DE2349311B2 - Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstelung (Autofokussierung) für optische Systeme, insbesondere für Objektive in photographischen Kameras - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstellung (Autofokussierung) für optische Systeme, insbesondere für Objektive in photographischen Kameras.

Es sind verschiedene Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung in photographischen Kameras bekannt geworden. Eines dieser Verfahren besteht darin, die relative Position des Objektivs in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen Kamera und Aufnahmegegenstand einzustellen. Verbreiteter ist jedoch ein Verfahren, bei dem die Scharfeinstellung durch Messung des Kontrastes des von dem Objektiv entworfenen Bildes gesteuert wird.

Eines der bekannten Verfahren zur Messung des Kontrastes macht sich einen Effekt der photoelektronischen Bauelemente (?. B. Photowiderstände) zunutze, der als »Einsattelungseffekt« bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird die Tatsache ausgenutzt, daß der Innenwiderstand eines Photowiderstandes ein Maximum (bzw. der Photostrom des photoelektroniischen Bauelement?, ein Minimum) aufweist, wenn das auf der wirksamen Oberfläche des pholoelektronischen Bauelements entworfene Bild scharf eingestellt und damit der Kontrast am größten ist, und daß der Widerstand abnimmt (bzw. der Photostrom zunimmt), wenn sich das photoelektronische Bauelement nicht in der korrekten Einstellebene be-

findet Die auf Grund dieses Effektes auftretende ÄaderuHg des Ausgangssignals des photoelektroniscHen Bauelements wird gemessen und zu einem geeigneten Steuersignal zur relativen Verschiebung der Eiastellebene in Richtung der optischen Achse verarbeitet

Cin anderes Verfahren zur Messung des Bildkontrastes besteht darin, daß das Bild abgetastet wird. Bei diesem Verfahren wird das Bild des Aufnahn.egegenstandes beispielsweise durch einen Schlitz abgetastet und a'c die Intensitätsverteilung des Bildes fcennzeichneode Ausgangszeitfunktion in geeigneter Weise weiterverarbeitet. Die Ausgangszeitfunktion kann beispielsweise iiner Frequenzanalyse unterworfen werden, wobei die die korrekte Scharfeinstellung kennzeichnende Position sich als diejenige Position erweist, in der die Ausgangszeitfunktion die größte Anzahl hochfrequenter Komponenten besitzt.

Dieses zuletzt genannte Verfahren ist üieoretisch von größerer Genauigkeit als die erstgenannte Methode und eignet sich daher an sich am besten zur korrekten Scharfeinstellung. Der Einbau der erforderlichen Abtastmittel, die beispielsweise aus einer rotierenden Scheibe mit einem Schlitz, einer Bildaufnahmeröhre oder dergleichen bestehen, führt jedoch zu Kameras von außerordentlich unhandlicher Größe.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstellung zu schaffen, die sich durch kleine Abmessungen und große Genauigkeit auszeichnet. Dies wird dadurch erreicht, daß ein in der Bildebene oder in einer äquivalenten Ebene des optischen Systems angeordnetes an sich bekanntes aus einer Vielzahl von in enger Nachbarschaft in einer Reihe angeordneten lichtempfindlichen Elementen und einer vorzugsweise mit ihnen integrierten Treiberstufe zu ihrer aufeinanderfolgenden Aktivierung bestehendes photoelektronisches Abtastelement zur selbsttätigen und wiederholten Abtastung und zur optoelektronischen Umwandlung der Lichtintensität zumindest eines Teils des von dem opiischen System entworfenen Bildes vorgesehen ist und daß zur Sch feinstellung Mittel zur Verschiebung des optische Systems oder der Bildebene in Richtung der optischen Achse vorgesehen sind, die durch ein elektrisches Signal steuerbar sind, das aus dem die Kontraständerung in Richtung der optischen Achse kennzeichnenden Ausgangssignal des genannten Abtastelements abgeleitet ist. Durch die neuartige Verwendung des an sich bekannten Abtastelements reduzieren sich die Abmessungen der Anordnung zar automatischen Scharfeinstellung derart, daß sie in einen Kamerakörper üblicher Größe eingebaut werden kann.

Als Weiterbildungen der Erfindung werden verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung vorgeschlagen, die in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Im folgenden sei das Prinzip und der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführüngsbeispielc und Diagramme näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, in dem die Differenz zwischen dem Leistungsspektrum bei korrekter Scharfeinstellung (Kurve α) und bei Fehleinstellung (Kurve />) dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Änderung im Leistungsspektrum des von einem optischen System entworfenen Bildes in Abhängigkeit von der Verschiebung der Einstellebene darstellt Parameter ist die Ortsfrequenz, die in der Reihenfolge der Kurven r, d, e anwächst

F i g. 3 zeigt ein erstes Aurführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur automatischen Scharfeinstellung.

F i g. 4, 5 und 6 dienen zur Erläuterung des Vorgangs der Servosteuerung bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt F i g. 4 das Ausgangssignal eines Hochfrequenz-Filters 9, das sich dann einstellt, wenn das photoelektronische Abtastelement das Bild einmal bei korrekter Scharfeinstellung (Abtastperiode τ,) und bei unkorrekter Einstellung (Abtastperiode T₂) abtastet.

F i g. 5 zeigt die Änderung des Ausgangssignals einer Gleichrichterstufe, der das in F i g. 4 dargestellte elektrische Signal als Eingangssignal zugeführt wird.

F i g. 6 zeigt die Änderung der Gleichspannung (bzw. des Gleichstroms) am Ausgang der Gleichrichterstufe in Abhängigkeit von der relativen Verschiebung der Einstellebene.

Fi g. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstellung.

F i g. 8 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem von einem Auswerteverfahren Gebrauch gemacht wird, daß sich unterschiedlicher Auswertefrequenzen bedient. Dieses Diagramm zeigt, wie sich die Differenz der Gleichspannungen (bzw. -ströme) in Abhängigkeit von der Lage der Einstellebene beiderseits der die korrekt. Scharfeinstellung kennzeichnenden Position ändert, wenn Bandpässe unterschiedlicher Grenzfrequenzen verwendet werden. Die drei Kurven /, g und h entsprechen einer Erhöhung der Grenzfrequenz des jeweiligen Bandpasses.

F i g. 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 10 zeigt den Signalverlauf am Ausgang des in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 verwendeten Hochfrequenzfilters. Mit /_s ist eine Abtastperiode des photoelektronischen Abtastelementes bezeichnet, /₀ bezeichnet eine Periodendauer der von der Vorrichtung 21 erzeugten Schwingung.

Fig. 11 zeigt den Signalverlauf während einer Abtastperiode t_s, wenn sich das photoelektronis.che \btastelement in korrekter Einstellposition befindet.

Fig. 12 und 13 zeigen ein viertes bzw. fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstellung.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein photoelektronisches Abtastelement, das wie oben erwähnt, aus einer Vielzahl von einander dicht benachbarten lichtempfindlichen Elementen besteht, die mittels einer vorzugsweise integrierten Treiberstufe nacheinander aktiviert werden, in der Bildebene bzw. in einer zu ihr konjugierten Ebene angeordnet. Dieses Abtastelement wandelt die Bildintensität in ein entsprechendes elektrisches Signal um. Die korrekte Fokussierung wird durch geeignete Verarbeitung des Ausgangssignals des Abtastelements erzielt. Die Verarbeitung des Ausgangssignals kann durch Schaltungsanordnungen unterschiedlicher Struktur erfolgen. Fünf verschiedene derartige Schaltungsstruktu-

ren bilden die Ausführungsbeispiele der Erfindung. als negativer Einstellfehler bezeichnet. Es existieren Sie können grob in zwei Klassen unterteilt werden, zwei Verfahren zur Messung des Vorzeichens des die sich in der Art der aus der Intensitätsverteilung Einstellfehlers. Die eine benutzt eine Speicherschaldes Bildes abgeleiteten Informationen unterscheiden. tung, die andere einen Phasendetektor. Bei der ersten Bei einer dieser beiden Methoden wird der Wert der 5 Methode wird die von dem Abtastelement ermittelte Fehleinstellung, d. h. der Abweichung von der kor- Information für jede Einstellposition gespeichert, und rekten Fokussierung aus der Verteilung der Bild- durch sukzessiven Vergleich dieser Informationen intensität durch Auswertung eines fest vorgegebenen für je zwei benachbarte Positionen wird das Objektiv Ortsfrequenzbandes ermittelt. Diese Methode ist im auf die korrekte Einstellposition hin bewegt. Bei der folgenden als Methode der Auswertung mit fester io zweiten Methode wird die Länge des Lichtpfades Ortsfrequenz bezeichnet. Die andere Methode bedient zwischen dem Objektiv und dem photoelektronischen sich einer veränderlichen Ortsfrequenz oder einer Abtastelement durch oszillierende Mittel periodisch Mehrzahl von Ortsfrequenzen. Diese Methode ist im geändert, so daß das elektrische Ausgangssignal entfolgenden als Auswertemethode mit variabler Ortsfre- sprechend pulsiert. Die Richtung der Objektivbewequenz bezeichnet. 15 gunp wird durch das von einem Phasendetektor ab-

Im allgemeinen sind die Frequenzkomponenten des gegebene Signal bestimmt.

Leistungsspektrums eines von einem optischen Sy- Durch geeignete Kombinationen der obenerwähn-

stems entworfenen Bildes desto höher je mehr sich ten Methoden der Frequenzauswertung und der elek-

die Einstellposition der korrekten Scharfeinstellung trischen Verarbeitung gelangt die Erfindung zu fünf

nähert. Sie erreicht ein Maximum, sobald das Bild 20 verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die entspre-

korrekt fokussiert ist (Kurve ο in Fig. 1). Die Licht- chenden Methoden werden weiter unten näher er-

intensität erreicht für jede Ortsfrequenzkomponente läutert. Zunächst sei nur eine summarische Zusam-

des Bildes ein Maximum bei korrekter Scharfeinstel- menfassung dieser Verfahren und der Eigenschaften

lung. Wenn der Grad der Fehleinstellung anwächst jedes dieser Geräte gegeben:

wird die Lichtintensität jeder Ortsfrequenzkompo- »5 Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung nente des Bildes kleiner (Kurve b in F i g. 1). Ande- macht von der Auswertemethode mit fester Ortsrerseits wird die Differenz der Bildintensität um so frequenz Gebrauch, und als Mittel zur Messung des größer je größer die Ortsfrequenz wird. Die korrekte Vorzeichens des Einstellfehlers dient eine Speicher-Scharfeinstellung wird durch Messung dieser Inten- schaltung.

sitätsdifferenz ermittelt. Die Auswertung dieser Diffe- 30 Bei dem zweiten Gerät ist ebenfalls eine Speicherrenz kann an sich bei jeder Ortsfrequenz vorgenom- schaltung vorgesehen. Die Verarbeitung der Ausmen werden. Im Bereich niedriger Ortsfrequenz ist gangssignale erfolgt in gleicher Weise wie bei dem die Intensitätsdifferenz im allgemeinen jedoch sehr ersten Gerät. Es findet jedoch das Verfahren der gering, so daß die Auswertung mit niedriger Orts- variablen Ortsfrequenz Anwendung. Dieses Gerät ist frequenz zu vergleichsweise ungenauen Ergebnissen 35 zwar umfangreicher als das erste, es ist jedoch mögführt. Andererseits ändert sich die im Bild enthaltene lieh, die korrekte Scharfeinstellung für fast jedes behöchste Frequenz mit der Beschaffenheit des Auf- liebige Objekt mit unterschiedlicher Ortsfrequenzvernahmegegenstandes, so daß eine Auswertung mit teilung zu erreichen.

einer zu hohen Ortsfrequenz nicht möglich ist. Außer- Das Gerät, das das dritte Ausführungsbeispiel der

dem besitzt die optische Übertragungsfunktion eines 4° Erfindung bildet, benutzt einen Phasendetektor zur

optischen Systems im Bereich höherer Frequenzen Messung des Vorzeichens des Einstellfehlers und

im allgemeinen niedrige Werte, so daß die Lichtinten- macht ferner von der Methode der festen Frequenz

sität mit höheren Frequenzen abnimmt. Infolgedessen Gebrauch.

führt auch die Auswertung mit zu hohen Ortsfrequen- Bei dem vierten Gerät wird ebenfalls ein Phasenzen zu vergleichsweise ungenauen Ergebnissen. Bei 45 detektor verwendet, diesmal jedoch in Verbindung der obenerwähnten Auswertung mit fester Ortsfre- mit einer Auswertung mit veränderbarer Ortsfrequenz wird die korrekte Einstellposition durch Aus- quenz. Obwohl die Verarbeitung des Ausgangssignals wertung der Bildintensitätsverteilung mit einer Orts- voll und ganz der bei dem dritten Gerät angewandten frequenz ermittelt, die so bestimmt ist, daß unabhän- Methode entspricht, kann die korrekte Einstellung gig von der Objektbeschaffenheit möglichst große 50 wieder unabhängig von der Ortsfrequenzverteilung Genauigkeit erzielt werden kann. Bei der zweiten des Aufnahmegegenstandes ermittelt werden. Methode, die mit veränderbarer Ortsfrequenz arbei- Bei dem Gerät schließlich, das das fünfte Ausfühtet, wird diese Ortsfrequenz in geeigneter Weise in rungsbeisptel der Erfindung bildet, wird der größte Abhängigkeit von der Objektbeschaffenheit ver- Wen des Differentialquotienten der Bildmtensitätsändert. 55 verteilung gemessen. Dieser Differentialquotient wird Anordnungen zur selbsttätigen Scharfeinstellung durch eine zusätzliche Differenzierstufe gewonnen, benötigen eine Vorrichtung zar Verschiebung des op- im übrigen gleicht das Gerät dem erstgenannten Austischen Systems bzw. der Einstellebene. Hierzu dient führungsbeispiel. Im allgemeinen ist der Differentialein geeigneter Servomechanismus, der das optische quotient der Bildintensitätsverteilung bei korrekter System stete in Richtung auf die korrekte Einstell- 60 Einstellung stets großer als bei Fehleinstellung. Der position bewegt, wobei das Steuersignal aus einer Höchstwert des Differentialquotienten der Bildinten-Information abgeleitet wird, die angibt, ob sich die sitätsverteilung bei verschiedenen Einstellpositionen jeweils von dem Abtastelement eingenommene Ein- erreicht sein Maximum, wenn korrekt fokussiert ist. steiiebene hinter oder vor der der korrekten Scharf- Diese Tatsache wird bei dem in Frage stehenden einstellung entsprechenden Ebene befindet. Im fol- 65 Ausführungsbeispicl der Erfindung ausgenutzt. Das genden wird der Zustand, indem sich das Bild brw. von dem photoclcktronischcn Abtastelement abgegedie Meßebene hinter der korrekten Einstellebene bc- benc elektrische Signal, das die Verteilung der Bildfindet als positiver und der entgegengesetzte Zustand intensität repräsentiert, wird in einer Differenzier-

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schaltung differenziert und die korrekte Einstellposi- 6. Die besondere Eigenschaft der Methode, bei der

tion wird ermittelt, indem diejenige Spannung bzw. der Maximalwert des Differentialquotienten ge-

derjenige Strom festgestellt wird, der dem Maximal- messen wird, besteht darin, daß das von dem

wert des Signals entspricht. photoelektronischen Abtastelement abgegebene

Die charakteristischen Eigenschaften und die Vor- 5 Signal in vergleichsweise einfachen elektrischen

teile der Erfindung sind folgende: Schaltkreisen ausgewertet werden kann. Da der

Maximalwert des Differentialquotienten der

1. Das bei der erfindungsgemäßen Anordnung ver- Bildintensitätsverteilung in verschiedenen Einwendete photoelektronische Abtastelement, das Stellpositionen gemessen wird, stellt diese Me-— wie beschrieben — aus einer Vielzahl in en- io thode im Grunde eine Abwandlung der mit unger Nachbarschaft aneinandergereihter licht- terschiedlichen Auswertefrequenzen arbeitenden empfindlicher Elemente und einem Vorzugs- Methode dar, so daß die genaue Fokussierung weise mit diesen integrierten Abtastgenerator bei beliebigen Aufnahmegegenständen mögbesteht, ist so klein, daß es ohne weiteres in lieh ist.

einen Kamerakörper herkömmlicher Größe ein- 15

gebaut weiden kann. Die Schaltungsanordnung

zur Verarbeitung des von diesem Abtastelement Die vorstehend gegebene allgemeine Beschreibung

gelieferten Ausgangsspannung kann ebenfalls der den einzelnen Ausführungsbeispielen entsprechen-

durch eine integrierte Schaltung gebildet sein, den Geräte werde im folgenden an Hand der Zeich-

so daß eine Kamera mit automatischer Scharf- so nungen weiter vertieft:

einstellung entsteht, die insgesamt sehr kompakt Das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Anord-

und sehr leicht ist. nungen zur automatischen Scharfeinstellung sei an

2. Da die die Bildintensität kennzeichnende In- Hand von Fig. 1 und 2 erläutert. Fig. 1 zeigt in formation durch Abtastung des von dem op- einfacher Darstellung die Ortsfrequenzverteilung des tischen System, z. B. dem Kameraobjektiv ent- *5 von dem optischen System entworfenen Bildes in worfenen Bildes gewonnen wird, erhält man als verschiedenen Ebenen senkrecht zur optischen Achse. Ausgangsbasis eine Information über die ge- Als Abszissenwert ist die Ortsfrequenz aufgetragen, nauen Ortsfrequenzkomponenten des Bildes. Die Die Dimension der Ortsfrequenz ist wie üblich Li-Genauigkeit der Fokussierung ist deshalb größer nien/mm. Auf der Ordinatenachse ist die Lichtintenals die bei der üblichen Methode, die sich den 3° sität (das Leistungsspektrum) aufgetragen. Die oben beschriebenen »Einsaltelungseffekt« eines Kurve α in F i g. 1 zeigt die Ortsfrequenzverteilung photoelektronischen Bauelementes zunutze des Bildfeldes bei korrekter Scharfeinstellung, die macht. Kurve b zeigt die Ortsfrequenzverteilung bei Fehl-

3. Die bei dem ersten, zweiten und fünften Gerät einstellung. Im allgemeinen wird die Bildintensität verwendete Speicherschaltung ermöglicht die 35 bei unterschiedlichen Ortsfrequenzen des Bildes klei-Erkennung des Vorzeichens des Einstellfehlers ner, wenn der Betrag der Fehleinstellung wächst, auf überaus einfache Weise. Diese Speicher- Diese Erscheinung ist an Hand von F i g. 2 erkennschaltung kann ebenfalls aus einer integrierten bar, deren Kurven die Änderung der Bildintensitäl Schaltung bestehen. Sie erübrigt ferner die bei bei verschiedenen Ortsfrequenzen darstellen, wobei dem dritten und vierten Gerät vorhandene Vor- 40 die Einstellposition auf der Abszissenachse aufgerichtung zur periodischen Änderung des Licht- tragen ist. In F i g. 2 entspricht die Kurve c der niedpfades. Hieraus resultiert ein besonders gerin- rigsten und die Kurve e der höchsten Ortsfrequenz, ger Raumbedarf, so daß der Einbau in eine Je höher die Ortsfrequenzkomponenten des Bildes Kompaktkamera möglich ist. werden desto schneller fällt die Bildintensität beider-

4. Während die Messung des Umfanges der Fehl- 45 seits der die korrekte Einstellung kennzeichnenden einstellung bei Verwendung einer Speicherschal- Position ab. Es gehört zum Prinzip der Erfindung, tung schrittweise durchgeführt wird, erfolgt diese die korrekte Lage der Einstellposition mit großer Messung bei dem in dem dritten und vierten Genauigkeit zu bestimmen, indem Bildkomponenten Gerät verwendeten PhasendetektoT kontinuier- mit möglichst hoher Ortsfrequenz herangezogen lieh bzw. analog, woraus eine weitere Steigerung 5< > werden.

der Einstellgenauigkeit resultiert. Der Aufbau des ersten Ausführungsbeispieles der

5. Die hervorstechende Eigenschaft des mit varia- Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt Zwischen dem bier Ortsfrequenz arbeitenden Verfahrens, von Kameraobjektiv 1 und der FUmoberfläche 3 befindet dem das zweite, das vierte und das fünfte Ge- sich ein halbdurchlässiger Spiegel 2. Ein Teil der zum rät Gebrauch machen, besteht darin, daß die 55 Bildaufbau tragenden Lichtstrahlen wird von dem Ermittlung der korrekten Einstellung bei Ob- halbdurchlässigen Spiegel 2 abgelenkt. In einer Po-. kten beliebiger FrequenzveTteilong möglich ist. shion, die (in bezug auf den Spiegel 2) der Lage der L.ds mit Auswertung einer festen Frequenz ar- Filmoberfläche 3 entspricht, ist ein photoelektronibehende Verfahren besitzt zwar den Vorteil sehe:» Abtastelement 4 angeordnet. Der halbdurchbesonders einfachen Aufbaues, der Anwen- ^6o lässige Spiegel 2 kann selbstverständlich durch den dungsbereich ist jedoch auf solche Objekte bc- Sucherspiegel einer einäugigen Spiegelreflexkamera schränkt, deren Ortsfrequenz nicht niedriger ist ersetzt werden.

als die eine feste Frequenz. Die Verwendung Das photoelektronische Abtastelement 4 wird veränderbarer oder einer Mehrzahl fester Aus- durch die Treiberstufe 6 gesteuert. Diese wird durch wertefrequcnzen vermeidet diesen Nachteil, in- ⁶5 einen Impuls des Taktgenerators S wirksam. Durch dem die Natur der Bildintensitätsverteilung mit den Abtastvorgang wird die auf der wirksamen Oberverschiedenen Frequenzbereichen ausgewertet fläche des photoelektronischen Abtastelementcs herrwird, sehende räumliche Intensitätsverteilung in ein ent-

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sprechendes zeitabhängiges elektrisches Signal umge- aufgetragen. Auf der Ordinatenachse ist eine Spanwandelt. Das photoelektrönische Abtastelement wird nung bzw. ein Strom aufgetragen. Die Fig. 4 und 5 in ständiger Wiederholung und immer in derselben zeigen die Ausgangssignale (Spannungen bzw. Ströme) Richtung durch Trigger-Impulse konstanter Fre- während zweier Abtastperioden. Die Abtastperiode queriz abgetastet, die von dem Taktgenerator 5 er- 5 T₁ entspricht der korrekten Einstellung des Kamerazeugt¹ Werden. Das Ausgangssignal des photoelektro- Objektivs, die Abtastperiode r_ä entspricht einer Fehlnischen Abtastelements wird in dem Verstärker? einstellung. Diese Erscheinung wird an Hand von verstärkt und anschließend in einer Differenzierschal- Fig. 6 weiter verdeutlicht: Auf der Ordinatenachse tuhgS differenziert. Das Ausgangssignal der Stufe 8 ist das Ausgangssignal (Spannung bzw. Strom) der wird einem Hochpaßfilter 9 zugeführt, das nur für 10 Gleichrichterstufe 10, auf der Abszissenachse ist die Wechselstromkomponenten durchlässig ist, deren relative Einstellposition des Kameraobjektivs aufge-Frequenz größer ist als Hne in geeigneter Weise ge- tragen. Das Maximum der in F i g. 6 dargestellten wählte Grenzfrequenz. Das Ausgangssignal des FiI- Kurve entspricht der korrekten Scharfeinstellung. Das ters 9 gelangt zu einer Gleichrichterstufe 10. In dieser in F i g. 3 dargestellte Ausführungsheispiel beruht wird das Signal gleichgerichtet. Das gleichgerichtete 15 auf der Ermittlung dieses Maximums.
Ausgangssignal wird in einer geeigneten Speicher- Das in F i g. 7 dargestellte zweite Ausführungsbeischaltung Ha gespeichert. spiel der Erfindung unterscheidet sich von dem AusWenn ein Servomotor 13 betätigt wird, der das führungsbeispiel nach Fig. 3 dadurch, daß die elek-Kameraobjektiv 1 über geeignete Mittel 14 (z. B. über trische Auswerteschaltung die Auswertung mehrerer eine Stellschraube) in Richtung der optischen Achse 20 unterschiedlicher Frequenzen erlaubt. Das photobewegt, wird die Bildintensitätsverteilung in einer elektronische Abtastelement 4' erzeugt ein Ausgangsanderen Einstellposition abgetastet und von dem signal, das dem vorangehend beschriebenen entphotoelektronischen Abtastelement 4 in ein entspre- spricht. Dieses Ausgangssignal wird in einem Verchendes zeitabhängiges elektrisches Signal umgewan- stärker T verstärkt und in einer Differenzierschaldelt. Dieses Signal wird ebenfalls verstärkt, differen- 25 tung 8' differenziert. Es wird anschließend gleichzeiziert, gefiltert und gleichgerichtet. Das am Ausgang tig einer Mehrzahl von Bandpaß-Filtern mit unterder Gleichrichterstufe 10 auftretende Signal wird in schiedlichen Durchlaßbereichen zugeführt. Im Auseiner zweiten Speicherschaltung lift gespeichert. führungsbeispiel sind drei Bandpaß-Filter 9Ά, 9'B Der Speicherbefehl und der Befehl zur Rückstel- und 9'C verwendet. Die gefilterten elektrischen Silung der Speicherschaltungen 11a und 11 b werden 30 gnale werden durch Gleichrichlerstufen 10'A, 10'ß synchron mit dem Takt des Taktgenerators 5 erzeugt. und 10'C gleichgerichtet und in Speicherschaltungen Die Taktimpulse des Taktgenerator5 steuern dabei HAa, 11'Ba und 11'Ca gespeichert. Danach wird die Speicherschaltungen 11a und 11 b über eine das Objektiv durch den Servomotor 13 verschoben Adressenstufe 14'. Ein erster Taktimpuls gibt einen und die Bildintensität in einer abweichenden Posi-EinsteHbefehl an die Speicherschaltung 11α, ein 35 tion ermittelt.

zweiter Taktimpuls gibt einen Einstellbefehl an die Die resultierenden Gleichströme- bzw. -Spannun-Speicherstufe 11 b. Das Einspeichern und Löschen gen werden in Speicherschaltunsen WAh. 11'Bb der beiden Speicherschaltungen 11a und 11 Λ wird bzw. ll'Cft gespeichert. Die Speicherbefehle werden ständig wiederholt. Die Differenz zwischen den bei- wieder synchron mit den Taktsignalen des Taktgeneden in den Speicherschaltungen 11a und 11 £> gespei- 40 rators5 gegeben. Die Differenzen der in den Speicherten Gleichspannungs- bzw. -Stromwerte wird chergruppen WAa, WAb bzw ΙΓΒα WBb bzw. durch eine Vergleicherschaltung 12 gemessen, die 11'Ca, HO» gespeicherten Signale werden durch beispielsweise als Differentialverstärker ausgebildet Vergleicherschaltungen 12'A, 12'B bzw. 12'C ermitsein kann. Wenn die Speicherschaltung 11α den tell. Die Vergleicherschaltung 12'D ermittelt die Wen A und die Speicherschaltung 11h den Wert B 45 größte Differenz der von den Vergleicherschaltungen gespeichert hat liegt an der Vergleicherschaltung 12 11'A. 12'B bzw. 12'C abgegebenen Ausgangsspanalso der Differenzwert A-B an. Das Vorzeichen nungen. Jede der Vergleicherschaltungen 12'A 12'B, ( ^ oder -) dieses Wertes bestimmt die Laufrich- 12 C und 127) mißt nicht nur den Absolutwert der tung des Servomotors 13. der so lange weiterläuft. Uleichspannungsdiffercnzen sondern auch deren Vorbis ein Zustand erreicht wird, in dem A-B ist. 50 zeichen. Dies geschieht in derselben Weise wie bei Dieser Zastand zeigt an. daß das Kameraobjektiv die dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Sokorrekte Einstellung erreicht hat. Im allgemeinen ist mit kann unterschieden werden ob sich die gespeidie in den Speicherstufen gespeicherte Gleichspan- cherte Spannung in Richtung auf höhere oder niedrinwngs- bzw. Siroaigröße bei der korrekten Einstei- gere Werte ändert. Infolge der Verwendunc solchei tang des Kameraobjektivs maximal und wird beider- 55 Komparatorschaltungen wird das Objektiv 1 mil seits dieser Einstellung kleiner. Deshalb ermöglicht Hilfe des Servomotors 13 stets in eine Richtung verdie beschriebene Servosteuerung das Auffinden der schoben, die höheren Gleichspannungswerten entkorrekten Einstellposition. spricht. Auf diese Weise kann die korrekte Einstell Die F1 g. 4. 5 und 6 veranschaulichen die Methode position unabhängig davon bestimmt werden ob dci der Servosteuerung. Fi g. 4 zeigt das von dem Hoch- 60 der Ausgangsposition entsprechende Einstellfchlci paß 9 abgegebene elektrische Signal. Dieses ändert positives oder negatives Vorzeichen hat
sich in Übereinstimmung mit der Lichtintensität der Der Grund, weshalb das zweite Ausführungsbei hochfrequenten Komponenten des Bildes. Dement- spiel im Gegensatz /u dem ersten Ausführungsbei· sprechend erscheint am Ausgang der Gleichrichter- spiel von dem Verfahren variabler Auswertefrequcn stufe 10 ein Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung, 65 /cn Gebrauch macht ist der daß — wie bereits an die dem Grad der Änderung entspricht (F i g. 5) In gedeutet — bei Anwendung einer festen Ortsfrequem den Fig. 4 und 5 ist auf der Abszissenachse die bestimmter Höhe eine automatische Scharfcinstclluni Abtastzeit des photoelektronischen Ablastelemcntes nicht möglich ist, wenn der Aufnahmcot-fciKtand nui

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solche Ortsfirequenzkomponenten aufweist, die un- Hüllkurve besitzt, die synchron ist mit dem von dem terhalb dieser festen Frequenz liegen. Dies sei an Oszillator 27 erzeugtenSignal. Die Anordnung ist so Hand von Fig. 8 erläutert: Wenn wie bei dem ersten getroffen, daß die SchwingungsperiodeI₀ (Fig. 10) AusfUhrungsbeispiel ein Hochpaß verwendet wird, der Schwingvorrichtung 21 hinreichend viel größer der nur für Frequenzen durchlässig ist, die über 5 ist als die Abtastperiode /_s des photoelektronischen einer bestimmten Grenzfrequenz liegen und wenn das Abtastelementes und daß sie außerdem ein ganz-BiId solche Frequenzen, die im Durchlaßbereich lie- zahliges Vielfaches von dieser ist. Das Ausgangsgen, enthält, ändert sich die Gleichspannungsdiffe- signal des photoelektronischen Abtastelementes 18 renz am Ausgang der Komparatorschaltung wie in wird von einem Verstärker 22 verstärkt und in eine der Kurven (Fig. 8) ersichtlich ist. Wenn das Bild 10 Differenzierstufe 23 differenziert. Deren Ausgangsderart hohe Frequenzen nicht enthält, wird keine der- signal wird wieder einem Hochpaß-Filter 24 zugeartige Spannungsdifferenz erzeugt. Wenn jedoch führt. Die resultierende Schwingungsform des elek-Bandpässe vorgesehen sind, die für Frequenzbänder trischen Signals ist in F i g. 11 dargestellt, das eine durchlässig sind, die unterhalb der genannten hohen pulsierende Spannungsänderung zeigt, die auf Grund Frequenzen liegen, werden die in F i g. 8 in den Kur- 15 der einfachen harmonischen Schwingung des photoven g und / dargestellten veränderbaren Spannungs- elektronischen Abtastelementes 18 zustande kommt differenzen erzeugt. Bei dem in F i g. 7 dargestellten und die am Ausgang des Hochpaß-Filters 24 als Er-Ausführungsbeispiel sind drei Bandpässe mit unter- gebnis der Bildabtastung erscheint, und zwar in dem schiedlichen Durchlaßbereichen verwendet, die si- Zeitpunkt, in dem sich das photoelektronische Abmultan die in den Kurven /, g und h von F i g. 7 dar- 20 tastelement 18 in der der korrekten Einstellung entgestellten Spannungsdifferenzänderungen erzeugen. sprechenden Position befindet.
Selbst wenn aus den vorerwähnten Gründen die der Dieses Signal wird einer Detektorschaltung 25 zuKurve h entsprechende Spannungsdifferenzänderung geführt, an deren Ausgang die in strichpunktierten nicht zustande kommt, weil das Objekt Komponen- Linien dargestellte Hüllkurve erscheint. Dieses Siten von derart hoher Ortsfrequenz nicht enthält, lie- 25 gnal wird in einem Phasendetektor 26 mit der von fern immer noch die beiden anderen Bandpässe Span- dem ()szillator 27 erzeugten Schwingung; verglichen, nungsdifferenzen, die den Kurven g oder / entspre- Das Ausgangssignal des Phasendetektors 26 besitzt chen und die als Steuerinformation zur korrekten den größten Spitzenwert, wenn das photoelektro-Scharfeinstellung dienen können. Hierin besteht der nische Abtastelement 18 periodisch um eine Mittelbesondere Vorteil des in Fig. 7 dargestellten Aus- 30 lage schwingt, die der korrekten Einstellposition entführungsbeispiels. spricht. Wenn die Mittellage der Schwingbewegung Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 9 dar- außerhalb dieser korrekten Einstellposition liegt, vergestellt, es besitzt ein Objektiv 15 und einen halb- ringen sich das Ausgangssignal des Phasendetekdurchlässigen Spiegel 16. Die Filmoberfläche ist mit tors 26. Positive und negative Einstell fehler bewir-

17 bezeichnet. Wie bei dem ersten Ausführungsbei- 35 ken eine Phasenverschiebung um T₁, so daß das Vorspiel ist ein vorzugsweise integriertes photoelektro- zeichen des Einstellfehlers unmittelbar als Vorzeinisches Abtastelement in einer im reflektierten Strah- chen (-t- oder -) der Ausgangsspannung des Phasenlengang des halbdurchlässigen Spiegels 16 liegenden. detektors 26 erkannt werden kann. Diese mit einem zur Ebene der Filmoberfläche konjugierten Ebene Vorzeichen behaftete Ausgangsspannung des Phasenangeordnet. Das photoelektronische Abtastelement 18 40 detektors 26 steuert einen Servomotor 28 derart, daß ist jedoch mit einer Schwingungsvorrichtung 21 ver- die Verschiebungsmittel 29 das Objektiv 15 in Richbunden, durch die es in Oszillationsbewegung versetzt tung der optischen Achse in der einen oder in dei werden kann. Diese dient zur periodischen Änderung anderen Richtung so lange bewegen, bis der Spander Weglänge des Lichtpfades zwischen dem Objck- nungswert zu Null wird. Die charakteristische Eigentiv und dem photoelektronischen Abtastelement 18. 45 schaft des dritten Ausführungsbeispiels besteht also ir An Stelle des photoelektronischen Abtastelementes der Verwendung eines von einem Phasendetektor ge-

18 kann natürlich auch das Objektiv 15 entsprechend steuerten Servosystems zur Ermittlung der korrekten oszillieren. Es ist auch möglich, den Brechungsindex Einstellposition.

in dem Lichtpfad zwischen dem Objektiv 15 und dem Das in Fig. 12 dargestellte vierte Ausführung*;-photoelektronischen Abtastelement 18 periodisch zu 50 beispiel der Erfindung stellt eine Modifizierung dei ändern, beispielsweise durch eine rotierende trans- in F i g. 9 dargestellten dritten Ausfühningsbeispieh parente Scheibe mit keilförmigem Querschnitt oder dar. Es arbeitet ebenfalls mit Phasendetektoren, be· durch optoelektrische Kristalle, deren Brechungs- dient sich jedoch einer veränderbaren Auswerteindex sich in Abhängigkeit von einem anliegenden frequenz.

elektrischen Feld ändert. 55 Das ^von einem photoelektronischen Abtastelemeni

Für die folgende Beschreibung sei angenommen. 18' erzeugte elektrische Ausgangssignal wird übei

daß das photoelektronische Abtastelement 18 oszil- einen Verstärker 22' und eine Differenzierschaltunf

liert. Das photoelektronische Abtastelement 18 be- 23' in ein entsprechendes differenziertes Signa! um

ginnt unter dem Steuereinfluß des Taktimpulsgenera- gewandelt. Dieses Verfahren entspricht demjenigen

tors 19 und der Treiberschaltung 20 mit der Ab- 60 das bei dem in Fig.9 dargestellten Ausfühnmgs

tastung des auf seiner wirksamen Oberfläche ent- beispiel angewendet wird. Das differenzierte Signa

worfcnen Bildes. Das photoelektronischc Abtast- wird gleichzeitig einer Vielzahl (im Ausfühnmgsbei

element 18, das auf der Schwingvorrichtung 21 be- spiel drei) von Bandpaß-Filtern 24'A, TA¹B und 24'C

festigt ist führt unter dem Einfluß der von einem mit unterschiedlichen Durchlaßbereichen zugeführt

Oszillator 27 erzeugten Schwingungen in Richtung 65 Die gefilterten elektrischen Signale werden in De

der optischen Achse eine einfache harmonische tcktorschaltungen 25/1. 25'ß bzw. 25'C gJeichgerich

Schwingbewegung mit konstanter Amplitude aus. so tet Anschließend wird in Phasendetektoren 26 A

daß das von ihm abgegebene Ausgangssignal eine 267* und 26'C die Phasenlage ermittelt. Eine Korn

para*orschaItung26'.O er-.iittelt den Absolutwert und das Vorzeichen der größten der Ausgangsspannungen der drei Phasendetektoren und steuert das Kameraobjektiv mit Hilfe des Servomotors in die Position, in der die Abtastung des Bildes die höchsten Gleichspannungswerte liefert Das in Fig. 12 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel vereinigt so die spezifischen Vorteile des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels miteinander.

Das in Fig. 13 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Abwandlung des Ausführungsleispiels nach Fig.3 dar. Das von dem photoelektronischen Abtastelement 30 erzeugte elektrische Signal wird mittels eines Verstärkers 31 und einer Differenzierschaltung 32 in ein entsprechendes differenziertes Signal umgewandelt. Dieses wird als Eingangssignal einem Spitzendetektor 33 zugeführt, der den Maximalwert des differenzierten Signals während einer Abtastperiode feststellt. Dieser Maximalwert wird in einer geeigneten Speicherschaltung 34 α gespeichert Anschließend wird — wie bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel — durch einen Servomotor das Objektiv in Richtung der optischen Achse verschoben und die Bildintensitätsverteilung in einer anderen Position abgetastet. Das entsprechende Abtastsignal wird wieder verstärkt, differenziert, gleichgerichtet und in einer zweiten Speicherschaltung 346 gespeichert. Eine Komparatorschaltung 35 ermittelt den Absolutwert und das ^λ Orzeichen der Differenz zwischen den beiden Speichorwerten. Das Ausgangssignal dieser Komparatorschaltung dient zur Steuerung des Servomotors. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Spannungsdifferenz den Wert Null erreicht und das Kameraobjektiv sich in der korrekten Einstellposition befindet Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Tatsache ausgenutzt daß der Differentialquotient der Bildintensitätsverteilung unabhängig von der Ortsfrequenzverteilung des Bildes bei korrekter Scharfeinstellung ein Maximum erreicht. Das angewandte Verfahren erlaubt im Vergleich zu den vorangehend beschriebenen Verfahren eine einfachere Schaltungsstruktur der Detektoren und eine geringere Baugröße.

Abschließend seien die charakteristischen Eigenschaften der fünf Ausführungsbeispiele noch einmal zusammengefaßt:

Das erste Ausführungsbeispiel macht von dem Verfahren der Auswertung einer festen Ortsfrequenz Gebrauch und verwendet eine Speicherschaltung zur Ermittlung der korrekten Einstellposition. Die Anzahl der erforderlichen Bauelemente ist klein. Die Verwendung einer integrierten Schaltung ist möglich, so daß die gesamte Anordnung sehr kompakt ausgeführt sein kann. Die Anordnung kann in einen Ksmerakorper eingebaut werden, wodurch sich eine Kamera mit automatischer Scharfeinstellung ergibt, die kleine Abmessungen und geringes Gewicht besitzt. Das zweite Ausführungsbeispiel arbeitet nach dem Verfahren der Auswertung veränderlicher (bzw. einer Vielzahl fester) OrtsfrequenzeT und benutzt zur Er-

mittlung der korrekten EinsteHposition ebenfalls eine Speicherschaltung. Die Anordnung ist zwar größer jedoch auch von höherer Genauigkeit und erlaubt eine automatische Scharfeinstellung bei Objekten von nahezu beliebiger Ortsfrequenzverteilung.

Das dritte Ausführungsbeispiel arbeitet wieder mit einer festen Ortsfrequenz und verwendet zur Ermittlung der korrcKien Einstellpositior. einen Phasendetektor. Dies ermöglicht eine analoge Ermittlung der V^^ekten Einsteüposition. Die Anordnung arbeitet deshalb gerauer als das erste und das zweite Ausführungsbeispiel.

Das vierte Ausführungsbeispiel arbeitet mit Auswertung einer veränderbaren Ortsfrequenz und benutzt zur Ermittlung der korrekten Einstellposition ebenfalls einen Phasendetektor wie das dritte Ausführungsbeispiel. Es vereinigt deshalb die Vorteile des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels in sich.

Das fünfte Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch besonders einfachen Schaltungsaufbau aus und benötigt dementsprechend eine geringere Anzahl von Bauelementen als die übrigen Ausführungsbeispiele. Es eignet sich deshalb besonders zum Einbau in sehr kompakte Kameras.

Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung durch Ermittlung der Frequenzverteilung des Bildes mittels Bildabtastung wurde in der Vergangenheil trotz ihrer theoretischen Vorzüge wegen der Größe der erforderlichen Geräte nicht realisiert. Erst die erfindungsgemäße Verwendung des photoelektronischen Abtastelementes ermöglicht den Aufbau eines kleinen handlichen Gerätes mit hervorragender Genauigkeit.
Jedes der fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung hat seine speziellen Vorteile und kann je nach der gestellten Anforderungen verwendet werden. Die Anordnungen, die mit veränderlicher Ortsfrequenz ar· beiten, besitzen den speziellen Vorteil, daß sie ein« genaue Fokussierung bei Objekten mit fast beliebigei Ortsfrequenzverteilung erlauben, was ihnen einer weiten Anwendungsbereich bei optischen Instrumen ten mit automatischer Fokussierung sichert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 23 3311

1. Anordnung zur selbsttätigen Scharfeinstellung (Autofokussierung) für optische Systeme, insbesondere für Objektive in photographischen S Kameras, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Bildebene (3) oder in einer äquivalenten Ebene des optischen Systems (1) angeordnetes an sich bekanntes aus einer Vielzahl von in enger Nachbarschaft in einer Reihe angeordneten to lichtempfindlichen Elementen und einer vorzugsweise mit ihnen integrierten Treiberstufe (6) zu ihrer aufeinanderfolgenden Aktivierung bestehendes photoelektronisches Abtastelement (4) zur selbsttätigen und wiederholten Abtastung und zur optoelektrischen Umwandlung der Lichtintensität zumindest eines Teiles des von dem optischen System (1) entworfenen Bildes vorgesehen ist und daß zur Scharfeinstellung Mittel (13, 14) zur Verschiebung des optischen Systems (1) oder der Bildebene in Richtung der optischen Achse vorgesehen sind, die durch ein elektrisches Signal steuerbar sind, das aus dem die Kontraständerung in Richtung der optischen Achse kennzeichnenden Ausgangssignal des genannten Abtastelementes (4) abgeleitet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zur Verschiebung des optischen Systems (1) oder der Bildebene eine mit dem Ausgang des photoelektronischen Abtastelementes (4) verbundene Differenzierschaltung (8), ein Hochpaß-Filter (9) sowie eine Detektorschaltung (10) umfaßt und daß zwei Speicherschaltungen (Ha, life) zur alternativen Speicherung der unterschiedlichen relativen Positionen der Bildebene entsprechenden Ausgangssignale der Detektorschaltung (10) sowie eine Komparatorschaltung (12) zur Ermittlung der Differenz der jeweils gespeicherten Größen und zur Steuerung eines Servomotors (13) zur Verschiebung des optischen Systems (1) bzw. der Bildehrne längs der optischen Achse vorgesehen sind (F i g. 3).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zur Ver-Schiebung des optischen Systems (1) oder der Bildebene eine mit dem Ausgang des photoelektronischen Abtastelementes (4) verbundene Differenzierschaltung (8') umfaßt, deren Ausgang mit einer Mehrzahl von Bandpässen (9'A, 9'ß, 9'C) verbunden ist, deren Durchlaßbereiche gegeneinander abgestuft sind, daß jeder dieser Bandpässe {9Ά, 9'ß, 9'C) über je eine Detektorschaltung (10,4, lO'ß, 10'C) mit je zwei Speicherschaltun- ^n (WAa. WAb; ll'ßö, ll'ßfc; 11'Ca, ll'Cfc) zur alternativen Speicherung der unterschiedlichen relativen Positionen der Bildebene entsprechenden Ausgangssignale der einzelnen Detektorschaltungen (WA, WB, WC) verbunden ist und daß eine der Anzahl der Bandpässe (9'A, 9'ö, 9'C) entsprechende Zahl von Koinparatorschaltungen (WA, WB, WC) zur Ermittlung der Differenz der jeweils gespeicherten Größen sowie eine mit deren Ausgängen verbundene weitere Komparatorschaltung (WD) zur Steuerung eines Servomotors (13) zur Verschiebung des optischen Systems (1) bzw. der Bildebene längs der optischen Achse vorgesehen sind (F i g. 7).

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem zur Verschiebung des optischen Systems (1) oder der Bildebene Mittel (21), insbesondere eine Schwingvorrichtung (21), zur periodischen Änderung der optischen Weglänge zwischen dem optischen S>stem (1) und dem photoeltktronischen Abtastelement (4) sowie eine Differenzierschaltung (23) zur Differenzierung des von dem photoelektronischen Abtastelement (4) abgegebenen Ausgangssignal umfaßt und daß Filterschaltungen (ζ. B. ein Hochpaß-Filter 24, F i g. 9) oder eine Mehrzahl von Bandpässen (2ΑΆ, 24'ß, 24'C) mit gegeneinander abgestuften Durchlaßbereichen (Fig. 12) sowie eine der Anzahl der Filterschalrungen entsprechende Zahl von Phasendetektoren (25 bzw. 25'A, 25'B, 25'C) vorgesehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zur Verschiebung des optischen Systems (1) oder der Bildebene eine mit dem Ausgang des photoelektronischen Abtastelementes (4) verbundene Differenzierschaltung (32) sowie einen Spitzengleichrichter zur Ermittlung des Maximalwertes der während einer Abtastperiode von der Differenzierschaltung abgegebenen Signals umfaßt und dab zwei Speicherschaltungen (34 a, 34 b) zur alternativen Speicherung der unterschiedlichen relativen Positionen der Bildebene entsprechenden Ausgangssignale der Spitzengleichrichters.'haltung (33) sowie eine Komparatorschaltung (35) zur Ermittlung der Differenz der jeweils gespeicherten Größen und zur Steuerung eines Servomotors (13) zur Verschiebung des optischen Systems (1) bzw. der Bildebene längs der optischen Achse vorgesehen sind (F i g. 13).