DE2234448C3 - Einrichtung zum automatischen Fokussieren optischer Geräte - Google Patents

Description

50

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Fokussieren optischer Geräte, insbesondere von Mikroskopen, mit mindestens einem im Abbildungsstrahlengang des optischen Gerätes angeordneten Photowiderstand, dessen ständig abgegebenes Signal bei maximaler Scharfeinstellung einen Scheitelwert hat.

Während der Arbeit an optischen Geräten, z. B. an einem Mikroskop, '<-< es laufend notwendig, die Schärfe nachzuregulieren, sei es beim Präparatwechsel, beim Objektivwechsel oder beim Aufsuchen anderer Präparatstellen (automatisches Absuchen des Präparates, Scanning). Um der Bedienungsperson diese Einstellungsarbeit, die einen Großteil der an einem Mikroskop notwendigen Einstellungsarbeiten ausmacht, abzunehmen, ist es wünschenswert, eine in der Bedienung möglichst einfache Einrichtung zu schaffen, die die erforderliche Fokussierung stets automatisch vornimmt.

Es sind bereits Fokussierverfahren bekannt die eim derartige automatische Einstellung bewirken. Diesi werden aber hauptsächlich in der Fertigung zum Prüfei und Abgleichen von Linsen und Linsengruppen ode zum Scharfeinstellen von Diaprojektoren od. dg verwendet Dabei wird normalerweise ein spezielle: Testobjekt, z. B. ein Linienraster, mit hohem Kontras eingesetzt oder es werden externe Strahlengänge ode mechanisch bewegte Teile, wie z. B. Schwingblendet od. dgl., zu Hilfe genommen. Diese bekannten Verfah ren lassen sich für die automatische Fokussierung art Mikroskop nur unter Inkaufnahme gewisser Nachteil* anwenden. Dies liegt daran, daß die meisten Präparat« sehr kontrastarm sind, eine Verwendung von Testobjek tiven als Zusatz jedoch technisch zu kompliziert unc beim Untersuchungsvorgang hinderlich ist Auch irgendwelche externen Strahlengänge erfordern einen komplizierten technischen Aufwand, während mechanisch bewegte Teile, insbesondere bei hohen Vergrößerungen am Mikroskop unzulässige Erschütterungen hervorrufen können.

Es sind auch bereits (aus den US-PS 32 74 913 und 35 62 785) automatische Fokussiereinrichtungen für optisch«. Geräte bekannt, bei denen zwei Photowiderstände oder dergleichen lichtempfindliche Elemente in Brückenschaltungen angeordnet sind, wobei das Signal in der Brückendiagonale, welches von den Signalen der Photowiderstände abhängt, zur Ansteuerung eines die Scharfeinstellung bewirkenden Servomotors verwendet wird. Dabei ist bei den bekannten Fokussiereinrichtungen die Anordnung und Auswahl der lichtempfindlichen Elemente so getroffen, daß bei maximaler Scharfeinstellung die Brücke abgeglichen ist und in der Brückendiagonale kein Strom fließt, was zur Folge hat, daß der Stellvorgang aufhört. Bei den bekannten Einrichtungen bestimmt das Vorzeichen des in der Brückendiagonale fließenden Stromes die Richtung der Stellbewegung, was zur Folge hat, daß der Stellmotor immer in Richtung auf die maximale Scharfeinstellung gesteuert wird. Diese bekannten Brückenschaltungen, die analog die Scharfeinstellung bewirken, haben aber eine Reihe von Nachteilen. Insbesondere ist bei ihnen unbefriedigend, daß die Größe des Signals in der Brückendiagonale und damit auch der Steuerstrom für den Motor von den absoluten Lichtverhältnissen und von Spannungsschwankungen in der Speisequelle für die Brücke abhängig sind. Dies führt beispielsweise zu einem sehr unterschiedlichen Anlaufverhalten des Stellmotors bei absolut geringer oder großer Lichtstärke. Weiterhin wird bei den bekannten Fokussiereihrichtungen ein Stellmotor verwendet, dessen Drehzahl von der Größe des Speisestromes und damit der Größe des in der Brückendiagonale fließenden Stromes abhängt. Ein derartiger Motor hat aber den Nachteil, daß bei einer Änderung des Stromes sich die Drehzahl verändert. Beim plötzlichen Abschalten bzw. Ausbleiben des Steuerstromes läuft der Motor noch etwas weiter, wodurch eine Weiterbewegung über den Punkt maximaler Schärfe hinaus erwartet werden muß, weshalb bei analoger Steuerung in Abhängigkeit von dem Signal der Brückendiagonale die Fokussierung im Rahmen eines »Einschwingvorganges« erfolgt, wodurch natürlich die Zeitdauer für die Fokussierung unter Umständen verlängert wird.

Aus der US-PS 35 62 785 ist auch bereits eine Fokussiereinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt. Bei dieser sind zwei Photowiderstände in der Schärfenebene angeordnet, wobei der eine Widerstand

nur den Helligkeitswert des eingeführten Lichtes zugeführt erhält. Man erhält so also eine Einrichtung mit einem Photowiderstand, dessen ständig abgegebenes Signal bei maximaler Scharfeinstellung einen Scheitelwert hat Bei einem derartigen Signalverlauf ist aber in der US-PS 35 62 785 nur die Möglichkeit einer Fokussierung durch Ablesung eines Anzeigeinstrumentes angedeutet, wobei die Einstellung von Hand so erfolgen soll, daß ein maximaler Ausschlag am Anzeigerät auftritt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung einer Widerstandscharakteristik bzw. -anordnung, bei der der Scheitelwert des Signals maximaler Abbildungsschärfe entspricht, eine genaue, automatische Fokussierung zu ermöglichen, ohne daß die vorstehend geschilderten Nachteile auftreijn, insbesondere die Mangel bei Anwendung der Analogtechnik zu befürchten sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet daß dem Photowiderstand mindestens ein durch einen Taktgenerator gesteuerter elektronischer Schalter nachgeordnet ist, der das abgegebene Signal abtastet und in Form von Impulsen mindestens einer Differenzierschaltung oder einem Komparator zuführt, in der bzw. dem an Hand eines vorhergehenden Impulses ein dem Vorzeichen des Gradienten des Signalverlaufes entsprechender positiver oder negativer Steuerimpuls erzeugt wird, und daß ein Trennverstärker zur Verstärkung des so erzeugten Steuerimpulses und ein durch den verstärkten Steuerimpuls gesteuerter, die Relativbewegung zwischen Objekt- und Schärfenebene erzeugender Schrittschaltmotor vorgesehen sinci.

Das wesentliche Kennzeichen der Fokussiereinrich· tung gemäß der Erfindung besteht also darin, daß die Signalkurve des Photowiderstandes in Einzelimpulse zerlegt wird und diese (Spannungs-)lmpulse miteinander verglichen werden. Der Vergleich erfolgt dabei so, daß entweder unmittelbar die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen gemessen wird oder in einer Differenzierschaltung der Gradient der Signalkurve ermittelt wird. Dadurch entstehen positive oder negative Steuerimpulse, die entsprechend ihrem Vorzeichen den Schrittschaltmotor — unabhängig von ihrer Größe — jeweils um einen Schritt weitersteuern. Die Fokussiereinrichtung ist somit von Strom- und Lichtschwankungen völlig unabhängig, weil ja der Schrittschaltmotor immer dann um einen Schritt weiterdreht, wenn überhaupt ein Impuls den Schwellwert des Trennverstärkers überschreitet und von diesem weitergegeben wird.

Mit der Fokussiereinrichtung gemäß der Erfindung läßt sich also gegenüber den bisher gebräuchlichen, nach der Analogtechnik arbeitenden und störanfälligen F.inrichtungen ein überraschender technischer Fortschritt erzielen, wobei insbesondere eine rasche Einstellung ohne Schwingvorgänge od. dgl. erzielt wird und keine Störungen zu befürchten sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den zusätzlichen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt (>s

F i g. I eine bereits bekannte Anordnung zweier Photowiderstände,

Fig. 2 und 2a eine schematische Darstellung der Bewegung der Schärfenebene relativ zu dem Photowiderstand und die Ansprechcharakeristik des Phoiowiderstandes in Abhängigkeit von der Lage der Schärfenebene,

Fig.3 eine Prinzipschaltung zur Erzielung eines Ausgangssignals aus dem Photowiderstand in Abhängigkeit von der Lage der Schärfenebene relativ zum Photowiderstand,

Fig.4 den Verlauf des Ausgangssignals aus der Prinzipschaltung gemäß F i g. 3,

F i g. 5 ein Blockschaltbild für eine erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen Fokussierung und

ϊ i g. 6 und 7 Schaltdetails aus der in F i g. 5 gezeigten Einrichtung.

In den folgenden Ausführungen werden einige Vereinfachungen getroffen, die der Übersichtlichkeit und dem leichteren Verständnis dienen, jedoch keinen Einfluß auf die prinzipielle Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung haben.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt die bereits bekannte Anordnung zweier Photowiderstände 1 und 2, wobei vor dem Photowiderstand 2 ein Streumattglas 4 angeordnet ist Die Lichtstrahlen mit dem Bildinhalt fallen in Pfeilrichtung durch die Linsen 3 und ergeben ein Bild an dem Photowiderstand t. Der Photowiderstand 2 erhält wegen des Mattglases 4 nur den Helligkeitswert

Wandert nun, wie in F i g. 2 beispielsweise dargestellt, ein scharfes Bild aus der Ebene g über die Ebene h zur Ebene p, in der das schärfste Bild am Photowiderstand auftritt, so ergibt sich entsprechend der Charakteristik des Photowiderstandes eine Änderung des Widerstandswertes Ω Ph gemäß dem Verlauf in F i g. 2a. Der grundsätzliche Verlauf der Kurve ist kontinuierlich (g, x) entsprechend dem Helligkeitsverlauf am Photowiderstand, da die Helligkeit mit dem Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle abnimmt. Nähern sich also der Photowiderstand und die Schärfenebene einander, so erhält man den Widerstandsverlauf h, p, w, wobei der Scheitelwert bei ,0 liegt

Legt man gemäß F i g. 3 beide Photowiderstände an eine Spannung Ub, so erhält man eine Signalspannung (Λι gemäß Fig.4 in der Größenordnung Zehntel bis Hundertstel Volt

Im folgenden wird Bezug genommen auf die Darstellung in den F i g. 5 bis 7. Die Wirkungsweise der darin dargestellten erfindungsgemäßen Einrichtung wird an Hand des Funktionsablaufes erläutert.

Der Ablauf der automatischen Fokussierung (F i g. 6) wird gestartet durch einen externen Befehl, z. B. durch Drücken einer Starttaste Sa. (Die Stoptaste ist mit So bezeichnet) Über ein Steuergatter D wird dadurch ein Taktgenerator C in Betrieb gesetzt. Dieser gibt in zeitlicher Folge Impulse ab, die einen elektronischen Schalter E betätigen. An diesem Schalter liegt die Signalspannung gemäß F i g. 4 an, die dein Photowiderstand 1 in der Anordnung A über einen Impedanzwand-'cr ßentnommen wird.

Es sei zunächst angenommen, daß das optische Gerät nicht sehr stark defokussiert ist und sich in einer Einstellung befindet, die dem Punkt it der Signalspannungskurve gemäß Fig.4 entspricht. Beim ersten Impuls des Taktgenerators, der unmittelbar nach dem Starten auftritt, wird der Schalter Egeschlossen und die am Punkt k vorhandene Spannung Uk in eine Speicheroder Komparator-Schaltung Feingegeben und gespeichert. Die Kurve ist somit zum erstenmal elektronisch abgetastet worden. Da die Spannung im Speicher F

vorher Null war, wird also jetzt eine positive Änderung derselben festgestellt. Nach einer Verstärkung des Signals durch einen Verstärker G wird der Spannungssprung elektronisch differenziert in einer Differenzierschaltung H. Man erhält dadurch einen positiven Impuls, wenn die Signalspannung größer geworden ist, dagegen einen negativen Impuls, wenn sie kleiner geworden ist. Der letztere Fall wird in der Folge noch näher erläutert.

Ein Trennverstärker / hat die Aufgabe, positive und negative Impulse zu trennen und verschiedenen Schallungszweigen zuzuführen. Der positive Impuls (Vorlaufimpuls) wird über einen Begrenzer K einem monostabilen Multivibrator P zugeführt, der ihn in geeigneter Weise umformt, z. B. verlängert. Mit dem Ende dieses Impulses wird ein Schrittmotor Zum einen Schritt weitergesteuert, so daß eine Relativbewegung zwischen der Objekt- und der Schärfenebene auftritt und der Punkt / in der Signalspannungskurve gemäß Fig.4 erreicht wird.

Die Verwendung eines Schrittmotors ist in der erfindungsgemäßen Einrichtung von besonderer Bedeutung. Bei gewöhnlichen Elektromotoren, z. B. Gleich Strommotoren, erhält man eine kontinuierliche Drehbewegung beim Anlegen einer Eingangsgröße, z. B. einer Spannung. Bei Änderung dieser Eingangsgröße ändert 2s sich die Drehzahl; beim plötzlichen Abschalten der Eingangsgröße läuft der Motor langsam aus. Er reagiert also auf analoge Signale. Demgegenüber unterscheidet sich ein Schrittmotor dadurch, daß er auf digitale Signale, also auf Impulse, in der Weise reagiert, daß er sich beim Eintreffen eines Impulses um einen bestimmten Winkel dreht, dann sofort stehenbleibt und erst bei einem weiteren Impuls sich wieder um den gleichen Winkel weiterdreht. Zu einem solchen Schrittmotor gehört eine Ansteuerschaltung Y, die die Steuerimpulse in für den Motor geeignete Impulse umformt. Diese Steuerschaltung kann mit Relais oder Transistoren oder integrierten Schaltungen ausgeführt sein. Die einzelnen Schritte werden über ein Getriebe in die erwähnte Relativbewegung zwischen Objekt- und Schärfenebene umgewandelt. Ein Schrittmotor weist für die erfindungs gemäße Anordnung zwei große Vorteile auf:

1. kann der Motor mit den von der Anordnung abgegebenen digitalen Signalen direkt angesteuert werden;

2. bleibt er nach Ausbleiben der letzten Information, d. h. des letzten Impulses, sofort stehen, was bei einem anderen Motor trotz Bremsung nicht der Fall ist.

Nach der erwähnten Erreichung des Punktes /auf der Signalspannungskurve gemäß Fig.4 wird die Kurve wieder abgetastet und wieder eine positive Änderung festgestellt, nachdem der Schrittmotor Z inzwischen eine Bewegung des Objekts in Richtung Schärfeebene veranlaßt hat Daraufhin vollzieht sich der vorstehend geschilderte Vorgang mit jedem weiteren Impuls des Taktgenerators C von neuem, so lange, bis keine Änderung des Signalspannungsverlaufes mehr auftritt Dann ist die richtige Fokussierung erreicht Da dann der Speicher F gegenüber dem vorhergehenden Spannungssigna! keine Veränderung feststellt, bleibt auch ein entsprechender Steuerimpuls für den Motor Zaus. Der Taktgenerator C arbeitet zwar wetter, jedoch bleibt die gesamte Anordnung in Ruhestellung, so lange, bis wieder eine vom Scheitelpunkt der Signalspannungskurve abweichende Änderung der Schärfe eintritt Dann läuft die Eiht von selbst wieder an und der Fokussiei rgang vonzieht sich erneut

In vielen Fällen ist es nun unerwünscht, daß die Vorrichtung bei einer Abweichung von der schärfsten Einstellung automatisch anläuft. Denn dadurch wäre z. B. ein absichtliches Defokussieren durch den Bediener des Mikroskops nicht möglich. Ebenso könnten Störspannungen in der Photowiderstandsanordnung A ein unerwünschtes Anlaufen verursachen. Es ist daher zweckmäßig, nach erfolgter Fokussierung die Anordnung automatisch außer Betrieb zu setzen und erst durch einen Startbefehl, z. B. durch Druck auf eine Starttaste, den vorher beschriebenen Ablauf zu wiederholen.

Eine weitere Forderung besteht darin, daß der Einstellbereich der Einrichtung größer sein soll als der Bereich der Signalspannungskurve gemäß Fig.4 (Punkt h bis w). Ist das optische Gerät in einem solch größeren Einstellbereich dann stark defokussiert, so soll ein automatischer kontinuierlicher Lauf bis zum Bereich der Signalspannungskurve erfolgen. Erst dort soll der eigentliche Vorgang der automatischen schrittweisen Fokussierung beginnen. Diese beiden zuletzt genannten Forderungen werden von der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die Schaltdetails gemäß der F i g. 7 folgendermaßen durchgeführt:

Das optische Gerät ist stark defokussiert und die gegenseitige Lage der Objekts- und Schärfenebene entspricht dem Punkt g der Signalspannungskurve in F i g. 4. Der Start setzt den Taktgeber C in Betrieb, jedoch kommt über den elektronischen Schalter E kein Signal. Daher erhält die Motorsteuerung Ydie Impulse des Taktgenerators C über den zweiten Eingang eines Gatters O. In dem monostabilen Multivibrator Pwerden die Impulse wieder auf die richtige Größe umgeformt, Erst beim Auftreten der Signalspannungskurve an den Photowiderständen in der Anordnung A kommen die gewünschten Steuerimpulse in der vorstehend erläuterten Weise über die Schaltelemente E F. G. H. I, K und P Dann soll aber die Steuerung nur noch von diesen Impulsen abhängig sein, weshalb die Taktimpulse durch das Gatter Ogesperrt werden.

Um sicher zu gehen, daß die Umschaltung der Steuerung nicht bereits durch einen einzelnen Störimpuls erfolgt, sollen mindestens zwei, zweckmäßigerweise fünf aufeinanderfolgende Steuerimpulse vom Begrenzer K kommen, bevor die Umschaltung erfolgt Man kann diese Impulse auf irgendeine Weise zählen z. B. indem man einen Kondensator M auflädt. Die gewünschte Anzahl aufeinanderfolgender Impulse lädt ihn dann auf einen solchen Spannungswert auf, daß eir nachgeschalteter Schmitt-Trigger N kippt und da! Gatter O sperrt Am Ausgang des monostabiler Multivibrators P sind dann nur noch die Steuerimpulse vorhanden. Erst wenn der Vorgang der Fokussierung beendet ist, bleiben die Steuerimpulse aus, dei Schmitt-Trigger N kippt in seine Ausgangslage zurüct und sperrt dadurch über das Gatter D den Taktgenera tor C Die Anordnung ist damit für den nächster Fokussiervorgang bereit

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrich tung besteht in dem selbsttätigen Erkennen, in welchei Richtung die Scharfeinstellung vorzunehmen ist (vgl F i g. 5). Befindet man sich beim Start z. tt am Punkt. der Signalspannungskurve gemäß Fig.4 und beweg sich das Objekt von der Schärfenebene weg, also ii Richtung auf Punkt s, t a, so ist es wünschenswert, du Motordrehrichtung hn Interesse einer möglichst kürzet Einstellzeit alsbald zu ändern. Dies geschieht au folgende Weise:

2 34 448

Nach dem Start wird die Anordnung zunächst durch die Taktimpulse über die Schaltelemente O, P, X, Y und Z gesteuert. Der elektronische Schalter E gibt nun eine negative Spannungsänderung an den Speicher F, wodurch in weiterer Folge am Ausgang h des Verstärkers / Impulse (Rücklaufimpulse) auftreten. Diese werden ähnlich wie beim Vorlauf durch einen Begrenzer Q einer Zählschaltung R, S, T zugeführt. Diese funktioniert in derselben Weise wie die bereits vorher beschriebene Schaltung mit den Schaltelementen L, M, N. Es soll auch hier vermieden werden, daß ein Störimpuls die Motordrehrichtung ändert. Nachdem also mindestens zwei, zweekmäßigerweise fünf, aufeinanderfolgende Rücklaufimpulse über ein Flip-Flop L/ein Richtungsgatter ^umgeschaltet haben, das ist also beim Punkt w, wird der Motor den nächsten Schritt in die entgegengesetzte Richtung, also in Richtung auf Punkt ν ausführen. Ab da treten am Ausgang h des Verstärkers / wieder Vorlaufimpulse auf und die Fokussierung erfolgt in der angegebenen Weise. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann vorteilhaft erweitert und verfeinert werden, indem man z. B. eine zusätzliche Anordnung vorsieht, die den Motor zwei oder mehr Schritte machen läßt, bevor die Signalspannungskurve einmal abgetastet wird. Das hat einen Vorteil bei kleiner Vergrößerung des optischen Gerätes und bei großer Tiefenschärfe. Dann ist nämlich die Basis der Signalspannungskurve sehr breit bzw. groß und die Steigung gering. Man erhält pro Schritt weniger Spannungsänderung, die man auf das rund zwei- oder mehrfache erhöhen kann, indem man also die Schrittlänge auf das zwei- oder mehrfache erhöht. Dies ist entweder durch Umschalten des Antriebes zwischen Motor und optischem Gerät oder einfacher und auch automatisch, z. B. bei Objektivwechsel, wie oben erläutert, durch Erhöhen der Schrittzahl zwischen zwei Abtastvorgängen möglich.

Eine weitere Version besteht darin, daß die Motorschritte nicht in Abhängigkeit von der Zeit (Impulsfrequenz des Taktgenerators Q, sondern in Abhängigkeit von der erfolgten Signalspannungsänderung gesteuert werden.

Um am Eingang £Ί auftretende Störsignale möglichst zu eliminieren, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden: Eine Maßnahme, die mit einer gewissen Sicherheit verhindern soll, daß einzelne Impulse den Funktionsablauf stören, ist diejenige, die Abtastdauer — entsprechend der Schließzeit des elektronischen Schalters E — im Verhältnis zur Schrittdauer — entsprechend der Zeitdauer zwischen zwei Impulsen des Taktgenerators C — kurz zu halten. Dann ist der Eingang £i nur während der Abtastdauer für das Nutzsignal sowie für die Störimpulse geöffnet. In der restlichen Zeit haben jedoch die Störsignale keine Wirkung.

Periodisch auftretende Störsignale, z. B. Brummen, die sich der Signalspannungskurve überlagern, können einen Scheitelwert und somit eine Fokussierung vortäuschen. Da solche Störsignale mit ihrer Amplitude und Frequenz oft in der gleichen Größenordnung wie das Nutzsignal liegen, bringt ein elektronisches Filter

ίο zumeist nicht den gewünschten Erfolg. Eine einfache Möglichkeit besteht jedoch darin, den Taktgenerator C mi« dem Störsignal zu synchronisieren, so daß die Abtastung immer am gleichen Punkt des Störsignals erfolgt, womit die Spannungsänderung am Eingang Ei

nur mehr von der Änderung des Nutzsignals abhängig ist.

Zum Abtasten der Signalspannungskurve gemäß F i g. 4 ist die Wahl eines einzigen Schalters Eund eines einzigen Speichers F nicht zwingend. Es können vielmehr auch zwei oder mehrere Speicher Fi. Fi... F_n durch entsprechend zwei oder mehrere Schalter Ei, Ei ...En wechselweise angesteuert werden, was den Vorteil hat, daß jeder Speicher etwa die n-fache Signalspannungsänderung bei gleichbleibender Schrittzahl und Schrittweise erhält. Da diese Signalspannungsänderungen besonders bei schwachem Kontrast sehr gering sind, bedeutet dies eine Vereinfachung der Verstärker G und /.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung kann auch solcherart ausgestaltet werden, daß an Stelle des in F i g. I dargestellten Photowiderstandes 2 mit Mattglas — zur Kompensation der Helligkeitsänderung während des Fokussiervorganges — eine elektrische Kompensationsschaltung verwendet wird, wodurch das Teilungs-

prisma 5 entfällt, und dem noch verbleibenden Photowiderstand 1 die gesamte Helligkeit des in Pfeilrichtung einfallenden Lichtbündels zugeführt wird.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung ist als einziger

elektronisch-mechanischer Teil ein elektronisch-mechanischer Wandler in Gestalt des Schrittmotors für die Tischsteuerung vorgesehen. Dieser kann jedoch ohne Schwierigkeiten so am Stativ des Mikroskops befestigt werden, daß keinerlei nachteilige Erschütterungen auftreten.

Da weiterhin die mit den Photowiderständen versehene Anordnung A (Meßkopf) im Strahlengang überall dort angeordnet werden kann, wo ein reelles Bild des Objekts entsteht, ist es natürlich auch möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen Fokussierung auch bei anderen optischen Geräten, wie z. B. Photo-, Film- und Fernsehkameras, zu verwenden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum automatischen Fokussieren " optischer Geräte, insbesondere Mikroskope, mit mindestens einem im Abbildungsstrahlengang des optischen Geräts angeordneten Photowiderstand, dessen ständig abgegebenes Signal bei maximaler Scharfeinstellung einen Scheitelwert hat dadurch gekennzeichnet, daß dem Photowiderstand ίο mindestens ein durch einen Taktgenerator (C) gesteuerter elektronischer Schalter (E) nachgeordnet ist der das abgegebene Signal abtastet und in Form von Impulsen mindestens einer Differenzierschaltung (H) oder einem Komparator zuführt, in der bzw. dem an Hand eines vorhergehenden Impulses ein dem Vorzeichen des Gradienten des Signalverlaufes entsprechender positiver oder negativer Steuerimpuls erzeugt wird und daß ein Trennverstärker (I) zur Verstärkung des so erzeugten Steuerimpulses und ein durch den verstärkten Steuerimpuls gesteuerter, die Relativbewegung zwischen Objekt- und Schärfenebene erzeugender Schrittschaltmotor ^vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennverstärker (I) mit dem Schrittschaltmotor (Z) und mit einem Eingang eines dem Schrittschaltmotor (^vorgeschalteten Gatters (O) verbunden ist, an dessen anderem Eingang der Taktgenerator (C) liegt und das bei fehlenden Steuerimpulsen vom Trennverstärker (Ι)ά\ε Taktimpulse des Taktgenerators (C) dem Schrittschaltmotor ^zuführt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennverstärker (!) über eine Kippschaltung (L, M, N) mit dem Eingang des Gatters (O) verbunden ist, die das Gatter (O) erst nach einer bestimmten Anzahl von Steuerimpulsen sperrt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennverstärker f/,) zusätzlich über eine durch negative Steuerimpulse beeinflußbare Kippschaltung (R, S, T) und über ein Richtungsgatter (X) mit dem Schrittschaltmotor (Z) verbunden ist, das beim Kippen der Kippschaltung (R, S, T) die Drehrichtung des Schrittschaltmotors (Z^umkehrt.