DE3401798C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entfernungsmesser nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Entfer­ nungsmesser kann in einem optischen Gerät, z. B. einer selbstscharfstellenden Kamera, d. h. einer sog. Autofocus- Kamera, verwendet werden.

Das Prinzip der Entfernungsmessung bei einem herkömmlichen Entfernungsmesser ist in Fig. 1 veranschaulicht, welche ein Aufnahmeobjekt 1, Linsen 2, 3, eine Brennebene 4 der Linsen 2, 3, Bilder bzw. Abbildungen 5, 6 und 7, eine erste Reihe von Lichtempfangselementen 8 und eine zweite Reihe von Lichtempfangselementen 9 zeigt.

Das Aufnahmeobjekt 1 wird dabei durch die Linsen 2 und 3 durch die Bilder 5 und 6 in der Brennebene 4 abgebildet. Wenn sich das Aufnahmeobjekt 1 in der Entfernung "Unend­ lich" befindet, fallen die von ihm ausgehenden Licht­ strahlen längs des Strahlengangs l auf die Linse 3, um auf der Brennebene 4 ein Bild 7 zu formen. Wenn daher der Abstand zwischen den beiden Bildern 6 und 7 gemes­ sen werden kann, kann die Entfernung a zum Aufnahmeobjekt 1 unter Anwendung der bekannten Triangulationstechnik nach folgender Gleichung bestimmt werden:

In dieser Gleichung bedeuten: f _e =Brennweite der Linsen 2 und 3 und B=Abstand zwischen den optischen Achsen der Linsen 2 und 3. Zur Erzielung eines scharfen Bilds auf der Brennebene wird die Brennweite f _e so eingestellt, daß sie der Beziehung f _e «a genügt. Normalerweise ist das Bild 7 bei Entfernung "Unendlich" nicht abgreifbar, so daß in diesem Fall das durch die Linse 2 entworfene Bild 5 benutzt wird. Zur Bestimmung der Lagen dieser Bilder oder des Abstands zwischen ihnen sind in der Nähe der Stellen, an denen die betreffenden Bilder durch die Linsen 2 und 3 auf der Brennebene 4 erzeugt werden, die erste und die zweite Reihe von Lichtempfangsele­ menten 8 bzw. 9 angeordnet, bei denen diejenigen Ele­ mente, die bei "Unendlich"-Einstellung denselben Bild­ punkt bilden, als paarweise zugeordnete bzw. paarige Elemente angesehen werden. Die Entfernungsbestimmung erfolgt dabei anhand einer Korrelation oder eines Ver­ gleichs der Ausgangssignale der betreffenden Licht­ empfangselemente auf der Grundlage der paarigen Elemente.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Entfernungsmessers, wie er üblicherweise zur Bestimmung des Abstands x zwischen dem Objekt(ab)bild 7 in der Entfernung "Unendlich" und dem reellen Bild benutzt wird. Dabei sind die Reihen der in Fig. 1 dargestellten Lichtempfangselemente 8 bzw. 9, eine Reihe von Binärkodierschaltungen 10 bzw. 11, Schieberegister 12 bzw. 13, eine Reihe von Koinzidenz­ meßschaltungen 14, ein Zähler 15 und eine Ent­ scheidungsschaltung 16 gezeigt. Die analogen Ausgangs­ signale der betreffenden Lichtempfangselemente in den Reihen 8 und 9 werden auf der Grundlage eines zu­ treffenden Schwellenwertpegels als den Pegel "0" oder "1" besitzend durch die Binärkodierschaltungen 10 und 11 diskriminiert und in die Schieberegister 12 und 13 eingeschrieben; letztere Einheiten brauchen nicht unbe­ dingt Schieberegister zu sein, doch bildet vorzugs­ weise mindestens eine dieser Einheiten ein Schiebe­ register. Die Ausgangssignale der betreffenden Bits dieser Schieberegister 12 und 13 werden der Koinzidenz­ meßschaltungsreihe 14 in einer vorbestimmten Kombination, wie vorher erwähnt, eingespeist. Jede Schaltung dieser Reihe 14 liefert ein Signal "1", wenn die beiden Ein­ gangssignale gleich sind, und ein Signal "0", wenn sie verschieden sind. Von den Ausgangssignalen der Ko­ inzidenzmeßschaltungsreihe 14 werden diejenigen mit dem Pegel "1" durch den Zähler 15 gezählt und der Ent­ scheidungsschalter 16 eingegeben. Letztere speichert diese Zahl und verschiebt sodann das Schieberegister 12 oder 13, um anschließend das Ausgangssignal des Zählers 15 wieder auszulesen und zu speichern. Dieses Verschieben der Schieberegister 12, 13 sowie das Aus­ lesen/Speichern der Zähler-Ausgangssignale werden in einer vorbestimmten Zahl wiederholt, und der größte Zähler-Zählstand wird bestimmt. Hierbei zeigen die Bilder an den betreffenden Reihen 8 und 9 der Empfangs­ elemente die größte Koinzidenz, und die Zahl der Ver­ schiebungen der Schieberegister aus dem Anfangszustand, in welchem maximale Koinzidenz gegeben ist, entspricht x. Wenn hiebei jedoch die Ausgangssignale der Licht­ empfangselemente unmittelbar verarbeitet werden, be­ steht die Gefahr für einen Fehlbetrieb aufgrund von Rauschen bzw. Störsignalen der Lichtempfangselemente oder einer Abweichung zwischen ihnen.

Fig. 3 zeigt graphisch den Einfluß von Rauschen bzw. Störsignalen auf das Ausgangssignal der Lichtempfangselemente. Dabei sind die Lage des je­ weiligen Elements auf der Abszisse und sein Ausgangs­ signal auf der Ordinate aufgetragen.

Es ergeben sich keine ernstlichen Schwierigkeiten, wenn das Störsignal beiden Ausgangswellenformen der Licht­ empfangselementreihe 8 gemäß Fig. 3a und der Licht­ empfangselementreihe 9 gemäß Fig. 3b in gleichem Maße überlagert ist. Falls aber ein versetztes oder ein rampenförmiges (sägezahnförmiges) Störsignal gemäß Fig. 3c bzw. 3d der Ausgangswellenform einer der Licht­ empfangselementreihen, z. B. der Reihe 9, überlagert ist, steigt die Ausgangsgröße insgesamt oder zu einem beträchtlichen Teil gemäß Fig. 3e oder 3f über den Schwellenwert hinaus an, so daß bei einem Vergleich dieser beiden Ausgangsgrößen in diesem Zustand unweiger­ lich eine Fehlentscheidung stattfindet.

Die bisher verwendete Binärkodierschaltung für die Aus­ gangssignale der Lichtempfangselemente besitzt bei­ spielsweise den im folgenden beschriebenen Aufbau.

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer solchen bisherigen Binärkodierschaltung. Dabei ist nur eine einzige Schal­ tung für ein Bit dargestellt, doch sind in der Praxis solche Schaltungseinheiten in einer gewünschten Zahl vorgesehen, die eine Binärkodierschaltungsreihe ent­ sprechend der Reihe der Lichtempfangselemente bilden. Gemäß Fig. 4 sind eine Photodiode 17 als Lichtempfangsele­ ment, Schalttransistoren 18 und 19, ein Konden­ sator 20 und ein Inverter 21 vorgesehen.

Im Betrieb wird zunächst der Schalttransistor 18 durch ein Freigabe- oder Löscheingangssignal CLEAR durchge­ schaltet, um den Kondensator (C) 20 zu entladen. So­ dann wird der Schalttransistor 18 durch ein Freigabe­ eingangssignal CLEAR zum Sperren gebracht, während der Schalttransistor 19 durch ein Eingangssignal G durchge­ schaltet wird. Infolgedessen fließt ein der Lichtinten­ sität im wesentlichen proportionaler Strom i von der Photodiode 17 über den Schalttransistor 19 zum Konden­ sator 20. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne t nach dem Durchschalten des Schalttransistors 19 bewirkt das Eingangssignal G das Sperren des Schalttransistors 19. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator 20 mit einer elektrischen Ladung entsprechend etwa i · t aufge­ laden; demzufolge wird eine Spannung Vin=it/C dem Eingang des Inverters 21 aufgeprägt. Wenn die Schwellen­ wertspannung des Inverters 21 z. B. gleich Vth ist, ist die Inverter-Ausgangsgröße "0" im Fall von Vin≧Vth und "1" im Fall von Vin<Vth. Diese Änderung der Aus­ gangsgröße entsprechend der Beziehung zwischen Vin und Vth kann durch Anschalten eines weiteren Inverters an den Inverter 21 umgekehrt werden. Wesentlich ist dabei die Leit- bzw. Durchschaltzeit t des Schalttransistors 19. Wenn diese Zeit zu lang ist, wird der Kondensator 20 überladen, und das Inverter-Eingangssignal über­ steigt die Schwellenwertspannung in allen Lichtempfangs­ elementen. Wenn andererseits die Durchschaltzeit zu kurz ist, wird der Kondensator 20 zu wenig aufgeladen, so daß das Inverter-Eingangssignal die Schwellenwert­ spannung in keinem der Lichtempfangselemente übersteigen kann. Wenn daher die Binärkodierung ohne Berücksichti­ gung der Zeit t erfolgt, wird nur ein Muster einer ganzen "0" oder einer ganzen "1" geliefert, und es kann keine Information erhalten werden. Die optimale Ein­ stellung der Zeit t muß daher unter Berücksichtigung der von der Gesamtreihe der Lichtempfangselemente empfangenen Lichtmenge erfolgen, doch ist diese Ein­ stellungs- oder Steuerungsart allgemein kompliziert und umständlich.

Aus der GB-OS 20 29 151 ist eine Brennpunkt-Koinzidenz- Fühlervorrichtung mit Lichtempfangselementen bekannt, die so angeordnet sind, daß sie einen ersten einfallen­ den Lichtstrahl von einem ersten Strahlengang und ent­ weder einen zweiten einfallenden Lichtstrahl von einem zweiten Strahlengang oder den ersten und den zweiten einfallenden Lichtstrahl empfangen. Vergleicher liefern ein Verhältnissignal abhängig vom Verhältnis des Aus­ gangssignals jedes einen Lichtempfangselements zum Aus­ gangssignal jedes anderen Lichtempfangselements, und Speicher speichern die Verhältnissignale, wenn der erste Lichtstrahl auf die Lichtempfangselemente einfällt. Ein Scharfstellzustand wird so letztlich aus dem Ver­ hältnis der über zwei Stahlengänge gewonnenen Aus­ gangssignale festgestellt.

Weiterhin beschreibt die GB-PS 15 55 527 eine Brenn­ punkt-Detektorschaltung, die zwei Gruppen von Licht­ empfangselementen aufweist, welche beidseitig einer Teilungslinie eines Bilds angeordnet sind, um so je­ weils Lichtsignale von einem Teil des Bilds zu empfan­ gen. Jedes Lichtempfangselement in jeder Gruppe ist so vorgesehen, daß es ein Ausgangssignal liefert, das von der empfangenen Lichtmenge abhängt. Außerdem ist ein Lichtempfangselement der einen Gruppe einem entspre­ chenden Lichtempfangselement der anderen Gruppe zuge­ ordnet. Eine Signalprozessoreinrichtung bewertet die Differenz zwischen den Ausgangssignalen jedes Paares der Lichtempfangselemente, also die Ausgangssignale eines Lichtempfangselements der einen Gruppe und eines Lichtempfangselements der anderen Gruppe, um so abso­ lute Differenzen festzustellen. Ein Brennpunktsignal wird erzeugt, wenn die so gewonnene Summe kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Bei dieser bekannten Brenn­ punkt-Detektorschaltung wird also die Entfernung mittels zweier Gruppen von Lichtempfangselementen gemessen, wobei jeweils Paare dieser Lichtempfangselemente gebildet werden und jedem Paar ein Lichtempfangsele­ ment der einen Gruppe und ein Lichtempfangselement der anderen Gruppe zugeordnet ist. Mit anderen Wor­ ten, es wird die Übereinstimmung der Bilder von zwei Gruppen von Lichtempfangselementen erfaßt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Entfernungsmesser zu schaffen, der praktisch frei ist vom Einfluß von Störsignalen und Änderungen oder Abweichungen der Lichtempfangselemente und der keine komplizierte Steuerung erfordert.

Diese Aufgabe wird bei einem Entfernungsmesser nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungs­ gemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil ent­ haltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4.

Die Quantisierung der analogen Ausgangssignale von den Lichtempfangselementen für die Umwandlung eines optischen Bilds in ein elektrisches Sig­ nal erfolgt so nicht, wie beim Stand der Technik, durch Vergleich mit einem vor­ bestimmten logischen Pegel, sondern durch Vergleich der Ausgangssignale von mindestens zwei Lichtempfangs­ elementen jeder Gruppe, indem die Ausgangs­ signale in die folgenden drei Kategorien eingeteilt werden: 1. Ein Ausgangssignal ist größer als das andere; 2. beide Ausgangssignale sind gleich groß; 3. ein Aus­ gangssignal ist kleiner als das andere. Durch Aus­ führung der Quantisierung auf diese Weise kann der Ein­ fluß von Störsignalen ("Rauschen") usw. wirksamer und mit einer einfacheren Schaltung als bei bisherigen Entfernungsmessern ausgeschaltet werden.

Nachstehend ist zunächst die Unterteilung oder Einteilung der analogen Ausgangssignalwellen­ formen der Lichtempfangselemente in die drei Kategorien erläutert.

Die Fig. 5a und 5b sind graphische Darstellungen zur Veranschaulichung des angewandten Prinzips. Es sei angenommen, daß sich die Ausgangssignale von einer Gruppe der Licht­ empfangselemente (Wandlerelemente) auf die in Fig. 5a gezeigte Weise darstellen lassen; in diesem Fall bestehen die folgenden drei Muster der Neigung der Wellenform: Die Neigung verläuft "nach rechts oben" (Anstiegstendenz), wenn nämlich bei einem Vergleich der beiden Lichtempfangs­ element-Ausgangssignale dasjenige an der rechten Seite größer ist als das an der linken Seite, wie bei UP 1- UP 3 dargestellt; die Neigung verläuft "nach rechts unten" (Abfalltendenz), wenn das Lichtempfangselement- Ausgangssignal an der rechten Seite kleiner ist als das an der linken Seite, wie bei DN 1-DN 2 dargestellt; und die Neigung beträgt "Null" (die Kurve ist im we­ sentlichen flach), wenn das Ausgangssignal an der rechten Seite im wesentlichen dem an der linken Seite gleich ist, wie durch FT 1-FT 4 angegeben. Wenn somit die Wellenform durch Kombinieren der Ausgangszustände q 1, q 2 und q 3 verschiedener Flipflops Q 1, Q 2 bzw. Q 3 entsprechend den drei Mustern der Wellenformneigung ("nach rechts oben", "nach rechts unten" bzw. "flach") ausgedrückt wird, kann die Quantisierung auf die in Fig. 5b gezeigte Weise erfolgen. Auch wenn auf die anhand von Fig. 3 beschriebenen Weise ein versetztes oder ein leicht rampenförmiges Ausgangssignal überlagert ist, kann gemäß dieser Quantisierungsformel vorausgesetzt werden, daß der entsprechende Einfluß kaum bis zum Zu­ stand der Neigung reicht, so daß der Einfluß von Stör­ signalen usw. ganz erheblich verringert werden kann. Bezüglich der Verarbeitung nach der Quantisierung der Lichtempfangselement-Ausgangssignale steht umfangreiche Literatur zur Verfügung; diese Verarbeitung betrifft jedoch die Erfindung nicht unmittelbar, so daß sie vor­ liegend auch nicht näher beschrieben ist.

Im folgenden ist nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Entfernungs­ meßprinzips nach einem Triangulationsver­ fahren,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines bisherigen Ent­ fernungsmessers,

Fig. 3a bis 3f graphische Darstellungen des Ein­ flusses von versetzten oder rampen­ förmigen Störsignalen usw. auf die Ausgangs­ signale der Lichtempfangselemente,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Binärkodierschaltung für ein Bit,

Fig. 5a und 5b graphische Darstellungen zur Ver­ deutlichung des der Erfindung zugrunde­ liegenden Prinzips,

Fig. 6 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7a und 7b graphische Darstellungen von Ab­ tastsignal-Wellenformen bei der Schaltung nach Fig. 6.

Die Fig. 1 bis 5 sind eingangs bereits erläutert wor­ den.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Entfernungsmessers umfaßt jeweils ein Wandlerelement aus einer Photodiode 171 (172), Schalttransistoren 181, 191 (182, 192), einem Konden­ sator 201 (202) und einem Inverter 211 (212) sowie wei­ terhin Flipflops 22-24, NOR-Glieder 25-29, ein NAND-Glied 30 und einen Inverter 31. Es ist darauf hin­ zuweisen, daß die Wandlerelemente 41, 42 als zwei be­ nachbarte Elemente oder zwei beliebig gewählte Elemente in einer der beiden Gruppen von Wandlerelementen darge­ stellt sind, wobei ihr Aufbau dem Element nach Fig. 4 entspricht. Wenn bei den Flipflops 22 (Q 1), 23 (Q 2) und 24 (Q 3) am Eingang eine "0" anliegt, ist der Ausgang Q () zur Lieferung einer "1" ("0") gesetzt; wenn am Eingang eine "0" anliegt, ist der Ausgang Q () zur Lieferung von "0" ("1") rückgesetzt. Zu Beginn des Betriebs werden die Flipflops 22-24 durch das Signal gleichzeitig mit der Entladung der Kondensatoren 201 und 202 durch das Eingangssignal CLEAR rückgesetzt, und der Ausgang Q () geht auf "0" ("1") über. Der Eingang geht nur dann auf "0" über, wenn der Ausgang Q zu Beginn des Betriebs auf "0" gesetzt ist oder wird; anschließend bleibt er auf "1" gesetzt. Ein Signalimpuls oder Impulssignal des Pegels "0" (im folgenden als Abtastsignal be­ zeichnet) besitzt ein festes oder variables Zeitinter­ vall, das durch eine nicht dargestellte Steuerung ge­ steuert wird. Die NOR-Glieder 25, 26 liefern ein Signal, das nur dann signifikant ist, wenn der Ausgang Q des Flipflops 24 "0" ist und auch das Abtastsignal gleich "0" ist; d. h. die Ausgangssignale der Inverter 211, 212 werden durch dieses Signal umgekehrt bzw. invertiert. Es ist somit zu beachten, daß das Abtastsignal ein Signal zum Abtasten der Ausgangssignale der betreffen­ den Wandlerelemente 41, 42 darstellt, wobei die den NOR-Gliedern 25, 26 nachgeschalteten Schaltkreise mit diesem Signal synchron arbeiten. In der folgenden Beschreibung wird daher davon ausgegangen, daß die Schaltkreise in Betrieb sind, wenn das Signal gleich 0 ist. In der Anfangsphase sind die Ausgangssignale der beiden Inverter 211, 212 jeweils "1", und die Aus­ gangssignale der NOR-Glieder 25, 26 besitzen daher den Pegel "0". Unter diesen Bedingungen bleibt der Ausgang Q des Flipflops 24 auf "0" infolge der anfänglichen Rücksetzung, doch wenn das Ausgangssignal eines der Inverter 211 oder 212 auf "0" übergeht, wird dieser Zustand erfaßt, und der Ausgang Q geht auf "1" über, worauf das Abtastsignal zu Null wird. Mit anderen Worten: der Ausgang Q wird durch das Signal "1" vom Flipflop 24, unabhängig vom anderen Eingangssignal, auf "0" ge­ setzt. Um es anders auszudrücken: Wenn das Eingangs­ signal V 1 des Inverters 211 oder das Eingangsignal V 2 des Inverters 212 die Schwellenwertspannung über­ steigt oder wenn diese beiden Signale die Schwellen­ wertspannung gleichzeitig übersteigen, werden etwaige Ausgangssignale der Lichtempfangselemente als "nicht gesehen" vorausgesetzt. Andererseits stellt das Flip­ flop 23 fest, daß das Ausgangssignal eines Wandler­ elements "flach" ist. Wenn nämlich die Ausgangssignale der Inverter 211 und 212 im gleichen Takt wie das Ab­ tastsignal zu "0" werden, gehen die Ausgangssignale beider NOR-Glieder 25, 26 auf "1" über, während das Ausgangssignal des NAND-Glieds 30 zu "0" wird, so daß das Flipflop 23 gesetzt wird und sein Ausgang Q auf "1" geht. Wenn hierbei die Ausgangssignale der In­ verter 211, 212 mit vom Abtastsignal verschiedenem Takt zu "1" werden, wird das Flipflop 24 zum Anfangstakt oder -zeitpunkt gesetzt, und das "0"-Ausgangssignal zu jedem folgenden Zeitpunkt wird zu Null, so daß die Ausgangssignale der NOR-Glieder 25 und 26 zu keinem Zeitpunkt gleichzeitig zu "1" werden und damit das Aus­ gangssignal des NAND-Glieds 30 nicht auf "0" übergeht. Infolgedessen wird das Flipflop 23 nicht gesetzt, und sein Ausgangssignal bleibt auf "0". Das Flipflop 22 stellt fest, ob das Ausgangssignal des Wandlerelements "nach rechts oben" oder "nach rechts unten" verläuft. Wenn hierbei vorausgesetzt wird, daß die Photodiode 171 relativ zur Photodiode 172 in der Gruppe der Wandler­ elemente an der rechten Seite angeordnet ist, kann an­ genommen werden, daß dann, wenn das Ausgangssignal des Inverters 211 vor dem des Inverters 212 zu "0" wird, das Ausgangswellenformmuster "nach rechts unten" verläuft, während es im anderen Fall "nach rechts oben" verläuft. Unter der Voraussetzung, daß das Ausgangs­ signal des Inverters 211 früher als das des Inverters 212 zu "0" geworden ist, gehen das Ausgangssignal des NOR-Glieds 26 auf "1" und das Ausgangssignal des In­ verters 31 auf "0" über, so daß das Flipflop 22 gesetzt wird und sein Vorwärtsausgang Q auf "1" und sein Rück­ wärtsausgang auf "0" übergehen. Da der Fall, in welchem die Ausgangssignale der Inverter 211 und 212 gleich­ zeitig auf "0" übergehen, vorliegend außer acht ge­ lassen wird, entspricht der Ausgang Q des Flipflops 23 einer logischen "0", und die NOR-Glieder 27 und 28 liefern ein Vorwärtsausgangssignal Q (q 1) bzw. ein Rück­ wärtsausgangssignal (q 2) des Flipflops 22. In diesem Fall, d. h. wenn das Ausgangssignal des Inverters 211 vor dem Ausgangssignal des Inverters 212 auf "0" über­ geht, wird vom NOR-Glied 28 ein Ausgangssignal (q 2) erhalten, durch das angegeben wird, daß die Ausgangs­ wellenform "nach rechts unten" verläuft, d. h. abfällt. Wenn dagegen das Ausgangssignal des Inverters 212 vor dem des Inverters 211 auf "0" übergeht, wird das Flip­ flop 24 gesetzt, so daß auch dann, wenn ein folgendes Ausgangssignal des Inverters 211 zu "0" wird, das Flip­ flop 22 nicht gesetzt werden kann und somit dieses Flip­ flop 22 in seinem Anfangs- oder Ausgangszustand (Q="0", ="1") verbleibt und das Ausgangssignal des Flipflops 23 ebenfalls, wie im zuerst genannten Fall, auf "0" bleibt. Im zuletzt genannten Fall wird daher ein Ausgangssignal (q 1="1") lediglich vom NOR-Glied 27 erhalten; daraus kann geschlossen werden, daß die Ausgangswellenform "nach rechts oben" ver­ läuft, d. h. ansteigt. Im Fall, daß die Ausgangssignale beider Inverter 211 und 212 zu genau demselben Zeit­ punkt zu "0" geworden sind, wird das Flipflop 23 ge­ setzt, und sein Ausgangssignal q 3 wird, wie erwähnt, zu "1", so daß die Ausgangssignale q 1, q 2 der NOR-Glie­ der 27 bzw. 28 unabhängig davon, ob das Flipflop 22 gesetzt oder rückgesetzt wird, auf "0" übergehen. Aus den vorstehenden Ausführungen ist auch ersichtlich, daß die Torsteuerelemente bzw. Schalttransistoren 191, 192 der Wandlerelemente und das Signal G für ihre An­ steuerung weggelassen werden können.

Im folgenden ist das Steuerverfahren für das Abtast­ signal beschrieben.

Die Fig. 7a und 7b veranschaulichen die Wellenform dieses Abtastsignals. Wenn die Mindest- und Höchstwerte der von einem Lichtempfangselement empfangenen Lichtmenge (Intensität) zu stark voneinander verschieden sind, ändert sich dementsprechend auch die Umwandlungszeit des Wandlerelements sehr stark. Wenn somit das Signal ohne Berücksichtigung dieser variablen Umwandlungszeit zum selben Zeitintervall durchgetastet wird, insbe­ sondere wenn die Umwandlungszeit bei wiederholter Durch­ führung der Vergleichsoperation lang ist, hat dies lediglich eine unnötige Erhöhung der Genauigkeit mit dem Ergebnis einer Schwächung der Störsignalfestig­ keit zur Folge.

Die Intensitäten des von den beiden Lichtempfangsele­ menten abgenommenen Lichts werden nur dann als gleich groß angesehen, wenn die beiden Ausgangssignale der Inverter 211 und 212 im selben Abtastintervall auf "0" übergehen. Wenn dieses Abtastintervall somit außer­ ordentlich kurz ist, ist es nahezu unmöglich, diesen "gleichen" Zustand zu erfassen, und die Bedeutung der "Gleichheit" geht verloren. Mit anderen Worten: die Intensitäten des von den beiden Lichtempfangselementen empfangenen Lichts werden jeweils zu den Zeitpunkten t 1 bzw. t 2 umgewandelt, zu denen die Ausgangssignale der Inverter 211 und 212 auf "0" gehen. Wenn somit die Beziehung von Δ t=t 1-t 2 in bezug auf die beiden Schwellenwerte T 1, T 2 (T 1<0<T 2) z. B. Δ t<T 1 beträgt, fällt die Kurve gemäß Fig. 3 nach rechts unten ab, während sie bei der Beziehung T 1≦Δ t≦T 2 "flach" ist. Wenn dagegen die Beziehung T 2<Δ t vorliegt, steigt die Kurve gemäß Fig. 3 an (nach rechts oben). Wenn hier­ bei die Größen der beiden Schwellenwerte T 1, T 2 nicht einwandfrei entschieden oder unterschieden werden, wird der laufende Vorgang eher behindert. Dieses Problem kann durch Änderung des Abtastintervalls nach Maßgabe der Umwandlungszeit ausgeschaltet werden, so daß es der folgenden Beziehung genügt:

t _n+1/t _n = f(n)

(f(n) ist eine Funktion von n).

Darin bedeuten: t _n und t _n+1 die Zeiten bis zum Ablauf des n-ten und des n+1-ten Abtastdurchgangs vom Be­ triebsbeginn an. Wenn der Änderungsbereich der Licht­ menge vergleichsweise schmal ist, ist die Schaltungsan­ ordnung zur Erfüllung der obigen Bedingung kompliziert, so daß in diesem Fall das Abtastintervall so geändert wird, daß es der Bedingung

t _n+1 - t _n = f(n)

genügt.

Ersichtlicherweise veranschaulichen somit Fig. 7a einen Fall für t _n+1/t _n =k (k=eine Konstante) und Fig. 7b einen Fall für t _n+1-t _n =k (k=eine Konstante). Wie vorstehend beschrieben, werden also die Ausgangssignale der Reihe von Lichtempfangs- oder Wandler­ elementen, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht auf einem konstanten Schwellenwertpegel binär kodiert, sondern in Übereinstimmung mit dem Neigungsmuster (Ge­ fälle, Anstieg) der Ausgangswellenform quantisiert, so daß der erfindungsgemäße Entfernungsmesser weniger störsignalanfällig ist, keine genaue und komplizierte Steuerung der Aufladezeit des durch den zu den Licht­ empfangselementen fließenden Strom aufgeladenen Kon­ densators benötigt und daher einen einfachen Aufbau besitzt und im Vergleich zum Kostenaufwand eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet. Da zudem das Abtast­ intervall nach Maßgabe der Umwandlungszeit in den Wandlerelementen geändert werden kann, wird eine opti­ male Bestimmung gemäß der Umwandlungszeit ermöglicht.

Claims (4)

1. Entfernungsmesser mit
einer ersten und einer zweiten optischen Einheit (2, 3) zum Empfangen des von einem Aufnahme-Objekt (1) re­ flektierten Lichts auf verschiedenen optischen Strah­ lengängen zur Erzeugung von Objektbildern auf einer vorbestimmten Brennebene (4),
einer ersten und einer zweiten Lichtempfangsanord­ nung (8, 9), bestehend jeweils aus mehreren Lichtempfangs­ elementen (171, 172), die jeweils entsprechend der Licht­ stärke des Objektbilds erste und zweite elektrische Si­ gnale erzeugen,
einer ersten Gruppe von Wandlerelementen (41, 42), deren jedes einem Lichtempfangselement der ersten Licht­ empfangsanordnung (8) zugeordnet ist,
einer zweiten Gruppe von Wandlerelementen (41, 42), deren jedes einem Lichtempfangselement der zweiten Licht­ empfangsanordnung (9) zugeordnet ist,
wobei die Wandlerelemente der ersten und der zweiten Gruppe (41, 42) Integrationssignale abgeben, wenn die ersten und die zweiten elektrischen Signale bis zu einer vorgegebenen Größe (V₁, V₂) integriert sind,
mehreren ersten Quantisiereinheiten (22-31), deren jede Integrationssignale von zwei Wandlerelementen der ersten Gruppe (41, 42) empfängt,
mehreren zweiten Quantisiereinheiten (22-31), deren jede Integrationssignale von zwei Wandlerelementen der zweiten Gruppe (41, 42) empfängt,
wobei die beiden Wandlerelemente der ersten Gruppe den beiden Wandlerelementen der zweiten Gruppe entspre­ chen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten und die zweiten Quantisiereinheiten (22- 31) den Zeitabstand der Abgabe von zwei Integrations­ signalen erfassen, wodurch ein Dreiwert-Ausgangssignal (q 1, q 2, q 3) abhängig davon erhalten wird, welches Inte­ grationssignal zuerst erzeugt wird oder ob diese beiden Integrationssignale im wesentlichen gleichzeitig erzeugt werden, und
eine Meßeinheit die Entfernung zum Aufnahme-Objekt durch Korrelation der von den Quantisiereinheiten erzeug­ ten Dreiwert-Ausgangssignale mißt.

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zeitabstand der in den Quantisiereinheiten (22-31) empfangenen Integrationssignale mehrmals erfaßt wird und daß die Zeiten t _n und t _n+1 vom ersten Durch­ gang bis zum n-ten und n+1-ten Durchgang der Erfassung die folgende Beziehung t _n+1 - t _n = f(n)mit f(n) = eine Funktion von n, erfüllen.

3. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zeitabstand der in den Quantisiereinheiten (22-31) empfangenen Integrationssignale mehrmals erfaßt wird und daß die Zeiten t _n und t _n+1 vom ersten Durch­ gang bis zum n-ten und n+1-ten Durchgang der Erfassung die folgende Beziehung t _n+1/t _n = f(n)mit f(n) = Funktion von n, erfüllen.

4. Entfernungsmesser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion f(n) sich bestimmt zu: f(n) = k,mit k = eine Konstante.