DE3018470A1

DE3018470A1 - Solid state rangefinder for camera - has inter-digitated array of sensors in optic plane behind lens array

Info

Publication number: DE3018470A1
Application number: DE19803018470
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Phys. 8000 München Graßl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-12-24

Abstract

The appts. has two sets of solid state sensor elements (S1,S2....) in a linear array in the focal plane of a lens array. The size and spacing of the elements is such that one of each array is set behind each lens element (28) with the in focus image from each ranging optic system corresponding to each array. The signals from the sensors are processed electronically for optimum focus, without any attention by the user. The rangefinder can be incorporated in the viewfinder, with part of the light extracted for ranging. The lens array has a series of cylindrical lenses in parallel array.

Description

Anordnung zur optoelektronischen Entfernungsmessung mitArrangement for optoelectronic distance measurement with

richtungsselektiven linearen Bildsensoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur optoelektronischen Entfernungsmessung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Directional Selective Linear Image Sensors The invention relates to to an arrangement for optoelectronic distance measurement according to the preamble of claim 1.

Anordnungen dieser Art sind bereits in den DE-OS 28 13 913 und 28 13 914 und den älteren Patentanmeldungen P 28 13 913.1, P 28 38 647.2, P 29 36 491.8 und P 29 36 535.3 beschrieben. Die Sensorelemente bestehen dabei aus Fotodioden, MIS-gondensatoren, oder aus Botodioden, denen jeweils MIS-Eondensatoren zugeordnet sind.Arrangements of this type are already in DE-OS 28 13 913 and 28 13 914 and the earlier patent applications P 28 13 913.1, P 28 38 647.2, P 29 36 491.8 and P 29 36 535.3. The sensor elements consist of photodiodes, MIS capacitors, or from botodiodes, to which MIS capacitors are assigned are.

Innerhalb einzelner Zeitintervalle, die auch als Integrationszeiten bezeichnet werden, sammeln sich in den Sensorelementen jeweils optisch erzeugte Ladungsträger an, aus denen dann die Sensorsignale abgeleitet werden. Bei den Anordnungen nach den DE-OS 28 13 913 und 28 13 9146 und der älteren Anmeldung P 28 13 913.1 erfolgt eine analoge Verarbeitung der Sensorsignale, während sich die Anordnungen nach den weiterhin genannten älteren Patentanmeldungen davon insofern unterscheiden, als die Sensorsignale vor ihrer weiteren Verarbeitung zunächst digitalisiert werden.Within individual time intervals, also called integration times are referred to collect in the sensor elements each optically generated Charge carriers from which the sensor signals are then derived. With the arrangements according to DE-OS 28 13 913 and 28 13 9146 and the earlier application P 28 13 913.1 analog processing of the sensor signals takes place while the arrangements according to the older patent applications that are also mentioned, differentiate than the sensor signals are first digitized before further processing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden auf die linearen Bildsensoren zu projizierenden Zeilenausschnitte, die von dem in seiner Entfernung zu bestimmenden Gegenstand abgeleitet werden, in möglichst raumsparender und einfacher Weise.den beiden Bildsensoren individuell zuzuordnen. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.The invention is based on the object of the two on the linear Image sensors to project line segments from the one in its distance to be determined object can be derived, in as space-saving and simple as possible Way. To assign individually to the two image sensors. This task is carried out by the in claim 1 characterized features solved.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbeson- dere darin, daß beide Zeilenausschnitte etwa in die Ebene der Bildsensoren übereinander projiziert werden können, wobei eine optische Trennung der von dem Gegenstand ausgehenden Strahlenbündel erst unmittelbar vor der Ebene der Bildsensoren erfolgt. Zur Trennung der in den Zeilenausschnitten enthaltenen Bildinformation dient die ineinander verschachtelte Anordnung der Sensorelemente beider Bildsensoren und die räumliche Position der Sensorelemente im Bezug auf die einzelnen Zylinderlinsen der Mikrolinsenschicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anordnung nach der Erfindung in einfacher Weise zur Auswertung der über zwei Teilpupillen ein und desselben Objektivs abgeleiteten, von einem in seiner Entfernung zu bestimmenden Gegenstand ausgehenden Strahlenbündel dienen kann, und zwar insbesondere in Verbindung mit einer fotografischen Spiegelreflexkamera.The advantage that can be achieved with the invention is in particular dere in that both line excerpts are superimposed approximately in the plane of the image sensors can be projected, with an optical separation of the emanating from the object The bundle of rays only takes place immediately in front of the plane of the image sensors. For separation the image information contained in the line excerpts is used by the interleaved Arrangement of the sensor elements of both image sensors and the spatial position of the Sensor elements in relation to the individual cylindrical lenses of the microlens layer. Another advantage is that the arrangement according to the invention in a simple Way of evaluating the two partial pupils of one and the same objective, from a beam emanating from an object to be determined in its distance can serve, in particular in connection with a photographic reflex camera.

Die Patentansprüche 2 bis 6 geben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung an.The claims 2 to 6 give advantageous embodiments and Developments of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des in einer erfindungsgemäßen Anordnung vorliegenden Strahlengangs bis zur Ebene der Bild sein soren, Figur 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Aufteilung der Bildinformationen aus zwei übereinander projizierten Zeilenausschnitten auf zwei Bild sensoren bei einer Anordnung nach Figur 1 und Figur 3 eine erfindungsgemäße Anordnung in Verbindung mit einer Spiegelreflexkamera.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows: FIG. 1 a schematic representation to explain the in a The arrangement according to the invention be present beam path up to the plane of the image sensors, Figure 2 is a schematic illustration to explain the division of the Image information from two line excerpts projected one on top of the other on two Image sensors in an arrangement according to Figure 1 and Figure 3 according to the invention Arrangement in connection with a reflex camera.

In Figur 1 ist eine fotografische oder elektronische Kamera mit einem Gehäuse 1 und einem Objektiv 2 schematisch dargestellt. Im Inneren des nur in seinem Umriß angedeuteten -Gehäuses 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines optoelektronischen Entfernungsmessers gezeigt, der eine Anzeige der Entfernung eines Gegenstandes von der Kamera liefert undinsbesondere auch dazu benutzt werden kann, um den Abstand des Objektivs 2 von einer Bildebene 3 auf einen solchen Wert einzustellen, daß der Gegenstand hierauf scharf abgebildet wird. In dieser Bildebene 3 befindet sich dann beispielsweise ein zu belichtend-er fotografischer Film. Zwei zur optischen Achse A parallele.Strahlen werden im Objektiv 2 so abgelenkt, daß sie sich in einem Punkt der Bildebene 3 treffen. Durch Einfügung einer Blende 7 mit zwei Öffnungen 8 und 9 in den Strahlengang werden zwei zur Entfernungsmessung notwendige Strahlenbundel 10 und 11 definiert, von denen da-s erste durch eine rechte Teilpupille 12 und das zweite durch eine linke Teilpupille 13 des Objektivs 2 eintritt. Die Strahlenbundel 10 und-Il werden auf eine zur Bildebene 3 äquivalente Ebene 5' fokussiert. Damit die Ebene 3' nicht mit der Ebene 3 zusammenfällt, sind Spiegel 14 und 15 im Strahlengang vorgesehen, die die auf sie fallenden Strahlenbundel 10 und 11 umlenken, z. B.In Figure 1 is a photographic or electronic camera with a Housing 1 and an objective 2 schematically shown. Internally of the housing 1, only indicated in its outline, are the essential components an optoelectronic rangefinder showing the distance of an object from the camera and in particular can also be used for this purpose can to the distance of the lens 2 from an image plane 3 to such a value set so that the object is shown in focus on it. In this picture plane 3 is then, for example, a photographic film to be exposed. Two to the optical axis A parallele.Strahlen are deflected in the lens 2 so that they meet at a point on image plane 3. By inserting a diaphragm 7 with two openings 8 and 9 in the beam path there are two for distance measurement necessary bundles of rays 10 and 11 are defined, of which the first is defined by a right Sub-pupil 12 and the second through a left sub-pupil 13 of the objective 2. The bundles of rays 10 and II are on a plane 5 'equivalent to the image plane 3 focused. So that level 3 'does not coincide with level 3, there are mirrors 14 and 15 are provided in the beam path, which the beam bundles 10 and deflect 11, e.g. B.

in eine Richtung, die zur Bildebene von Figur 1 senkreicht steht. Dabei sind die Spiegelflächen, die von den Strahlenbündeln 10 und 11 getroffen werden, in Figur 1 schraffiert und mit 16 und 7 bezeichnet. Zur einfacheren Darstellung ist in Figur 1 der Teil des Strahlengangs der Bündel 10 und 11, der hinter den Spiegeln 14 und 15 liegt, wieder in die Bildebene geklappt, wobei dann die Ebene 3' in dieseriarstellung mit der Bildebene 3 zusammenfällt. In der Ebene 3' und der Bildebene in Figur 1 sind zwei lineare Bildsensoren 18 angeordnet, die in einen dotierten .Halbleiterkörper 19 integriert sind.in a direction which is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. The mirror surfaces that are hit by the bundles of rays 10 and 11 are hatched in FIG. 1 and denoted by 16 and 7. For easier presentation is in Figure 1 that part of the beam path of the bundles 10 and 11, which is behind the mirrors 14 and 15, folded back into the image plane, the plane 3 'then in this position coincides with the image plane 3. In plane 3 'and the image plane in FIG. 1 two linear image sensors 18 are arranged, which are in a doped .Halbleiterkörper 19 are integrated.

Jeder der Bildsensoren enthält eine Reihe von Sensorele--menten, die jeweils aus Fotodioden,-MIS-Kondensatoren oder aus Fot6dioden-und diesen zugeordneten MIS-Eonden- satoren bestehen. Der Aufbau und die Arbeitsweise solcher Biidsensoren sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 29 36 491.8 beschrieben. Die Ausgänge der einzelnen Sensorelemente sind über Leitungen 20 mit Paralleleingängen einer Auswerteschaltung 21 verbunden, deren Ausgang 22 mit einer die Entfernung des Gegenstandes anzeigenden Einrichtung 23 beschaltet ist. Das Objektiv 2 wird dann auf die ermittelte Entfernung eingestellt. Andererseits kann der Ausgang 22 auch mit einer Fokussiereinrichtung .24 verbunden sein, die in Abhängigkeit von einem an 22 abgreifbaren Signal den zur Fokussierung benötigten Abstand des Objektivs 2 von der Bildebene 3 und der zu dieser äquivalenten Ebene 3' mittels eines durch die gestrichelte Lini.e -25 angedeuteten Betätigungsorgans einstellt. Die Auswerteschaltung 21 kann mit Vorteil in den dotierten Ealbleiterkörper 19 integriert sein.Each of the image sensors contains a number of sensor elements that each composed of photodiodes, -MIS capacitors or photodiodes and associated therewith MIS-Eonden- sators exist. The structure and operation of such Image sensors are for example in the German patent application P 29 36 491.8 described. The outputs of the individual sensor elements are connected via lines 20 Parallel inputs of an evaluation circuit 21 connected, the output 22 with a the removal of the object indicating device 23 is connected. The objective 2 is then set to the determined distance. On the other hand, the exit can 22 can also be connected to a focusing device .24 which, depending on a signal that can be tapped off at 22 shows the distance of the lens required for focusing 2 of the image plane 3 and the plane 3 'equivalent to this by means of a through the dashed Lini.e -25 indicated actuator adjusts. The evaluation circuit 21 can advantageously be integrated into the doped semiconductor body 19.

Zwei achsparallele Strahlen 4 und 5, die von den Spiegeln 14, 15 auf die Ebene 3' umgelenkt werden, treffen sich dort in einem Bildpunkt 6. Dieser Punkt entspricht einem Gegenstandspunkt, der sich in einer-sehr großen Entfernung von der Kamera 1 befindet. Ist seine Entfernung geringer, so gehen von ihm Lichtstrahlen aus, die sich, soweit sie durch die rechte Teilpupille 12 einfallen, ungefähr in einem Bildpunkt 6a der Ebene 3' treffen. Diese Strahlen werden durch den Strahl 26 angedeutet, der durch den Mittelpunkt der Teilpupille 12 geht. Andererseits treffen sich die vom Gegenstand ausgehenden Lichtstrahlen, die durch die linke Teilpupille 13 eintreten, ungefähr in einem Bildpunkt 6b. Die Abweichungen der Bildpnnkte 6a und 6b von dem Bildpunkt 6 sind als z und y gekennzeichnet. Die bei einer Einstellung des Objektivs 2 auf die Entfernung ."Unendlich" gebildete Summe x + y ergibt ein Maß für die Entfernung des Gegenstandes.Two axially parallel beams 4 and 5 from the mirrors 14, 15 on the plane 3 'are deflected, meet there in an image point 6. This point corresponds to an object point which is at a-very great distance from camera 1 is located. If its distance is less, rays of light emanate from it which, as far as they fall through the right partial pupil 12, are approximately in meet an image point 6a of plane 3 '. These rays are made by the ray 26 indicated, which goes through the center point of the partial pupil 12. On the other hand, meet the light rays emanating from the object and passing through the left partial pupil 13 enter, approximately in a pixel 6b. The deviations of the image points 6a and 6b of pixel 6 are identified as z and y. The one with one setting of the lens 2 to the distance. "Infinite" formed sum x + y results in a Measure for the distance of the object.

Dies gilt auch für den Pall, daß von dem Gegenstand und seiner Umgebung eine ganze Bildzeile abgeleitet und durch die Teilpupillen 12 und 13 auf die Bildsensoren 18 projiziert wird. Es entsteht eine relative Verschiebung zwischen einander vergleichbaren, der Bildzeile entsprechenden Helligkeitsverläufen.This also applies to the Pall, that of the object and its surroundings an entire line of images derived and carried out the partial pupils 12 and 13 is projected onto the image sensors 18. There is a relative shift between comparable brightness gradients corresponding to the image line.

Der Wert der relativen Verschiebung x + y wird in der Auswerteschaltung 21 in der Weise ermittelt, daß die Sensorsignale des einen Bildsensors mit den Sensorsignalen des anderen Bildsensors in Abhängigkeit von unterschiedlichen Positionsverschiebungen hinsichtlich ihrer Korrelation überprüft werden. Die Positionsverschiebung, bei der die maximale Korrelation auftritt, entspricht dabei dem gesuchten Wert x + y. Am Ausgang 22 ist eine elektrische Größe abgreifbar, die diesem Wert und damit der Entfernung des Gegenstandes entspricht. Die Arbeitsweise einer solchen Auswerteschaltung ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 29 36 491.8 oder in den DE-OS 28 13 919 und 28 13 914 beschrieben.The value of the relative displacement x + y is in the evaluation circuit 21 determined in such a way that the sensor signals of one image sensor match the sensor signals of the other image sensor as a function of different position shifts be checked for their correlation. The position shift, at which the maximum correlation occurs corresponds to the searched value x + y. At the output 22 an electrical variable can be tapped that this value and thus the Distance of the object. How such an evaluation circuit works is for example in the German patent application P 29 36 491.8 or in the DE-OS 28 13 919 and 28 13 914.

Insbesondere bei einer Verwendung der Fokussiereinrichtung 24 braucht das Objektiv 2 aber nicht vor jeder Entfernungsmessung oder Scharfeinstellung auf die Entfernung "Unendlich" eingestellt zu werden. Ausgehend von der jeweiligen Stellung des Objektivs stellt dann der Wert x + y ein Maß dar für die Abweichung der Entfernung des Gegenstandes von der Entfernung, auf die das Objektiv 2 gerade eingestellt ist. Die an 22 abgreifbare elektrische Größe entspricht dabei der erforderlichen Objektiv verstellung, mit der eine scharfe Abbildung des Gegenstandes erreicht wird.In particular when using the focusing device 24 the lens 2 but not before each distance measurement or focusing the distance to be set to "Infinite". Based on the respective position of the lens, the value x + y then represents a measure of the deviation in distance of the object from the distance to which the lens 2 is currently set. The electrical variable that can be tapped off at 22 corresponds to the required lens adjustment, with which a sharp image of the object is achieved.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Halbleiterkörper 19, der beispielsweise aus P-leitendemSilizium besteht, und die in diesen integrierten Bildsensoren 18.Figure 2 shows a cross section through the semiconductor body 19, the consists for example of P-conductive silicon, and the image sensors integrated in them 18th

Die als Fotodiode ausgebildeten Sensorelemente der Bildsensoren bestehen aus kleinen, jeweils im Abstand 2e voneinander angeordneten auf einer geraden Linie liegenden, N-leitenden Gebieten. Die Sensorelemente S1, S3 und S5 gehören zu dem einen Bildsensor, der zur Auswertung der über die Teilpupille 12 erhaltenen Bildinformation vorgesehen ist, während die Sensorelemente S2, S4 und S6 zu dem anderen Bildsensor gehören, der die über die Teilpupille 13 erhaltenen Bildinformationen auswertet. In Figur 1 sind die Eingänge der Auswerteschaltung 21, die über die Leitungen 20 mit den Ausgängen des ersten Bildsensors verbunden sind, mit El bezeichnet, während die dem anderen Bildsensor zugeordneten Eingänge mit E2 angedeutet sind. Zur Erläuterung des Selektionsprinzips sind in Figur 2 nur jeweils drei Sensorelemente jedes Bildsensors dargestellt. In praktischen Ausführungen der erfindungsgemäßen Anordnung weist jedoch jeder Bildsensor eine Vielzahl von Sensorelementen, z. B.The sensor elements of the image sensors, designed as photodiodes, exist of small ones, each arranged at a distance of 2e from one another on a straight line lying, N-conductive areas. The sensor elements S1, S3 and S5 belong to the one image sensor, which is provided for evaluating the image information obtained via the partial pupil 12 while the sensor elements S2, S4 and S6 belong to the other image sensor, which evaluates the image information received via the partial pupil 13. In figure 1 are the inputs of the evaluation circuit 21, which via the lines 20 with the Outputs of the first image sensor are connected, denoted by El, while the the inputs assigned to the other image sensor are indicated by E2. In order to explain of the selection principle, only three sensor elements of each image sensor are shown in FIG shown. In practical embodiments of the arrangement according to the invention, however, has each image sensor has a plurality of sensor elements, e.g. B.

achtzig oder mehr auf, wobei innerhalb der Reihe jeweils ein Sensorelement des einen Sensors auf ein Sensorelement des anderen Bildsensors folgt.eighty or more, with one sensor element in each row of one sensor follows a sensor element of the other image sensor.

Um zu erreichen, daß die Sensorelemente S1, S3 und S5 die Bildinformationen aus der Teilpupille 12 und die Sensorelemente S2, S4 und S6 die Bildinformationen aus der Teilpupille 13 erhalten, ist die Grenzfläche 19a des Halbleiterkörpers 19 mit einer Mikrolinsenschicht 2g bedeckt, deren Oberfläche so ausgeformt ist, daß zueinander parallele Zylinderlinsen ZL1 bis ZL3 entstehen. Hinter jeder Zylinderlinse, deren Breite dem in Figur 2 eingezeichneten Sensorrastermaß d entspricht, sind zwei Sensorelemente angeordnet, so z. B.. hinter der Zylinderlinse ZL2 die Sensorelemente S2 und S3. Wird die Breit b der Sensorelemente schmal gemacht gegenüber d und bezeichnet man die Verschiebung zwischen jedem Sensorelement und der Achse der zugeordneten Zylinderlinse mit e, so ergibt sich für jedes Sensorelement eine Richtcharakteristik unter einem Richtungswinkel o( gegenüber der optischen Achse A, der durch die Beziehung tan o(= = r (1) gegeben ist, wenn f die Brennweite der Mikrolinsenschicht 28 andeutet. Die unter dem Richtungswinkel « einfallenden Strahlen 29 und 30 werden von der Zylinderlinse ZL2 so gebrochen, daß sie sich mit dem unter dem gleichen Winkel einfallenden Mittelpunktsstrahl 30a in der Mitte der Oberfläche des Sensorelements S3 treffen. Wie für S4 dargestellt ist, bestimmt die Breite b der einzelnen Sensorelemente den Öffnungswinkelo( der einzelnen Richtcharakteristiken, wobei in erster Näherung gilt: #α = b/I . cos²α (2) Durch die Wahl der Parameter d, e und f werden die Werte von « und oc so eingestellt, daß sie den in Figur 1 eingezeichneten Werten entsprechen. Damit erfassen die Sensorelemente S1, S3, S5 usw. jeweils nur Lichtstrahlen aus der Teilpupille 12, die Sensorelemente S2, S4 und S6 jeweils nur Lichtstrahlen aus der Teilpupille 13.To achieve that the sensor elements S1, S3 and S5 the image information the image information from the partial pupil 12 and the sensor elements S2, S4 and S6 The interface 19a of the semiconductor body 19 is obtained from the partial pupil 13 covered with a microlens layer 2g, the surface of which is shaped so that Cylindrical lenses ZL1 to ZL3 parallel to one another arise. Behind every cylinder lens the width of which corresponds to the sensor pitch d shown in FIG. 2 are two Sensor elements arranged, so z. B .. behind the cylindrical lens ZL2 the sensor elements S2 and S3. If the width b of the sensor elements is made narrow compared to d and denoted the displacement between each sensor element and the axis of the associated one Cylindrical lens with e, this results in a directional characteristic for each sensor element at an angle of direction o (with respect to the optical axis A, which is determined by the relationship tan o (= = r (1) is given if f is the focal length of the microlens layer 28 indicates. The rays 29 and 30 incident at the direction angle become broken by the cylindrical lens ZL2 in such a way that it coincides with the one under the same Angle incident center ray 30a in the center of the surface of the sensor element Hit S3. As shown for S4, the width b of the individual sensor elements determines the opening angle o (of the individual directional characteristics, where in a first approximation the following applies: # α = b / I. cos²α (2) By choosing the parameters d, e and f the values of and oc are set so that they correspond to the values shown in FIG correspond. In this way, the sensor elements S1, S3, S5 etc. each only detect light beams from the partial pupil 12, the sensor elements S2, S4 and S6 each only have light rays from the partial pupil 13.

Die Brennweite f der Mikrolinsensehicht wird zweckmäßigerweise-so gewählt, daß sämtliche Sensorelemente zueinander äquidistant angeordnet sind. Auf diese Weise werden gegenseitige Beeinflussungen der Bildinformationen aus den beiden Teilpupillen 12 und 13 weitgehend vermieden. Hierzu ist eine Brennweite f der Größe f = d (3) 4 tanα erforderlich.The focal length f of the microlens layer is expediently so chosen that all sensor elements are arranged equidistant from one another. on this way, the image information from the two will influence each other Partial pupils 12 and 13 largely avoided. For this purpose, a focal length f is the size f = d (3) 4 tanα required.

Zwischen den einzelnen Sensorelementen S1, S2 usw. können auf der Grenzfläche- 19a des Halbleiterkörpers 19 mit Vorteil Leiterbahnen verlegt werden, die beispielsweise die Ausgänge der einzelnen Sensorelemente mit den Eingängen der Auswerteschaltung 21 verbinden.Between the individual sensor elements S1, S2, etc. can be on the Interface 19a of the semiconductor body 19 are advantageously laid conductor tracks, for example, the outputs of the individual sensor elements with the inputs of the Connect evaluation circuit 21.

In der Anordnung nach Figur 1 muß nach erfolgter Entfernungsmessung bzw. Scharfstellung die Blende 7 entfernt werden, beispielsweise durch ein Umklappen um die Achse 32, um eine Belichtung des in der Ebene 3 befindlichen, fotografischen Films zu ermöglichen. Andererseits kann aber die Anordnung nach Figur 1 auch als ein Entfernungsmesser aufgefaßt werden, der nicht in Verbindung mit einer fotografischen Kamera steht. Hierbei können die Spiegel 14, 15 entfallen, so daß sich die Ebene 3' in der in Figur 1 angedeuteten Lage befindet, während die Ebene 3 mit ihr zusammenfällt. Die Blende 7 ist dann- zweckmäßigerweise ortsfest angeordnet. In diesem Fall wird die von der Vorrichtung 23 gelieferte Anzeige der Entfernung des zu messenden Gegenstandes ausgewertet. Wird mit einem solchen SntSernungsmesser beispielsweise die Position eines zu bearbeitenden Werkstuckes in einer Werkseugmaschine bestimmt, so kann das am Ausgang 22 auftretende Signal dazu benutzt werden, um die Bewegung des Werkstückes in einer vorgegebenen Position zu stoppen. In einem derartigen Anwendungsfall findet im allgemeinen keine Nachstellung der Entfernung des Objektivs 2 von der Ebene 3' auf einen eine optimale Fokussierung ergebenden Wert statt.In the arrangement according to FIG. 1, after the distance measurement has taken place or focusing, the diaphragm 7 can be removed, for example by folding it down about the axis 32, to an exposure of the located in the plane 3, photographic Enable films. On the other hand, can but the arrangement according to Figure 1 can also be viewed as a rangefinder that is not related with a photographic camera. The mirrors 14, 15 can be omitted here, so that the level 3 'is in the position indicated in Figure 1, while the Level 3 coincides with her. The diaphragm 7 is then expediently stationary arranged. In this case, the indication provided by the device 23 becomes the Distance of the object to be measured evaluated. Will use such a range finder for example the position of a workpiece to be machined in a factory suction machine determined, the signal appearing at the output 22 can be used to the To stop movement of the workpiece in a specified position. In one of those In general, there is no adjustment to the distance of the lens 2 from level 3 'to a value resulting in optimal focusing.

Schließlich können die Eeilpupillen 12 und 13 im Rahmen der Erfindung auch durch zwei getrennte Objektive ersetzt werden, von denen jedes die Funktion- erfüllt, daß ein Strahlenbündel 10, 11 auf einen Bildpunkt der Ebenen 3 bzw. 3' abgebildet wird.Finally, the rapid pupils 12 and 13 can within the scope of the invention can also be replaced by two separate lenses, each of which has the function fulfills that a bundle of rays 10, 11 on an image point of planes 3 or 3 ' is mapped.

Figur 3 zeigt eine Anordnung nach der Erfindung, die in eine Spiegelreflexkamera eingesetzt ist. Das schematisch dargestellte Gehäuse 32a weist eine Austrittsebene 33 auf für die von einem Gegenstand ausgehenden, über einen Klappspiegel 34 umgelenkten, einer im einzelnen nicht dargestellten Suchereinrichtung zugeführten Lichtstrahlen 35. Durch zwei Öffnungen 36 im Spiegel 34 und zwei jeweils hinter diesen angeordneten Umlenkspiegeln 37 werden wieder zwei in Figur 3 hintereinander und symmetrischzur Bildebene liegende Strahlenbündel 38, 39 definiert, die auf die beiden Bildsensoren 40 abgebildet werden. Die Sensorelemente der Bildsensoren 40 liegen ineinander ge- schachtelt in einer Reihe senkrecht zur Bildebene von Figur 3. Nach Beendigung des Suchvorgangs, bei dem der zu fotografierende Gegenstand über ein im Strahlengang hinter der Ebene 33 angeordnetes Okular betrachtet wird, und nach einer über die Sensoren 40 erfolgenden Entf ernungsmessung, die zu einer manuellen oder automatischen Einstellung des Abstandes des Objektivs 41 von der Bildebene 42 führt, wird der Klappspiegel 34 in die gestrichelte Lage gebracht und die Belichtung des in der Bildebene 42 vorhandenen fotografischen Films durchgeführt.Figure 3 shows an arrangement according to the invention, which is in a reflex camera is used. The schematically illustrated housing 32a has an exit plane 33 on for the outgoing from an object, deflected via a folding mirror 34, a viewfinder device, not shown in detail, supplied light beams 35. Through two openings 36 in the mirror 34 and two arranged behind them Deflecting mirrors 37 are again two in Figure 3 one behind the other and symmetrically to the Defined radiation bundles 38, 39 lying on the image plane, which are incident on the two image sensors 40 can be mapped. The sensor elements of the image sensors 40 lie one inside the other boxes in a row perpendicular to the image plane of Figure 3. After completing the search, in which the object to be photographed has a beam path behind the plane 33 arranged eyepiece is viewed, and after taking place via the sensors 40 Distance measurement leading to manual or automatic adjustment of the distance of the lens 41 leads from the image plane 42, the folding mirror 34 is in the dashed line Brought and the exposure of the existing in the image plane 42 photographic Films performed.

Bei dieser Anordnung übernimmt also der mit den Öffnungen 36 versehene Klappspiegel 34'die Funktion der Blende 7 in Figur 1.In this arrangement, the one provided with the openings 36 takes over Folding mirror 34 'shows the function of the diaphragm 7 in FIG. 1.

Die Mikrolinsenschicht 28 besteht aus einem transparenten Material, z. B. aus Polymethacrylat-Harz oder Epoxidharz, wobeiffiie Ausformung der Zylinderlinsen insbesondere mittels eines entsprechenden Formkörpers, der auf die Schicht 28 aufgedrückt wird, erfolgt.The microlens layer 28 consists of a transparent material, z. B. made of polymethacrylate resin or epoxy resin, wobeiffiie formation of the cylinder lenses in particular by means of a corresponding shaped body which is pressed onto the layer 28 is done.

Anstelle der Blende 7 kann in Figur 1 auch ein Strahlenteiler vorgesehen sein, z. B. ein halbdurchlässiger Spiegel, der den Strahlengang des Objektivs 2 in zwei Strahlengänge aufteilt, von denen der erste zur Bildebene 3 und der zweite zu der Ebene 3' hin verläuft. Eine Blende, die mit zwei den Flächen 16 und 17 entsprechenden Öffnungen versehen ist, liegt dann in dem Strahlengang, der zu der Ebene 3' der Bildsensoren 18 hin verläuft. Hierbei kann es sich dann um eine Laufbildkamera handeln.Instead of the diaphragm 7, a beam splitter can also be provided in FIG. 1 be e.g. B. a semi-transparent mirror, which the beam path of the lens 2 divided into two beam paths, of which the first to image plane 3 and the second runs towards level 3 '. A diaphragm with two surfaces 16 and 17 corresponding Openings is provided, then lies in the beam path to the plane 3 'of the Image sensors 18 runs towards. This can then be a motion picture camera.

3 Figuren 6 Patentansprüche3 Figures 6 claims

Claims

Patent claims for the ~ optoelectronic measurement of distance an object with two linear, in each case a plurality of sensor elements having image sensors, with two optical devices, each cutout Corresponding lines of two images obtained from the object project the image sensors and with an evaluation circuit that depends on -of different position shifts-the one obtained from the one image sensor Sensor signals compared to the sensor signals received from the other image sensor a maximum correlation between these and the associated position shift as well as one corresponding to the latter, indicating a measure for the distance electrical quantity forms, that is, the sensor elements (S1 ... S6) both image sensors are combined into a single sensor line, two adjacent sensor elements (S2, S3) being different Image sensors belong to the fact that the sensor line is arranged in front of a flat microlens layer (28) which consists of a series of parallel cylindrical lenses (ZL1 ... ZL3), that behind each cylinder lens (ZL2) two sensor elements (82, S3) are arranged, by their displacement (e) relative to the axis of the cylindrical lens and through its width (b) a directional characteristic with such a directional angle (o ') and opening angle (iic () have that the first (S3) of these two sensor elements is only detected by a beam (10) which passes a line point through the the first optical device (12), while the second sensor element (-S2) only is detected by a beam (11) which passes a line point through the second images optical device (13).

2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k It is noted that the optical devices consist of two diluted pupils (12, 13) one and the same lens (2) are made through the aperture of a Arranged in the beam path of the lens aperture are determined.

3. Arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the diaphragm consists of a folding mirror provided with two recesses (36) (34). consists, the emanating from the object light rays (35) on a Viewfinder device. (33) deflects a photographic or electronic camera, that the recesses (36) determine the partial pupils and that the folding mirror (34) for exposing a photographic film or a two-dimensional image sensor is arranged to be foldable out of the beam path of the objective (41).

4. Arrangement according to one of claims 2 or 3, d a -d u r c h g e it is not shown that deflecting elements (14, 15, 37) for deflecting the bundles of rays (10, 11) are provided on the plane (3 ') of the image sensors (18).

5. Arrangement according to claim 3 and 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the deflecting elements (37) are attached to the folding mirror (34).

6. Arrangement according to one of the preceding claims, d a d u r c it is noted that the focal length (f) of the cylindrical lenses (ZL1 .. .ZL3) is selected so that the individual sensor elements (S1 ... S6) within the sensor line are arranged equidistant from one another.