DE2349946A1

DE2349946A1 - Elektrische schaltanordnung zur auffindung der scharfeinstellungsposition eines aufnahmeobjektivs in einer photographischen kamera

Info

Publication number: DE2349946A1
Application number: DE19732349946
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Sato
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1972-10-04
Filing date: 1973-10-04
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2349946C3; JPS4958827A; DE2349946B2; JPS562686B2; US3833806A

Description

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FUJI PHOTO OPTICAL CO.., LTD.
1-324 Uetake-cho, Omiya-shi,
Japan

Elektrische Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfeinstellungsposition eines AufnahmeObjek in einer photögraphischen Kamera*.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfeinstellungsposition eines Aufnahmeobjektive in einer Photokamera, die über eine Differenzierschaltung mit einem photoelektrischen Element verbunden ist* auf dem von dem Aufnahmeobjektiv ein Bild fokussiert ist und vor dem ein in seitlicher Richtung hin- und herschwingender Schlitz vorgesehen ist, um so einen schwankenden Ausgangsstrom au liefern»

Es ist in der Phototechnik üblich, ein Bild in einer Photokamera mit Hilfe einer elektrischen Schaltanordnung zu. fokussieren, die unter Verwendung- eines photoelektrischen Elementes die Scharfeinstellungoposition auffindet. In.einer herkömmlichen Schaltung zur Auffindung der Scharfeinstellung ist vor.einem photoelektrischen Element, dae in der Bronnebene eines AufnahmeObjektivs

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angebracht ist, ein Schlitz vorgesehen, äer in einer zur optischen Achse des Aufnahiueob;jektivs senkrechten Sbene hin- und herbewegt wird. Der Ausgangsstrora des photoelektrischen Elementes wird differenziert, um die A*näerung£5geschwindigkeit der öur ^Λ den hin- und hergehenden Schlits fallenden. Lichtintensität au zeigen. Diese Geschwindigkeit der Intensitätsändarung lcenuReichnetden Kontrast des auf dem photoelektrischen Element fokus n:lorten Bildes. Da der Kontrast eines Bildes abnimmt, Mean das Uila unscharf wird, kann man die lage der Scharfeinstellung erkonnen, indem man den Kontrast mißt, während die Fokus si erungr-ilinse langsam auf der optischen Achse der Linse vor-und surückbewegt wird."Die Stellung, bei der die Anderungsgeschwindigkeit der Lichtintensität, die durch den hin- und !!erschwingenden Schiita fällt, ein Maximum iat, ist die Pokussierungsatellung, in der das Bild auf größte Schärfe eingestellt ist.

Bei einem üblichen Verfahren, das in der japanischen PS Hr. 37956, eingereicht 1971, beschrieben ist, v/ird der von einem Photowiderstand gelieferte Ausgangs strom differenziert und der Maximalwert des differenzierten Ausgangs v/ird mit einer elektrischen Schaltung festgestellt«, In diesem Verfahren ist die elektrische Schaltung zur Feststellung des Maximalwertes des differenzierten Ausgangs sehr kompliziert. Daher ist es in der Praxis schwierig» den Maximalwert festzustellen und das Bild automatisch scharfzustellen, Ein Hauptgrund für die Schwierigkeit ist, daß der durch eine Differenzierschaltung differenzierte Ausgangsstrom eine komplexe Wechaelstroia-Vellenform hat.

Angesichts dieser Mängel der herkömmlichen Methode will die Erfindung eine Steuerschaltung zur automatischen Scharfeinstellung schaffen, die mit einer einfachen Schaltanordnung die Position der Scharfeinstellung auffindet. Diene Schaltanordnung soll nur eine geringe Anzahl von Elementen umfaßsen und demgemäß mit geringen Kosten herstellbar sein.

Gemäß der Erfindung verwendet die elektrische Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfeinstellung einen Llfferentialverstär-

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lter, der über die Differenzierschaltung mit dem photoelektrischen. Element verbunden ist_$ und Speiohßi'öchaltungen mit unterschiedlicher Zeit-konstante ο Dies können zwei Speicherschaltungen mit der gleichen Zeitkonstanten sein, von denen die eine mit einesi Entladekreis versehen ist? um ihre Speicheraoit ab~ zukürscn*

Die Schaltanordnung zur automatischen Scharfeinstellung gemäß der Erfindung kann mit einer Betätigungsschaltung verbunden sein, die ihrerseits mit einem Eineteilring einer Kamera gekuppelt ist, um diesen zu steuern* Die Schaltanordnung umfaßt in der Hauptsache einen Differentialverstärker ₉ der von einem photoelektrischen¹ 13.eraent über eine Differenzierschaltung zwei Stromeingängo empfängt ο Die beiden Eingangsströme sind durch Speicherschaltungen mit unterschiedlicher 'Zextkonstante an den Differentialverstärker angelegt» Die Speicherschaltung mit der längeren Zeitkonstanten speichert den Maximalwert des differenzierten Ausgangsstromes während der Linsenbewegung. Die andere Speicherschaltung mit der kürzeren Zeitkonstanten speichert den Maximalwert des differenzierten Ausgangsstroras während ^eder Schwingungsperiode des Schlitzes» Der Ausgang des Differentialverstärkers wird au null, wenn die beiden EingangsströEie den gleichen Wert annehmen. Die Stellung., bei der die beiden Eingangsströme gleich werden, entspricht der Position, des Maximums des Ausgangsstromes der Differenzierschaltungg in der der Kontrast des auf dem Photoelement erzeugten Bildes maximal ist und demgemäß das Bild scharf eingestellt ist. Der Ausgang des Differ entialverstärkers ist mit einer Betätigungsschaltung für den Einstellring verbunden«

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungebei» spiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen!

Fig.1-eine Seitenansicht der Anordnung eines photoelektrischen Elementes, eines Schlitzes und eines AufnahmeObjektivs, einer Kamera in Verwendung mit der erfindungsgemäßen Schaltanordnung; · ·

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Fig.2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungs- - gemäßen Schaltanordnung zur Scharfeinstellung;

Fig.3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungogemäßen Schaltanordnung zur Scharfeinstellung;

Fig.4 ein Diagramm des Ausgangs des photcelektrisehen Elementes}

Fig.5 ein Diagramm der durch die verschiedenen Speicherschaltungen an den Differentialverstärker angelegten Eingangsströme.

Wie Fig.1 zeigt, ist ein photoelektrisches Element 1, beispielsweise ein Photowiderstand oder ein Photoelement, in der Brennebene eines Aufnahme Objektivs 2 einer Photokamera angeordnet·. Das Aufnahmeobjektiv 2 ist entlang seiner optischen Achse 3 vor- und zurückbewegbar. Knapp vor dem photoelektrischen Element 1 ist eine Schlitzblende 4 vorgesehen, die einen schmalen optischen Schlitz 4a hat, dessen Breite sehr viel kleiner ist als die Breite des photoelektrisehen Elementes 1» Die Schlitzblende 4 ist in der zur optischen Achse 3 senkrechten Richtung und senkrecht zur Erstreckung des Schlitzes beweglich* Die Schlitzblende 4 wird in dieser Bewegungsrichtung mit hoher Frequenz in Schwingungen versetzt. Durch die schwingende Schlitzblende 4 wird das auf dem photoelektrisehen Element 1 fokussierte Bild abgetastet und der Ausgangsstrom des Elementes 1 unterliegt entsprechenden Schwankungen.

Der Ausgangsstrom des photoelektrisehen Elementes 1 wird in eine Differenzierschaltung eingegeben und von dieser differenziert.

In Fig.2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanordnung gezeigt. Der Ausgang der Differenzierschaltung 5 wird in swei Speicherschaltungen 6 und 7·eingegeben. Die eine Speicherschaltung β umfaßt eine Diode 61 und einen dazu in Reihe geschalteten Kondensator 62«, Die andere Speicherschaltung 7 besteht aus einer Diode 71 und einem Kondensator 72» Die Dioden 61 und 71 sind mit der Differenzierschaltung 5 verbunden und

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die Kondensatoren 62-und 72 sind geerdet. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 61 und dem Kondensator 62 ist mit der einen Eingangsklemme 81a eines Differentialverstärkers 8 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 71 und dem Kondensator 72 ist mit der anderen Eingangsklemme 81b des Differentialverstärkers 8 verbunden. Der Differenzialverstärker 8 umfaßt zwei Feldeffekttransistoren 82a und 82b, die miteinander über-einen veränderbaren Widerstand 83 verbunden sind. Jeder Feldeffekttransistor 82a und 82b liegt über einen Widerstand 84a bzw. 84b an der Stromquelle. Am Schleifkontakt 83a des veränderbaren Widerstandes 83 liegt eine Spannungskonstanthalteschaltung 9· Die Spannungskonstanthalteschaltung 9 umfaßt einen Transistor 91, einen Widerstand 92, der zwischen der Basis 91a des Transistors. 91 und der Stromquelle liegt, einen Widerstand 93» äer den Emitter 91b des Transistors 91 niit Erde verbindet, und eine Diode 94, die zwischen Erde und einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 92 und der Basis 91a des Transistors 9 gelegt ist.

Die Zeitkonstante der Speicherschaltung 6 ist durch entsprechende Wahl der Kapazität der Kondensatoren 62 und 72 stark unterschiedlich von derjenigen der anderen Speicherschaltung 7· In der Praxis ist die Kapazität des Kondensators 62 groß im Vergleich zur Kapazität des Kondensators 72 gewählt. Damit ist die Zeitkonstante der ersten Speicherschaltung 6 beträchtlich grösser als die Zeitkonstante der zweiten Speicherschaltung 7· Die Dioden 61 und 71 sind derart ausgestattet, daß der durch die Diode 61 fließende Sperrstrom viel kleiner ist als der durch die Diode 71 fließende Sperrstronu

Die Schaltung funktioniert folgendermaßen: Der Ausgang der Differenzierschaltung 5 geht durch die Dioden 61 und 71 und lädt die Kondensatoren 62 und 72 auf. Wie Fig.4 zeigt, ändert sich .der Ausgangsstrom der Differenzierschaltung 5, wenn das Aufnahmeobjektiv. 2 vor- und rückbewegt wird. Die Kurve m der Fig.4 zeigt den Maximalwert des differenzierten Ausgangsstromes für jeden Schwingungszyklus der Schlitzblende 4 und dessen Änderung während der Vor- und Rüokbewegunf des Aufnahmeobjektivs 2.

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Wenn sich das Aufnahmeobjektiv 2 von seiner vordersten Grenastellung X₁ in seine hinterste Grensetellung X₂ bewegt, beginnt die Kurve m an der tiefsten Stelle C₁, steigt dann bis zum höchsten Punkt G , wenn das Auf nähme objektiv 2 die optimale Scharfeinstellungsposition X_f hat, und fällt dann wieder bis zur tief sten Stelle Cg*

Die Speicherschaltung 6 speichert den höchsten Wert des Ausgangsstroms der Differenzierschaltung 5, indem sie den Kondensator 62 mit der dem höchsten Ausgangsstrom C entsprechenden Spannung auflädt. Die andere Speicherschaltung 7 mit der kürzeren Zeitkonstanten dagegen speichert denhöchsten Viert- des Auagangsstromes für jeden Schwingungszyklus der Schlitzblende 4, der der Kurve m der Fig.4 entspricht.

Fig.5 zeigt den Eingangsstrom von der Speicherschaltung 6 in den Differentialverstärker 8, wenn sich das Aufnahme objektiv 2 von der Stellung X₁ nach Xp und zurück nach X₁ bewegt, als Kurve e {e^—&2"^e·^)* Der Eingangsstrom von der anderen Speicherschaltung 7 in den Differentialverstärker 8 ist durch die Kurve a dargestellt, die der Kurve m der Fig.4 entspricht. Da der Differentialverstärker 8 einen Ausgang liefert, der der Differenz der Eingänge an den beiden Eingangsklemmen 81a und 81b entspricht, wird der Ausgangs strom an den Ausgangsklemmen 85a und 85b zu null, wenn beide Eingänge gleich werden. Wenn also der Eingangsstrom a aus der Speicherschaltung 7 gleich dem Eingangsstrom β wird, wird der Ausgangsstrom an den Ausgangsklemmen 85a und 85b null. Dies ist an der Stelle P der Fall, wo sich das Aufnahmeobjektiv 2 in der optimalen Scharfeinstellungsposition X« befindet.

Es ist also möglich, ein Bild in einer photographischen Kamera automatisch scharfeinzustellen, indem man eine Betätigungsschaltung für den Einstellring, die einen Servomotor o.dgl. umfaßt, mit den Ausgangsklemmen 85a und 85b des Differentialverstärkers 8 verbindet.

In dem obigen Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltanordnung,

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das in Mg.2 gezeigt ist, ist die Zeitkonstante der Speicherschaltung 7 dadurch kürzer gemacht als diejenige der Speicherschaltung 6₉ daß man die Kapazität des Kondensators 72 kleiner wählt als diejenige des Kondensators 62 und den durch die Diode 61 · fließenden Sperrstrom kleiner macht als den Sperrstrom durch die Diode 71. Selbstverständlich können jedoch auch aadere elektrische Mittel angewandt werden, um die effektive Zeitkonstante der Speicherschaltung 7 kurzer zu machen als diejenige der Speicherschaltung 6. Eine Methode, um dies zu erreichen, ist in Fig.3 dargestellt«,

In dem Schaltbild der Figo3 sind alle Elemente₉ die solchen der Fig.2 entsprechen, mit den gleichen Besugsziffern bezeichnet. Sie sind nicht mehr näher beschrieben. Die Diode 71a und der Kondensator 72a, die der Diode 71 und dem Kondensator 72 des Beispiels der Figo2 entsprechen, können die gleichen sein wie die Diode 61 und der Kondensator 62. Um die effektive Zeit-, konstante der zweiten Speicherschaltung 7a kurzer zu machen als diejenige der ersten Speicherschaltung 6, wenn der Kondensator 72a die gleiche Kapazität hat wie der Kondensator 62, ist an den Kondensator 72a der zweiten Speicherschaltung 7a ein Entladekreis 10 gelegt ο Der Entladekreis 10 v/eist einen Feldeffekttransistor 101 und einen V/i der st and 102 in Reihe mit der Quelle (Source) 101b des FET auf. Die.Senke (Drain) 101a des FET ist mit einem Verbindungspunkt zwischen der Diode 71a und dem Kondensator 72a verbunden. Das Tor (Gate) 101c des FET 101 ist geerdet. Wenn bei diesem Beispiel die Spannung über dem Widerstand 102 auf eine vorgegebene Höhe ansteigt, fließt ein elektrischer Strom durch den FET 101 und der Kondensator 72a entlädt sich. Die zweite Speicher.schaltung 7a wiederholt also die Speicherung und die Entladung des Maximums des Ausgangsstromes aus der Differenzierschaltung für jede Schwingungsperiode der Schlitzblende 4. Damit arbeitet die zweite Speicherschaltung 7a zusammen mit dem Entladekreis 10 in der gleichen Weise wie die zweite Speicherschaltung 7 im Beispiel der Figo2.

Die er-findungsgemäße Schaltanordnung ist, wie beschrieben,

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dazu verwendbar, die Scharfeinstellung einer photographisohen Kamera automatisch zu steuern, wenn man eine Betätigungsschaltung für den Einstellring der Kamera, mit einem Servomotor o» dgl. mit dem Ausgang des Differentialverstärkers in obiger Schaltung verbindet. Es ist auch möglich, die Scharfeinstellungsposition des Aufnahmeobjektivs dadurch anzuzeigen, daß eine Signallampe in dem Sucher der Kamera aufleuchtet. Hierzu verwendet man eine ein Signal anzeigende Lampe, die mit den Ausgangsklemmen des Differentialverstärkers über einen Schalter verbunden ist· Damit wird es möglich, die Schärfeinstellposition in dem Sucher der Kamera anzuzeigen, um auf diese Weise die manuelle Scharfeinstellung einer Kamera zu erleichtern.

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Claims

Ansprüche

/Ty Elektrische Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfeinstellungsposition eines Aufnahmeobjektivs in einer Photokamera, die über eine Differenzierschaltung mit einem photoelektrischen Element verbunden ist, auf dem von dem Aufnahmeobjektiv ein Bild fokussiert ist und vor dem ein in seitlicher Richtung hin- und herschwingender Schlitz vorgesehen ist, um so einen schwankenden Ausgangsatrom zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile umfaßt:

eine erste Speicherschaltung (6),'die mit der Differenzierschaltung (5) verbunden ist und eine Zeitkonstante hat, die lang genug ist, um den höchsten Wert des Ausgangs der Differenzierschaltung (5) während der Bewegung des Aufnahmeobjektivs zu speichern,

eine zweite Speicherschaltung (7,7a), die an die Differenzierschaltung (5) angeschlossen ist und eine Zeitkonstante hat,

die kurz genug ist, um den höchsten Wert des Ausgangs der Differenzierschaltung für jeden Schwingungszyklus des Schlitzes (4a) zu speichern,

einen Differentialverstärker (8), dessen Eingangsklemmen (81a, 81b) mit der ersten und zweiten Speicherschaltung (6, 7, 7a) verbunden sind, um die Ausgänge der Speicherschaltung en als Eingänge zu empfangen, und der einen Ausgang abgibt, der der Differenz der Höhe der beiden Eingänge entspricht, wobei an den Ausgangsklemmen (85a₉ 85b) des Differentialverstärkers ein Ausgangssignal erscheint, das die Scharfeinstellungsposition des Aufnahmeobjektivs (2) anzeigt.

2ο Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite. Speicherschaltung (6, 7) jeweils eine Diode (61, 71) .und e±ne& dazu in Reih© liegenden Kondensator (62, 72) umfaßt, wobei die Kapazität des Kondensators (72) der zweiten Speicherschaltung (7) sehr viel kleiner ist als diejenige des Kondensators (62) der ersten Speicherschal« tung (6)ο . " .

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3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, da/3 die erste und zweite Speicherschaltung (6, 7a) jeweils ^aus einer Diode (61., 71a) und einem dazu in Reihe liegendem Kondensator (62, 72a) besteht? wobei die Dioden und Kondensatoren die gleiche Beschaffenheit haben₉ und daß mit «äer zweiten Speicherschaltung (7a) ein Entladekreis (10) verbunden ist, um die effektive Zeitkonstante der zweiten Spei~ cherschaltung zu verkürzen.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis (10) einen PeIdeffekttranoistor (110) aufweist, sowie einen Widerstand (102), der mit der Quelle (Source) (101b) des "Feldeffekttransistors verbunden ist, v/obei die Senke (Drain) (101a) des Feldeffekttransistors mit einem Verbindungspunkt zwischen der Diode (71a) und deia Kondensator (72a) der zweiten Speicherschaltung verbunden ist und der Widerstand (102), sowie das Tor (Gate) (101c) des Feldeffekttransistors geerdet sind.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung für ein Scharfelnstellelement, die mit dem Differentialverstärker (8) verbunden ist und das Scharfeinstellelement gemäß dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers steuert.

6. Schaltanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Anzeigemittel, das mit dem Differentialverstärker (8) verbunden ist und die Scharfeinstellposition anzeigt, wenn der Ausgang des Differentialverstärkers null wird·

7. Schaltanordnung nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß an den Differential verstärker (8) über einen Schalter eine Anzeigelampe angeschlossen ist, wobei der Schalter tätig wird, um die Anzeigelampe einzuschalten* wenn der Ausgang dee Differentialverstärkers zu null wird«

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