Flip-Flops l15U auf den niedrigen Pegel'umgeschaltet. Dadurch wird der Transistor 132 dtirchgeschaltet. Damit wird der Kondensator 131 entladen. Demzufolge nehmen die Innenwiderstände der Feldeffekttransistoren 1116 und 1118 ab. Dadurch verringern sich auch die Ausgangssignale der Rechenverstärker 1114 und 1112. Wenn fern-er bei dem Setzen des Flip-Flops 1150 der Pegel am Ausgang q des Flip-Flops 1150 auf den hohen Pegel wechselt, wird der Transistor 1151 durchgeschaltet. Dadurch wird der Transistor 1130 gesperrt, der durch den von der Konstantstromquelle 1131 abgegebenen Strom durchgeschaltet war.
Zu diesem Zeitpunkt wird an dem Kondensator 1134 das dem Wert (VA - VB) entsprechende Signal gespeichert. Zugleich wird durch das Umschalten des Pegels an dem Ausgang Q des Flip-Flops 1150 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel der Transistor 1154 gesperrt. Dadurch wird der aus den Transistoren 1135 und 1136 bestehende Stromspiegel in Betrieb gesetzt. Infolgedessen bewirkt der von der Konstantstromquelle 1137 abgegebene Strom das allmähliche Entladen der an dem Kondensator 1134 gespeicherten elektrischen Ladung mit einem konstanten Strom.
Das Umschalten des Pegels an dem Ausgang Q des Flip-Flops 1150 bewirkt, daß der Pegel an dem Rücksetzanschluß R des Binärzählers 1140 von dem hohen auf den niedrigen Pegel wechselt. Dies bewirkt wiederum, daß der Binärzähler 1140, der gelöscht worden war, zu arbeiten beginnt. Bei dem Anfangszustand des vorstehend beschriebenen Entladens des Kondensators 1134 verbleibt das Ausgangssignal des Vergleichers 1138 auf dem hohen Pegel. Daher gibt das UND-Glied 1139 synchron mit den Taktimpulsen ein Signal ab. Infolgedessen zählt bei diesem Zustand der Binärzähler 1140 das mit den raktisipulne syr,rhront! Slqrlal.l. Wr!iiti Kon .1 an tst rom-Entladung des Kondensators 1134 fortschreitet, so daß die Spannung an dem Kondensator 1134 niedriger als der durch die Bezugsspannung VC und den veränderbaren Widerstand 1160 bestimmte Teilspannungspegel wird, wird das Ausgangssignal des Vergleichers 1138 auf den niedrigen Pegel umgeschaltet.
Dadurch nimmt das Ausgangssignal des UND-Glieds 1139 den niedrigen Pegel an, so daß das Zählen des Binärzählers 1140 beendet wird. Die Ladung an dem Kondensator 1134 entspricht einem Signal, das dem Wert (VA - VB) entspricht, welcher erzielt wird, wenn die dem Wert -(VA + VB) entsprechende Signalspannung gleich der durch das Teilen der Bezugsspannung VC mittels des veränderbaren Widerstands 158 erzielten Spannung wird. Da ferner die Entladung dieser elektrischen Ladung mit einem konstanten Strom erfolgt, entspricht die Zeitdauer bis zum Wechsel des Ausgangssignals des Vergleichers 1138 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel der gemessenen Entfernung. Es sei angenommen, daß die Lichtempfangselemente 1101 und 1104 so angeordnet sind, daß auf das Lichtempfangselement 1101 eine größere Lichtmenge fällt als auf das andere Lichtempfangselement 1104. Damit nimmt der Ausgangspegel der Siliciumfotozelle bzw. des Lichtempfangselements 1101 mit einer Zunahme der Entfernung zum Entfernungsmeßobjekt zu. Infolgedessen erhält das dem Wert (VA.VB) entsprechende Signal hohen Pegel. Dadurch steigt die elektrische Ladung an dem Kondensator 1134 an. Infolgedessen steigt auch der Zählwert des Binärzählers 1140 an. Das von dem Binärzähler 1140 abgegebene Binärcodesignal wird dann mittels des Decodierers 1141 in ein Dezimalcodesignal umgesetzt, durch das eine Ansteuerung in der Weise erfolgt, daß zu derjenigen Leuchtdiode Strom fließt, die für eine der Entfernung zum Objekt entsprechende Zone vorgesehen ist.
Die bei den im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung enthal- tenen Einrichtungen (oder Elemente) A, B, C, D und E sind nicht auf die beschriebene Gestaltung begrenzt, sondern können natürlich leicht mit anderen elektronischen Schaltungen aufgebaut werden. Ferner ist bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verstärkungsgrad-Änderungseinrichtung 8 so gestaltet, daß der Verstärkungsgrad allmählich vergrößert wird. Diese Einrichtung B kann jedoch auch so gestaltet werden, daß statt der allmählichen Vergrößerung der Verstärkungsgrad allmählich verkleinert wird.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung die Ausgangssignale der Lichtempfangseinrichtung entweder allmählich vergrößert oder allmählich verkleinert, wobei dann, wenn die Summe der beiden Ausgangssignale der Lichtempfangseinrichtung einen vorgeschriebenen Wert erreicht, entweder eines der Ausgangssignale oder ein Differenz-Ausgangssignal als Entfernungsinformation gespeichert bzw. festgehalten wird. Diese Gestaltung der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung erlaubt eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaus und ist insbesondere für die Anwendung bei einer Kompaktkamera vorteilhaft.
Eine Entfernungsmeßeinrichtung, bei der ein als lageempfindliche Vorrichtung bezeichnetes Lichtempfangselement verwendet wird, welches zwei Ausgangssignale abgibt, die sich entsprechend dem Einfallwinkel von von einem Entfernungsmeßobjekt kommendem Reflexionslicht zueinander gegensinnig verändern, ist mit einer Schaltung zum allmählichen Steigern der Ausga-ngssignale des Lichtempfangselements und mit einer Zwischenspeicherschaltung versehen, mit der mindestens eines der beiden Ausgangssignale des Lichtempfangselements festgehalten wird, wenn während der allmählichen Steigerung dieser Ausgangssignale die Summe der beiden Ausgangasignale einen vorgeschriebenen Wert ereicht. Die Entfernungsmeßeinrichtung ist zur Vereinfachung ihrer Schaltung als rück-Führungsloses Steuersystem gestaltet.

Claims

Patentansprüche / . Entfernungsmeßeinrichtung mit einer Llchtprojektionsvorrichtung zum Projizieren von Licht auf ein Entfernungsmeß-Objekt, einer Lichtempfangsvorrichtung, deren zwei Ausgangssignale sich einander gegensinnig entsprechend der Einfallage von von dem Objekt kommende.n P.eflexinnslicht ändern, einer Steuerschaltung zum Steuern der Summe der beiden Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung auf einen vorgeschriebenen Wert und einer Entfernungsinformations-Erfassungseinrich tung, mit der mindestens eines der Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung als Entfernungsinformation erfaßbar ist, wenn die Summe der beiden Ausgangssignale den vorgeschriehenen Wert hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Lichtempfangssignal-Steuereinrichtung (8 bis 15; 11 bis 15, 64 bis 67; C) zum allmählichen Verändern der Ausgangssignale der Lichtempfangsworrichtung (21; 119; 1101, 1104) in einer vorbestimmten Richtung und eine Summenerfassungseinrichtung (58; D) zum Erfassen der Summe der beiden Asgangssignale der Lichtempfangsworrichtung aufweist und daß die Entfernungsinformations Erfassungseinrichtung (46; 44; E) eirle Zwischenspeichervorrichtung (60; 72; 155; 1134) aufweist, mit der mindestens eines der Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung speicherbar ist, das zu demjenigen Zeitpunkt erzielt wird, zu dem die Summenerfassungseinrichtung ermittelt, cinß die Summe der beiden Ausgangs signale der Lichtempfangsvorrichtung den vorbestimmten Wert erreicht.
2. Entfernlngsmel3einrichtuncl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsslgnal-Steuereinrichtung (8 bis 15) 11 bis 15, 64 bis 67) eine Lichtprojektions-Ansteuerungseinrichtung bildet, die zum allmählichen Steigern der Ausgangsleistung der Lichtprojektionsvorrichtung (17) ausgebildet ist.
3. Entfernungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangssignal-Steuereinrichtung (C) eine Verstärkerschaltung (126, 127; 1111 bis 1118), die die Ausgangssignale der Lichtempfangsvorrichtung (119; 1101, 1104) verstärkt, und eine Verstärkungsgrad-Änderungseinrichtung (128 bis 135; 128, 131, 132) aufweist, die zum allmählichen Steigern des Verstärkungsgrads der Verstärkerschaltung ausgebildet ist.