DE3716425C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Fernsehbetrachtungsabstandes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Eine solche Vorrichtung dient zur Bestimmung, ob sich ein Fernsehzuschauer in einem gegebenen Abstand vor dem Fernsehgerät befindet, und arbeitet auf der Grundlage der Differenz zwischen der Zeit, zu der von einem Ultraschallwellen-Sendeteil des Fernsehgeräts emittierte Ultraschallwellen von einem vor dem Fernsehgerät befindlichen Objekt reflektiert wer­ den, und der Zeit, zu welcher diese reflektierten Ultraschallwellen von einem Ultraschall-Empfangsteil des Fernsehgeräts empfangen werden.

Wenn ein Fernsehzuschauer beim Fernsehen einen zu klei­ nen Abstand vom Gerät einhält, kann allgemein sein Seh­ vermögen eine Schwächung durch die vom Bild auf dem Fernsehgerät abgestrahlten Ultraviolettstrahlen erfahren.

Aus diesem Grund ist es erforderlich festzustellen, ob sich ein Fernsehzuschauer innerhalb eines gegebenen Ab­ stands vom Gerät aufhält oder nicht, und ihm ggf. zu melden, daß er sich auf den gegebenen Abstand vom Fern­ sehgerät zurückziehen sollte.

Ein bisheriges Fernsehgerät, das an seiner Stirnfläche mit Ultraschall-Sende- und -Empfangsteilen ausgestattet ist, ist so ausgelegt, daß Ultraschallwellen vom Sendeteil emittiert, von einem vor dem Fernsehgerät befindlichen Objekt reflektiert und dann vom Empfangsteil empfangen werden. Dabei wird die Entfernung zwischen dem Fernsehgerät und dem Objekt anhand der Dichte oder Größe der am Ultraschall-Empfangsteil empfangenen Ultra­ schallsignale gemessen. Nachteilig an dieser bisherigen Vorrichtung ist damit, daß die Dichte oder Größe der vom Objekt reflektierten Ultraschallsignale je nach den physikalischen Eigenschaften des vor dem Fernsehgerät befindlichen Objekts stark schwankt, so daß es unmöglich ist, den genauen Abstand zwischen dem Fernsehgerät und dem Objekt zu messen, worunter die Zuverlässigkeit dieser Vorrichtung leidet.

Aus der US-PS 43 21 593 ist eine Vorrichtung zum automatischen Überwachen eines Fernsehbetrachtungsabstandes der eingangs genannten Art bekannt, die ein Verzögerungsglied aufweist, welches die Ansteuerung eines Videoverstärkerteils unterbricht, wenn sich jemand innerhalb eines eingestellten Entfernungsbereichs vor dem Fernsehgerät befindet.

Weiterhin beschreibt die US 30 93 807 ein Entfernungsmeßgerät mit einem Sägezahngenerator, der mit einem Ultraschallwellen- Sendeteil synchronisiert ist. Der Ausgang des Sägezahngenerators ist mit einem Rechteckwellen- Wandlerteil verbunden, das die Sägezahnsignale in Rechtecksignale abhängig von einem Steuersignal umwandelt.

In der DE 31 51 195 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen beschrieben, wobei unter "Gegenstand" auch der Zuschauer eines Fernsehgerätes zu verstehen ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung strahlt ein Sender aus einem Flipflop, einem Oszillator, einem Monoflop und einem Oszillator periodisch eine Signalwelle ab. Ein Empfänger mit einem Verstärker und einem Gleichrichter empfängt die von dem Sender abgestrahlten Signalwellen, um ein Empfangssignal zu liefern. Eine Abtastschaltung aus einem Halteglied und einem Zeitsteuersignalgenerator tastet das Ausgangssignal des Empfängers in gegebenen Zeitintervallen ab. Das in einer Sendeperiode von der Abtastschaltung gelieferte Ausgangssignal wird in einem Speicher gespeichert. Schließlich vergleicht eine Beurteilungsschaltung das Ausgangssignal der Abtastschaltung mit dem zuvor im Speicher gespeicherten Signal bei jeder Übertragung. Wird bei diesem Vergleich eine Differenz festgestellt, so bedeutet dies, daß eine Änderung des Zustands eines zu erfassenden Gegenstands eingetreten ist.

Weiterhin beschreibt die US 39 22 629 ein Objekt-Erfassungssystem, das Ultraschallwellen mittels eines Senders aussendet. Die an dem Objekt reflektierten Ultraschallwellen gelangen zu einem Empfänger. Dem Empfänger ist ein Verstärker nachgeschaltet, der über einen gesteuerten Verstärker und ein Gatter mit einem Wobbler verbunden ist. An diesem Wobbler ist außerdem der Sender über einen Verstärker, einen gesteuerten Oszillator, ein Gatter und einen Multivibrator angeschlossen. Der Wobbler steuert den Sender und den Empfänger derart, daß die vom Sender ausgesandte Ultraschallwelle direkt wirksam vom Empfänger erfaßt wird, um jeglichen Fehler des Systems festzustellen.

In der US 37 93 618 ist ein Tiefenalarmsystem beschrieben, bei dem ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn ein Unterwasserobjekt erfaßt wird, das innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von einem Strahler ist. Dieses bekannte System hat ein erstes Monoflop, das durch Energieimpulse angesteuert ist, die von dem Strahler abgegeben werden, und das Impulse mit einer Zeitdauer liefert, die proportional zu einer vorbestimmten Tiefe ist. Die Impulse geben ein UND-Gatter frei, das auch Echoimpulse empfängt, die durch den Strahler erfaßt werden. Außerdem werden dem UND-Gatter Sperrimpulse zugeführt, die durch ein zweites Monoflop erzeugt sind, das durch die übertragenen Impulse angesteuert ist. Die Echoimpulse durchlaufen das UND-Gatter zum Betätigen einer Alarmanzeige nur dann, wenn sie nach der Abfallflanke der Sperrimpulse und vor der Abfallflanke der Impulse auftreten, die die Tiefe einstellen.

Schließlich ist aus der US 37 57 285 eine akustische Bereichsmeßvorrichtung bekannt, die einen elektronischen Zähler verwendet, welcher die Anzahl der Impulse von einem Bezugsoszillator zählt, die in dem Zeitintervall auftreten, das zwischen dem Aussenden und Empfangen eines Schallimpulses liegt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Überwachung eines Fernsehbetrachtungsabstandes zu schaffen, die sich bei relativ einfachem Aufbau durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Die konstante Übertragungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle wird insofern genutzt, als auf ihrer Grundlage die Zeit zwischen dem Aussenden der Ultraschallwellen vom Ultraschall-Sendeteil und dem Empfang derselben am Ultraschall-Empfangsteil nach ihrer Reflexion von einem Objekt gemessen und damit der Abstand zwischen dem Fernsehgerät und dem Objekt anhand der gemessenen Zeit bestimmt wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer zum automatischen Überwachen eines Fernsehbetrachtungsabstands dienenden Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 zur Erläuterung der Vorrichtung nach Fig. 1 dienende graphische Darstellungen von Ausgangs­ wellenformen an den jeweiligen Teilen.

Gemäß Fig. 1 sind bei einem Ultraschall(wellen)-Sende­ teil 10 der Ausgang eines Impuls-Oszilla­ tors 1, 2, der Impulssignale verschiedener Perioden er­ zeugt, über ein UND-Glied 3 und einen Widerstand R1 mit der Basis eines Transistors Q1, der Emitter des Tran­ sistors Q1 mit der Basis eines Transistors Q2 und ein Ultraschall-Oszillator 4 mit dem Kollektor des Tran­ sistors Q2 verbunden. Bei einem Ultraschallwellen-Empfangs­ teil 20 ist ein Mikrophon 5 zum Empfangen von Ultraschallwellen mit einem Widerstand R14 und auch über einen Widerstand R15 mit der invertierenden Ein­ gangsklemme eines Operationsverstärkers 6 verbunden. Ein Sägezahngenerator 30 ist dadurch gebildet, daß der Kollektor eines Transistors Q3, der über Widerstände R5-R7 und einen Operationsverstärker 7 eine konstante Spannung abgibt, an einen Kondensator C1 und den Kollek­ tor eines Transistors Q4 angeschlossen ist und die Basis des Transistors Q4 mit dem Ausgang des Impulsoszillators 2 des Ultraschallwellen-Sendeteils 10 über einen Widerstand R4 verbunden ist. In einem Rechteckwellen-Wandlerteil 40 sind der Ausgang des Sägezahngenerators 30 über einen Widerstand R8 an die invertierende Eingangsklemme eines Vergleichsverstärkers 8 und der Knotenpunkt zwischen Widerständen R9 und R10 mit der nicht-invertierenden Eingangsklemme des Vergleichsverstärkers 8 verbunden. In einem Fernsehbetrachtungsabstand-Ermittlungsteil 50 sind die Ausgänge des Rechteckwellen-Wandlerteils 40 und des Ultraschallwellen-Empfangsteils 20 mit der Eingangs­ klemme eines UND-Glieds 9, die Ausgangsklemme des UND- Glieds 9 über einen Widerstand R11 mit einem Kondensa­ tor C2 und der Knotenpunkt zwischen letzteren über einen Widerstand R12 mit einem Widerstand R13 ver­ bunden. Der Ausgang des Meßteils 50 ist über einen Ver­ zögerungsteil 60 mit der Basis eines Videoverstärker- Transistors Q5 eines Videoverstärkerteils 70 verbunden.

Die beschriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt:

Die Impulsoszillatoren 1 und 2 des Ultraschallwellen-Sende­ teils 10 liefern die bei (A) bzw. (B) in Fig. 2 ge­ zeigten Impulsschwingungssignale. Am Ausgang des UND- Glieds 3 werden damit die bei (C) in Fig. 2 gezeigten Impulssignale ausgegeben, die das Durchschalten und Sperren der Transistoren Q1 und Q2 über den Wider­ stand R1 steuern, so daß vom Ultraschalloszillator 4 Ultraschallwellen erzeugt und an der Vorderseite des Fernsehgeräts emittiert werden. Die emittierten Ultra­ schallwellen werden vom Fernsehzuschauer oder einem Objekt reflektiert, wenn dieser bzw. dieses sich vor dem Fernsehgerät befindet, und sodann vom Mikrophon 5 des Ultraschallwellen-Empfangsteils 20 empfangen.

Da hierbei die Übertragungs- oder Ausbreitungsgeschwin­ digkeit der Ultraschallwellen einer konstanten Schall­ geschwindigkeit (340 m/s) entspricht, ist die Zeit von dem Augenblick, zu dem die Ultraschallwellen von einem reflektierenden Körper reflektiert werden, bis zum Augen­ blick ihres Empfangs am Ultraschallwellen-Empfangsteil 20 der doppelten Entfernung zwischen dem Ultraschallwellen-Sendeteil 10 und dem reflektierenden Körper proportional. Dabei steuern die vom Impulsoszillator 2 des Ultraschall- Sendeteils 10 abgegebenen Schwingungssignale das Durch­ schalten und Sperren des Transistors Q4 über den Wider­ stand R4 des Sägezahngenerators 30, so daß am Ausgang des letzteren bei (D) in Fig. 2 gezeigte konstante Sägezahn­ wellensignale abgegeben werden.

Dies bedeutet, daß in einem Zustand, in welchem der Impuls­ oszillator 2 ein Signal eines niedrigen Potentials abgibt, der Transistor Q4 sperrt, so daß der Kondensator C1 mit dem konstanten Strom von einem Konstantstromversorgungs­ teil aus den Widerständen R5-R7, dem Operationsverstärker 7 und dem Transistor Q3 aufgeladen und damit die Ladespan­ nung des Kondensators C1 erhöht wird, während dann, wenn der Impulsoszillator 2 ein Impulssignal eines hohen Poten­ tials abgibt, der Transistor Q4 durchschaltet, so daß die Ladespannung des Kondensators C1 schnell über den Tran­ sistor Q4 entladen und ein bei (D) in Fig. 2 gezeigtes konstantes Sägezahnwellensignal am Ausgang des Sägezahn­ generators 30 abgegeben wird. Dieses Sägezahnwellensignal wird über den Widerstand R8 an die invertierende Eingangs­ klemme des Vergleichsverstärkers 8 angelegt und mit der an seiner nicht-invertierenden Eingangsklemme anliegenden Bezugsspannung Vref verglichen, so daß ein bei (E) in Fig. 2 gezeigtes Rechteckwellensignal an der Ausgangs­ klemme des Vergleichsverstärkers 8 erscheint. Die Zeit­ (spannen) T1 und T2 des hohen bzw. des niedrigen Poten­ tials des vom Rechteckwellen-Wandlerteil 40 abgegebenen Rechteckwellensignals werden durch die durch die Größen oder Werte der Widerstände R9 und R10 festgelegte Bezugs­ spannung Vref bestimmt.

Das vom Rechteckwellen-Wandlerteil 40 gelieferte Recht­ eckwellensignal einer konstanten Periode wird an die eine Eingangsklemme des UND-Glieds 9 im Fernsehbetrachtungsabstand- Ermittlungsteil 50 angelegt. Wenn sich in diesem Augen­ blick, wie erwähnt, ein Fernsehzuschauer oder ein reflek­ tierendes Objekt vor dem Fernsehgerät befindet und die Ultraschallsignale vom Mikrophon 5 des Empfangsteils 20 empfangen werden, werden die Ultraschallsignale im Opera­ tionsverstärker 6 invertiert und verstärkt und sodann an die andere Eingangsklemme des UND-Glieds 9 im Ermittlungsteil 50 angelegt. Wie erwähnt, ist die Übertragungszeit vom Augen­ blick des Emittierens der Ultraschallwellen vom Ultraschallwellen- Sendeteil 10 bis zu ihrem Empfang am Ultraschallwellen-Empfangs­ teil 20 der doppelten Entfernung zum reflektierenden Kör­ per proportional, so daß am Ausgang des Operationsverstär­ kers 6 das Ultraschallwellen-Sendesignal mit einer gegebe­ nen Zeitverzögerung ausgegeben wird. Die Wellenform (F1) gemäß Fig. 2 veranschaulicht für den Fall, wenn sich ein reflektierender Körper ein kurzes Stück vor dem Fernseh­ gerät befindet, daß der Operationsverstärker 6 ein Impuls­ signal mit einer gegebenen, der Entfernung proportionalen Zeitverzögerung t1-t2 abgibt; die Wellenform (F2) ge­ mäß Fig. 2 zeigt, daß in dem Fall, in welchem sich ein reflektierender Körper in einer größeren Entfernung vor dem Fernsehgerät befindet, der Operationsverstärker 6 ein Impulssignal mit einer der Entfernung proportionalen Zeit­ verzögerung t1-t2 liefert. Wenn somit zu diesem Zeitpunkt ein Impulssignal hohen Potentials vom Ultraschallwellen-Empfangs­ teil 20 (vgl. (F1) in Fig. 2) während der Zeitspanne T1 abgegeben wird, während welcher ein Signal eines hohen Potentials zur Ausgangsklemme des UND-Glieds 9 (vgl. (G) in Fig. 2) ausgegeben wird, wird dieses Signal hohen Poten­ tials dem Kondensator C2 zum Aufladen über den Wider­ stand R11 eingespeist, so daß vom Meßteil 50 ein hoch­ pegeliges Signal eines hohen Potentials abgegeben wird. Falls jedoch die Zeit, zu welcher die Ultraschallwellen vom Ultraschallwellen-Empfangsteil 20 empfangen werden, derart weiter verzögert wird, daß ein Signal eines hohen Poten­ tials (vgl. (F2) in Fig. 2) am Ausgang des Ultraschallwellen- Empfangsteils 20 während der Zeitspanne T2 erscheint, während welcher der Rechteckwellen-Wandlerteil 40 ein Signal niedrigen Potentials liefert, werden die niedrig­ pegeligen Signale niedrigen Potentials kontinuierlich zur Ausgangsklemme des UND-Glieds 9 ausgegeben, so daß am Ausgang des Meßteils 50 ein Signal niedrigen Poten­ tials abgegeben wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung entspricht der Zu­ stand, in welchem der Ermittlungsteil 50 an seinem Ausgang ein Signal eines hohen Pegels liefert, einem Fall, in wel­ chem sich ein reflektierender Körper innerhalb eines bestimmten Abstands vor dem Fernsehgerät befindet.

Das vom Fernsehbetrachtungsabstand-Ermittlungsteil 50 ge­ lieferte Signal des hohen Potentials wird einem Verzöge­ rungsglied 60 eingespeist. Wenn daher am Eingang des Verzögerungsglieds 60 ständig Signale eines hohen Poten­ tials während einer längeren Zeit als einer vorgegebe­ nen Verzögerungszeit T3 anliegen, liefert das Verzöge­ rungsglied 60 ein bei (H) in Fig. 2 gezeigtes Signal eines hohen Potentials, das den Videoverstärker-Tran­ sistor Q5 über die Diode D1 des Videoverstärkerteils 70 zum Sperren bringt, so daß auf dem Fernsehgerät kein Bild erscheint und damit dem Zuschauer gemeldet wird, daß er sich innerhalb eines gegebenen Abstands vor dem Fernsehgerät befindet.

Wenn sich der Zuschauer daraufhin aus dem gegebenen Abstand vor dem Fernsehgerät zurückzieht, werden - wie beschrieben - Signale niedrigen Potentials fortlaufend zur Ausgangsklemme des UND-Glieds 9 ausgegeben, so daß die Ladespannung des Kondensators C2 entladen und da­ mit ein Signal niedrigen Potentials am Ausgang des Meßteils 50 geliefert wird. Infolgedessen erscheint ein Signal niedrigen Potentials unmittelbar am Aus­ gang des Verzögerungsglieds 60, wodurch der Videover­ stärkerteil 70 normal angesteuert wird.

Um dem Zuschauer oder Anwender genügend Zeit für die manuelle Bedienung des Fernsehgeräts und die Betrach­ tung des auf diesem wiedergegebenen Bilds zu geben, wird am Ausgang des Verzögerungsglieds 60 ein Signal hohen Potentials abgegeben, nachdem dem Verzögerungs­ glied 60 ein Signal hohen Potentials für eine längere Zeit als eine gegebene Zeitspanne T3 eingespeist worden ist.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann somit festgestellt werden, ob sich ein Zuschauer innerhalb eines gegebenen Abstands vor dem Fernsehgerät aufhält; dies erfolgt auf der Grundlage der Zeit von dem Augenblick, zu dem ein vom Ultraschallwellen-Sendeteil emittiertes Ultra­ schallsignal von einem reflektierenden Körper reflek­ tiert oder zurückgeworfen wird, bis zum Empfang des reflektierten Signals am Ultraschallwellen-Empfangs­ teil. Auf diese Weise kann der Fernsehbetrachtungs­ abstand unabhängig von der Menge oder Größe der vom reflektierenden Körper zurückgeworfenen Ultraschall­ wellen genau gemessen werden.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Überwachung eines Fernsehbetrachtungsabstandes für ein Fernsehgerät, mit einem Ultraschallwellen- Sendeteil (10) und einem Ultraschallwellen-Empfangsteil (20), der vom Ultraschallwellen-Sendeteil (10) gelieferte Ultraschallwellen empfängt, und mit einem einen Videoverstärkerteil (70) vorgeschalteten Verzögerungsglied (60), dadurch gekennzeichnet, daß

   • - der Ultraschallwellen-Sendeteil (10) aufweist:
     Impulsoszillatoren (1, 2), die an ihrem jeweiligen Ausgang Impulssignale verschiedener Perioden liefern und diese über ein erstes UND-Gatter (3) und einen ersten Widerstand (R1) zur Basis eines ersten Transistors (Q1) speisen, dessen Emitter an die Basis eines zweiten Transistors (Q2) angeschlossen ist, und einen mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Q2) verbundenen Ultraschall-Oszillator (4),
   • - der Ultraschallwellen-Empfangsteil (20) aufweist:
     ein die Ultraschallwellen vom Ultraschallwellen-Sendeteil (10) empfangendes Mikrophon (5), das an einen zweiten Widerstand (R14) und über einen dritten Widerstand (R15) an den invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers (6) angeschlossen ist,
   • - ein mit einem vierten Widerstand (R4) mit einem Ausgang des einen Impulsoszillators (2) des Ultraschallwellen- Sendeteils (10) verbundener Sägezahngenerator (30) aufweist:
     einen dritten Transistor (Q4), dessen Basis an den vierten Widerstand angeschlossen ist und dessen Kollektor mit einem ersten Kondensator (C1) und mit dem Kollektor eines vierten Transistors (Q3) verbunden ist, der über einen fünften und einen sechsten Widerstand (R5, R6) eine konstante Spannung liefert, und einen mit dem fünften und sechsten Widerstand verbundenen zweiten Operationsverstärker (7),
   • - ein mit dem Ausgang des Sägezahngenerators (30) verbundener Rechteckwellen-Wandlerteil (40) aufweist:
     einen über einen siebenten Widerstand (R8) mit seinem invertierenden Eingang an den Ausgang des Sägezahngenerators (30) angeschlossenen Vergleichsverstärker (8), dessen nicht-invertierender Eingang an einen achten und neunten Widerstand (R9, R10) angeschlossen ist, und
   • - ein Fernsehbetrachtungsabstand-Ermittlungsteil (50) aufweist:
     ein zweites UND-Gatter (9), das mit seinen Eingängen mit dem Ausgang des Rechteckwellen-Wandlerteils (40) und mit dem Ausgang des Ultraschallwellen-Empfangsteils (20) verbunden ist und mit seinem Ausgang über einen zehnten Widerstand (R1) an einem zweiten Kondensator (C2) und über weitere weitere Widerstände (R12, R13) an das dem Videoverstärkerteil (70) vorgeschaltete Verzögerungsglied (60) angeschlossen ist.