DE3414540A1 - Photoelektrisches wandlerelement - Google Patents
Photoelektrisches wandlerelementInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf photoeLektrise he
Wand Ierelemente und insbesondere auf ein photoelektrisches Wand I ere Iement, das in Einrichtungen verwend bar ist, mit denen die Entfernung eines Zielobjekts derart gemessen bzw. optische Geräte automatisch derart scharf eingestellt werden, daß aus der Einrichtung Licht auf das Zielobjekt projiziert wird und
das reflektierte Licht zusammen mit dem auf dem Sonnenlicht und/oder einer künstlichen Beleuchtung beruhenden UmgebungsIicht empfangen wird, und das zur Abgabe von Ausgangssignalen geeignet ist, die die
Projektionslichtkomponente und die Umgebungslichtkomponente in voneinander unterscheidbarer Form
Wand Ierelemente und insbesondere auf ein photoelektrisches Wand I ere Iement, das in Einrichtungen verwend bar ist, mit denen die Entfernung eines Zielobjekts derart gemessen bzw. optische Geräte automatisch derart scharf eingestellt werden, daß aus der Einrichtung Licht auf das Zielobjekt projiziert wird und
das reflektierte Licht zusammen mit dem auf dem Sonnenlicht und/oder einer künstlichen Beleuchtung beruhenden UmgebungsIicht empfangen wird, und das zur Abgabe von Ausgangssignalen geeignet ist, die die
Projektionslichtkomponente und die Umgebungslichtkomponente in voneinander unterscheidbarer Form
Dresdner Bank (München) KIo 393') 844
A/4
darstellen.
Da bei photoelektrischen Wandlerelementen mit einer
solchen Selektivität diese Selektivität auf MOS-Schalt-5
gliedern beruhte, hatten sie im Ei nscha 11zustand hohe
Verluste, so daß sie zwangsläufig in der Form von Ladungs-Wand
I ere lementen oder Ladungskopplungsvorrichtungen
(CCD) aufgebaut wurden.
Ein Ladungsspeicherung-LichtempfangseIement ist aus der
US-PS 3 999 192 bekannt. Gemäß dieser US-PS wird als photoelektrische Lichtempfangsvorrichtung eine Ladungsspeicherungs-Lichtsensorvorrichtung
mit einem Sensorelement· für den Empfang von Ref lexions I icht und einem
- .
ersten und einem zweiten Ladungsspeicherbereich mit
jeweils zwei Speicherelementen verwendet; das Projektionslicht aus einer Lichtpro jektionsvorrichtung wird unter
einem vorbestimmten Zyklus abgeschaltet und es werden
ein erster und ein zweiter Steuerschaltbereich entspre-
chend dem Abschaltzyk'lus des Projektionslichts gesteuert,
wodurch die an den jeweiligen Sensorelementen unter Lichtprojektion und ohne Lichtprojektion erzeugten Ladungen
gesondert voneinander jeweiligen Ladungsspeicherelementen
in dem ersten bzw. zweiten Ladungsspeicherbereich
zugeführt und in diesen gespeichert werden; danach
werden die an den jeweiligen Elementen in dem ersten
und zweiten Ladungsspeicherbereich gesammelten Ladungen
unter einer geeigneten Zeitsteuerung abgenommen. Dann
wird durch einen entsprechenden Differenzverstärker die
Differenz zwischen elektrischen Signalen gebildet, die
durch die gesammelten Ladungen an einem jeweiligen Paar
von Elementen erzielt werden, welche einander aus den Sensorelementen in dem ersten bzw. zweiten Ladungsspeicherbereich
zugeordnet sind. Auf die Erfassung entweder 35
der Übereinstimmung oder der fehlenden Übereinstimmung
zwischen den AusgangssignaL en der beiden Differenzverstärker
hin wird aufgrund des Meßsignals eine Fokussier-
linse in eine Scharfeinstellungs-Stellung bewegt, wo-5
durch die Scharfeinstellung herbeigeführt wird. Dieser
sogenannte Differenzverstärker ist mit zwei Lichtempfangselementen
aufgebaut. Aufgrund der Signale aus den photoelektrischen
Wandlerteilen der beiden Lichtempfangselemente
wird die Lage eines Objekts ermittelt, dessen Entfernung gemessen werden soll, und beispielsweise bei
der Verwendung in einer photographischen Kamera daraus
die Strecke berechnet, um die die Fokussier I inse bewegt
werden muß. Durch diese Berechnung ist es möglich, die
Fokussierlinse in die Scharfeinstellungslage einzustel-15
•len. Ferner kann während des Bewegens des Fokussier I inse
bei der Erfassung des Scha rfeinste I lungszustands diese
Bewegung angehalten werden. Bei der Lichtempfangsvoi—
richtung mit derartigen vorstehend beschriebenen· Differenzverstärkern
muß jedoch die Genauigkeit der Schalt-20
steuerung des jeweiligen Scha Itsteuerbereichs gesteigert
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein photoelektrisches Wand le re I ement zu schaffen, das in einer
25
Entfernungsmeßeinrichtung verwendbar ist und bei dem
Ref lexions Iicht aus von einer Leuchtvorrichtung projiziertem
Licht und Ref lexions Iicht aus UmgebungsIicht
wie dem Sonnenlicht oder Licht durch künstliche Beleuchtung empfangen wird, das jeweils empfangene Licht
der photoelektrischen Umsetzung in der Weise unterzogen
wird, daß photoelektrische Umsetzungssignale gemäß
dem projizierten Licht und dem Umgebungs I icht erzielt
werden, und ein dem projizierten Licht entsprechendes photoelektrisches Umsetzungssignal erzeugt wird,
- 6 - DE 3877
34H540
wodurch mit dem Ausgangssignal des photoelektrischen
Wand LereLements die Entfernung mit hoher Genauigkeit
gemessen werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe -weist das erfindungsgemäße
photoeLektrisehe Wand L ereLement eine photoeLektrisehe
Wand Lervorrichtung, die Licht, das von einer durch EinschaLtsignaLe
aus einem OsziLLator unter einem vorbestimmten
ZykLus betriebenen Leuchtvorrichtung her projiziert
wird, und das UmgebungsLicht empfängt, um jeweiLs
die Einfa LLichtmengen darstellende AusgangssignaLe zu
erzeugen, eine erste Speichereinrichtung zum Speichern
desjenigen der photoelektrischen Umsetzungssignale, das
dem zusammengefaßten Licht aus dem Projektionslicht und
dem UmgebungsIicht entspricht, eine zweite Speichereinrichtung
zum Speichern des anderen photoelektrischen
UmsetzungssignaLs, das dem UmgebungsLicht entspricht,
und eine Einrichtung zum Umschalten des Speichervorgangs
zwischen der ersten und der zweiten Speichereinrichtung
20
synchron mit der Funktion des Oszillators auf.
Ferner sollen mit der Erfindung für das photoelektrische
WandlereLement mit der vorstehend beschriebenen Gestaltung
und den vorstehend beschriebenen Bauteilen ver-25
schiedenerIeι Abwandlungen der Umschalteinrichtung angegeben
werden, um das photoelektrische Wandlerelement auf verschiedenerlei Gebieten anwenden zu können und es
für verschiedenerlei Zwecke geeignet einsetzen zu können.
Hierzu kann das photoelektrische Wandlerelement mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau in analoger Bipolar-Technik
aufgebaut werden, wodurch die vorangehend beschriebenen Probleme gelöst werden.
- 7 - DF. 38-7
Weiterhin soll ein photoelektrisches Wandlerelement
geschaffen werden, das bei einer Strom-Betriebsart
unter verringerten Verlusten ein Ausgangssignal mit hoher Empfindlichkeit und hohem Störabstand abgeben
kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltbild eines
erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandler·
elements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- ■
Fig. 2 bis 4 sind elektrische Schaltbilder, die
Abwandlungen der Schaltung nach Figur zeigen.
Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltbild des erfin-20
dungsgemäßen photoelektrischen Wandler-
■elements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 6 ist eine Darstellung des Aufbaus eines 25
Phototransistors nach Figur 1.
Fig. 7 ist eine Darstellung des Aufbaus eines ■Phototransistors nach Figur 5.
· .
Fig. 8(a) bis 8(c) veranschaulichen ein Beispiel
für die Herstellung des in Figur 5 gezeigten Phototransistors.
Fig. 9 ist ein weiteres Beispiel für einen 35
- 8 - DF. 3877
Schaltungsaufbau des in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels.
Fig. 10 ist ein Schaltbild eines weiteren- Ausb
führungsbeispiels, das dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 entspricht.
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des
erf i ndungsgemäßen Wand I ere l'ement s . Ein Oszillator OSC
in einem Schaltungsblock 1 gibt Impulse einer vorbestimmten
Frequenz ab, die über einen Verstärker 2 einer
Leuchtdiode 3 zugeführt werden. Infolgedessen wird die Leuchtdiode .3 wiederholt ein- und ausgeschaltet. Der
Verstärker 2 und die Leuchtdiode 3 bilden eine Leucht-
-
Vorrichtung.
Mit 4 ist ein photoelektrischer Wandlerteil als Lichtempfangsteil
bezeichnet, der von einem Zielobjekt reflektiertes Licht empfängt, welches mit dem von der Leucht-20
vorrichtung projizierten Licht und dem Umgebungslicht
beleuchtet ist. Eine Diode 5 und zwei Transistoren 6 und 7 mit einem gemeinsamen Basisanschluß bilden eine Stromspiegelschaltung.
Die Kollektoren der Transistoren 6 und
7 sind jeweils über Widerstände 11 bzw. 13 an als Spei-25
chereinrichtungen dienende Kondensatoren 12 bzw. 14 angeschlossen.
Ein Block A ist ein Schaltglied zum Steuern der Übertragung
eines Stroms aus dem photoelektrischen Wandler-
teil 4 zu jeweils einer der Speichereinrichtungen 12 und
14 unter Synchronisierung mit den Impulsen aus dem
OsziIlator 1 .
Ein Differenzverstärker 15 empfängt die Ausgangssignale
der Speichereinrichtungen 12 und 14 und berechnet daraus
aLLein diejenige Signalkomponente, die dem von der
Leuchtvorrichtung projizierten Licht entspricht.
Bei der Schaltung nach Figur 1 setzt während der Lichtprojektion
durch die Le'uchtvorri chtung der photoelektrische
Wandlerteil bzw. die photoelektrische Wandlervorrichtung
4 das auf dem Pro jektions Iicht beruhende
Ref lexions Iicht und das auf dem UmgebungsLicht beruhende
-^q Ref lexi ons I i cht gemeinsam in ein elektrisches Signal
um. Da während der Zeit der Speisung der Leuchtvorrichtung
mit dem Impuls eine AusgangssignaI Ieitung 1a des
Oszillators OSC bzw. 1 hohen Pegel hat, wird in dem Schaltglied ein Transistor 8 durchgeschaltet, so daß
, ρ- . daher auch der Transistor 6 der Stromspiegelschaltung
eingeschaltet wird. Daher speichert die erste Speichereinrichtung
12 das Signal, welches die Summe aus dem auf dem Pro jektions I icht beruhenden Reflexions I icht
und dem auf dem Umgebungslicht beruhenden Reflexions-
on licht darstellt.
Wenn der Oszillator 1 das Ausgangssignal niedrigen
Pegels abgibt, wird der Transistor 8 gesperrt, wodurch
die Speicherung an der ersten Speichereinrichtung unter-„p.
brochen wird. Das Signal niedrigen Pegels aus dem Oszillator 1 schaltet über einen Inverter 9 einen Transistor
10 und damit den Transistor 7 der Stromspiegelschaltung
ein, wodurch die zweite Speichereinrichtung 14 das photoelektrische
Umsetzungssignal speichert, das das auf
dem UmgebungsIicht beruhende RefI exions Iicht darstellt.
Die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Speichereinrichtung
werden an den Differenzverstärker 15 angelegt,
der die Differenz zwischen dem Signal aus der ersten
Speichereinrichtung und dem Signal aus der zweiten
Speichereinrichtung berechnet, so daß an einem Ausgangsanschluß 16 ein Signal auftritt, welches allein das
auf dem Projektionslicht aus der Leuchtvorrichtung b e ruhende RefI exions Iicht darstellt, über einen Verstärker 17 tritt an einem Ausgang 18 ein weiteres, an der zweiten Speichereinrichtung 14 gespeichertes Signal auf, welches allein das auf dem UmgebungsIicht beruhende
Ref I exionsIicht darstellt.
auf dem Projektionslicht aus der Leuchtvorrichtung b e ruhende RefI exions Iicht darstellt, über einen Verstärker 17 tritt an einem Ausgang 18 ein weiteres, an der zweiten Speichereinrichtung 14 gespeichertes Signal auf, welches allein das auf dem UmgebungsIicht beruhende
Ref I exionsIicht darstellt.
Es ist ein Merkmal der Schaltung nach Figur 1, daß der
Phototransistor mit hohem Verstärkungsgrad in der
Strom-Betriebsart mit verringertem Strom betrieben wird, um ein Ausgangssignal mit hoher Empfindlichkeit und
Strom-Betriebsart mit verringertem Strom betrieben wird, um ein Ausgangssignal mit hoher Empfindlichkeit und
" hohem SignaI/StörverhäItnis bzw. Störabstand zu erhalten,
wodurch es ermöglicht wird, bipolare Sensoren als
eine Einheit mit der Lichtprojektions-Steuerschaltung,
der Ref I exionsIicht-ErfassungsschaItung und Näherungsschaltern oder Entfernungsmessern herzustellen, bei
denen diese Schaltungen verwendet werden.
Die Figur 2 zeigt ein Beispiel einer Abwandlung des
Schaltglieds A mit den Transistoren 8 und 10 und dem
Inverter 9 nach Figur 1.
Schaltglieds A mit den Transistoren 8 und 10 und dem
Inverter 9 nach Figur 1.
In der Schaltung nach Figur 2 kann ein Schaltungsblock
B unter Verwendung gleichartiger Elemente wie die in
Figur 1 gezeigten aufgebaut sein, η;; "i I i c h der Leuchtvorrichtung 2 und 3, des Oszillatorsi, der ersten Speichereinrichtung 12 zum Speichern des photoelek.tri sehen Umsetzungssignals entsprechend dem Projektionslicht und dem Umgebung;; licht, der zweiten Speichereinrichtung 14 zum Speichern des photoelektrischen Umsetzungssignals
entsprechend dem UmgebunnsIicht, der Recheneinrichtung (des Differenzverstärk ers15) zum Errechnen der Projektionslicht-Signalkomponente und der Widerstände 11 und
Figur 1 gezeigten aufgebaut sein, η;; "i I i c h der Leuchtvorrichtung 2 und 3, des Oszillatorsi, der ersten Speichereinrichtung 12 zum Speichern des photoelek.tri sehen Umsetzungssignals entsprechend dem Projektionslicht und dem Umgebung;; licht, der zweiten Speichereinrichtung 14 zum Speichern des photoelektrischen Umsetzungssignals
entsprechend dem UmgebunnsIicht, der Recheneinrichtung (des Differenzverstärk ers15) zum Errechnen der Projektionslicht-Signalkomponente und der Widerstände 11 und
»ε «77 34Η540
Die Schaltung nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen
nach Figur 1 durch eine in einem SchaltungsbLock C dargestellte Synchronisierschaltung mit einem
Transistor 41 und einem ODER-Glied 42. 5
Wenn bei dem Betrieb der Schaltung nach Figur 2 der
Oszillator 1 den vorbestimmten Zyklus der Ein- und
Ausschaltvorgänge wiederholt, wird von der Leuchtvorrichtung
2 und 3 intermittierend Licht projiziert. Ein
10
(nicht gezeigtes) Zielobjekt reflektiert das projizierte
Licht und das UmgebungsIicht zu der photoelektrischen
Wand I ervorrichtung 4 hin. Der Emitter der Wandlervorrichtung
4 gibt ein Signal ab, das das empfangene Licht
darstellt.
'
'
Wenn der Oszillator 1 einschaltet bzw. das Licht projiziert wird, gibt der Oszillator 1 an der Signalleitung
1a ein Signal hohen Pegels ab, durch den die Transistoren 6 und 8 durchgeschaltet werden. Daher gelangt das
photoelektrische Umsetzungssignal, welches das zusammengefaßte
RefI exions Licht aus dem projizierten Licht
und dem UmgebungsLicht darstellt, über den Widerstand
11 zu dem ersten Kondensator bzw. der ersten Speichereinrichtung
12. Andererseits werden während der Spei-
sung der Leuchtvorrichtung die mit dem Eingang der zweiten
Speichereinrichtung 14 verbundenen Transistoren 7
und 10 mittels des Inverters 9 gesperrt. Wenn danach das Signal aus dem Oszillator 1 von dem Einschaltzustand
auf den Ausschaltzustand wechselt, schaltet der Inverter
9 die Transistoren 7 und 10 durch, wodurch der zweiten Speichereinrichtung 14 das photoelektrische Umsetzungssignal für das UmgebungsIicht unter Ausschluß des projizierten
Lichts zugeführt wird. Die Lichtempfangsvor-
richtung bzw. der Phototransistor 4 ist so geschal. ^Pt,
35
- 12 - DE 3877
34U540
daß er mittels des Inverters 9, des ODER-GLieds 4 2 und
des Transistors 41 sowohl während der Ei nscha It zeit
als auch während der Ausschaltzeit des Oszillators 1
aktiv betrieben wird.
5
5
Der vorstehend beschreibene Aufbau und die Anordnung
der Elemente nach Figur 2 stellen ein Beispiel dar,
bei dem die beim Einschalten des Transistorschalters auftretende
Spannung dadurch aufgehoben wird, daß der 10
gleiche Schalter bzw. Schalttransistor 41 in Reihe zu .
der Diode 5 geschaltet ist und das ODER-Glied 42 so geschaltet ist, daß der als Schalter dienende Transistor
41 sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Speichervorgang öffnet. Es ist ferner möglich, statt der
■ ' ·
Verwendung des ODER-Glieds 42 den Schalter bzw. Schalttransistor 41 derart vorzuspannen, daß sein Steuersignal
immer hohen Pegel hat.
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Abwand-
lung, bei der anstell'e der gemeinsamen Diode 5 für die
Stromspiegelschaltung zwei Dioden 43 und 44 in Reihenschaltung
zu den jeweiligen Wäh I scha 11ern in Form der
Transistoren 8 und 10 verwendet werden, wodurch die auf der Spannung zum Zeitpunkt des Öffnens der Schalter b e -
ruhende Stromumsetzungsdifferenz aufgehoben wird.
In der Schaltung nach Figur 3 kann ein Schaltungsblock
B auf gleichartige Weise wie der Schaltungsblock B nach
Figur 1 aufgebaut sein.
Die figur 4 zeigt ein nächstes Beispiel für eine Abwandlung,
bei dem an den abliegenden Anschlüssen der Speichereiηrichtungen zwei Schalter 46 und 47 und ein
Inve rsionsscha 11gIied bzw. ein Inverter 48 für das
abwechselnde Speichern der Photoströme an den.Speichereinrichtungen
12 und 14 vorgesehen sind. Um bei diesem AusführungsbeispieL das AusgangssignaL von den Schaltern
p- 46 und 47 unabhängig zu machen, werden zwei Differenzverstärker
50 und 49 verwendet, um ein potentialfreies
Ausgangssignal bzw. ein Ausgangssignal ohne feste PotentiaIbeziehung
zu erhalten.
„ Nach Figur 4 gibt eine (nicht dargestellte) Leuchtvorrichtung
entsprechend dem Schwingvorgang des Oszillators
1 Licht ab. Es ist anzumerken, daß dann, wenn das Ausgangssignal
durch das Sperren des Phototransistors 4
bei dem Einschaltzustand der Schalter 46 und 47 ausg.e-
,._ . lesen wird, natürlich der gleiche Differenzverstärker
Io
wie derjenige nach Figur 1 genügt.
Die Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Wandlerelements bei der Anwendung in
_ einer Schaltung zum Erfassen des Projektionslichts unter
20
Synchronisierung mit der Lichtprojektion über eine Leitung
21 auf gleichartige Weise wie gemäß Figur 1.
Die von einem photoelektrischen Wandlerteil 22 während
der Lichtprojektion empfangene Lichtmenge bewirkt, daß
25
ein Phototransistor 23 mit gemeinsamer Basis einen Photostrom
abgibt, der das reflektierte Umgebungs I icht und
das reflektierte Projektions I icht darstellt und der zu
einer Leitung 24 und einem zusätzlichen Kondensator 25
fließt. Wenn kein Licht projiziert wird, gibt ein T.nver-30
ter 26 ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, das über eine
Leitung 27 an den Kollektor eines Phototransistors 28
mit der gemeinsamen Basis angelegt wird. Daher fließt während dieser Zeitdauer ein das reflektierte Umgebungslicht da rs te I I enderPhotostrom zu einer Leitung 29 und
35
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einem weiteren zusätzlichen Kondensator 30. Dieser Photo-strom für das Umgebungs L i c ht wird durch eine Stromspiegelschaltung
mit einer Diode 31 und einem Transistor
r- 32 invertiert, so daß aus der Komponente "reflektiertes
Umgebungs I i ch t + ref I ek-t i e rt es Pro j e kt i ons I i ch t " an der
Leitung 24 über eine Leitung 33 die UmgebungsIichtkomponente
abgeleitet bzw. ausgeschieden wird. Daher fließt
zu einer Leitung 34 ein Photostrom für das reflektierte Pro jektions Iicht, der mittels einer weiteren Stromspiegelschaltung
aus einer Diode 35 und einem Transistor 36 invertiert wird. Dieser Photostrom wird schließlich mittels
eines Widerstands 37 in der Form einer zur Reflexionslichtmenge proportionalen Spannung an eine Leitung 38
abgegeben.
15"
15"
Durch die hinzugefügten Kondensatoren gemäß der vorstehenden
Beschreibung ist es möglich, einen leistungsfähigen bipolaren Sensor zu bilden, der auf ausreichend
schnelle Wechsel der Lichtprojektion anspricht und bei
20
Synchronisierung hiermit ein Ausgangssignal abgibt, welches
mit hoher Genauigkeit und hohem Störabstand allein der gemittelten und geglätteten Pro jektionsIichtkomponente
entspricht, wobei ein Vorteil darin besteht, daß
der Sensor leicht als eine Einheit mit anderen Teilen
25
hergestellt werden kann.
Die Figur 6 zeigt einen Phototransistor mit npn-Aufbau
zur Erzielung der Eigenschaften der Schaltungen gemäß
den Figuren 1 bis 4; dieser Phototransistor erzeugt ein
Ausgangssignal, das zu dem auf eine ubergangszone des
Transistors fallenden Licht proportional ist.
Die Figur 7 zeigt Phototransistoren in npn-Aufbau mit
einer gemeinsamen Basis, die Ausgangssignale abgeben,
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34U540
welche zu dom auf die gemeinsame Basis fallenden Licht
proportional sind, und die zum Erzielen der Gestaltung
nach Figur 5 geeignet sind.
Die Figuren 8(a), 8(b) -und 8(c) zeigen ein Beispiel.
von Phototransistoren mit einer gemeinsamen photoempfindlichen
Basiszone gemäß dem Sc ha Ltungsblock C
in Figur 5.
Nach Figur 8(a) ist ein P-Substrat 55 über einer n-Trennzone
56 aufeinanderfolgend mit einer η -Schichtzone 57,
einer P-Schicht 58 und η -Schichtzonen 59 versehen,
welche jeweils Kollektoren CL1 und CL2, die gemeinsame Basiszone bzw. Emitter EM1 und EM2 bilden.
Die Figur 8(b) ist eine-Äquivalenzschaltung zu Figur 8(a),
während die Figur 8(c) eine abwechselnde kammartige Anordnung der Kollektoren oder Emitter zeigt, mit der die
Eigenschaften der beiden Phototransistoren einander an-20
geglichen werden.
Die Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Wandlerelements entsprechend den Figuren
1 bis 4. Bei diesem Ausführunqsbeispie I wird das Photo-25
signal integriert und aufgrund einer Bezugsspannung Vc zusammengesetzt. Während der Lichtprojektion wird das
Photosignal für das Reflexions I icht über eine Stromspiegelschaltung
aus Transistoren 105, 107.., 107?, 107, und
107, und über einen Sc ha Ittransistor 146 zur Einspeiche-4
rung einem Kondensator 112 zugeführt, der in den Gegenkopplungsweg
eines Rechenverstärkers 153 geschaltet ist, an dessen nichtinvertierenden Eingang die Bezugs spannung
Vc angelegt ist. Andererseits wird dann, wenn kein Licht
projiziert wird, das Photosignal für das UmgebungsLicht
35
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3AU540
(Sonnenlicht) über eine weitere Stromspiegelschaltung
aus dem Transistor 105 und Transistoren 10O1, 106p,
106, und 106. sowie über einen weiteren Scha 111ransistοr
5 4
β 147 zur Speicherung einem Kondensator 113 zugeführt,
der in den Gegenkopplungsweg eines Rechenverstärkers
152 geschaltet ist, an dessen nichtinvertierenden Eingang
die Bezugsspannung Vc angelegt ist. Widerstände 154 bis 157 und ein Rechenverstärker 158 bilden eine
IQ Differenzverstärkerschaltung 149, die an dem Ausgang
des Rechenverstärkers 158 ein Ausgangssignal abgibt,
welches eine Differenz zwischen den beiden Photosignalen
gemäß folgendem Ausdruck darstellt:
.VAL-AD = VAL - VAD + Vc
-
-
d.h., es wird ein Signal erzielt, das unter Ausschluß
des Umgebung s lichtsignal-s lediglich dem Projekt ionslicht
entspricht.
on Die Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel,
das demjenigen nach Figur 5 entspricht und das aus
dem AusführurtgsbeispieI nach Figur 9 dadurch gebildet ist, daß ein Phototransistorteil 104 und die Transistoren 105, 106 und 107 durch Teile bzw. Transistoren
dem AusführurtgsbeispieI nach Figur 9 dadurch gebildet ist, daß ein Phototransistorteil 104 und die Transistoren 105, 106 und 107 durch Teile bzw. Transistoren
ot- 122, 123 und 128 mit gemeinsamer photoempfindlicher
Fläche ersetzt sind. Die Schaltung nach Figur 10 arbeitet auf gleichartige Weise wie diejenige gemäß Figur 9. Transistoren 150 und 151 stellen jeweils Integrationssignal-Ableittransistören für die Kondensatoren 113 bzw. 112 dar.
Fläche ersetzt sind. Die Schaltung nach Figur 10 arbeitet auf gleichartige Weise wie diejenige gemäß Figur 9. Transistoren 150 und 151 stellen jeweils Integrationssignal-Ableittransistören für die Kondensatoren 113 bzw. 112 dar.
Ein photoelektrisches Wand I ere Iement, das auf Umgebungs-Licht
bzw. auf aus dem Umgebungslicht und Projektionslicht aus einer mit einem vorbestimmten Zyklus durch
Signale aus einem Oszillator betriebenen Leuchtvorrich-
o_ tung zusammengesetztes Licht anspricht, gibt dementob
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34H540
sprechende AusgangssignaLe ab, weLche in einer ersten
bzw. einer zweiten Speichereinrichtung gespeichert werden.
Da die Speicherungsvorgänge an den Speichereinrichtungen
mit der Schwingungsfunktion des Oszillators
synchronisiert werden, ergeben Signale aus den Speicherei
nrichtungen Informationen, die für Aufnahmen mit
einer Kamera erforderlich sind.
Claims (3)
- Pat entansp rü ehePhotoeLektrisches Wand L ere Lement für den Empfang von Licht, das von einer Leuchtvorrichtung her projiziert wird, die unter einem vorbestimmten Zyklus durch Signale aus einem Oszillator betrieben wird, gekennzeichnet durch eine photoelektrische Wand Iervorrichtung (4; 22; 58; 104), die zur Abgabe eines zur einfallenden Lichtmenge proportionalen Ausgangssignals das von der Leuchtvorrichtung (3) projizierte Licht und Umgebungs I icht empfängt, eine erste Speichereinrichtung (12; 25; 113) zum Speichern eines photoelektrischen Umsetzungssignals gemäß dem projizierten Licht und dem Umgebungslicht, eine zweite Speichereinrichtung (14; 30; 112) zum Speichern eines zweiten photoelektrischen Umsetzsignals gemäß dem Umgebungslicht und eine Umschalteinrichtung (A) zum Anlegen des Ausgangssignals der photoelektrischen Wandlervorrichtung an die erste bzw. zweite Speichereinrichtung unter Synchronisierung mit dem Schwingungszyklus des Oszi I lators (1) .
- 2. Photoelektrisches Wand Ierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Umsetzungssignale aus der photoelektrischenA/4- 2 - DE 3877 34145A0Wandlervorrichtung (4; 22; 58; 104) an die erste bzw. zweite Speichereinrichtung (12; 25; 113 bzw. 14; 30; 112) über eine StromspiegeLschaLtung mit einem gemein-5 samen BasisanschLuß angeLegt werden.
- 3. PhotoeLektrisches Wand L ereLement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den BasisanschLuß und den EmitteranschLuß der StromspiegeLschaL-10 tung eine Diode (43, 44) geschaLtet ist.
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