DE2349946B2 - Elektrische Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfeinstellungsposition eines Aufnahmeobjektivs in einer photographischen Kamera - Google Patents

Description

eahmeobjektivs zu speichern, eine zweite

Speicherschaltung (7, 7 α), die an die Differenzier- 30
Schaltung (S) angeschlossen ist und eine Zeitkonstante hat, die kurz genug ist, um Jen höchsten Wert des Ausgangs der Differenzierschaltung Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanfür jeden Schwingungszyklus des Schlitzes (4a) zu Ordnung zur Auffindung der Sctarfeinstellungsposi-Speichern, einen Differentialverstärker (8), dessen as tion eines Aufnahmeobjektivs in einer Photokamera, Eingangsklemmen (81a, 81 f>) mit der ersten und die über eine Differenzierschaltung mit einem photorweiten Speicherschaltung (6. 7, 7 α) verbunden elektrischen Element verbunden ist, auf dem von dem sind, um die Ausgänge der Speicherschaltungen Aufnahmeobjektiv ein Bild fokussiert ist und vor dem als Eingänge zu empfangen, und der einen Aus- ein in seitlicher Richtung hin- und herschwingender gang abgibt, der der Differenz der Höhe der bei- 30 Schlitz vorgesehen ist, um so einen schwankenden den Eingänge entspricht, wobei an den Ausgangs- Ausgangsstrom zu liefern.

klemmen (85 a, 85<>) des Differentialverstärkers Es ist in der Phototechnik üblich, ein Bild in einer ein Ausgangssignal erscheint, das die Scharfein- Photokamera mit Hilfe einer elektrischen Schaltstellungposition des Aufnahmeobjektivs (2) an- anordnung zu fokussieren, die unter Verwendung Zeigt. 35 eines photoelektrischen Elementes die Scharfeinstel-

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1. dadurch lur.gsposition auffindet. In einer herkömmlichen gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schaltung zur Auffindung der Scharfeinstellung ist Speicherschaltung (6, 7) jeweils eine Diode (61, vor einem photoelektrischen Element, das in der 71) und einen dazu in Reihe liegenden Konden- Brennebene eines Aufnahmeobjektivs angebracht ist, sator (62, 72) umfaßt, wobei die Kapazität des 40 ein Schlitz vorgesehen, der in einer zur optischen Kondensators (72) der zweiten Speicherschaltung Achse des Aufnahmeobjektivs senkrechten Ebene (7) sehr viel kleiner ist als diejenige des Konden- bin- und herbewegt wird. Der Ausgangsstrom des sators (62) der ersten Speicherschaltung (6). photoelektrischen Elementes wird differenziert, um

3. Schaltanordnung nach Anspruch ?, dadurch die Anderungsgeschwindigkeit der durch den hingekennzeichnet, daß die erste und zweite Speicher- 45 und hergehenden Schlitz fallenden Lichtintensität zu Schaltung (6, 7a) jeweils aus einer Diode (61, zeigen. Diese Geschwindigkeit der Intensatätsände-71a) und einem dazu in Reihe hegenden Kon- rung kennzeichnet den Kontrast des auf dem photodensator (62, 72 a) besteht, wobei die Dioden und elektrischen Element fokussierten Bildes. Da der Kondensatoren die gleiche Beschaffenheit haben, Kontrast eines Bildes abnimmt wenn das Bild un- und daß mit der zweiten Speicherschaltung (7 α) 5° scharf wird, kann man die Lage der Scharfeinstellung ein Entladekreis (10) verbunden ist, um die effek- erkennen, indem man den Kontrast mißt während die tive Zeitkonstante der zweiten Speicherschaltung Fokussierungslinse langsam auf der optischen Achse zu verkürzen. der Linse vor- und zurückbewegt wird. Die Stellung,

4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch bei der die Anderungsgeschwindigkeit der Lichtintengekennzeichnet, daß der Entladekreis (10) einen 55 sität, die durch den hin- und herschwingenden Schlitz Feldeffekttransistor (110) aufweist sowie einen fällt em Maximum ist, ist die Fokussierungsstellung, Widerstand (102), der mit der Quelle (Source) in der das Bild auf größte Schärfe eingestellt ist.
(101b) des Feldeffekttransistors verbunden ist. Bei einem üblichen Verfahren, das in der japawobei die Senke (Drain) (101a) des Feldeffekt- nischen Patentschrift Nr. 37 956, eingereicht 1971, transistors mit einem Verbindungspunkt zwischen 60 beschrieben ist, wird der von einem Photowiderstand der Diode (71a) und dem Kondensator (72 a) gelieferte Ausgangsstrom differenziert, und der Maxider zweiten Speicherschaltung verbunden ist und malwert des differenzierten Ausgangs wird mit einer der Widerstand (102) sowie das Tor (Gate) elektrischen Schaltung festgestellt. In diesem Verfah-(101c) des Feldeffekttransistors geerdet sind. ren ist die elektrische Schaltung zur Feststellung des

5. Schaltanordnung nach Ansprach 1 oder 65 Maxiamalwertes des differenzierten Ausgangs sehr einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet kompliziert. Daher ist es in der Praxis schwierig, den durch eine Betätigungseinrichtung für ein Scharf- Maximalwert festzustellen und das Bild automatisch eihstellelement die mit dem Differentialverstär- scharfzustellen. Ein Häuptgrund für die Schwierigkeit

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ist, daß der durch eine Differenzierschaltung differen- Objektivs 2 einer Photokameia angeordnet Das Aufzierte Ausgengsstrom eine komplexe Wechselstrom- nahmeobjektiv 2 ist entlang seiner optischen Achse 3 Wellenform hat vor- und zurückbewegbar. Knapp vor dem photo-

Angesichts dieser Mängel der herkömmlichen elektrischen Element 1 ist eine Schlitzblende 4 vorMethode will die Erfindung eute Steuerschaltung zur 5 gesehen, die einen schmalen optischen Schlitz 4a hat, automatischen Scharfeinstellung schaffen, die mit dessen Breite sehr viel kleiner ist als die Breite des einer einfachen Schaltanordnung die Position der photoelektrischen Elementes t. Die Schlitzblende 4 Scharfeinstellung auffindet Diese Schaltanordncaag ist in der zur optischen Achse 3 senkrechten Richtung soll pvr eine geringe Anzahl von Elementen umfassen und senkrecht zur Erstreckung des Schlitzes beweg- und demgemäß mit geringen Kosten herstellbar sein. i? lieh. Die Schlitzblende 4 wird in dieser Bewegungs-

Gemäß der Erfindung verwendet die elektrische richtung mit hoher Frequenz in Schwingungen ver- Schaltanordnung zur Auffindung der Scharfejnstel- setzt Durch die schwingende Schlitzblende 4 wird

lung einen Differentialverstärker, der über die Diffe- das auf dem photoelektrischen Element 1 fokussierte

renaerschaltung mit dem photoelektrischen Element Bud abgetastet, und der Ausgangsstrom des Eleroert-

verbundep »st, und Speicherschaltungen mit unter- 15 tes 1 unterliegt entsprechenden Schwankungen.

schiedEcher Zeitkonstante. Dies können zwei Spei- Der Ausgangsstrom des photoelektrischen Elemen-

cherschaltungen mit der gleichen Zeitkonstanteü sein, tesi wird in eine Differenzierschaltung eingegeben

von denen die eine mit einem Emladekreis versehen und von dieser differenziert

ist, um ihre Speicherzeit abzukürzen. In F i g. 2 ist eine Ausführuagsform der erfindungs-

Die Schaltanordnung zur automatischen Scharf- ao gemäßen Schaltanordnung gezeigt. Der Ausgang der einstellung gemäß der Erfindung kann mit einer Be- Differenzierschaltung 5 wird in zwei Speicherscha!- tätigungsschaltung verbunden sein, die ihrerseits mit tungen 6 und 7 eingegeben. Die eine Speicherschaleinem Einstellring einer Kamera gekuppelt ist, um tung 6 umfaßt eine Diode 61 und einen dazu in Reihe diesen zu steuern. Die Schaltanordnung umfaßt in der geschalteten Kondensator 62. Die andere Speicher-Hauptsache einen Differentialverstärker, der von as schaltung 7 besteht aus einer Diode 71 und einem einem photoelektrischen Element über eine Dineren- Kondensator 72. Die Dioden 61 und 71 sind mit der zierschaltung zwei Stromeingänge empfängt Die bei- Differenzierschaltung 5 verbunden, und die Kondenden Eingangsströme sind durch Speicherschaltungen satoren 62 und 72 sind geerdet Der Verbindungsmit unterschiedlicher Zeitkonstantc an den Differen- punkt zwischen der Diode 61 und dem Kondensator tialverstärker angelegt Die Speicherschaltung mit der 30 62 ist mit der einen Hngangsklemme 81a eines Diffelängeren Zeitkonstanten speichert den Maximalwert rentialverstärkers 8 verbunden. Der Verbindungsdes differenzierten Ausgangsstromes während der punkt zwischen der Diode 71 und dem Kondensator Linsenbewegung. Die andere Speicherschaltung mit 72 ist mit der anderen Eingangsklemme 81 b des der kürzeren Zeitkonstanten speichert den Maximal- Differentialverstärkers 8 verbunden. Der Differentialwert des differenzierten Ausgangsstroms während 35 verstärker 8 umfaßt zwei Feldeffekttransistoren 82 a jeder Schwingungsperiode des Schlitzes. Der Aus- und 92 b. die miteinander über einen veränderbaren gang des Differentialverstärkers wird zu null, wenn Widerstand 83 verbunden sind. Jeder Feldeffektdie beiden Eingangsströme den gleichen Wert anneh- transistor 82 a und 92 b liegt über einen Widerstand men. Die Stellung, bei der die beiden Eingangsströme 84 α bzw. 84 ft an der Stromquelle. Am Schleifkongleich werden, entspricht der Position des Maximums 40 takt 83 α des veränderbaren Widerstandes 83 liegt des Ausgangsstromes der Differenzierschaltung, in eine Spannungskonstanthalteschaltung9. Die Spander der Kontrast des auf dem Photoelement erzeugten nungskonstanthalteschaltung 9 umfaßt einen Tran-Bildes maximal ist und demgemäß das Bild scharf sistor91, einen Widerstand 92, der zwischen der eingestellt ist. Der Ausgang des Differentialve^TSr- Basis 91 α des Transistors 91 und der Stromquelle kers ist mit einer Betätigungsschaltang für den Em- 45 liegt, einen Widerstand 93, der den Emitter 91 b des stellring verbunden. Transistors 91 mit Erde verbindet, und eine Diode 94,

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der die zwischen Erde und einem Verbindungspunkt zwi- Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei- sehen dem Widerstand 92 und der Basis 91a des

bung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeich- Transistors 9 gelegt ist.

nungen. Darin zeigt 90 Die Zeitkonstante der Speicherschaltung 6 ist durch

Fig. 1 eine Seitenansicht der Anordnung eines entsprechende Wahl der Kapazität der Kondensa-

photoelektrischen Elementes, eines Schlitzes und toren 62 und 72 stark unterschiedlich von derjenigen

eines Aufnahmeobjektivs einer Kamera in Verwen- der anderen Speicherschaltung 7. In der Praxis ist die

dung mit der erfindungsgemäßen Schaltanordnung, Kapazität des Kondensators 62 groß im Vergleich zur

F i g. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels 55 Kapazität des Kondensators 72 gewählt. Damit ist die

der erfindungsgemäßen Schaltanordnung zur Scharf- Zeitkonstante der ersten Speicherschaltung 6 beträcht-

einstellung, lieh größer als die Zeitkonstante der zweiten Speicher-

F i g. 3 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfin- schaltung 7. Die Dioden 61 und 71 sind derart aus-

dungsgemäßen Schaltanordnung zur Scharfeinstel- gestattet, daß der durch die Diode 61 fließende Sperr-

lung, 60 strom viel kleiner ist als der durch die Diode 71

F i g. 4 ein Diagramm des Ausgangs des photoelek- fließende Sperrstrom,

trischen Elementes, Die Schaltung funktioniert folgendermaßen: Der

Fig. 5 ein Diagramm der durch die verschiedenen Ausgang der Differenzierschaltung5 geht durch die Speicherschaltungen an den Differentialverstärker Dioden 61 und 71 und lädt die Kondensatoren 62

angelegten Eingangsströme. 65 und 72 auf. Wie F i g. 4 zeigt, ändert sich der Aus-

Wie F i g. 1 zeigt, ist ein photoelektrisches EIe- gangsstrom der Differenzierschaltung 5, wenn das

ment 1, beispielsweise ein Photowiderstand oder ein Aufnahmeobjektiv 2 vor- und rückbewegt wird. Die

Photoelement, in der Brennebene eines Aufnahme- Kurvem der Fig.4 zeigt den Maximalwert des

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differenzierten Ausgangsstromes für jeden Schwin- Selbstverständlich können jedoch auch andere elek-

gungszyklus der Schlitzblende 4 und dessen Ände- trische Mittel angewandt werden, um die effektive

rung während der Vor- und Rückbewegung des Auf- Zeitkonstante der Speicherschaltung 7 kürzer zu

nahmeobjektivs 2. machen als diejenige der Speicherschaltung 6. Eine

Wenn sich das Aufnahmeobjektiv2 von seiner 5 Methode, um dies zu erreichen, ist in Fig. 3 darvordersten Grenzsteüung X₁ in seine hinterste Grenz- gestellt.

stellungX_t bewegt, beginnt die Kurvem an der tief- In dem Schaltbild der Fig. 3 sind alle Elemente,

steii Stelle C₁, steigt dann bis zum höchsten Punkt C„, die solchen der F i g. 2 entsprechen, mit den gleichen

wenn das Aufnahmeobjektiv 2 die optimale Scharf- Bezugsziffern bezeichnet Sie sind nicht mehr näher

einstellungsposition X₁ hat, und fällt dann wieder bis to beschrieben. Die Diode 71a und der Kondensator

zur tiefsten Stelle C₂. 72 a, die der Diode 71 und dem Kondensator 72 des

Die Speicherschaltung 6 speichert den höchsten Beispiels der F i g. 2 entsprechen, können die glei-Wert des Ausgangsstroms der Differenzierschal- chen sein wie die Diode 61 und der Kondensator 62. tung 5, indem sie den Kondensator 62 mit der dem Um die effektive Zeitkonstante der zweiten Speicherhöchsten Ausgangsstrom C_p entsprechenden Span- 15 schaltung 7 a kürzer zu machen als diejenige der nung auflädt. Die andere Speicherschaltung 7 mit ersten Speicherschaltung 6, wenn der Kondensator der kürzeren Zeitkonstante dagegen speichert den 72 a die gleiche Kapazität hat wie der Kondensator höchsten Wert des Ausgangsstromes für jeden 62, ist an den Kondensator 72a der zweiten Speicher-Schwingungszyklus der Schlitzblende 4, der der schaltung 7 a ein Entladekreis 10 gelegt Der Entlade-Kurve m der F i g. 4 entspricht. 20 kreis 10 weist einen Feldeffekttransistor 101 und

F i g. 5 zeigt den Eingangsstrom von der Speicher- einen Widerstand 102 in Reihe mit der Quelle schaltung 6 in den Differentialverstärker 8, wenn (Source) 101 b des FET auf. Die Senke (Drain) 101 a sich das Aufnahmeobjektiv 2 von der Stellung X₁ des FET ist mit einem Verbindungspunkt zwischen nach X₂ und zurück nach X₁ bewegt, als Kurve e der Diode 71a und dem Kondensator 72 a verbun-(ßj —e₂—e₈). Der Eingangsstrom von der anderen »5 den. Das Tor (Gate) 101c des FET 101 ist geerdet. Speicherschaltung 7 in den Differentialverstärker 8 Wenn bei diesem Beispiel die Spannung über dem ist durch die Kurve α dargestellt, die der Kurve m Widerstand 102 auf eine vorgegebene Höhe ansteigt, der Fig. 4 entspricht. Da der Differentialverstär- fließt ein elektrischer Strom durch den FET 101, ker8 einen Ausgang liefert, der der Differenz der und der Kondensator 72a entlädt sich. Die zweite Eingänge an den beiden Eingangsklemmen 81a und 30 Speicherschaltung 7 a wiederholt also die Speiche-81 b entspricht, wird der Ausgangsstrom an den Aus- rung und die Entladung des Maximums des Ausgangsklemmen 85a und 85b zu Null, wenn beide gangsstromes aus der Differenzierschaltung für jede Eingänge gleich werden. Wenn also der Eingangs- Schwingungsperiode der Schlitzblende 4. Damit arstrom α aus der Speicherschaltung 7 gleich dem Em- beitet die zweite Speicherschaltung 7 a zusammen mit gangsstrom e wird, wird der Ausgangsstrom an den 35 dem Entladekreis 10 in der gleichen Weise wie die Ausgangsklemmen 85 a und 85 b Null. Dies ist an der zweite Speicherschaltung 7 im Beispiel der F i g. 2.
Stelle? der Fall, wo sich das Aufnahmeobjektiv2 Die erfindungsgemäße Schaltanordnung ist, wie in der optimalen Scharfeinstellungsposition X_t be- beschrieben, dazu verwendbar, die Scharfemstellung findet einer photographischen Kamera automatisch zu steu-

Es ist also möglich, ein Bild in einer photogra- 40 ern, wenn man eine Betätigsscltung für den

phischen Kamera automatisch scharf einzustellen, Einstellring der Kamera, mit einem Servomotor

indem man eine Betätigungsschaltung für den Ein- od. dgl. mit dem Ausgang des Differentialverstärkers

stellring, die einen Servomotor od. dgl. umfaßt, mit in obiger Schaltung verbindet Es ist auch möglich,

den Ausgangsklemmen 85 α und 85 b des Differential- die Scharfeinstellungsposition des Aufnahmeobjek-

verstärkers 8 verbindet 45 tivs dadurch anzuzeigen, daß eine Signallampe in

In dem obigen Beispiel der erfindungsgemäßen dem Sucher der Kamera aufleuchtet Hierzu ver-

Schaltanordnung, das in Fig. 2 gezeigt ist ist die wendet man eine ein Signal anzeigende Lampe, die

Zeitkonstante der Speicherschaltung 7 dadurch kür- mit den Ausgangsklemmen des Differentialyerstärkers

zer gemacht als diejenige der Speicherschaltung 6, über einen Schalter verbunden ist Damit wird es

daß man die Kapazität des Kondensators 72 kleiner 50 möglich, die Scharfeinstellposition in dem Sucher

wählt als diejenige des Kondensators 62 und den der Kamera anzuzeigen, um auf diese Weise die

durch die Diode 61 fließenden Sperrstrom kleiner manuelle Scharfeinstellung einer Kamera zu er-

macht als dec Sperrstrom durch die Diode 71. leichtern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 ker (8) verbunden ist und das Scharfeinsxellele- Patentansprüche, ment gemäß dem Ausgangssignal des Pifferential- f* ' Verstärkers steuert

1. Elektrische Schaltenordnung zur Auffindung 6. Schaltanordnung nach einem der vorangeder SeharfeinsteUungsposition eines Aufnahme- 5 henden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Objektivs in einer Photokamera, die über eine Anzeigemittel, das mit dem Differentialverstärker Differenzierschaltung mit einem photoelektrischen (8) verbunden ist und die Scharfeinstellposition Element verbunden ist, auf dem vcm dem Auf- anzeigt, wenn der Ausgang des Differentialvernahmjeobjektiv ein Bild fokussiert ist und vor dem stärkers null wird.

ein in seitlicher Richtung hin- und herschwingen- i« 7. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch der Schlitz vorgesehen ist, um so einen schwan- gekennzeichnet, daß an den Differentialverstärkenden Ausgangsstrom zu liefern, dadurch ker (8) über einen Schalter eine Anzeigelampe gekennzeichnet,daß siefolgende Teile um- angeschlossen ist, wobei der Schalter tätig wird, faßt: eine erste Speicherschaltung {6Y die mit der um die Anzeigelampe einzuschalten, wenn der Differenzierschaltung (5) verbunden'ist und eine 15 Ausgang des Differentialverstärkers zu null wird. Zeitkonstante hat, die lang genug ist, um den
höchsten Wert des Ausgangs der Differenzier-•chaltung(S) während der Bewegung des Auf-