DE2936104A1 - Compact ranging control for camera - has IR ranging beam with ranging angle linked to objective setting control - Google Patents
Compact ranging control for camera - has IR ranging beam with ranging angle linked to objective setting controlInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zur EntfernungsmessungDevice for distance measurement
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Entfernungsmessung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.PRIOR ART The invention is based on a device for Distance measurement of the type specified in the preamble of claim 1.
Bei einer bekannten Entfernungsmeßeinrichtung dieser Art wird das optische Element von einem sphärischen Spiegel gebildet, der nur in seinem Randbereich verspiegelt ist.In a known distance measuring device of this type, the optical element formed by a spherical mirror, which is only in its peripheral area is mirrored.
Der Detektor weist zwei fotoelektrische Wandler auf, vorzugsweise Fotodioden,die in der optischen Achse des sphärischen Spiegels vor und hinter einem ebenen, dünnen Trennspiegel angeordnet sind. Der Detektor weist noch zwei ebene Spiegel auf, die so angeordnet sind, daß auf dem Trennspiegel zwei separate Bilder vom Auftreffbereich des vom Sender abgestrahlten Lichtstrahls am Meßobjekt entworfen werden, deren Bildorte auf zwei Parallelen zur optischen Achse liegen. Der längs der optischen Achse beweglich angeordnete Detektor wird nunmehr zur Entfernungsmessung solange verschoben, bis beide Bilder scharf auf dem Trennspiegel abgebildet sind. In dieser Position des Detektors geht die Hälfte der von den ebenen Spiegeln auf den Trennspiegel reflektierten Lichtstrahlen durch diesen hindurch und trifft auf den einen fotoelektrischen Wandler. während die andere Hälfte dieser Lichtstrahlen von dem Trennspiegel reflektiert wird und den anderen fotoelektrischen Wandler erreicht. Die Gleichheit der von beiden lichtelektrischen Wandlern empfangenen Signale dient als Anzeige für die richtige Lage des Detektors und/oder als Stopsignal für dessen Verschiebebewegung. Die Lage des Detektors bzw.The detector has two photoelectric converters, preferably Photodiodes in the optical axis of the spherical mirror in front of and behind a flat, thin separating mirror are arranged. The detector still has two levels Mirrors on which are arranged so that two separate images on the separating mirror designed by the area of incidence of the light beam emitted by the transmitter on the object to be measured whose image locations are based on two parallels to the optical axis lie. The detector, which is movably arranged along the optical axis, is now for distance measurement shifted until both images are sharp on the separating mirror are shown. In this position of the detector, half of the plane goes Reflecting on the separating mirror, light rays reflected through the latter and hits the one photoelectric converter. while the other half of this Light rays from the separation mirror is reflected and the other photoelectric Converter reached. The equality of the received by both photoelectric converters Signals serves as a display for the correct position of the detector and / or as a stop signal for its shifting movement. The position of the detector or
dessen relative Verschiebung ist ein Maß für die Entfernung des Objekts vom Empfänger.its relative displacement is a measure of the distance to the object from the recipient.
Diese Entfernungsmeßeinrichtung hat mehrere Nachteile. Sie benötigt zwei fotoelektrische Wandler mit relativ großer Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht. Solche fotoelektrischen Wandler sind zum einen relativ teuer und zum anderen relativ träge, da ihre Verlustkapazität mit der Größe der Fotoschicht zunimmt. Diese Trägheit der fotoelektrischen Wandler macht den Empfänger wenig geeignet für einen Sender, der Infrarotlicht in Form von Impulsen mittels einer Laser-Diode erzeugt. üblicherweise beträgt die Impulsdauer der Einzelimpulse einer solchen Impulsfolge 100 nsec. Hier muß der Empfänger eine hohe Ansprechempfindlichkeit besitzen, wobei aber die Trägheit der beiden fotoelektrischen Wandler ein wesentliches Handicap bildet. Auch die Abmessungen des als sphärischer Spiegel ausgebildeten optischen Elements müssen relativ groß sein, da der Abstand der verspiegelten Randbereiche die Empfindlichkeit des Empfängers bestimmt. Dies bedingt nicht nur ein relativ teures optisches Element, sondern auch relativ große Abmessungen für den Entfernungsmesser.This distance measuring device has several disadvantages. You needed two photoelectric converters with a relatively large surface area of the photosensitive Layer. Such photoelectric converters are on the one hand relatively expensive and on the other hand relatively sluggish, since their loss capacity increases with the size of the photo layer. These The inertia of the photoelectric converters makes the receiver unsuitable for one Transmitter that generates infrared light in the form of pulses using a laser diode. Usually the pulse duration of the individual pulses of such a pulse train is 100 nsec. Here the receiver must have a high sensitivity, whereby but the inertia of the two photoelectric converters is a major handicap forms. Also the dimensions of the optical, designed as a spherical mirror Elements must be relatively large because of the distance between the mirrored edge areas determines the sensitivity of the receiver. This does not require only a relatively expensive optical element, but also for relatively large dimensions the range finder.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Entfernungsmessung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie einfach und preiswert in der Herstellung ist und auch relativ kleine Abmessungen aufweist.Sie ist besonders für den Einsatz bei fotografischen und kinematografischen Kameras geeignet, da ihre Meßtoleranz im Nahbereich, also bei kurzen Entfernungen, extrem klein ist und erst bei größeren Entfernungen ein merkbares Maß annimmt. Relativ große Meßtoleranzen bei großen Entfernungen beeinträchtigen aber bei fotografischen und kinematografischen Kameras nicht die Fokussierung, also die Scharfeinstellung. Bei kurzen Entfernungen aber arbeitet die erfindungsgemäße Entfernungsmeßeinrichtung mit so extrem kleinen Meßtoleranzen, daß auch hier eine exakte Fokussierung der Kamera erzielt wird. Um dies zu verdeutlichen, sei beispielsweise darauf hingewiesen, daß eine praktische Ausführung der Entfernungsmeßeinrichtung, die beispielsweise für einen Meßbereich von 20 m ausgelegt ist, bei einer Entfernung von 2 m eine max. Meßabweichung von 8 mm und bei 10 m eine max. Meßabweichung von 1042 mm aufweist. Dies bedeutet eine Meßtoleranz von 0,4 % bei 2 m und von 10,4 % bei 10 m.Advantages of the Invention The device according to the invention for distance measurement with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it is simple and inexpensive to manufacture and also relatively small in size It is particularly suitable for use in photographic and cinematographic Cameras are suitable because their measurement tolerance in the close range, i.e. at short distances, is extremely small and only becomes noticeable at greater distances. Relative large measurement tolerances at great distances but affect photographic and cinematographic cameras do not focus, i.e. focus. At short distances, however, the distance measuring device according to the invention works with such extremely small measurement tolerances that here, too, the Camera is achieved. To make this clear, it should be noted, for example, that a practical embodiment of the distance measuring device, for example is designed for a measuring range of 20 m, at a distance of 2 m a max. Measurement deviation of 8 mm and at 10 m a maximum measurement deviation of 1042 mm. This means a measurement tolerance of 0.4% at 2 m and 10.4% at 10 m.
Die erfindungsgemäße Entfernungsmeßeinrichtung ist darüberhinaus unempfindlich gegenüber unterschiedlich reflektierenden Oberflächen der angemessenen Objekte. Die erfindungsgemäße Entfernungsmeßeinrichtung ist sehr kompakt und eignet sich infolge ihrer Kleinheit sehr gut zum Einbau in fotografischen oder kinematografischen Kameras. In Verbindung mit einer solchen Kamera lassen sich die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung noch weiter senken, da ein für die Entfernungsmeßeinrichtung erforderliche Bauelementnämlich fotografisches Objektiv, in der Kamera ohnehin vorhanden ist und damit eingespart werden kann. Die Entfernungsmeßeinrichtung weist damit nur noch ein einziges bewegliches Teil, nämlich die Lichtquelle oder das Projektionsobjektiv des SendersJauf.The distance measuring device according to the invention is also insensitive to differently reflective surfaces of the appropriate objects. The distance measuring device according to the invention is very compact and suitable Due to their small size, they are very suitable for installation in photographic or cinematographic Cameras. In connection with such a camera, the manufacturing costs the Distance measuring device according to the invention even further lower, since one for the distance measuring device The required component, namely the photographic lens, is already present in the camera and can therefore be saved. The distance measuring device thus has only one moving part, namely the light source or the projection lens of the senderJauf.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung zur Entfernungsmessung möglich.The measures listed in the further claims are advantageous Further training and improvements of the facility specified in the main claim for distance measurement possible.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2. Durch diese Maßnahmen wird eine konstruktiv besonders einfache und preiswerte technische Realisierung der erfindungsgemäßen Entfernungsmeßeinrichtung erzielt, die nur einen einzigen fotoelektrischen Wandler benötigt.The embodiment of the invention is particularly advantageous according to claim 2. These measures make a structurally particularly simple one and inexpensive technical implementation of the distance measuring device according to the invention achieved, which requires only a single photoelectric converter.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen. Hierdurch haben jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten.The full wording of the claims is foregoing only Avoidance of unnecessary repetitions are not reproduced, but only instead referred to by naming the claim number. This has, however all of these claim features as express at this point and essential to the invention disclosed to apply.
Zeichnung Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Entfernungsmeßeinrichtung in Verbindung mit einer fotografischen Stehbildkamera, Fig. 2 eine Oraufsicht des Auftreffbereichs eines von der Entfernungsmeßeinrichtung ausgesendeten Lichtstrahls auf einem angemessenen Objekt, Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines fotoelektrischen Wandlers im Detektor der Entfernungsmeßeinrichtung, Fig. 4 die gleiche Draufsicht wie in Fig. 3, jedoch mit eingezeichnetem, vom Empfänger entworfenem Bild des in Fig. 2 dargestellten Auftreffbereichs des Lichtstrahls auf einem Objekt, Fig.S-d verschiedene Varianten der Ausbildung und Anordnung eines dichroitischen Spiegels im Empfänger der Entfernungsmeßeinrichtung bei Verbindung dieser mit einer kinematografischen Kamera.DRAWING The invention is illustrated with reference to in the drawing Embodiments explained in more detail in the following description. Show it: Fig. 1 is a schematic side view of a distance measuring device in connection with a photographic still camera, FIG. 2 is a plan view of the area of impact a light beam emitted by the distance measuring device on an appropriate Object, Fig. 3 is a schematic plan view of a photoelectric converter in the detector the distance measuring device, Fig. 4 the same plan view as in Fig. 3, however with the image shown in FIG. 2 drawn in, designed by the receiver Area of impact of the light beam on an object, Fig. S-d different variants the design and arrangement of a dichroic mirror in the receiver of the distance measuring device when connected to a cinematographic camera.
Fig. 9 eine schematische Oarstellung eines teilweise abgewandelten Empfängers der Entfernungsme3-einrichtung in Fig. 1, Fig. 10 einen Schaltplan einer Auswertelektronik gemäß Fig. 9.9 shows a schematic representation of a partially modified Receiver of the distance measuring device in Fig. 1, Fig. 10 is a circuit diagram of a Evaluation electronics according to FIG. 9.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Entfernungsmessung, im folgenden Entfernungsmeßeinrichtung genannt, weist einen Sender 10 und einen Empfänger 11 auf. Der Sender 10 strahlt einen gebündelten Lichtstrahl 13 ab, der in Fig. 1 durch seine beiden äußeren Begrenzungslinien 131 und 132 symbolisch dargestellt ist. Zur Erzeugung des Lichtstrahls 13 weist der Sender 10 eine Lichtquelle 12 und ein Projektionsobjektiv 14 auf, das eine einfache Sammellinse sein kann. Die Lichtquelle 12 weist einen Lichtimpulsgenerator 15 mit einer Laserdiode 16 auf. Das von der Laserdiode 16 ausgesandte Licht wird von dem Projektionsobjektiv 14 gebündelt und als scharf abgegrenzter Lichtstrahl 13 durch eine Lichtaustrittsöffnung 17 des Senders 10 abgestrahlt. Dieser Lichtstrahl 13 trifft auf ein Objekt 18, dessen Entfernung zu einer in Fig. 1 mit 20 bezeichneten und schematisch angedeuteten Kamera bestimmt werden soll. Der Auftreffbereich 19 des Lichtstrahls 13 auf dem Objekt 18 ist in Fig. 2 dargestellt. Dieser Auftreffbereich 19 wird dadurch sichtbar, daß die Oberfläche des Objekts 18 das Licht des Lichtstrahls 13 je nach Oberflächenbeschaffenheit mehr oder weniger diffus reflektiert.Description of the exemplary embodiments The device shown in FIG for distance measurement, hereinafter referred to as distance measuring device, has a Transmitter 10 and a receiver 11. The transmitter 10 emits a bundled light beam 13, which is symbolic in FIG. 1 by its two outer boundary lines 131 and 132 is shown. To generate the light beam 13, the transmitter 10 has a light source 12 and a projection lens 14, which can be a simple converging lens. The light source 12 has a light pulse generator 15 with a laser diode 16. The light emitted by the laser diode 16 is transmitted by the projection objective 14 bundled and as a sharply delimited light beam 13 through a light exit opening 17 of the transmitter 10 emitted. This light beam 13 hits an object 18, the Distance to a camera designated by 20 in FIG. 1 and indicated schematically should be determined. The area of incidence 19 of the light beam 13 on the object 18 is shown in FIG. This impact area 19 is visible in that the surface of the object 18 the light of the light beam 13 depending on the surface properties more or less diffusely reflected.
Der Empfänger 11 der Entfernungsmeßeinrichtung weist einen unbeweglichen Detektor 21 und ein optisches Element 22 auf, das das von dem Objekt 18 reflektierte Licht des Lichtstrahls 13 zumindest teilweise erfaßt und auf dem Detektor 21 ein Bild 23 (Fig. 4) des Auftreffbereichs 19 des Lichtstrahls 13 am Objekt 18 entwirft. Das optische Element 22 ist hier ein an sich bekanntes fokussierbares Abbildungsobjektiv 24 der fotografischen Kamera 20.Das Abbildungsobjektiv 24 weist zum Fokussieren einen Entfernungseinsteller 25 auf, der beispielsweise ein am Abbildungsobjektiv 24 drehbarer Entfernungs-Einstellring 26 mit Entfernungsskala sein kann. Wie bekannt, wird durch Drehen am Einstellring 26 das Abbildungsobjektiv 24 -oder auch nur dessen Front linse - in Richtung der Objektivachse verschoben. Wird dabei beispielsweise der Entfernungs-Einstellring 26 auf die Entfernungsmarkierung "3m" eingestellt, so bildet das Abbildungsobjektiv 24 das Objekt 18 auf der Filmebene 27 der Kamera 20 dann exakt scharf ab, wenn dieses sich in einer Entfernung von 3 m von der Kamera 20 befindet.The receiver 11 of the distance measuring device has an immovable Detector 21 and an optical element 22, which is reflected from the object 18 Light of the light beam 13 is at least partially detected and applied to the detector 21 Image 23 (FIG. 4) of the area of incidence 19 of the light beam 13 on the object 18 is designed. The optical element 22 is here a focusable imaging lens known per se 24 of the photographic camera 20. The imaging lens 24 has to focus a distance adjuster 25, for example an am Imaging lens 24 rotatable distance setting ring 26 with distance scale can be. As is known, by turning the adjusting ring 26, the imaging lens 24 - or just its front lens - shifted in the direction of the lens axis. If, for example, the distance setting ring 26 is set on the distance marking If "3m" is set, the imaging lens 24 forms the object 18 on the film plane 27 of the camera 20 then exactly sharp when this is at a distance of 3 m from the camera 20.
Bei dem Sender 10 ist die Lichtquelle 12, vorzugsweise nur die Laserdiode 16, radial zur Achse des Abbildungsobjektivs 24 verschiebbar ausgebildet, während das Projektionsobjektiv 14 hierzu feststsht. Ober einen in Fig.1 schematisch angedeuteten Antriebsmechanismus 28 ist die Lichtquelle 12 derart mit dem Entfernungseinsteller 25 gekoppelt, daß bei Verstellung des Abbildungsobjektivs 24 in Richtung seiner Objektivachse der Lichtstrahl 13 relativ zu der Achse des Abbildungsobjektivs 24 schwenkbar ist, wobei die Lichtstrahlachse je nach Stellung des Entfernungseinstellers 25 und/oder des Abbildungsobjektivs 24 mit dessen Objektivachse unterschiedliche spitze Winkel einschließt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß die Lichtquelle 12 bzw. die Laserdiode 16 fest angeordnet ist und das Projektionsobjektiv 14 radial zur Objektivachse desAbbildungsobjektivs 24 verschiebbar ausgebildet ist. In diesem Fall steht dann das Projektionsobjektiv 14 mittelbar oder unmittelbar mit dem Entfernungseinsteller 25 in Eingriff.Hierzu kann das Projektionsobjektiv 14 auf einem Exzenter angeordnet sein,der über ein Zwischenrad von dem Entfernungseinsteller 25 bzw. dem Einstellring 26 verstellt wird. Das Projektionsobjektiv 14 kann aber auch als drehbares optisches Prisma ausgebildet werden.In the case of the transmitter 10, the light source 12 is preferably only the laser diode 16, designed to be displaceable radially to the axis of the imaging lens 24, while the projection lens 14 is fixed for this purpose. About one indicated schematically in Figure 1 The drive mechanism 28 is the light source 12 with the distance adjuster 25 coupled that when adjusting the imaging lens 24 in the direction of his The objective axis of the light beam 13 relative to the axis of the imaging objective 24 is pivotable, the light beam axis depending on the position of the distance adjuster 25 and / or the imaging lens 24 with its lens axis different includes acute angles. The arrangement can also be made so that the Light source 12 or the laser diode 16 is fixedly arranged and the projection lens 14 is designed to be displaceable radially to the objective axis of the imaging objective 24. In this case, the projection objective 14 is then indirectly or directly with the distance adjuster 25 in engagement. For this purpose, the projection lens 14 be arranged on an eccentric, which is connected to the distance adjuster via an intermediate gear 25 or the adjusting ring 26 is adjusted. The projection lens 14 can, however even be designed as a rotatable optical prism.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Lichtstrahl t einseitig eine- gerade Begrenzungslinie 29 auf. Diese Begrenzungslinie 29 wird dadurch erzeugt, daß an der einen Seite der Lichtaustrittsöffnung 17 des Senders 10 eine den Lichtstrahl 13 abschirmende, vorzugsweise kreissegmentartig ausgebildete Abdeckklappe 30 angeordnet ist, die mit ihrer geradlinigen Seitenkante 31 zur Lichtstrahlachse hin weist. Die Abbildung der Begrenzungslinie 29 im Bild 23 auf dem Detektor 21 (Fig.4) ist mit 32 bezeichnet.As can be seen in particular from FIG. 2, the light beam t points on one side a straight boundary line 29. This boundary line 29 is generated by that on one side of the light exit opening 17 of the transmitter 10 a light beam 13 shielding, preferably circular segment-shaped cover flap 30 is arranged is, which points with its straight side edge 31 to the light beam axis. the Illustration of the boundary line 29 in the image 23 on the detector 21 (FIG. 4) is with 32 designated.
Der Detektor 21 weist eine Markierung 33 auf, auf die nunmehr durch gemeinsames Verschieben bzw. Verschwenken von Abbildungsobjektiv 24 und Lichtstrahl 13 die Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 einstellbar ist. Die Zuordnung von Verstellung des Aufnahmeobjektivs 24 und Schwenkbewegung des Lichtstrahls 13 ist dabei so getroffen, daß bei Koinzidenz der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 auf dem Detektor 21 und der Markierung 33 das Abbildungsobjektiv 24 das Objekt 18 im wesentlichen scharf auf der Filmebene 27 abbildet.The detector 21 has a marking 33, which is now through joint displacement or pivoting of the imaging objective 24 and the light beam 13 the figure 32 of the boundary line 29 is adjustable. The assignment of adjustment of the taking lens 24 and the pivoting movement of the light beam 13 is made in such a way that that if the image 32 coincides with the boundary line 29 on the detector 21 and the marking 33, the imaging lens 24, the object 18 essentially in focus on the film plane 27 images.
Zur Feststellung der Koinzidenz weist der Detektor 21 einen einzigen fotoelektrischen Wandler 34 auf, der vorzugsweise als Fotodiode ausgebildet ist. Die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 wird von einer im wesentlichen parallel zu der Abbildung 32 der Begrenzungslinie29 ausgerichteten Begrenzungskante 36 begrenzt. Diese Begrenzungskante 36 wird von der Seitenkante einer den fotoelektrischen Wandler 34 bzw. dessen Fotoschicht 35 teilweise überdeckenden Maske 37 gebildet.To determine the coincidence, the detector 21 has a single one photoelectric converter 34, which is preferably designed as a photodiode. The photo layer 35 of the photoelectric converter 34 is made up of essentially one The boundary edge aligned parallel to the illustration 32 of the boundary line29 36 limited. This boundary edge 36 is from the side edge of one of the photoelectric Converter 34 or its photo layer 35 partially covering mask 37 is formed.
Die Maske 37 ist vorzugsweise als dünne Schneidenblende ausgebildet.The mask 37 is preferably designed as a thin blade aperture.
Maske 37 und fotoelektrischer Wandler 34 stehen in einer festen räumlichen Zuordnung. Mit dem Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 ist der eine Eingang eines Teil des Empfängers 11 bildenden Komparators 38 verbunden. An den anderen Eingang des Komparators 38 ist ein Vergleichssignal gelegt. das durch. die Signalquelle 39 symbolisiert ist. Mit den Ausgängen des Komparators 38 ist eine Anzeigevorrichtung 40 verbunden, die Gleichheit und/oder Divergenz der an den Eingängen des Komparators 38 anstehenden Signale anzeigt. Der Komparator 38 ist vorzugsweise als Fensterkomparator ausgebildet, so daß er bei einem Eingangssignal das gleich, größer oder kleiner als das Vergleichssignal ist, jeweils ein Ausgangssignal erzeugt. Ein solcher Fensterkomparator kann beispielsweise aus zwei normalen Spannungsvergleichsstufen bestehen, die unterschiedliche Schwellwertspannungen aufweisen und deren Ausgänge durch Logikgatter miteinander verknüpft sind. In diesem Fall weist die Anzeigevorrichtung 40 drei, jeweils von einem der Ausgangssignale angesteuerte Anzeigeelemente 41, 42,43 auf. Die Zuordnung der Anzeigeelemente 41,42 und 43 kann dabei so getroffen sein, daß das Ansprechen des Anzeigeelements 41 einen Hinweis auf Betätigung des Entfernungseinstellers 25 in Richtung größerer Entfernung, das Ansprechen des Anzeigeelements 43 einen Hinweis für die Betätigung des Entfernungseinstellers 25 in Richtung kürzerer Entfernung und das Ansprechen des Anzeigeelements 42 exakte Entfernungseinstellung und damit Koinzidenz der Abbildung 32 der Lichtstrahl-Begrenzungslinie 29 und der Markierung 33 bzw. der Begrenzungskante 36 des Detektors 21 signalisiert. Damit bei Kombination des Entfernungsmessers mit einer fotografischen oder kinematografischen Kamera das vom Sender 10 ausgestrahlte. vom Objekt 18 reflektierte und vom Empfänger 11 empfangene Licht nicht den Bildstrahlengang in der Kamera stört und Bildfehler hervorruft, sendet der Sender 10, wie eingangs bereits erwähnt, Infrarot-Licht, vorzugsweise Laserimpulse, aus, das im wesentlichen monochromatisch ist und mittels eines im Lichtstrahlengang dem Aufnahmeobjektiv 24 nachgeordneten dichroitischen Spiegels44 aus dem Objektivstrahlengang ausgeblendet und dem fotoelektrischen Wandler 34 des Detektors 21 zugeführt wird.Der dichroitische Spiegel 44, der ein z.B. bei Projektoren bekannter Warmlichtspiegel sein kann, reflektiert lediglich die Infrarot-Strahlung und läßt die Strahlung des sichtbaren Lichtes ungehindert durch. In Fig. 1 ist der dichroitische Spiegel 44 als ebener Spiegel ausgebildet, er kann aber,wie beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist, auch ein sphärischer Spiegel sein. Die Trennung des sichtbaren Lichtes von dem vom Sender 10 abgestrahlten Licht läßt sich besonders einfach bei Laserlicht erreichen. Beispielsweise beträgt die Wellenlänge des von einer Ga-As-Laserdiode 16 abgestrahlten Lichtes 3 = 9050 R und liegt damit weit genug von der Wellenlänge des sichtbaren Spektrums ab,um mit einfachen dichroitischen Spiegeln ausgefiltert zu werden.Mask 37 and photoelectric converter 34 are in a fixed spatial Assignment. The output of the photoelectric converter 34 is one input of a comparator 38 forming part of the receiver 11. To the other A comparison signal is applied to the input of the comparator 38. that through. the signal source 39 is symbolized. With the outputs of the comparator 38 is a display device 40 connected, the equality and / or divergence of the inputs of the comparator 38 displays pending signals. The comparator 38 is preferably a window comparator designed so that it is the same, larger or smaller for an input signal than the comparison signal, an output signal is generated in each case. One such window comparator can for example consist of two normal voltage comparison stages, the different Have threshold voltages and their outputs with each other through logic gates are linked. In this case, the display device 40 has three, each of display elements 41, 42, 43 controlled by one of the output signals. The assignment the display elements 41, 42 and 43 can be made so that the response of the display element 41 an indication of the actuation of the distance adjuster 25 in the direction of greater distance, the response of the display element 43 an indication for actuating the distance adjuster 25 in the direction of shorter distance and the response of the display element 42 exact distance setting and thus Coincidence of the image 32 of the light beam delimitation line 29 and the marking 33 or the boundary edge 36 of the detector 21 is signaled. So with combination the rangefinder with a photographic or cinematographic camera broadcast by transmitter 10. reflected by the object 18 and received by the receiver 11 light does not interfere with the image beam path in the camera and image errors causes, the transmitter 10, as already mentioned, sends infrared light, preferably laser pulses, which is essentially monochromatic and means a dichroic downstream of the taking lens 24 in the light beam path Mirror 44 hidden from the lens beam path and the photoelectric converter 34 of the detector 21. The dichroic mirror 44, which is a e.g. Projectors can be known warm light mirrors, only reflects the infrared radiation and lets the radiation of visible light through unhindered. In Fig. 1 is the dichroic mirror 44 designed as a flat mirror, but it can, such as shown in Fig. 8 can also be a spherical mirror. The separation of the visible Light from the light emitted by the transmitter 10 is particularly easy to use Reach laser light. For example, the wavelength is that of a Ga-As laser diode 16 emitted light 3 = 9050 R and is thus far enough from the wavelength of the visible spectrum from being filtered out with simple dichroic mirrors to become.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte fotografische Kamera 20 ist eine Spiegelreflexkamera mit Reflexsucher 45 und Klappspiegel 46. Hier ist es vorteilhaft, den dichroitischen Spiegel 44 zwischen dem Reflexsucher 45,und zwar dessen Pentaprisma 47, und dem Klappspiegel 46 anzuordnen, wie in Fig. 1 dargestellt ist.The photographic camera 20 shown schematically in FIG a reflex camera with reflex viewfinder 45 and folding mirror 46. Here it is advantageous to the dichroic mirror 44 between the reflex finder 45, namely its pentaprism 47, and to arrange the folding mirror 46, as shown in FIG. 1.
In den Fig. 5 - 8 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie der dichroitische Spiegel 44 bei einer Verbindung der Entfernungsmeßeinrichtung mit einer kinematografischen Kamera angeordnet werden kann. Eine kinematografische Kamera besitzt einen sog. Strahlenteiler 50, der im Lichtstrahlengang zwischen dem Aufnahmeobjektiv 51 und der Filmebene 52 angeordnet ist. Der Strahlenteiler 50 läßt etwa 80% des durch das Aufnahmeobjektiv 51 fallenden Lichtes ungehindert zur Filmebene hindurchtreten und reflektiert etwa 20% des Lichtes zum Reflexsucher 53, der in Fig. 5 symbolisch durch das Okular angedeutet ist. Das Aufnahmeobjektiv 51 bildet hier wiederum das Abbildungsobjektiv 24 der Entfernungsmeßeinrichtung, die ansonsten unverändert mit der vorstehend beschriebenen in Fig. 1 dargestellten Entfernungsmeßeinrichtung übereinstimmt.In FIGS. 5-8, various possibilities are shown how the dichroic mirror 44 when the distance measuring device is connected can be arranged with a cinematographic camera. A cinematographic camera has a so-called. Beam splitter 50, which is in the light beam path is arranged between the taking lens 51 and the film plane 52. The beam splitter 50 leaves about 80% of the light falling through the taking lens 51 unhindered pass through to the film plane and reflect about 20% of the light to the reflex viewfinder 53, which is indicated symbolically in FIG. 5 by the eyepiece. The taking lens 51 here again forms the imaging lens 24 of the distance measuring device, which is otherwise unchanged from that shown in FIG. 1 described above Distance measuring device matches.
In Fig. 5 ist der Strahlenteiler 50 als teildurchlässiges Teilerprisma 54 ausgebildet. Der dichroitische Spiegel 44 ist zwischen dem Reflexsucher 53 und dem Teilerprisma 54 im Sucherstrahlengang angeordnet und im wesentlichen parallel zu der Reflexionsfläche 55 des Teilerprismas 54 ausgerichtet.In FIG. 5, the beam splitter 50 is a partially transparent splitter prism 54 formed. The dichroic mirror 44 is between the reflex finder 53 and the splitter prism 54 arranged in the viewfinder beam path and substantially parallel aligned with the reflection surface 55 of the splitter prism 54.
In Fig. 6 besteht der Strahlenteiler 50 aus einem teildurchlässigen Spiegel 56. Der dichroitische Spiegel 44 ist zwischen dem Aufnahmeobjektiv 51 und dem teildurchlässigen Spiegel 56 in gleicher Ausrichtung wie letzterer angeordnet.In Fig. 6, the beam splitter 50 consists of a partially transparent one Mirror 56. The dichroic mirror 44 is between the taking lens 51 and the partially transparent mirror 56 arranged in the same orientation as the latter.
In Fig. 7 ist der dichroitische Spiegel 44 zwischen Aufnahmeobjektiv 51 und Filmebene 52 angeordnet. Der Strahlenteiler 50 ist hier wiederum als teildurchlässiger Spiegel 57 ausgebildet. Der dichroitische Spiegel 44 ist hier rechtwinklig zu dem teildurchlässigen Spiegel 57 ausgerichtet, so daß die von ihm reflektierten Infrarot-Lichtstrahlen in entgegengesetzter Richtung reflektiert werden wie die sichtbaren Lichtstrahlen durch den teildurchlässigen Spiegel 57.In Fig. 7, the dichroic mirror 44 is between the taking lens 51 and film plane 52 arranged. The beam splitter 50 is here again as partially transparent Mirror 57 formed. The dichroic mirror 44 is perpendicular to that here Partially transparent mirror 57 aligned so that the infrared light rays reflected from it are reflected in the opposite direction as the visible light rays through the partially permeable Mirror 57.
In Fig. 8 ist wiederum der dichroitische Spiegel, hier mit 58 bezeichnet, im Strahlengang zwischen Aufnahmeobjektiv 51 und Filmebene 52 angeordnet. Er ist im Gegensatz zu dem dichroitischen Spiegel 44 nicht eben, sondern sphärisch ausgebildet. Dadurch ist es möglich, im Detektor 21 einen fotoelektrischen Wandler mit relativ kleiner Fotoschicht vorzusehen.In Fig. 8, the dichroic mirror, here denoted by 58, is again arranged in the beam path between taking lens 51 and film plane 52. He is In contrast to the dichroic mirror 44, it is not flat, but rather spherical. This makes it possible to have a photoelectric converter in the detector 21 with a relative to provide a small photo layer.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Entfernungsmeßeinrichtung wird nachstehend anhand der in Fig. 1 dargestellten Verbindung der Entfernungsmeßeinrichtung mit einer Spiegelreflexkamera beschrieben: Die Kamera 20 wird zunächst auf das zu messende Objekt 18 ausgerichtet . Sender 10 und Empfänger 11 werden eingeschaltet.The mode of operation of the distance measuring device described above will be described below with reference to the connection of the distance measuring device shown in FIG described with a reflex camera: The camera 20 is initially on the measuring object 18 aligned. Transmitter 10 and receiver 11 are switched on.
Der Sender 10 sendet einen gebündelten Lichtstrahl 13 aus einzelnen Laserimpulsen aus, der auf das Objekt 18 auftrifft und dort einen scharf abgegrenzten Lichtfleck, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, hervorruft. Das vom Aufnahmeobjekt 18 insgesamt reflektierte Licht fällt durch das Abbildungsobjektiv 24 auf den in der Sucherstellung stehenden Klappspiegel 46 der Spiegelreflexkamera und wird zum Reflexsucher 45 hin abgelenkt. Am dichroitischen Spiegel 44 wird das von dem Sender 10 herrührende Licht ausgespiegelt und auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 reflektiert. Das auf die Fotoschicht 35 auftreffende Licht erzeugt am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 je nach Größe des belichteten Teils der Fotoschicht 35 ein mehr oder weniger großes Ausgangssignal, das am Eingang des Komparators 38 liegt.The transmitter 10 sends a bundled light beam 13 from individual Laser pulses from, which strikes the object 18 and there a sharply delineated Light spot, as shown in Fig. 2, causes. That of the subject 18 total reflected light falls through the imaging lens 24 on the in the viewfinder standing folding mirror 46 of the reflex camera and is used for Reflex seeker 45 deflected out. This is done by the transmitter on dichroic mirror 44 10 resulting light and reflected on the photo layer 35 of the photoelectric Converter 34 is reflected. The light incident on the photo layer 35 generates the Output of the photoelectric converter 34 depending on the size of the exposed part of the Photo layer 35 has a more or less large output signal at the input of the comparator 38 is located.
Wird angenommen, daß der Entfernungseinsteller 25 auf eine größere Entfernung eingestellt ist als das Objekt 18 von der Kamera entfernt ist, somit das Abbildungsobjektiv 24 also auf eine größere als die tatsächliche Entfernung des Objekts 18 (in Fig. 1 strichliniert eingezeichnet) fokussiert ist, so wird die Begrenzungslinie 29 des Lichtstrahls 13 nicht auf der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 24 liegen, sondern im Abstand von dieser (vgl. strichliniertes Objekt 18). Das Bild 23 des Auftreffbereichs 19 des Lichtstrahls 13 auf dem Objekt 18 wird auf dem Detektor 21 die in Fig. 4 strichliniert eingezeichnete Lage einnehmen. Dies bedeutet, daß ein relativ großer Teil der Fotoschicht 35 von dem Bild 23 belegt ist. Dadurch entsteht am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 und damit am Eingang des Komparators 38 ein Signal, das größer als das Vergleichssignal ist. Oas Anzeigeelement 41 der Signaleinrichtung 40 wird angesteuert. Das Ansprechen des Anzeigeelements 41 zeigt dem Kamerabenutzer an, daß er den Entfernungseinsteller 25 in Richtung kürzerer Entfernung verdrehen muß.Assume that the distance adjuster 25 is on one greater distance is set than the object 18 is away from the camera, hence the imaging objective 24 at a greater distance than the actual distance of the object 18 (shown in dashed lines in FIG. 1) is focused, the The boundary line 29 of the light beam 13 is not on the optical axis of the imaging lens 24, but at a distance from this (see dashed object 18). The picture 23 of the area of incidence 19 of the light beam 13 on the object 18 is on the detector 21 assume the position shown by dashed lines in FIG. This means that a relatively large part of the photo layer 35 is occupied by the image 23. This creates at the output of the photoelectric converter 34 and thus at the input of the comparator 38 a signal which is larger than the comparison signal. Oas display element 41 of Signaling device 40 is activated. The response of the display element 41 shows the camera user to the fact that he is the distance adjuster 25 in the direction of shorter Distance must twist.
Wird der Entfernungseinsteller 25 in Richtung kleinerer Entfernungen verdreht, so verschiebt sich das Abbildungsobjektiv 24 längs der optischen Achse. Gleichzeitig wird die Laserdiode 16 radial zur optischen Achse verschoben und zwar von dieser weg. Damit schwenkt der Lichtstrahl 13 in Richtung optischer Achse, wobei sich der Winkel, den die Lichtstrahlachse mit der optischen Achse einnimmt.If the distance adjuster 25 is used in the direction of smaller distances rotated, the imaging objective 24 shifts along the optical axis. At the same time, the laser diode 16 is shifted radially to the optical axis away from this. The light beam 13 thus pivots in the direction of the optical axis, with the angle that the light beam axis makes with the optical axis.
vergrößert. Mit Verschwenken des Lichtstrahls 13 ändert sich auch die Lage des Bildes 23 auf dem Detektor 21, und zwar wird die von dem Bild 23 bedeckte Fläche der Fotoschicht 35 zunehmend kleiner. Im Abgleichpunkt ist diese Fläche nur noch so groß, daß der elektrische Wandler 34 ein Signal abgibt, das im wesentlichen gleich groß dem Vergleichssignal ist. Damit wird das Anzeigeelement 42 angesteuert. Dieses signalisiert dem Kamerabenutzer, daß die Kamera auf das Objekt 18 scharf eingestellt ist und die am Entfernungseinsteller 25 eingestellte Entfernung exakt mit der tatsächlichen Entfernung von Aufnahmeobjekt 18 und Kamera 20 übereinstimmt. Nunmehr fällt im Abgleichpunkt die Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 des Lichtstrahls 13 nicht exakt mit der Markierung 33 des Detektors 21, also der Begrenzungskante 36 der Maske 37,zusammen, sondern es bleibt naturgemäß immer ein bestimmter Abstand zwischen der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 und der Begrenzungskante 36, da der fotoelektrische Wandler 34 ja Licht empfangen muß, um ein Ausgangssignal zu erzeugen (Fig. 4 ausgezogen dargestelltes Bild 23 des Lichtstrahls 13). Dieser Abstand der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 von der Begrenzungskante 36 ist sehr klein bei kurzen Entfernungen des Objekts 18 und vergrößert sich mit zunehmender Entfernung. Demzufolge wird auch der Meßfehler, der durch diesen bleibenden Abstand zwischen der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 und der Begrenzungskante 36 hervorgerufen wird, mit zunehmpnder Entfernung immer größer und ist bei sehr kurzen Distanzen zwischen Objekt 18 und Kamera 20 bzw. Entfernungsmeßeinrichtung extrem klein. Bei einem Durchmesser des Lichtstrahls 13 von 15 mm, einem Abstand zwischen den Achsen des Abbildungsobjektivs 24 und des Frojektionsobjektivs 14 von 40 mm. bei einer Brennweite des Abbildungsobjektivs 24 von 60 mm und bei einer angenommenen max. Reichweite der Entfernungsmeßeinrichtung von 20 m beträgt z.B. die Abweichung der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 von der Begrenzungskante 36 der Maske 37 bei einer Entfernung des Objekts 18 von 2 m 4,6 Fm und bei einer Entfernung des Objekts 18 von 20 m 0,025 mm. Bei einem Lichtstrahldurchmesser von 15 mm errechnet sich damit der absolute Meßfehler bei einer Entfernung von 2 m mit ca. 8 mm und bei einer Entfernung von 10 m mit 1042 mm. Dies entspricht einem prozentualen Meßfehler der Entfernungsmeßeinrichtung von 0,4 % bzw.enlarged. When the light beam 13 is pivoted, it also changes the position of the image 23 on the detector 21, namely that covered by the image 23 The area of the photo layer 35 becomes increasingly smaller. This area is only in the adjustment point still so large that the electrical converter 34 emits a signal that is essentially is equal to the comparison signal. The display element 42 is thus activated. This signals to the camera user that the camera on that Object 18 is in focus and the one set on the distance adjuster 25 Distance exactly with the actual distance from the subject 18 and the camera 20 matches. The figure 32 of the boundary line now falls at the adjustment point 29 of the light beam 13 does not exactly match the marking 33 of the detector 21, ie the boundary edge 36 of the mask 37, together, but naturally it always remains a certain distance between the image 32 of the boundary line 29 and the Boundary edge 36, since the photoelectric converter 34 must receive light in order to to generate an output signal (FIG. 4, solid image 23 of the light beam 13). This distance of the image 32 of the boundary line 29 from the boundary edge 36 is very small at short distances from the object 18 and increases with it increasing distance. As a result, the measurement error caused by this Distance between the image 32 of the boundary line 29 and the boundary edge 36 is caused, the greater the distance, and is at very short distances between object 18 and camera 20 or distance measuring device extremely small. With a diameter of the light beam 13 of 15 mm, a distance between the axes of the imaging lens 24 and the projection lens 14 of FIG 40 mm. with a focal length of the imaging lens 24 of 60 mm and an assumed one The maximum range of the distance measuring device of 20 m is e.g. the deviation the image 32 of the boundary line 29 from the boundary edge 36 of the mask 37 at a distance of the object 18 of 2 m 4.6 ft and at a distance of the Object 18 of 20 m 0.025 mm. Calculated for a light beam diameter of 15 mm Thus the absolute measurement error at a distance of 2 m is approx. 8 mm and at a distance of 10 m with 1042 mm. This corresponds to a percentage measurement error of the distance measuring device of 0.4% or
10,4 %. 10.4%.
Ist der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so verschiebt sich das auf dem Detektor 21 entworfene Bild 23 des Auftreffbereichs 19 vom Lichtstrahl 13 in Richtung der Maske 37, so daß auf die Fotoschicht 35 überhaupt kein oder nur sehr wenig Licht auftritt. Das am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 anstehende Signal ist wesentlich kleiner als das Vergleichssignal und der Komparator 38 steuert das Anzeigeelement 43 der Anzeigevorrichtung 40 an. Dem Kamera benutzer wird damit signalisiert, daß er den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung zu drehen hat, und zwar solange, bis das Anzeigeelement 43 erlischt und das Anzeigeelement 42 anspricht. The distance adjuster 25 is set to a shorter distance than it corresponds to the actual distance to the object 18, this shifts Image 23 of the area of incidence 19 of the light beam 13 drawn on the detector 21 in the direction of the mask 37, so that on the photo layer 35 no or only very little light occurs. The pending at the output of the photoelectric converter 34 Signal is much smaller than the comparison signal and the comparator 38 controls the display element 43 of the display device 40. The camera user becomes with it signals that he is moving the distance adjuster 25 in the direction of a greater distance has to rotate, until the display element 43 goes out and the display element 42 responds.
Es ist natürlich auch möglich, die Betätigung des Entfernungseinstellers 25 nicht manuell sondern elektromotorisch vorzunehmen. In diesem Fall würde anstelle der Anzeigevorrichtung 40 oder zusätzlich zu dieser eine Steuereinrichtung vorgesehen werden, die bei einem Ausgangssignal an dem mit dem Anzeigeelement 41 verbundenen Ausgang des Konparators 38 den Entfernungseinsteller 35 in Richtung kürzerer Entfernung antreibt, bei einem Signal an dem mit dem Anzeigeelement 43 verbundenen Ausgang des Komparators den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung verstellt und bei einem Signal an dem mit dem Anzeigeelement 42 verbundenen Ausgang des Komparators 38 den elektromotorischen Antrieb stillsetzt.It is of course also possible to operate the distance adjuster 25 not to be carried out manually but by an electric motor. In this case it would be the display device 40 or in addition to this a control device is provided when there is an output signal at the connected to the display element 41 Output of the comparator 38 the distance adjuster 35 in the direction of shorter distance drives when there is a signal at the output connected to the display element 43 of the comparator adjusts the distance adjuster 25 in the direction of a greater distance and when there is a signal at the output of the comparator connected to the display element 42 38 stops the electric motor drive.
Bei einer Realisierung der Entfernungsmeßeinrichtung hat sich gezeigt, daß trotz Entspiegelung aller optischen Flächen im Sender und Empfänger von dem Detektor 21 störende Reflexe wahrgenommen werden, deren Leuchtdichte etwa 1 % der Helligkeit des auf dem Detektor 21 entworfenen Bildes 23 entspricht. Dieser geringe Störpegel ist aber bereits ausreichend, um insbesondere bei kurzer Aufnahmeentfernung, das Meßergebnis erheblich zu verfälschen. Bei einer kleinen Entfernung fällt - wie vorstehend ausführlich dargelegt - nur ein geringer Teil des Lichtes des Bildes 23 auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34, während der größte Teil des Lichtes von der Maske 37 absorbiert wird. Das Störlicht hingegen verteilt sich über die gesamte Fotoschicht 35. Der fotoelektrische Wandler 34 liefert daher ein größeres Ausgangssignal als es der tatsächlichen Lage des Bildes 23 auf dem Detektor 21 entspricht.In one implementation of the distance measuring device it has been shown that that despite anti-reflective coating of all optical surfaces in the transmitter and receiver of the Detector 21 disturbing reflections are perceived, the luminance of which is about 1% of the Corresponds to the brightness of the image 23 designed on the detector 21. This small one However, the interference level is already sufficient to to significantly falsify the measurement result. At a small distance falls - how detailed above - only a small part of the light of the picture 23 on the photo layer 35 of the photoelectric converter 34, while most of it of the light is absorbed by the mask 37. The stray light, on the other hand, is distributed over the entire photo layer 35. The photoelectric converter 34 therefore delivers a larger output signal than the actual position of the image 23 on the detector 21 corresponds.
Selbst wenn das gesamte Bild 23 auf der Maske 34 liegt, wird der fotoelektrische Wandler 34 aufgrund des Störlichtes noch ein Signal abgeben.Even if the entire image 23 is on the mask 34, the photoelectric Converter 34 still emit a signal due to the interfering light.
Um diesen Meßfehler weitgehend zu kompensieren, ist in der Entfernungsmeßeinrichtung - wie in Fig. 1 schematisch angedeutet - eine Vorrichtung 60 vorgesehen, welche die Amplitude des an dem Eingang des Komparators 38 liegenden Vergleichssignals vergrößert. Diese Vorrichtung 60 ist mit dem Entfernungseinsteller 25 des Abbildungsobjektivs 24 gekoppelt und wird von diesem eingeschaltet, sobald dieser auf eine vorgegebene Entfernung für Nahdistanz des Aufnahmeobjekts gedreht wird. Diese Vorrichtung 60 weist gemäß Fig. 1 ein an dem Eingang des Komparators 38 angeschlossenes Potentiometer 61 auf, dessen Potentiometerschieber 62 bei der vorgegebenen Entfernung mechanisch an den Entfernungseinsteller 25 selbsttätig ankuppelbar ist.In order to largely compensate for this measurement error, is in the distance measuring device - As indicated schematically in Fig. 1 - a device 60 is provided which the amplitude of the comparison signal present at the input of the comparator 38 enlarged. This device 60 is with the distance adjuster 25 of the imaging lens 24 coupled and is switched on by this as soon as this is on a specified Distance is rotated for the near distance of the subject. This device 60 has, according to FIG. 1, a potentiometer connected to the input of the comparator 38 61 on whose potentiometer slide 62 at the predetermined distance mechanically can be automatically coupled to the distance adjuster 25.
Anstelle der Vorrichtung 60 kann zu dem gleichen Zweck der Ausschaltung der Störreflexe eine Vorrichtung 63 - in Fig. 5 schematisch angedeutet - vorgesehen sein, die entweder die Strahlungsleistung des Senders 10 oder die Stärke des Empfangssignals im Empfänger 11 reduziert oder beides tut. Auch diese Vorrichtung 63 wird erst bei Einstellung des Entfernungseinstellers 25 auf die vorgegebene Nahentfernung eingeschaltet. Die Vorrichtung 63 kann gemäß Fig. 5 eine mit dem Entfernungseinsteller 25 koppelbare Blende 64 aufweisen, die im Strahlengang des Empfängers 11 angeordnet ist, und zwar in dem von dem dichroitischen Spiegel 44 ausgespiegelten Strahlengang.Instead of the device 60 can be switched off for the same purpose the interference reflections a device 63 - indicated schematically in Fig. 5 - is provided be that either the radiated power of the transmitter 10 or the strength of the received signal reduced in the receiver 11 or does both. This device 63 is also only used at Adjustment of the distance adjuster 25 switched on to the predetermined close-up distance. According to FIG. 5, the device 63 can be coupled to the distance adjuster 25 Have aperture 64, which is arranged in the beam path of the receiver 11, namely in the beam path reflected out by the dichroic mirror 44.
Die Blende 64 ist also zwischen dem dichroitischen Spiegel 44 und dem Detektor 21 angeordnet.The diaphragm 64 is thus between the dichroic mirror 44 and the detector 21 arranged.
Eine andere Möglichkeit der Ausschaltung der Störreflexe besteht darin, daß der Detektor 21 noch einen weiteren fotoelektrischen Wandler aufweist, der mit dem fotoelektrischen Wandler 34 in Differenzschaltung arbeitet und der nur mit einem geringen Teil - in der GröBe von einigen Prozenten - des auf den fotoelektrischen Wandler 34 fallenden Empfangs lichtes beaufschlagt wird. Am Ausgang des Differenzverstärkers entsteht dann nur ein Signal, wenn mindestens einige hundertstel Millimeter des Durchmessers des Bildes 23 über die Begrenzungskante 36 der Maske 37 zur Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 hin vorstehen.Another way of eliminating the interfering reflexes is to that the detector 21 still has a further photoelectric converter, which with the photoelectric converter 34 works in differential circuit and only with one small part - of the order of a few percent - of that on the photoelectric Converter 34 falling received light is applied. At the output of the differential amplifier A signal is then only generated when at least a few hundredths of a millimeter of the Diameter of the image 23 over the boundary edge 36 of the mask 37 to the photo layer 35 of the photoelectric converter 34 protrude.
Der Empfänger 11 der Entfernungsmeßeinrichtung gemäß Fig. 1 kann gemäß Fig. 9 abgewandelt werden. Ein Vibrator 70 versetzt hier die Markierung 33 des Detektors 21 in Schwingung , die quer zur Abbildung der Begrenzungslinie 29 auf dem Detektor 21 verläuft und konstante Frequenz und kleine Amplitude aufweist. Solch eine Schwingung führt die Markierung 33 zumindest in Koinzidenznähe von Markierung 33 und Abbildung der Begrenzungslinie 29 aus, während bei größerer Abweichung von Markierung 33 und Abbildung der'Begrenzungslinie 29 voneinander die Markierung 33 gegen "kleinere" oder "größere"Entfernungen um einen festen Betrag verlagert wird. Hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen.The receiver 11 of the distance measuring device according to FIG. 1 can according to 9 can be modified. A vibrator 70 moves the marking 33 of the detector here 21st in oscillation that transversely to the figure of the boundary line 29 extends on the detector 21 and has a constant frequency and a small amplitude. Such an oscillation guides the marking 33 at least in the vicinity of the coincidence of the marking 33 and illustration of the boundary line 29 from, while with greater deviation from Marking 33 and mapping of the boundary line 29 from each other the marking 33 is shifted against "smaller" or "larger" distances by a fixed amount. This is discussed in more detail below.
Um diese Schwingung der Markierung 33 zu realisieren, ist gemäß Fig. 9 die dem fotoelektrischen Wandler 34 zugeordnete Maske 37, die ebenfalls als dünne Schneidenblende ausgeführt ist, mit dem Vibrator 70 starr verbunden. Es ist aber auch möglich, den gesamten Detektor 21, also den fotoelektrischen Wandler 34 und die Maske 37 in Schwingung zu versetzen. Der Vibrator 70 hat eine Schwinge 71, auf welcher die Maske 37 befestigt ist, und einen die Schwinge 71 auslenkenden Elektromagneten 72. In order to realize this oscillation of the marking 33, according to FIG. 9, the mask 37 assigned to the photoelectric converter 34, which is also a thin Cutting aperture is executed, rigidly connected to the vibrator 70. But it is also possible, the entire detector 21, so the photoelectric converter 34 and to set the mask 37 in vibration. The vibrator 70 has a rocker 71 on which the mask 37 is attached, and an electromagnet which deflects the rocker 71 72.
Die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 wird - wie noch naher ausgeführt wird - von Stromimpulsen beaufschlagt. Die Frequenz der Stromimpulse gleicht der halben Frequenz der vom Sender 10 ausgesandten Lichtimpulse. The excitation winding 73 of the electromagnet 72 is - as will be closer is executed - acted upon by current pulses. The frequency of the current pulses equals half the frequency of the light pulses emitted by the transmitter 10.
Damit entspricht auch die Schwingungsfrequenz des Vibrators 70 der halben Frequenz dieser Lichtimpulse. The oscillation frequency of the vibrator 70 thus also corresponds to FIG half the frequency of these light pulses.
Wie bei dem Empfänger 11 in Fig. 1 ist auch hier der Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 mit dem Eingang des Komparators 38 verbunden, dessen anderer Eingang wiederum an der Signalquelle 39 liegt und von dieser ein Vergleichssignal erhält. Der Vorteil ist, daß der Komparator 38 hier kein Fensterkomparator sein muß, sondern eine einfache Spannungsvergleichsstufe genügt. As with the receiver 11 in FIG. 1, the output of the photoelectric converter 34 connected to the input of the comparator 38, the the other input is in turn connected to the signal source 39 and from this a comparison signal receives. The advantage is that the comparator 38 is not a window comparator here got to, a simple voltage comparison stage is sufficient.
Mit dem Ausgang des Komparators 38 ist der Eingang 75 einer Auswertelektronik 74 verbunden, die insgesamt drei Ausgänge 76, 77 und 78 aufweist. Die Auswertelektronik 74 gibt das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer der Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz als Anzeige-und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers 25 zu kurzen Entfernungen hin und das Fehlen von Komparatorsignalen als Anzeige- und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers 25 zu großen Entfernungen hin aus. Das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz erkennt die Auswertelektronik als Abgleichstellung mit korrekter Entfernungseinstellung und gibt ggf. ein entsprechendes Anzeigesignal aus. Dabei stehen an dem Ausgang 76 der Auswertelektronik 74 synchron mit der Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale an, wenn Komparatorsignale auftreten. Am Ausgang 77 stehen synchron mit der Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale an, wenn die Komparatorsignale ausbleiben. Am Ausgang 78 stehen synchron mit der halben Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale dann an, wenn die Komparatorsignale mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz ensprechenden Frequenz auftreten. Der Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 ist über einen Verstärker 79 mit der Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 verbunden, so daß die Schwinge 71 immer dann in Schwingungen versetzt wird, wenn am Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 Ausgangssignale auftreten. Werden die Ausgangssignale der Auswertelektronik 74 zur motorischen Verstellung des Entfernungseinstellers 25 verwendet, sa ist jeweils der Ausgang 76 über einen Verstärker 80 und der Ausgang 74 über einen Verstärker 81 mit einem am Entfernungseinsteller 25 angreifenden Servomotor 82 zu verbinden (Fig. 9).The output of the comparator 38 is the input 75 of an electronic evaluation system 74 connected, which has a total of three outputs 76, 77 and 78. The evaluation electronics 74 indicates the occurrence of comparator signals having a frequency corresponding to the light pulse frequency Frequency as a display and / or adjustment signal for an adjustment of the distance adjuster 25 to short distances and the lack of comparator signals as display and / or the adjustment signal for an adjustment of the distance adjuster 25 is too large Distances out. The appearance of comparator signals with one of the half The electronic evaluation system recognizes the frequency corresponding to the light pulse frequency as an adjustment with correct distance setting and gives a corresponding display signal if necessary the end. At the output 76 of the evaluation electronics 74 are synchronized with the light pulse frequency Output signals on when comparator signals occur. At the output 77 are synchronous output signals at the light pulse frequency when the comparator signals are absent. At the output 78 there are output signals synchronous with half the light pulse frequency then on when the comparator signals correspond to one of half the light pulse frequency Frequency occur. The output 78 of the evaluation electronics 74 is via an amplifier 79 connected to the excitation winding 73 of the electromagnet 72, so that the rocker 71 is always set in oscillation when at output 78 of the evaluation electronics 74 output signals occur. If the output signals of the evaluation electronics 74 used for motorized adjustment of the distance adjuster 25, sa is the output 76 via an amplifier 80 and the output 74 via a Amplifier 81 with a servomotor 82 acting on the distance adjuster 25 connect (Fig. 9).
Ein Schaltplan der Auswertelektronik 74 ist in Fig. 10 dargestellt. Diese weist einen Taktgenerator 83, eine Verzögerungsschaltung 84 und ein Flip-Flop 85 auf, dessen 5Ausgang den Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 bildet. Weiterhin sind zwei D-Flip-Flops 86 und 87 vorhanden. Der Ausgang des ersten D-Flip-Flops 86 bildet den Ausgang 76 der Auswertelektronik 74 und ist gleichzeitig mit dem Reset-Ausgang R des Flip-Flops 85 verbunden. Der Clock-Eingang CP des ersten D-Flip-Flops 86 ist mit dem Ausgang des Taktgenerators 83 verbunden.A circuit diagram of the evaluation electronics 74 is shown in FIG. 10. This has a clock generator 83, a delay circuit 84 and a flip-flop 85, the output of which forms the output 78 of the evaluation electronics 74. Farther there are two D flip-flops 86 and 87. The output of the first D flip-flop 86 forms the output 76 of the evaluation electronics 74 and is at the same time as the reset output R of the flip-flop 85 connected. The clock input CP of the first D flip-flop 86 is connected to the output of the clock generator 83.
Der 0-Eingang des ersten D-Flip-Flops 86 weist L-Signal auf. Der Set-Eingang S des ersten D-Flip-Flops 86 ist mit dem Ausgang eines Dreifach-AND-Gatters 88 verbunden.The 0 input of the first D flip-flop 86 has a L signal. The set entrance S of the first D flip-flop 86 is connected to the output of a triple AND gate 88.
Je ein Eingang des Dreifach-AND-Gatters 88 ist mit dem Eingang 75 der Auswertelektronik 74, also mit dem Ausgang des Komparators 38, mit dem Ausgang des Taktgeneratsrs 83 und mit dem Ausgang des Flip-Flops 85 verbunden.One input each of the triple AND gate 88 is connected to the input 75 the evaluation electronics 74, that is to say with the output of the comparator 38, with the output of the clock generator 83 and connected to the output of the flip-flop 85.
Der Ausgang des zweiten O-Flip-Flops 87 bildet den zweiten Ausgang 77 der Auswertelektronik 74 und ist gleichzeitig mit dem Set-Eingang S des Flip-Flops 85 verbunden. Der 0-Eingang des zweitenD-Flip-Flops 87 weist ständig H-Signal auf. Der Clock-Eingang CP dieses D-Flip-Flops 87 ist über ein AND-Gatter 89 einmal mit dem Ausgang des Taktgenerators 83 und zum anderen mit dem Ausgang des Flip-Flops 85 verbunden. Der Reset-Eingang R des zweiten D-Flip-Flops 87 ist mit dem Ausgang eines weiteren Dreifach-AND-Gatters 90 verbunden, von dem jeweils ein Eingang an dem Ausgang des Flip-Flops 85, an dem Ausgang des Taktgenerators 83 und an dem Eingang 75 der Auswertelektronik 74 und damit an dem Ausgang des Komparators 38 angeschlossen ist.The output of the second O flip-flop 87 forms the second output 77 of the evaluation electronics 74 and is simultaneously with the set input S of the flip-flop 85 connected. The 0 input of the second D flip-flop 87 always has a high signal. The clock input CP of this D flip-flop 87 is connected once via an AND gate 89 the output of the clock generator 83 and on the other hand to the output of the flip-flop 85 connected. The reset input R of the second D flip-flop 87 is with the exit connected to another triple AND gate 90, each of which has an input the output of the flip-flop 85, at the output of the clock generator 83 and at the input 75 of the evaluation electronics 74 and thus connected to the output of the comparator 38 is.
Die Wirkungsweise des nach Fig. 9 und 10 abgewandelten Empfängers 11 ist wie folgt: Wie auch bereits zu Fig. 1 beschrieben, erzeugen die von dem Sender 10 ausgesandten, von dem Aufnahmeobjekt 18 reflektierten und auf den Detektor 21 auftreffenden Laserlichtimpulse entsprechend dem auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 auftreffenden Lichtanteil ein mehr oder weniger großes Ausgangssignal, das am Eingang des Komparators 38 liegt.The mode of operation of the receiver modified according to FIGS. 9 and 10 11 is as follows: As already described for FIG. 1, the generated by the transmitter 10 emitted, reflected by the recording object 18 and onto the detector 21 impinging laser light pulses corresponding to the photo layer 35 of the photoelectric Transducer 34 incident light component a more or less large output signal, which is at the input of the comparator 38.
Wenn nun der Entfernungseinsteller 25 auf die exakte Entfernung zum Aufnahmeobjekt 18 eingestellt ist und die Maske 37 mit der halben Frequenz der von dem Sender 10 ausgesandtenLichtimpulse schwingt, so ändert sich der Anteil des auf die Fotoschicht 35 auftreffenden Impulslichtes, je nach Stellung der Maske 37. Bei jedem auftreffenden Lichtimpuls befindet sich die Maske 37 gerade in einem Umkehrpunkt ihrer Schwingung, so daß der fotoelektische Wandler 37 einmal ein minimales und einmal ein maximales Ausgangssignal an den Eingang des Komparators 38 abgibt. In der Abgleichstellung - wie vorstehend angenommen - übersteigt das maximale Ausgangssignal gerade das am Eingang des Komparators 38 anliegende Vergleichssignal und das minimale Ausgangssignal ist kleiner als das Vergleichssignal. Am Komparatorausgang tritt also jeweils nur bei jedem zweiten Licht impuls, der auf den fotoelektrischen Wandler 34 fällt, ein Ausgangssignal auf. Die Komparator-Ausgangssignale weisen damit nur die halbe LichtimpJlsfrequenz auf.If now the distance adjuster 25 to the exact distance to Object 18 is set and the mask 37 with half the frequency of the light pulses emitted by the transmitter 10 oscillates, the proportion of the changes the photo layer 35 impinging pulse light, depending on the position of the mask 37. At for each incident light pulse, the mask 37 is just at a reversal point their oscillation, so that the photoelectric converter 37 once a minimum and emits a maximum output signal to the input of the comparator 38 once. In the adjustment - as assumed above - exceeds the maximum output signal precisely the comparison signal present at the input of the comparator 38 and the minimum The output signal is smaller than the comparison signal. At the comparator output occurs so only with every second light pulse that hits the photoelectric converter 34 falls, an output signal on. The comparator output signals thus only have half the light pulse frequency.
Wird der Entfernungssteller 25 so verstellt, daß die Objektentfernung kleiner ist als die am Abbildungsobobjektiv eingestellte Entfernung, so wird das Bild 23,wie in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist, weiter über die Begrenzungskante 36 der Maske 37 hinausgeschoben.Bei schwingender Maske 37 wird damit auch das bei jedem zweiten Lichtimpuls von dem fotoelektrischen Wandler 34 abgegebene minimale Ausgangssignal größer sein als das Vergleichssignal am Eingang des Komparators 38. Damit tritt mit jedem Lichtimpuls am Ausgang des Komparators 38 ein Ausgangssignal auf. Die Ausgangssignale des Komparators 38 weisen damit die gleiche Frequenz auf wie die Lichtimpulse.If the distance adjuster 25 is adjusted so that the object distance is smaller than the distance set on the imaging objective lens, this will be Image 23, as shown in phantom in Fig. 4, continues over the boundary edge 36 of the mask 37 is pushed out. When the mask 37 vibrates, this is also the case at every other light pulse emitted by the photoelectric converter 34 The output signal may be greater than the comparison signal at the input of the comparator 38. Thus, with each light pulse occurs at the output of the comparator 38, an output signal on. The output signals of the comparator 38 thus have the same frequency like the light pulses.
Wird umgekehrt der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so verschiebt sich das auf dem Detektor 21 entworfene Bild 23 des Auftreffbereichs 19 der Lichtimpulse 13 auf dem Objekt 18 in Richtung der Maske 37, so daß auf die Fotoschicht 35 ein geringerer Lichtanteil auftritt. In diesem Fall wird auch das von dem fotoelektrischen Wandler 34 bei jedem zweiten Lichtimpuls abgegebene maximale Ausgangssignal kleiner sein als das Vergleichssignal am Komparatorsingang und am Komparatorausgang treten keine Signale auf.Conversely, if the distance adjuster 25 is set to a shorter distance set as it corresponds to the actual distance to the object 18, so shifts the image 23 of the impingement area 19 of the light pulses drawn on the detector 21 13 on the object 18 in the direction of the mask 37, so that on the photo layer 35 a less light occurs. In this case, that of the photoelectric Converter 34 with every second light pulse emitted maximum output signal smaller than the comparison signal at the comparator input and at the comparator output no signals.
In Abgleichstellung, also bei korrekt eingestellter Entfernung durch den Entfernungseinsteller 25, stellt das Flip-Flop 85 hinsichtlich des Ausgangs 78 der Auswertelektronik 74 einen Frequenzteiler dar. Mit jedem zweiten Impuls des Taktgenerators 83 nimmt der Ausgang des Flip-Flops 85 H-Signal an und entsprechend fließt jeweils ein Stromimpuls durch die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72. Der Vibrator 70 schwingt mit einer der halben Lichtimpu lsfrequenz entsprechenden Schwingungsfrequenz. Oas D-Flip-Flop 87 wird zwar mit jedem zweiten Impuls des Taktgenerators 83 über das AND-Gatter 89 und den Clock-Eingang in H-Position gesetzt, doch unmittelbar mit dem Auftreten eines Komparator-Signals am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 über das Dreifach-AND-Gatter 90 und den Reset-Eingang in wL"-Stellung zurückgesetzt. Das O-Flip-Flop 86 zeigt am Ausgang immer L-Signal, da es wegen ständig gesperrtem Oreifach-AND-Gatter88 nicht auf H-Signal gesetzt werden kann. An den Ausgängen 76 und 77 der Auswertelektronik 74 treten keine Signale auf. Der Servomotor 82 wird also nicht angesteuert.In the adjustment position, i.e. with the correctly set distance through the distance adjuster 25, the flip-flop 85 sets with respect to the output 78 of the evaluation electronics 74 represents a frequency divider. With every second pulse of the Clock generator 83 takes the Output of the flip-flop 85 H signal on and accordingly a current pulse flows through the excitation winding 73 of the electromagnet 72. The vibrator 70 vibrates with one of the half light pulses Is frequency corresponding oscillation frequency. Oas D flip-flop 87 is with every second pulse of the clock generator 83 via the AND gate 89 and the clock input set in the H position, but immediately with the appearance of a comparator signal at the input 75 of the evaluation electronics 74 via the triple AND gate 90 and the reset input reset in wL "position. The O-flip-flop 86 always shows an L-signal at the output, because it is not set to an H signal due to the constantly blocked Orefach-AND-gate88 can be. No signals appear at the outputs 76 and 77 of the evaluation electronics 74 on. The servomotor 82 is therefore not activated.
Wird der Entfernungseinsteller 25 auf eine größere Entfernung, als es der tatsächlichen Entfernung entspricht, eingestellt, so treten - wie vorstehend ausgeführt -am Ausgang des Komparators 38 Ausgangssignale mit der Lichtimpulsfrequenz auf. Das bedeutet, daß mit jedem Taktsignal des Taktgenerators 83 auch ein Komparator-Signal am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 auftritt.If the distance adjuster 25 is at a greater distance than it corresponds to the actual distance, adjusted, so step - as above executed at the output of the comparator 38 output signals with the light pulse frequency on. This means that with each clock signal of the clock generator 83 there is also a comparator signal occurs at input 75 of evaluation electronics 74.
Damit ist das erste D-Flip-Flop 86 mit jedem Taktimpuls des Taktgenerators 83 gesetzt und nimmt mit jedem Komparatorimpuls am Eingang 75 H-Signal am Ausgang an.Thus, the first D flip-flop 86 is with each clock pulse of the clock generator 83 is set and takes with each comparator pulse at input 75 H-signal at the output at.
Ober den Ausgang setzt das D-Flip-Flop 86 das Flip-Flop 85 jeweils zurück, so daß der Ausgang des Flip-Flops 85 ständig H-Signal und der Ausgang immer L-Signal aufweist. Am Ausgang 76 der Auswertelektronik74 steht ständig H-Signal an, so daß der Servomotor 82 den Entfernungseinsteller 25 in Richtung kürzerer Entfernung antreibt. Am dritten Ausgang 78 tritt kein Ausgangssignal auf, so daß die Erregerwicklung 72 nicht erregt wird. Der Vibrator 70 schwingt in diesem Fall nicht.The D flip-flop 86 sets the flip-flop 85 above the output back so that the output of the flip-flop 85 is constantly high and the output always Has an L signal. At the output 76 of the evaluation electronics 74 there is a constant H signal on so that the servomotor 82 moves the distance adjuster 25 in the direction of shorter distance drives. There is no output signal at the third output 78 on, so that the excitation winding 72 is not excited. The vibrator 70 vibrates in this Do not fall.
Sobald der Entfernungseinsteller 25 in Nähe der Abgleichposition ist und ein erster Komparatorimpuls am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 ausbleibt, nimmt der Ausgang des ersten O-Flip-Flops 86 wieder L-Signal an und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich.As soon as the distance adjuster 25 is in the vicinity of the adjustment position and there is no first comparator pulse at input 75 of evaluation electronics 74, the output of the first O flip-flop 86 again assumes the L signal and that described above The process is repeated.
Der Vibrator 70 schwingt mit der halben Frequenz der Lichtimpulse.The vibrator 70 vibrates at half the frequency of the light pulses.
Wird der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so bleiben, wie vorstehend ausgeführt, die Komparatorsignale am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 aus. Das zweite O-Flip-Flop 87 wird durch den Taktgenerator 83 bei Koinzidenz der Eingangssignale am AND-Gatter 89 auf H" gesetzt und sein Ausgang erhält dieses H-Signal bei bis der erste Komparatorimpuls am Eingang 75 der Auswertelektronik'74 auftrifft. Damit hat der Ausgang 77 der Auswertelektronik 75 H-Signal und verstellt den Servomotor 82 und damit den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung bis mit Auftreten des ersten Komparatorsignals das 0-Flip-Flop 87 zurückgesetzt wird und das H-Signal am Ausgang 77 verschwindet. Gleichzeitig weist der Ausgang des Flip-Flops 85 ständig H-Signal auf.If the distance adjuster 25 is set to a shorter distance than corresponds to the actual distance from the object 18, remain as above executed, the comparator signals at the input 75 of the evaluation electronics 74 from. That second O-flip-flop 87 is generated by the clock generator 83 when the input signals coincide at AND gate 89 is set to H "and its output receives this H signal at to the first comparator pulse hits the input 75 of the evaluation electronics'74. In order to the output 77 of the evaluation electronics 75 has a H-signal and adjusts the servomotor 82 and thus the distance adjuster 25 in the direction of a greater distance up to with When the first comparator signal occurs, the 0 flip-flop 87 is reset and the H signal at output 77 disappears. At the same time, the output of the flip-flop points 85 constantly high signal.
Damit fließt in der Erregerwicklung 82 des Elektromagneten 72 ein Gleichstrom. Der Vibrator 70 schwingt auch diesmal nicht, da die Schwinge 71 von dem erregten Elektromagneten in angezogener Stellung gehalten wird. Die Maske 37 ist mit ihrer Begrenzungskante 36 um einen vorgegebenen Betrag gegenüber der Mittelstellung der Begrenzungskante 36 bei schwingender Maske 37 verlagert.This flows into the excitation winding 82 of the electromagnet 72 Direct current. The vibrator 70 does not vibrate this time either, since the rocker 71 of the energized electromagnet is held in the attracted position. The mask 37 is with its delimiting edge 36 by a predetermined amount compared to the central position the boundary edge 36 is displaced when the mask 37 vibrates.
Die Verlagerung erfolgt dabei in eine Richtung, in welcher die Abweichung der Begrenzungskante 36 der Maske 37 von der Abbildung der Begrenzungslinie 29 im Bild 23 auf dem Detektor 21 reduziert wird. Dadurch wird der Auswertelektronik 74 früher die Abgleichstellung, also Koinzidenz von Begrenzungskante 37 der Maske 36 mit der Begrenzungslinie 29,signalisiert als sie tatsächlich erreicht ist. Hierdurch wird eine Verzögerung des Erkennens der Abgleichstellung, die aus statistischen Gründen bis zu zwei Perioden der Laserimpulse betragen kann, kompensiert und ein überfahren der Abgleichstellung durch den Servomotor 82 vermieden. Diese Verlagerung der Maske37 in entgegengesetzte Richtung ist auch durch entsprechende Einstellung der Schwinge 71 dann gegeben, wenn die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 wegen Einstellung des Entfernungseinstellers 25 auf eine größere als die tatsächliche Entfernung - wie vorstehend ausgeführt - keinen Erregerstrom erhält.The shift takes place in a direction in which the deviation the boundary edge 36 of the mask 37 from the illustration of the boundary line 29 in the Image 23 is reduced on detector 21. The evaluation electronics 74 earlier the alignment, i.e. the coincidence of boundary edge 37 of mask 36 with the boundary line 29, signaled when it has actually been reached. Through this there will be a delay in recognizing the matching resulting from statistical Reasons can be up to two periods of the laser pulses, compensated and one overriding the adjustment position by the servomotor 82 is avoided. This shift the mask37 in the opposite direction is also due to the appropriate setting the rocker 71 given when the excitation winding 73 of the electromagnet 72 because of setting the distance adjuster 25 to a larger than the actual one Distance - as stated above - receives no excitation current.
Die Verzögerungsschaltung 84 zwischen Taktgenerator 83 und Flip-Flop 85 stellt sicher, daß das Flip-Flop 85.The delay circuit 84 between clock generator 83 and flip-flop 85 ensures that the flip-flop 85.
seinen Zustand erst unmittelbar nach der Lichtimpulsmessung ändert, so daß die Lichtimpulsmessung zu einem entsprechenden Verstellsignal an den Ausgängen 76, 77 und 78 der Auswertelektronik 74 führt.changes its state immediately after the light pulse measurement, so that the light pulse measurement results in a corresponding adjustment signal at the outputs 76, 77 and 78 of the evaluation electronics 74 leads.
Zusammenfassung Es wird eine auf optoelektronischer Basis arbeitende Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für fotografische und kinematografische Kameras, angegeben, die einfach und kompakt aufgebaut ist, deren Fertigungskosten niedrig sind und die mit relativ kleinen Meßfehlern arbeitet, die besonders im Nahbereich, also bei kurzen Entfernungen, verschwindend klein sind. Hierzu ist bei der Entfernungsmeßeinrichtung, die einen Infrarot-Licht abstrahlenden Sender (10) mit einer Lichtquelle (12) und einem Projektionsobjektiv (14) und einen Empfänger (11) mit einem Detektor (21) und einem optischen Element (22) aufweist, das optische Element (22) ein an sich bekanntes fokussierbares Abbildungsobjektiv (24) mit Entfernungseinsteller (2S) , vorzugsweise einer fotografischen oder kinematografischen Kamera. Der Sender (10) ist mit dem Entfernungseinsteller (25) derart gekoppelt, daß der Lichtstrahl (13) bei Verstellung des Abbildungsobjektivs (24) relativ zu dessen Objektivachse schwenkbar ist. Der Lichtstrahl (13) weist eine ebene Begrenzungslinie (29) auf,und der Detektor (21) trägt eine Markierung (33). Die Schwenkbewegung des Lichtstrahis (13) und die Verstellung des Abbildungsobjektivs (24) sind so aufeinander abgestimmt,daßbeiim wesentlichen Koinzidenz von Markierung (33) und Abbildung (32) der Begrenzungslinie (29) auf dem Detektor (21) das Abbildungsobjektiv (24) im wesentlichen scharf abbildet.Summary It will be based on optoelectronics Distance measuring devices, in particular for photographic and cinematographic Cameras, specified, which is simple and compact, their manufacturing costs are low and which works with relatively small measurement errors, which are particularly that is, at short distances, are vanishingly small. For this purpose, the distance measuring device the transmitter (10) emitting infrared light with a light source (12) and a projection lens (14) and a receiver (11) with a detector (21) and an optical element (22), the optical element (22) a per se known focusable imaging lens (24) with distance adjuster (2S) , preferably a photographic or cinematographic camera. The transmitter (10) is coupled to the distance adjuster (25) in such a way that the light beam (13) when the imaging objective (24) is adjusted, it can be pivoted relative to its objective axis is. The light beam (13) has a flat boundary line (29) and the detector (21) has a marking (33). The pivoting movement of the light beam (13) and the adjustment of the imaging objective (24) are matched to one another in such a way that essentially Coincidence of marking (33) and image (32) of the boundary line (29) the detector (21) images the imaging lens (24) substantially in focus.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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