DE3820921A1 - Kamera - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet automatischer elektri­ scher Kameras, insbesondere betrifft sie ein Entfernungs­ meßsystem für batteriegespeiste Kameras.

Für batteriegespeiste Kameras sind seit langem viele Ent­ fernungsmeßsysteme zur automatischen Scharfeinstellung des Objektivs entsprechend der Entfernung eines im Sehfeld zentrierten Objekts oder auch zur Einstellung der Blende im Blitzlichtbetrieb, wobei die Blendeneinstellung ebenfalls ein entfernungsabhängiger Parameter ist, bekannt. Derartige Systeme verwenden Ultraschall- oder Infrarotsignale, die auf das interessierende Objekt gerichtet sind. Die IR-Si­ gnalquellen sind im allgemeinen gasgefüllte Blitzlampen. In manchen Fällen wird die zur Objektbeleuchtung verwendete Blitzlampe auch in einer Vorblitzbetriebsart verwendet, um zuerst das Entfernungsbestimmungssignal zu erzeugen. Bei anderen Kameras wird für Entfernungsbestimmungszwecke eine gesonderte Gasblitzlampe verwendet. In beiden Fällen wird die Entfernung des Objekts von der Kamera durch Messen der Amplitude des reflektierten Signals bestimmt. Die Verwen­ dung gasgefüllter Blitzlampen als IR-Energiequelle ist relativ teuer gegenüber etwa den Kosten für IR-Licht emit­ tierende Dioden; die von solchen Diodenquellen ausgehende Energie ist jedoch bislang so gering, daß man bisher nur ein Dreiecksnetz unter Anwendung relativ teurer Schaltungs­ mittel als zur Entfernungsmessung geeignet angesehen hat.

Ein Entfernungseinstellsystem, das ein auf Triangulation basierendes Meßsystem verwendet, wird beispielsweise der­ zeit von der Firma Hamamatsu Photonics, Hamamatsu City, Japan, vertrieben und ist in dem technischen Datenblatt dieser Firma unter dem Titel "Autofocus Devices", März 1984, beschrieben. Das dort beschriebene System basiert auf einem optischen Triangulationssystem, wobei eine Leucht­ diode mit relativ geringer Energie gespeist und zu einem Strahl fokussiert wird, der auf ein zentral in der aufzu­ nehmenden Umgebung positioniertes Objekt gerichtet wird. Eine Lagefühldiode ist so angeordnet, daß sie von einer Linse auf sie fokussiertes reflektiertes Licht empfängt, wobei die Lage des Lichtpunkts auf der Diode dazu genützt wird, ein Differenzsignal abzuleiten, das zur Steuerung einer Signalverarbeitungsschaltung dient, so daß das zur Einstellung der gültigen Kameraparameter verwendete Aus­ gangssignal auf die Objektentfernung bezogen ist.

Die Lichtfühldiode ist ein Element mit drei Anschlüssen in Form einer PIN-Diode mit einer gemeinsamen Elektrode auf der Rückseite und zwei Ausgangselektroden, die auf der Lichtempfangsseite zu beiden Seiten eines mittigen Fühl­ bereichs angeordnet sind. Die Lagefühldiode wird im vorge­ spannten Sperrschicht-Modus betrieben und liefert offenbar eine Spannungsdifferenz an den beiden Ausgängen entspre­ chend der Lage des auftreffenden Lichtpunkts in bezug auf den Symmetriemittelpunkt der Konstruktion. Die dieser Vor­ richtung zugeordnete Signalverarbeitungsschaltung ist offenbar sehr kompliziert und umfaßt zwei Signalverarbei­ tungskreise. Jeder Signalverarbeitungskreis speist wiederum einen Entfernungsrechenkreis, dessen Ausgangssignal einem Abtast-Halte-Glied oder alternativ einem Analog-Digital- Umsetzer zugeführt wird und die Einstellung des relevanten Kameraparameters bestimmt. Die hierfür erforderliche Schal­ tungskonstruktion ist recht aufwendig, und die Lichtfühl­ diode selbst ist, da sie drei Anschlüsse aufweist, bereits wegen der Anzahl Anschlüsse sowie auch wegen der hochspe­ zialisierten Beschaffenheit der Vorrichtung selbst teuer. Ferner wird die Leuchtdiode offenbar mit einem relativ niedrigen Energiepegel von 10 mW angesteuert, was zu einem schwerwiegenden Rauschproblem führen würde. Dies erfordert sehr wahrscheinlich wiederum eine ständige Modulation der Einschaltenergie für die Diode in Verbindung mit irgend­ einer Art synchroner Erfassung in der Signalverarbeitungs­ schaltung; in dem vorgenannten Datenblatt ist ein solches Merkmal jedoch nicht ausdrücklich dargestellt.

Für Kameras der mittleren Preisklasse besteht also weiter­ hin ein Bedarf für ein kostengünstiges IR-Entfernungsmeß­ system, das nicht so komplex und damit nicht so teuer wie die Systeme der oben beschriebenen Art ist. In bezug auf Kameras mit Zweistellungsobjektiven, wobei das Objektiv entweder in eine Fernbereichsstellung, in der der ferne Rand des Feldes bei Unendlich liegt (Entfernung für Tiefen­ schärfe), oder in eine Nahbereichsstellung gebracht ist, die wesentlich näher als die Tiefenschärfe-Einstellung ist, würde ferner ein einfaches Entfernungsmeßsystem genügen, das zuverlässige Entfernungsinformation in bezug auf Ob­ jekte liefert, die nicht weiter als ca. 5 m entfernt sind, wenn dies mit einem Minimum an Kosten erreichbar wäre.

Bisher ist ein solches System noch nicht bekannt.

Bei der Kamera nach der Erfindung verwendet das Entfer­ nungseinstellsystem eine IR-Leuchtdiode, die im Impulsbe­ trieb arbeitet unter Erzeugung eines einzelnen IR-Licht­ impulses relativ hoher Amplitude, der durch ein Richtele­ ment, bevorzugt in Form einer Linse, so begrenzt ist, daß ein relativ schmaler Lichtkegel gebildet wird, der in einen im wesentlichen zentralen Bereich des Sehfelds projiziert wird. Eine IR-Lichtfühldiode empfängt das reflektierte Licht von einem zweiten Richtelement, das wiederum bevor­ zugt eine Linse ist und das von einem Objekt in diesem zentralen Bereich reflektiertes Licht auf eine Lichtfühl­ diode richtet zur Erzeugung eines Einschaltsignals mit einer Amplitude, die im wesentlichen entsprechend der vom zweiten Richtelement empfangenen Lichtmenge ansteigt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Amplitude dieses Signals dazu genützt, einen oder mehrere Speicher-Vergleicher einzustellen, die die Endstellung einer Objektivantriebsvorrichtung oder alternativ einer Blendenantriebsvorrichtung bestimmen, um diese die Aufnahme beeinflussenden Parameter entsprechend der Stärke der emp­ fangenen Strahlung und somit entsprechend der Entfernung zum Objekt einzustellen.

Gemäß speziellen Ausbildungen der Erfindung wird die Leuchtdiode im Kurzimpulsmodus angesteuert, wobei ein kur­ zer Stromimpuls zum Einschalten der Diode angelegt wird und der Impulsstrom erheblich höher als der maximale stationäre Nennstrom der Diode ist; bei der bevorzugten Ausführungs­ form ist er um wenigstens eine Größenordnung höher. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der Leuchtdiode der Einschaltstrom von einer Gruppe von zwei oder mehr Konden­ satoren zugeführt, die parallel von einer geregelten Bat­ teriespannung von 2,0 V aufgeladen und in Reihe entladen werden, wodurch die Einschaltspannung verstärkt wird und Galliumarsenid-Dioden mit relativ hohen Einschaltspannungen selbst dann verwendet werden können, wenn die 3,0-V-Batte­ riespannung schwach wird.

Das resultierende Entfernungseinstellsystem ist bis zu Ent­ fernungen von wenigstens ca. 5 m zuverlässig und sorgt damit für die gewünschte kostengünstige Einstellung der Kamera.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm der wesent­ lichen Elemente einer elektrischen Kamera, die Entfernungsinformation von einem ausgesandten und reflektierten Lichtimpuls ableitet, wobei die Amplitude des reflektierten Impulses zur Justierung entweder der Scharfeinstellung oder der Blendenöffnung genützt wird;

Fig. 2 das Schaltbild einer Schaltung zur Erzeugung elektrischer Impulse zum Einschalten einer Leuchtdiode; und

Fig. 3 eine Impulsdetektorschaltung, die einen emp­ fangenen Lichtimpuls in ein Stellsignal zur Regelung einer Kameraeinstellung umsetzt.

Das Blockdiagramm von Fig. 1 zeigt in allgemeiner Form die wesentlichen Aspekte der Erfindung bei Anwendung zur Justierung eines bildbeeinflussenden Parameters einer Kame­ ra, d. h. der Scharfeinstellung des Objektivs oder der Blendenöffnung, nach Maßgabe der Entfernung zu dem aufzu­ nehmenden Objekt. Es ist allgemein bekannt, daß die Blen­ deneinstellung einer Kamera eine entfernungsabhängige Größe ist, wenn die Kamera im Blitzlichtbetrieb arbeitet. Die folgende Beschreibung der Fig. 1 bezieht sich auf das Vor­ sehen von drei oder mehr Parametereinstellungen, während die daran anschließende Beschreibung der angegebenen Schal­ tung gemäß den Fig. 2 und 3 sich auf ein einfacheres Zwei­ stellungs-Scharfeinstellsystem richtet, das auf ähnlichen Prinzipien beruht.

Gemäß Fig. 1 wird eine Stromversorgung 10 von einer Batte­ rie gespeist. Ein Objektivdeckelschieber 7 ist mit einem Paar von Schaltern 5, 6 gekoppelt, die entsprechend der Bewegung des Schiebers betätigt werden und den Schieber verschieben, so daß das Objektiv vor Benutzung der Kamera freigegeben wird. Beim Schließen des Schalters 5 wird die Stromversorgung aktiviert und liefert sofort geregelte Spannungen von 2,0 bzw. 0,5 V sowie eine ungeregelte Span­ nung von 3,0 V zur Speisung der verschiedenen Elemente des Systems. Der Schalter 6 ist ein Momentankontaktschalter, der sich nach dem Schließen des Schalters 5 und nach Aus­ bildung der Ausgangsspannungen der Stromversorgung momentan schließt und anschließend wieder öffnet. Während dieses Intervalls werden einer Steuerleitung L 2 momentan 3,0 V zugeführt, wonach diese Spannung wieder zu Null wird. Wie noch erläutert wird, dient die Rückkehr der Leitung L 2 auf einen Niedrigpegel der Stabilisierung verschiedener Teile der Schaltung zu einer für die Signalverarbeitung geeigne­ ten Konfiguration. Die anschließende Betätigung eines hand­ betätigbaren Verschlußauslösers 3 bringt die Steuerleitung wiederum auf einen Hochpegel zur Auslösung einer Impuls­ einheit 12, die einen kurzen Stromimpuls an eine Leucht­ diode 14 liefert.

Von der IR-Leuchtdiode 14 ausgesandtes Licht wird zu einem relativ schmalen Lichtstrahl 18 gebündelt, der einen zentralen Bereich der interessierenden Umgebung beleuchtet. Von einem Objekt, das im wesentlichen zentral in der Umge­ bung liegt, reflektiertes Licht 20 wird von einer Linse 22 empfangen und auf eine Lichtfühldiode 24 fokussiert. Die von der Diode 24 empfangene Anregung ändert sich somit mit der Entfernung des Objekts, von dem der Ausgangsstrahl 18 reflektiert wird. Dieses Anregungssignal wird von einer Lichtfühleinheit 26 verarbeitet unter Lieferung eines Si­ gnals auf der Ausgangsleitung L 4, wobei sich die Signal­ amplitude mit der Größe der von der Lichtfühldiode 24 emp­ fangenen Anregung ändert. Das übrige System ist am besten unter Bezugnahme auf die US-PS 44 73 285 zu verstehen, die ein System beschreibt, das demjenigen von Fig. 1 im wesent­ lichen gleicht. Es sind mehrere Vergleicher 28, 30 (er­ wünschtenfalls auch mehr) vorgesehen, die jeweils Verglei­ cher mit Speicherverhalten sind und unterschiedliche Aus­ löse-Schwellenwerte haben. Das in Fig. 1 gezeigte System ist speziell als Dreibereichssystem ausgelegt.

Unter äußerst schwachen Bedingungen genügt das Signal auf Leitung L 4 nicht zum Auslösen eines der Vergleicher 28, 30. Dies entspricht Objekten in sehr großen Entfernungen, für die z. B. die Scharfeinstellung des Objektivs für größte Entfernung benötigt wird. Wenn sich das Objekt in einer Mittelentfernung befindet, dann wird der Speicher-Verglei­ cher 30 ausgelöst, während der Speicher-Vergleicher 28 nicht ausgelöst wird. Bei sehr nahen Objekten werden beide Vergleicher 28, 30 ausgelöst. Die jeweiligen Ausgangssi­ gnale der Vergleicher erscheinen auf Leitungen L 6 bzw. L 8.

Wie in der vorgenannten US-PS beschrieben ist, umfaßt eine elektromechanische Justiervorrichtung 41 einen Drehkontakt 38, der in diesem Fall drei Kontaktflächen 32, 34, 36 auf­ weist und von einem Motor 40 bei vollständigem Eindrücken des Verschlußauslösers 3 in eine Abtastdrehbewegung ange­ trieben wird. Typischerweise ist dieser Motor ein federge­ triebener Motor, der während des Filmvorschubs aktiviert und gespannt wird. Die vollständige Betätigung des Ver­ schlußauslösers 3 löst den Drehkontakt 38 aus, so daß die­ ser nacheinander die Kontaktflächen 32, 34, 36 in der ge­ zeigten Reihenfolge kontaktiert. Während der Drehkontakt 38 die Kontaktflächen 32, 34, 36 nacheinander kontaktiert, wird die von den Speicher-Vergleichern 28, 30 diesen jeweils zugeführte Spannung von einem Regler 42 erfaßt. Wenn aufgrund eines nahen Objekts die Amplitude auf Leitung L 4 relativ hoch ist, werden beide Vergleicher 28, 30 in einem Präsenz-Erfassungszustand verriegelt, und infolge­ dessen leitet der Drehkontakt 38 bei Kontaktierung der Kon­ taktfläche 32 diesen Zustand sofort an den Regler 42 wei­ ter, der seinerseits eine Elektromagnetbremse 44 aktiviert, die die Drehbewegung des Drehkontakts 38 auf der Kontakt­ fläche 32 anhält. Das fotografische Objektiv 43 ist syn­ chron mit der Rotation des Drehkontakts 38 über die Rota­ tion des davon anzutreibenden Motors 40 über einen Bereich von Entfernungseinstellungen gekoppelt. Eine derartige Vor­ richtung ist in der vorgenannten US-PS vollständig ange­ geben.

Die Elektromagnetbremse 44 stoppt also den Betrieb der Objektiveinstellvorrichtung bei Kontaktierung der Nahbe­ reichs-Kontaktfläche 32, so daß die Scharfeinstellung des Objektivs 43 für ein nahes Objekt erfolgt. Wenn sich das Objekt in einer Mittelentfernung befindet und nur den Ver­ gleicher 30 auslöst, setzt der Drehkontakt 38 seine Rota­ tion fort, bis er auf das an der Kontaktfläche 34 vorhan­ dene Präsenz-Anzeigesignal trifft, wodurch die Bewegung des Objektivs 43 in der Mittelentfernungs-Einstellung beendet wird. Wenn schließlich kein Vergleicher ausgelöst wurde, was ein weit entferntes Objekt bedeutet, wird die Rotation bis zum äußersten Ende der Bewegungsbahn des Drehkontakts 38 (und damit des Objektivs 43) fortgesetzt und endet an der Kontaktfläche 36, was einem mechanischen Endanschlag in dem Scharfeinstellsystem des Objektivs 43 entspricht. Das Objektiv 43 ist nunmehr für die größte Entfernung einge­ stellt. Aufgrund des schließlichen vollständigen Eindrüc­ kens des Verschlußauslösers 3 betätigt ein Verschlußbetä­ tiger 46 den Verschluß durch einen Belichtungszyklus. Alternativ kann ein ähnlicher synchron angetriebener Dreh­ kontakt in Verbindung mit einem Objektivöffnungs-Stellsy­ stem für Blitzlichtbetrieb verwendet werden; ein solches System ist in der genannten US-PS ebenfalls angegeben.

Fig. 2 zeigt die Schaltung, die einen einzelnen IR-Licht­ impuls der Leuchtdiode 14 aufgrund des auf Leitung L 2 vom Verschlußauslöseschalter 8 empfangenen Spannungsimpulses erzeugt. Im einzelnen dient die Impulseinheit von Fig. 2 dem Zweck, Kondensatoren C 2, C 3 zum Einschalten der Diode auf im wesentlichen die vollen geregelten 2,0 V aufzuladen und anschließend diese Ladung aufgrund des Auslöseimpulses auf Leitung L 2 der Leuchtdiode 14 als kurzen Impuls zuzu­ führen. Die Leuchtdiode 14 ist im vorliegenden Fall eine IR-Leuchtdiode Typ TLN115 von Toshiba. Diese Diode 14 wird im Impulsmodus betrieben, wobei ein Strom von 1 A, der empfohlene maximale Impulsstrom, zuerst der Diode zugeführt wird, um einen Stromimpuls zu bilden, der innerhalb von ca. 90 ms auf den Einschaltschwellenwert der Diode abklingt. Dieser Impulsbetrieb wird mit dem empfohlenen maximalen Dauerbetriebsstrom von 100 mA für eine solche Einheit ver­ glichen. Da die Diode zur Galliumarsenid-Familie gehört, benötigt sie einen Mindestwert von 2,2 V in Durchlaßrich­ tung für die Lichtemission. Die vorliegende Konstruktion ist für die Verwendung einer 3,0-V-Batterie gedacht, die auf 2,0 V heruntergeregelt ist, um eine gleichmäßige Anre­ gung der Leuchtdiode 14 zu gewährleisten. Wie nachstehend erläutert wird, erhält man den richtigen Einschaltstrom für die Leuchtdiode 14 durch paralleles Aufladen der beiden Entladungskondensatoren C 2, C 3 aus der geregelten 2,0-V- Speisespannung und anschließendes serielles Entladen der Kondensatoren durch die Diode.

Dies wird dadurch erreicht, daß Transistoren Q 1 und Q 2 wäh­ rend des Ladebetriebs geöffnet gehalten werden, wonach beide eingeschaltet werden, um die Kondensatoren C 2, C 3 in Reihe zu schalten und sie durch die Diode 14 zu entladen. Wenn die Transistoren Q 1 und Q 2 abgeschaltet sind, wird der Kondensator C 3 durch Widerstände R 8 und R 10 von der 2,0-V- Speisespannung aufgeladen, so daß der negative Anschluß dieses Kondensators an Erde gelegt wird. Der Kondensator C 2 wird an seinem positiven Anschluß über den Widerstand R 9 von der positiven 2,0-V-Speisespannung aufgeladen, und sein negativer Anschluß wird über den Widerstand R 7 geerdet. Die Transistoren Q 1 und Q 2 sind für eine niedrige Sättigungs­ spannung ausgelegt. Wenn die Transistoren Q 1 und Q 2 einge­ schaltet werden, fließt der Strom in die Diode 14 vom Kon­ densator C 3 durch den Transistor Q 1, durch den Kondensator C 2 (der nunmehr mit dem Kondensator C 3 in Reihe liegt) und durch den Transistor Q 2. Obwohl also die Kondensatoren C 2 und C 3 im Lademodus parallel von der 2,0-V-Speisespannung aufgeladen wurden, sind sie im Entlademodus wirksam in Reihe mit der Diode 14 geschaltet.

Gleichzeitiges Ansteuern der Transistoren Q 1 und Q 2 erfolgt durch gleichzeitigen Betrieb der Amplitudenvergleicher AC 1 und AC 2. Der nichtinvertierende Eingang jedes Vergleichers ist mit einer Regelspannung von 0,5 V verbunden, und der invertierende Eingang ist jeweils mit dem Batteriespan­ nungsimpuls auf Leitung L 2 verbunden, der durch das Dämp­ fungswiderstandspaar R 1, R 2 auf ca. 1,0 V gedämpft ist.

Vor der Ankunft des Ansteuerimpulses wird durch den 0,5-V- Bezugspegel am nichtinvertierenden Eingang der Vergleicher AC 1 und AC 2 an deren Ausgang ein Leerlaufzustand herge­ stellt. Diese Vergleicher AC 1 und AC 2 arbeiten mit offenem Kollektor, ihre Endstufen-Kollektoren sind im wesentlichen geerdet, wenn an ihre invertierenden Eingänge ein die Be­ zugsspannung von 0,5 V übersteigendes positives Signal angelegt wird. Dies erfolgt immer dann, wenn der auf Lei­ tung L 2 ankommende Spannungsimpuls größer als ca. 1,0 V ist. Bis zur Ankunft eines solchen Impulses sind die Tran­ sistoren Q 1 und Q 2 geöffnet, die Widerstände R 5 und R 6 zie­ hen ihre Basiselektroden auf das gleiche Potential wie ihre Emitter. Während dieser Periode werden die Kondensatoren C 2 und C 3 parallel aufgeladen. Bei Ankunft eines Ansteuerim­ pulses auf Leitung L 2, der größer als ca. 1,0 V ist, werden die ausgangsseitigen Kollektoren der Vergleicher AC 1, AC 2 geerdet und aktivieren die Transistoren Q 1 und Q 2 durch die Emitter-Basis-Vorspannung, die jeweils durch Widerstände R 3 und R 4 angelegt wird. Die anschließende Freigabe des Hoch­ zustands auf Leitung L 2 bringt dann die Transistoren Q 1 und Q 2 wieder in einen geöffneten Zustand, so daß der Ladevor­ gang erneut beginnen kann. Der Kondensator C 1 ist aus Grün­ den der Rauschunterdrückung und zur Unterdrückung der Aus­ wirkungen von Kontaktprellen während des Schließens des Schalters 4 mit dem Widerstand R 2 parallelgeschaltet. Der resultierende Ausgangslichtimpuls von der Diode 14 wird von der Linse 16 (Fig. 1) fokussiert unter Bildung eines schmalen Abfrage-Lichtkegels mit einem halben Öffnungswin­ kel in der Größenordnung von 4°; dieser Bereich ist im wesentlichen gut auf den zentralen Bereich des üblichen 35-mm-Formats bei Verwendung mit einem Brennweitenobjektiv begrenzt.

Fig. 3 zeigt die Schaltungselemente der Detektoreinheit 26, des Speicher-Vergleichers 28 und der Elektromagnetbremse 44 von Fig. 1. Wie bereits erläutert, richtet sich die vor­ liegende Konstruktion auf die Regelung der Aufnahmeentfer­ nung eines Zweistellungs-Objektivs, das zuerst bevorzugt in der Fernbereichseinstellung des Objektivs mit maximaler Öffnung angeordnet ist und dann freigegeben und in Richtung der Nahbereichseinstellung angetrieben wird. Dies wird im vorliegenden Fall am günstigsten dadurch erreicht, daß eine Elektromagnetbremse (nicht gezeigt) vorgesehen ist, die normalerweise eine solche Bewegung aus der Fernbereichs­ einstellung verhindert, solange ein Elektromagnet S erregt ist. Durch Entregen dieses Elektromagnets S wird dieser Verriegelungszustand aufgehoben, und das Objektiv kann in die Nahbereichsstellung angetrieben und dort arretiert werden. Dies findet statt, wenn der Transistor Q 4 an seiner Basis einen Hochzustand empfängt, was starken Lichtempfang an der Diode 24 bedeutet.

Im einzelnen empfängt die Lichtfühldiode 24 Licht von der Linse 22 (Fig. 1); bei der Diode handelt es sich um den Typ VRP3310L der VACTEX Corporation, und sie hat einen wirk­ samen Erfassungsbereich von ca. 1,03 mm². Die Diode 24 und die Linse 22 sind so angeordnet, daß ein zentraler, im wesentlichen konischer Bereich des Sehfelds mit einem hal­ ben Öffnungswinkel von ca. 4° erfaßt wird, wodurch ein reflektierter Lichtimpuls von einem im wesentlichen zentral angeordneten Objekt empfangen wird. Die die Diode 24 ein­ schaltende Optik weist bevorzugt einen IR-Durchlaßfilter auf, so daß sichtbares Licht soweit wie möglich ausgefil­ tert wird. Dadurch wird die Umgebungsanregung der Diode 24 vermindert und ein größerer Lichtansprechbereich geschaf­ fen.

Die Diode 24 arbeitet im Strombetrieb und erzeugt einen Strom, der dem auf sie treffenden IR-Licht direkt propor­ tional ist. Die kapazitive Kopplung mittels des Konden­ sators C 5 verhindert, daß der Eingang des Transistors Q 3 das statische IR-Signal "sieht", das in manchen Umgebungen existiert, z. B. helles Tageslicht und starke Beleuchtung durch Leuchtstoffröhren. Solche Umgebungssignale können den Verstärker wegen seines hohen Verstärkungsfaktors über­ lasten, wodurch das System in bezug auf die zu messenden Impulssignale unempfindlich gemacht wird.

Der Kopplungskondensator C 5 und weitere Kondensatoren dienen dem Zweck, den Gesamt-NF-Abschaltpunkt für den Ver­ stärker einzustellen. Der aus den Stufen Q 3 und Q 4 beste­ hende Verstärker ist für geringe Empfindlichkeit gegenüber Signalen unterhalb 1,5 kHz ausgelegt. Dies ist wichtig, damit der Verstärker die bei 120 Hz liegende IR-Flimmer­ störung von Leuchtstoffröhrenlicht mit 60 Hz ignorieren kann. Ferner wird durch diesen NF-Abschaltpunkt in Kombi­ nation mit einem HF-Abschaltpunkt von ca. 2,5 kHz ein Band­ paßverhalten mit einer Breite von 1 kHz vorgesehen, wodurch der Störabstand des Verstärkers insgesamt verbessert wird. Jede der beiden Verstärkerstufen, die auf den Transistoren Q 3 und Q 4 basieren, hat die gleiche Topologie mit gering­ fügig verschiedenen Bauelementwerten zur Anpassung an unterschiedliche Betriebspunkte und Impedanzpegel. Beide Stufen arbeiten mit Spannungs-Rückkopplung zur Stabili­ sierung der Charakteristiken des Verstärkers in bezug auf Abweichungen des Transistors. Diese Art der Rückkopplung wird gewählt, weil der resultierende Verstärker dann mit den in der Kamera vorhandenen niedrigen Speisespannungen arbeitet.

Es sei nun die auf dem Transistor Q 3 basierende erste Stufe im einzelnen erläutert. Der an der Diode 24 sich ausbil­ dende Impuls wird an die Basis des Transistors Q 3 gelegt. Die Kollektor-Ausgangsspannung am Pull-up-Widerstand R 14 wird mit der nächsten Stufe durch den Kondensator C 7 ge­ koppelt, wobei der Kondensator C 6 die Funktion hat, den Hochfrequenzgang abfallen zu lassen. Eine frequenzabhängige Rückkopplungsspannung wird vom Kollektor des Transistors Q 3 dessen Basis über das Reihenwiderstandsnetzwerk R 13, R 12, R 11 zugeführt. Der Kondensator C 12 ist mit den Verbindungs­ punkten der Widerstände R 12 und R 13 verbunden und hat die Funktion, den Betrag der Umkehr-Rückkopplung oberhalb einer gegebenen Frequenz zu verringern, wodurch der Niederfre­ quenzgang dieser speziellen Stufe eingestellt wird.

Dieses Netzwerk hat die Auswirkung, daß die der Diode 24 zugeführte Wechselstrom-Lastimpedanz ca. 2,8 kΩ beträgt. Dadurch wird der Ausgang der Diode 24 im wesentlichen linear mit der empfangenen Lichtstärke, wodurch die genaue Entfernungsbestimmung erleichtert wird.

Wie bereits erwähnt, ist die auf dem Transistor Q 4 basie­ rende Stufe im wesentlichen identisch ausgelegt, wobei in gleicher Weise ein Hoch- und Niederfrequenzabfall vorge­ sehen ist. Es ist insbesondere zu beachten, daß ein starker Lichtimpuls an der Diode 24 in einer positiven Ansteuerung (Hochpegel) der Basis des Transistors Q 3 resultiert, wo­ durch wiederum ein niedriger Ansteuerzustand zur Basis des Transistors Q 4 resultiert, was dazu führt, daß ein Hochzu­ stand an dessen Kollektor zum invertierenden Eingang des Amplitudenvergleichers AC 3 übertragen wird. Der Ausgangssignalzustand des Vergleichers AC 3 bestimmt, ob der Elektromagnet S erregt wird, und damit, ob das Objektiv unbeweglich gehalten oder in die Nahbereichsstellung bewegt wird. Der Auslösegrenzwert des Vergleichers AC 3 ist durch den Widerstandsteiler R 20, R 22 gegeben. Der Widerstand R 22 ist ein Stellwiderstand, und eine Änderung dieses Elements gibt die Bezugsspannung vor, die aus der geregelten Speise­ spannung von 2,0 V abgeleitet und dem invertierenden Ein­ gang des Amplitudenvergleichers AC 3 zugeführt wird. Wenn an der Diode 24 kein starker Lichtimpuls erfaßt wird, wird an den nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers AC 3 kein Signal angelegt, und infolgedessen wird der mit dessen Ausgang verbundene Kollektor der letzten Stufe geerdet, was dazu führt, daß dem negativen Eingang des Speicher-Ver­ gleichers, der auf dem Amplitudenvergleicher AC 4 basiert, ein Niedrigzustand zugeführt wird. Durch ein starkes Licht­ signal wird dagegen der Ausgangsstufen-Kollektor des Ver­ gleichers AC 3 geöffnet, so daß der invertierende Eingang des Vergleichers AC 4 auf den Hochpegel gezogen wird. Der Vergleicher AC 4 ist als Stell-Rückstell-Halteglied ausgebildet. Es sei daran erinnert, daß beim Einschalten durch das momentane Schließen des Schalters 6 (Fig. 1) und dessen praktisch sofortige Freigabe ein Hoch-Niedrig-Über­ gang auf Leitung L 2 bewirkt wird. Dies hat die Auswirkung, daß der Amplitudenvergleicher AC 4 in den Schwachlicht-Zu­ stand rückgestellt wird, d. h. der Ausgangs-Kollektor wird abgeschaltet, und erst dann in den Niedrigzustand (Schließ­ zustand) gesteuert wird, wenn ein Hochzustand entsprechend einem Hellichtsignalzustand am nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers AC 4 erscheint. Dies wird erreicht, indem der Transistor Q 6 in den EIN-Zustand gebracht wird, wenn die Leitung L 2 hoch wird, wodurch das Unterende des Wider­ stands R 29 effektiv geerdet wird, und der invertierende Eingang des Amplitudenvergleichers AC 4 durch vom Spannungs­ teiler R 27, R 28 abgeleitete positive Rückkopplung in einem Hochzustand gehalten wird. Dieser Zustand wird aufrechter­ halten, nachdem auf Leitung L 2 ein Niedrigpegel vorliegt, und der Vergleicher AC 4 wird damit in einem Rückstellzu­ stand gehalten, bis ein positiver (hoher) Impuls vom Ver­ gleicher AC 3 empfangen wird. Ferner ist zu beachten, daß aufgrund der Freigabe des Auslöseknopfs 3 nach jeder Auf­ nahme ein automatisches Löschen/Rückstellen am Vergleicher AC 4 zur Vorbereitung der nächsten Aufnahme stattfindet. Somit wird beim Ersteinschalten der Vergleicher AC 4 mit geöffnetem Ausgangskollektor gehalten, wodurch an der Basis des Transistors Q 5 über den Widerstand R 6 ein Hochzustand anliegt und der Elektromagnet S erregt wird, um eine Bewe­ gung des Objektivs aus der Fernbereichseinstellung zu ver­ hindern. Wenn jedoch an der Diode 24 ein ausreichend heller Blitz empfangen wird, tritt am nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers AC 3 ein Hochzustand auf, wodurch der Aus­ gangsstufen-Kollektor geschlossen wird und das angesteuerte Ende des Widerstands R 26 effektiv erdet unter gleichzeiti­ ger Entnahme von Steuerleistung zum Transistor Q 25 und damit zum Elektromagnet S. Dies ermöglicht eine ungehin­ derte Bewegung des Objektivs in die Nahbereichseinstellung.

Das vorstehend beschriebene System arbeitet bei der Erfas­ sung von Objekten bis zu einer Entfernung von ca. 5 m vom Objektiv zuverlässig, wenn es in Verbindung mit Entfer­ nungseinstellinsen 16, 22 mit einer ungefähren Brennweite von 19 mm und einem Durchmesser von 10 mm eingesetzt wird. Die Verwendung eines Einzelimpuls-Systems, das die Entfer­ nungsinformation nur durch die reflektierte Amplitude lie­ fert und keine relativ teuren Triangulations-Detektoren benötigt, führt zu einer erheblichen Senkung der Kosten für solche Einheiten und trägt wesentlich zur Systemverein­ fachung bei.

Ferner ist ersichtlich, daß das beschriebene System ebenso mit weiteren Amplitudenvergleichern ausgelegt werden kann, so daß z. B. eine Zwischenentfernungseinstellung unter Verwendung von Systemen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurden, möglich ist.

Schließlich ist ersichtlich, daß die Grundsätze der vor­ liegenden Erfindung ohne weiteres so modifizierbar sind, daß sie bei Kameras mit zusätzlichen, hier nicht angege­ benen Merkmalen verwendbar sind. Z. B. kann die Stromver­ sorgung 10 (Fig. 1) mit Zeitauslösung arbeiten, wobei sie aufgrund des momentanen Schließens des Schalters S 5 akti­ viert wird und z. B. für die Dauer von fünf Minuten einge­ schaltet bleibt.

Vorteilhaft kann dem Druckknopfschalter 8 ein zusätzliches Paar von Vorschließkontakten zugeordnet und parallelge­ schaltet sein, so daß durch leichtes Berühren des Druck­ knopfs 3 die Stromversorgung wieder aktiviert wird. Ferner kann mit Hilfe von dem Fachmann bekannten Mitteln durch geeignete Schaltmittel eine Voreinstellung vorgesehen sein, wobei die Kamera auf das Objekt gerichtet wird, auf das sie scharfeingestellt werden soll, und der Verschlußauslöser 3 teilweise eingedrückt wird, um die Entfernungseinstell­ schaltung anzusteuern und den Speicher-Vergleicher AC 4 einzustellen, wobei die derart gerichtete Kamera das Objekt in bezug auf die zu fotografierende Umgebung außermittig plaziert; danach werden durch weiteres Eindrücken des Aus­ löseknopfs der Verschlußmotor 40 und der Verschlußbetätiger 46 aktiviert.

Claims (12)

1. Kamera mit einem batteriegespeisten System zum Einstel­ len wenigstens eines einstellbaren, die Aufnahme beeinflus­ senden Parameters entsprechend der Entfernung zu einem auf­ zunehmenden Objekt in gewählter Umgebung, mit Antriebsmit­ teln zur Einstellung dieses Parameters entsprechend einem auf die Objektentfernung bezogenen Zustand eines elektri­ schen Stellsignals, mit einem Verschluß, mit einem Ver­ schlußauslöser, der zwischen einem Ruhe- und einem Ver­ schlußauslösezustand betätigbar ist, und mit Mitteln zum Erfassen des Objekts unter Ausbildung des auf die Objekt­ entfernung bezogenen Zustands des elektrischen Stellsignals in Verbindung mit der Betätigung des Verschlußauslösers, wenn die Kamera auf dieses Objekt gerichtet ist, gekennzeichnet durch

• - eine Leuchtdiode (14), die bei Ansteuerung Licht inner­ halb eines gewünschten Wellenlängenbereichs erzeugt;
• - eine Impulseinheit (12), die die Leuchtdiode (14) auf­ grund jeder Initialbetätigung des Verschlußauslösers aus dem Ruhe- in den Verschlußauslösezustand vor der Auslö­ sung des Verschlusses ansteuert;
• - ein erstes Richtelement (16), das das von der Leuchtdiode (14) ausgesandte Licht in einen im wesentlichen zentralen Teil der Umgebung richtet;
• - ein zweites Richtelement (22), das von der Leuchtdiode (14) ausgesandtes und von einem Objekt innerhalb des im wesentlichen zentralen Teils der Umgebung reflektiertes Licht in Form eines lokalisierten Lichtpunkts in die Kamera richtet;
• - eine elektrische Lichtfühleinheit (26) mit einem Licht­ fühlbereich erwünschter Größe und solcher Anordnung, daß er den Lichtpunkt auf dem Lichtfühlbereich empfängt zur Bildung eines Lichtfühlsignals, dessen Amplitude dem Betrag des vom Objekt reflektierten und von dem zweiten Richtelement (22) im gewünschten Wellenlängenbereich übertragenen Lichts entspricht; und
• - Signalverarbeitungseinheiten (28, 30), die auf die Ampli­ tude des Lichtfühlsignals ansprechen und den auf die Objektentfernung bezogenen Stellsignalzustand an die Antriebsmittel koppeln, um den Parameter entsprechend dieser Amplitude und somit entsprechend der Entfernung zum Objekt einzustellen.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfühleinheit (26) so ausgelegt ist, daß die Amplitude im wesentlichen unveränderlich mit der Lage des Lichtpunkts innerhalb des Lichtfühlbereichs ist.

3. Kamera nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Richtelement (22) das reflektierte Licht in einen Punkt richtet, der wesentlichen kleiner als der Lichtfühlbereich ist.

4. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (14) zum ordnungsgemäßen Betrieb eine höhere Einschaltspannung als die Spannung der in der Kamera vorhandenen Batterie benötigt, wobei die Kamera zwei zum Anschluß an die Batterie dienende Anschlüsse hat und die Impulseinheit (12) mehrere Kondensatoren (C 2, C 3), eine Schaltung zum Koppeln der Anschlüsse mit diesen Kondensa­ toren sowie Elemente (Q 1, Q 2) zum parallelen Aufladen der mehreren Kondensatoren (C 2, C 3) von den Anschlüssen und zum seriellen Entladen der mehreren Kondensatoren durch die Leuchtdiode (14) aufweist.

5. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Aufnahme beeinflussende Parameter die Entfer­ nungseinstellung des Objektivs (43) der Kamera ist.

6. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulseinheit (12) der Leuchtdiode (14) einen Stromimpuls zuführt, der mehr als das Zweifache des sta­ tionären Nennstroms der Leuchtdiode (14) beträgt.

7. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheiten (28, 30) Mittel zur Unterdrückung des Durchgangs elektrischer Signalbedingun­ gen, die eine konstante Beleuchtung des Objekts bezeichnen, aufweisen.

8. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheiten elektrische Filter aufweisen, die die Signalempfindlichkeit der Einheiten auf einen gewünschten Bereich von Frequenzkomponenten begren­ zen.

9. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera Mittel aufweist, die die auf die Lichtfühl­ einheit (26) einfallende Strahlung auf einen gewünschten Bereich von IR-Wellenlängen begrenzen.

10. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfühleinheit eine Halbleiterdiode ist.

11. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfühleinheit eine im Strombetrieb arbeitende Halbleiterdiode ist.

12. Kamera nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheiten Mittel zum Einstellen des genannten Parameters in wenigstens drei verschiedene, auf die Objektentfernung bezogene Stellungen aufweisen.