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Automatische Fokussiereinrichtung Die Erfindung betrifft eine automatische
Fokussiereinrichtung für optische Geräte, insbesondere Kameras, mit einer verschiebbaren
Objektivlinse mit einer das von einem aufzunehmenden Objekt einfallende Licht modulierenden
Vorrichtung, einer von dem modulierten Licht beaufschlagten lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
und einer von den Signalen der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung beaufschlagten
Signalverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung eines die Objektivlinse verschiebenden
Signales.
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Aus der US-PS 3 610 -934 ist es bekannt, im Weg des durch die Objektivlinse
einfallenden Lichtes einen oszillierenden unter 450 geneigten Spiegel anzuordnen,
der das einfallende Licht um 900 ablenkt und über Schlitzblenden auf ein Paar von
Fotozellen wirft.
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Die hierbei von den Fotozellen erzeugten impulsförmigen Signale werden
miteinander verglichen und das Differenzsignal wirkt über
einen
Motor so lange verschiebend auf die Objektivlinse, bis das Differenzsignal zu einem
Minimum wird. Dies ist der Fall, wenn das aufzunehmende Bild von der Objektivlinse
in der mittleren Ebene des schwingenden Spiegels fokussiert ist. Andererseits besteht
jedoch die Forderung, die Objektivlinse so lange zu verschieben, bis das aufzunehmende
Bild in der Filmebene fokussiert ist. Der schwingende Spiegel läßt sich jedoch nicht
in der Filmebene anbringen. Zudem muß er bei der Bildaufnahme aus dem Strahlengang
herausgeschwenkt werden, um die Aufnahme nicht zu beeinflussen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Fokussiereinrichtung
anzugeben, bei der die Modulationsvorrichtung der Bildaufnahme nicht hinderlich
im Wege ist, und bei der ein Signalabgleich immer dann vorliegt, wenn das von dem
auf zur nehmenden Objekt in der Filmebene entworfene Bild fokussiert ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten
Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
entnehmbar.
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Anhand von in den Figuren der beiliegeden Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Figur 2 einen Ausschnitt aus Figur 1 zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung;
Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung mit verändertem Strahlengang;
Figur 4 eine Darstellung des von der Signalverarbeitungseinrichtung erzeugten Signales;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines zweiten AusfUhrungsbeispieles der Erfindung;
Figur
6 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles der vorliegenden
Erfindung und Figur 7 eine schematische Darstellung der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung,
wie sie im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß Figur 6 Verwendung findet.
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Gemäß Figur 1 besteht eine Hilfslinse 1 aus einer optisch steuerbaren
Linse 3. Die Linse 3 ist mit ersten und zweiten elektrisch steuerbaren Schichten
5 und 7 versehen. Im vorliegenden Beispiel kann jede optisch steuerbare Schicht
aus einem Flüssigkeitskristall oder ähnlichem Material bestehen, welches beim Anlegen
einer ersten Spannung undurchsichtig und beim Anlegen einer zwei ten Spannung durchsichtig
wird. Die erste optische Schicht 5 ist halbkreisförmig ausgebildet und in der vorliegenden
Figur als lichtundurchlässig angedeutet. Die in ihren optischen Eigenschaften veränderliche
Schicht 5 wird über Leitungen 9 und 11 von einer Steuereinheit 13 an eine Erregerspannung
gelegt. Die zweite optisch veränderliche Schicht 7 ist ebenfalls halbkreisförmig
und liegt über Leitungen 15 und 17 an einer von der Steuereinheit 13 erzeugten Erregerspannung.
Die beiden halbkreisförmigen Lichtsteuer schichten 5 und 7 weisen eine gemeinsame
Begrenzungslinie 19 auf, welche die Linse 1 in zwei wahlweise betätigbare lichtsteuernde
Flächen aufteilt. Die erste optisch steuerbare Schicht 5 kann zu einem gegebenen
Moment beispielsweise an einer Spannung liegen, welche sie lichtundurchlässig macht,
während die zweite optisch steuerbare Schicht 7 im gleichen Moment an einer Spannung
liegen kann, welche sie für das einfallende Licht durchlässig macht, so wie dies
in Figur 1 dargestellt ist. Die Steuereinheit 13 kann weiterhin die Linse 1 in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung F bzw. R bewegen, wobei diese Bewegung gleichzeitig einer
Objektivlinse 14 einer Kamera mitgeteilt wird. Durch die Bewegung der Objektivlinse
14 wird das Bild eines aufzunehmenden Objektes auf einem lichtempfindlichen Film
16 fokussiert. Die Bewegung der Objektivlinse 14 wird daher gestoppt, wenn festgestellt
wird, daß
sich das auf dem lichtempfindlichen Film 16 entworfene
Bild scharf abzeichnet.
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Eine lichtempfindliche Empfangseinrichtung 21 weist fünf lichtempfindliche
Elemente 23, 25, 27, 29 und 31 auf. Die fünf lichtempfindlichen Elemente, welche
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise Fotowiderstandselemente sind,
sind zwischen Bezugspotentiale +V und -V in Reihe geschaltet. Die gemeinsamen Verbindungspunkte
zwischen jeweils zwei Fotowiderständen erzeugen elektrische Signale A, B, C und
D , welche ihrerseits einer Signalverarbeitungseinrichtung 33 zugeführt werden.
Die Fotowiderstände 23, 25, 27, 29 und 31 sind in der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
21 angeordnet und werden von Licht beaufschlagt, welches von einem relativ entfernten
nicht dargestellten Objekt ausgeht und durch den nicht abgeschatteten Teil der Hilfslinse
1 auf sie auftrifft.
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Jedes der elektrischen Signale A, B, C und D wird einem zugeordneten
Verstärker 35, 37, 39 und 41 zugeführt. Die Ausgänge jedes Verstärkers 35, 37, 39
und 41 sind über den Anoden-Kathodenpfad von zugeordneten Dioden 51, 53, 55 und
57 an die eine Belegung von zugeordneten Kondensatoren 43, 45, 47 und 49 angeschlossen.
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Die anderen Belegungen der Kondensatoren 43, 45, 47 und 49 sind an
ein gemeinsamesn Bezugspotential, z.B. Masse, gelegt. Die Kathodenanschlüsse der
Dioden 51, 53, 55 und 57 sind über nachgeschaltete Widerstände 59, 61, 63 und 65
in einem gemeinsamen Schaltungspunkt 67 vereinigt. Der gemeinsame Schaltungspunkt
67 ist mit einer ersten Eingangsklemme eines Verstärkers 69 verbunden.
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Eine zweite Eingangsklemme des Verstärkers 69 ist an das gemeinsame
Bezugspotential gelegt. Der Ausgang des Verstärkers 69 ist über einen Rückkopplungswiderstand
71 mit der ersten Ekngangsklemme verbunden. Die Ausgangsklemme dep Verstärkers 69
liefert zudem das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 33, welches
einem
Minimumdetektor 73 zugeführt wird. Der Minimumdetektor 73 seinerseits erzeugt ein
Signal, welches der Steuereinheit 13 aufgeschaltet ist, die ihrerseits die Bewegung
der Hilfslinse 1 und gleichzeitigdie Bewegung der Objektivlinse 14 der Kamera steuert.
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Es sei hier vermerkt, daß die lichtempfindliche Empfangseinrichtung
21, welche die Fotowiderstände 23, 25, 27, 29 und 31 aufweist, in Figur 1 nur schematisch
dargestellt ist und daß bei ihrer tatsächlichen Anordnung die Empfangsflächen der
Fotowiderstände 23, 25, 27, 29 und 31 auf die Hilfslinse 1 ausgerichtet sind, um
das durch die Hilfslinse 1 hindurchtretende Licht zu empfangen.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung sei nunmehr
Bezug auf die Figuren 2, 3 und 4 genommen. Gemäß Figur 2 weist ein Objekt 75, dessen
Bild zu fokussieren ist, zwei Referenzpunkte P1 und P2 auf. Jeder Referenzpunkt
besitzt zwei von ihm ausgehende Lichtstrahlen. So gehen ton dem Bildpunkt P1 Lichtstrahlen
77 und 79 aus und von dem Bildpunkt P2 gehen Lichtstrahlen 81 und 83 aus. Gemäß
Figur 2 durchtreten die von den Bildpunkten des Objektes 75 ausgehenden Lichtstrahlen
den oberen Teil der Hilslinse 1, da die obere optisch beeinflußbare Schicht 5 lichtdurchlässig
und die untere optisch beeinflußbare Schicht 7 lichtundurchlässig ist. Die lichtempfindliche
Empfangseinrichtung 21 ist so angeordnet, daß sie diese Lichtstrahlen empfängt und
aus den Lichtstrahlen resultierende Signale A, B, C und D erzeugt, wie dies in Figur
1 dargestellt ist. Gemäß Figur 2 ist die Hilfslinse 1 in einer Stellung gezeigt,
in welcher das durch sie auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 erzeugte
Bild fokussiert ist. Es sei hier festgestellt, daß die von dem Bildpunkt P1 ausgehenden
Lichtstrahlen 77 und 79 auf dem lichtempfindlichen Element 31 der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 21 einen Punkt bilden. In gleicher Weise bilden die
von
dem Bildpunkt P2 ausgehenden Lichtstrahlen 81 und 83 auf dem lichtempfindlichen
Element 23 der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 ebenfalls einen Schnittpunkt.
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Figur 3 zeigt das optische System gemäß Figur 2 in einem Zeitpunkt,
wo die untere optisch steuerbare Schicht 7 der Hilfslinse 1 lichtdurchlässig ist
und die obere optisch steuerbare Schicht 5 lichtundurchlässig ist. Auch in Figur
3 befindet sich die Hilfslinse 1 in einer Stellung, in welcher das von ihr von dem
Objekt 75 auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 entworfene Bild fokussiert
ist. Die Lichtstrahlen 85 und 87 konvergieren auf dem lichtempfindlichen Element
31 und bilden somit ein fokussiertes Bild des Bildpunktes P1, während die Lichtstrahlen
89 und 91 auf dem lichtempfindlichen Element 23 konvergieren und somit auf diesem
ein scharfes Bild des Bildpunktes P2 erzeugen. Es ist daher aus den Figuren 2 und
3 ersichtlich, daß für den Fall, wo sich die Hilfslinse 1 in einer geeigneten Pokussierstellung
befindet, das abwechselnde Abblocken eines Teiles des optischen Lichtpfades zwischen
dem Objekt 75 und der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 keinen wesentlichen
Einfluß auf die resultierenden Signale A, B, C und D hervorruft, welche durch die
lichtempfindliche Empfangseinrichtung 21 gebildet werden. Wenn die Hilfslinse 1
zwischen Lichtdurchlässigkeit der oberen Linsenhälfteund unteren Linsenhälfte umgeschaltet
wird, ergibt sich im wesentlichen eine gleiche Beleuchtung für jedes lichtempfindliche
Element 23, 25, 27, 29 und 31 der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 Die
elektrischen Signale A, B, C und D bleiben im wesentlichen unverändert, d.h., sie
weichen nur um ein Minimum voneinander ab und erscheinen als Gleichspannungssignalep
wenn die Hilf slinse 1 sich in der fokussierenden Stellung befind-t. ru ein jedoch
bei jedem gegebenen abzubildenden Objekt die Hilfslinse 1 in Yorwaresa bzw. Rückwärtsrichtung
aus ihrer fokussierenden Stellung bewegt wird, ergibt sich eine wesentliche Veränderung
der elektrischen Signale A, R, C und D für den Fall, daß die obere und untere Hälfte
der iiilfslinse
1 abwechselnd in den lichtdurchlässigen Zustand
gelangt.
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Wenn beispielsweise gemäß Figur 2 die Hilfslinse 1 aus ihrer fokussierenden
Stellung in Richtung auf die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 21 bewegt wird,
so hat dies den gleichen Effekt zur Folge als wenn die lichtempfindliche Empfangseinrichtung
21 im Hinblick auf die Hilfslinse 1 in eine durch die Bezugsziffer 93 angedeutete
Ebene gemäß Figur 2 bewegt wird. Wird andererseits die Hilfslinse 1 aus ihrer fokussierenden
Stellung in Richtung auf das aufzunehmende Objekt 75 bewegt, so ist dies gleichbedeutend
mit einer Verschiebung der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 in Bezug auf
die Hilfslinse 1 in eine durch die Bezugsziffer 95 bezeichnete Ebene. In jedem Fall
ergibt sich eine wesentliche Änderung in der Größe der elektrischen Signale A, B,
C und D, welche erzeugt werden, wenn die obere und untere Hälfte der Hilfslinse
1 abwechselnd in den lichtdurchlässigen Zustand gebracht wird. Wird beispielsweise
die Hilfslinse 1 in Richtung auf die lichtempfindliche Empf angseinrichtung 21 bewegt,
so nimmt die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 21 in Bezug auf die Hilfslinse
1 die Stellung 93 ein und die von den Bildpunkten Pl oder P2 des aufzunehmenden
Objektes 75 ausgehenden Lichtstrahlen fallen auf verschiedene lichtempfindliche
Elemente, wenn die obere und untere Hälfte der Hilfslinse 1 abwechselnd in den lichtdurchlässigen
Zustand gelangt. Ist die obere Hälfte der Hilfslinse 1 lichtdurchlässig, so gelangt
die von dem Bildpunkt P1 ausgehende Strahlung auf das lichempfindliche Element 27
und teilweise auf das lichtempfindliche Element 29.
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Ist jedoch der untere Teil der Hilfslinse 1 lichtdurchlässig, so beleuchtet
die von dem Bildpunkt P1 ausgehende Strahlung das lichtempfindliche Element 31 und
einen Teil des lichtempfindlichen Elementes 29. Da somit verschiedene Teile des
optischen Lichtweges zwischen dem aufzunehmenden Objekt 75 und der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 21 abwechselnd- abgeblockt werden, ergibt sich eine Veränderung
der wirksamen auf die lichtempfindliche
Empfangseinrichtung 21 auftreffenden
Lichtstrahlung und als Ergebnis davon variieren die resultierenden elektrischen
Signale A, B,C und D in einem beträchtlichen Maße und erscheinen als Wechselspannungssignale.
Die auf diese Weise erzeugten Signale sind in Figur 4 dargestellt.
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Der in Figur 4 dargestellte Wellenzug stellt den typischen Verlauf
für eines der Signale A, B, C oder D dar. Wesentliche Spannungsänderungen ergeben
sich, wenn die obere und untere Hälfte der Hilfslinse abwechselnd in den lichtdurchlässigen
Zustand gebracht wird und die Hilfslinse 1 eine von der fokussierenden Stellung
entfernte Stellung einnimmt. Nähert sich jedoch die Hilfslinse 1 der fokussierenden
Stellung, so werden diese elektrischen Signaländerungen vermindert und nähern sich
einem minimalen Änderungssignal, wenn die Hilfslinse 1 sich in der fokussierenden
Stellung befindet. Jedes der elektrischen Wechselspannungssignale A, B, C und D
wird verstärkt,gleichgerichtet und gefiltert, um das durch die Einhüllende 97 dargestellte
Signal zu erzeugen. Diese durch die Einhüllende 97 repräsentierten Signale werden
sodann durch die Signalverarbeitungseinrichtung 33 miteinander addiert, wodurch
sich ein Ausgangssignal ergibt, welches dem Minimumdetektor 73 zugeführt wird. Der
Minimumdetektor 73 stellt den Minimalwert des Ausgangssignales fest, worauf die
Steuereinheit 13 veranlaßt wird, die Bewegung der Hilfslinse 1 und der Objektivlinse
14 in ihrer festgestellten fokussierenden Stellung zu beenden.
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Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Eine Hilfslinse 101 ist in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung F bzw. R beweglich,
um den Fokussierungsgrad eines auf einer lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
103 abgebildeten Bildes zu verändern. Im optischen Weg zwischen der Hilfslinse 101
und der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 103 ist ein Lichtgitter 105 angeordnet.
Das Lichtgitter 105 besteht aus zwei mit
Schlitzen versehenen Masken,
wobei eine Maske 107 beweglich ist und eine Maske 109 ortsfest angeordnet ist. Die
Strahlung, die von einem Objekt ausgeht, dessen Bild auf der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 103 fokussiert werden soll, wird wahlweise durch die Öffnungen
innerhalb des Lichtgitters 105 hindurchgelassen und bildet somit ein Bild dieses
Objektes auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 103 ab. Die bewegliche Maske
107 des Lichtgitters 105 bewegt sich auf und nieder mit einer Oszillationsfrequenz,
die nachstehend noch besonders erläutert wird und bewirkt somit eine Auswahl der
unter verschiedenem Winkel auftreffenden Lichtstrahlen. Befindet sich die bewegliche
Maske 107 des Lichtgitters 105 in einer Extremstellung, so gelangen durch die Hilfslinse
101 nur Lichtstrahlen hindurch, die einen ersten Winkel im Hinblick auf die optische
Achse der Hilfslinse 101 aufweisen und beaufschlagen somit die lichtempfindliche
Empfangseinrichtung 103. Wenn sich der bewegliche Teil 107 des Lichtgitters 105
in seine andere Extremstellung bewegt, so fällt Lichtstrahlung mit verschiedenen
Auftreffwinkeln auf die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 103 bis in der anderen
Extremstellung lediglich Strahlung mit einem zweiten Extremwinkel durch das Lichtgitter
105 hindurchtritt. Infolge der geometrischen Anordnung des Systems gelangt in der
einen Extremstellung der beweglichen Maske nur Licht durch die obere Hälfte der
Hilfslinse 101 auf die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 103, während in der
anderen Extremstellung der beweglichen Maske lediglich Lichtstrahlung durch die
untere Hälfte der Hilfslinse 101 auf die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 103
auftrifft.
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Die lichtempfindliche Empfangseinrichtung 103 umfaßt wiederum in dem
dargestellten Beispiel fünf Fotowiderstandselemente, die zwischen Potentiale von
+V und -V in Reihe geschaltet sind. Wie dies bereits bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1 der Fall war, werden die von der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
103
erzeugten elektrischen Signale A,B,C und D einer Signalvcrarbeitungseinrichtung
111 zugeführt. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 111 ist auf
einen Minimumdetektor 113 geschaltet, welcher seinerseits ein Signal erzeugt, welches
einer Steuereinheit 115 zugeführt wird, die die Bewegung der Hilfslinse 101 und
einer Objektivlinse 102 steuert. Durch die Verschiebung der Objektivlinse 102 wird
die Schärfe eines auf einem lichtempfindlichen Film 104 einer Kamera abgebildeten
Bildes verändert.
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Im Betrieb.erzeugt das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein ähnliches Ausgangssignal wie die Vorrichtung gemäß Figur 1. Wenn
das Bild des aufzunehmendes Objektes auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
103 fokussiert ist, so bleibt die Größe der elektrischen Signale A, B, C und D im
wesentlichen unverändert, wenn der bewegliche Teil 107 des Lichtgitters 105 sich
zwischen seinen beiden Extremstellungen bewegt. Wenn das Bild des aufzunehmenden
Objektes auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 103 fokussiert ist, bleibt
die Lichtverteilung dieses Bildes auch bei einer Bewegung der Maske 107 die gleiche,
da es im fokussierten Zustand für das Bild keine Rolle spielt, welche besonderen
Lichtstrahlen die Erzeugung dieses Bildes bewirken. Wenn sich andererseits die Hilfslinse
101 nicht in der fokussierenden Stellung befindet, so ist auch das auf der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 103 erzeugte Bild nicht scharf abgebildet und das auf der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 103 erzeugte Lichtverteilungsmuster erfährt eine Veränderung,
wenn sich die bewegliche Maske 107 des Lichtgitters 105 zwischen ihren beiden Extremstellungen
bewegt. Wenn sich die Hilfslinse 101 nicht in der fokussierenden Stellung befindet,
so hängt die auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 103 erscheinende Strahlungsdichteverteilung
davon ab, welche Lichtstrahlen von dem Objekt ausgehend durch die Hilfslinse 101
und das Lichtgitter 105 hindurchtreten. Wenn daher der bewegliche Teil 107 zwischen
seinen beiden Extremstellen oszilliert,wAhrend die Hilfslinse 101 entweder
in
VorwErts- oder Rückwärtsrichtung F bzw. R bewegt wird, so überschreiten die elektrischen
Signale A, B, C und- einen bestimmen Xnderungsgrad und erscheinen als Wechselspannungssignale,
wenn sich die Hilfslinse 101 nicht in der fokussierenden-Stellung befindet. Befindet
sich jedoch die Hilfslinse 101 in der fokussierenden Stellung, so erfahren die elektrischen
Signale A, B, C und D im wesentlichen keine Änderung und erscheinen als Gleichspannungssignale.
Die Oszillationsgeschwindigkeit der beweglichen Maske 107 ist etliche Male größer
als die Geschwindigkeit, mit der die Hilfslinse 101 in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung
bewegt wird, so daß sich für jede gegebene Stellung der Hilfslinse 101 eine entsprechende
Abtastung des Bildes durch die bewegliche Maske 107 zwischen den beiden Extremstellungen
ergibt. Wird somit festgestellt, daß die elektrischen Signale A, B, C und D eine
minim--ale' Änderung erfahren-, so befindet sich die Hilfslinse 101 in der geeigneten
fokussierenden Stellung. Die SignaIverarbeitungseinrichtung 111 gemäß Figur 5 kann-mit
der Signalverarbeitungseinrichtung 33 gemäß Figur 1 identisch sein. Der Minimumdetektor
113 ist im wesentlichen der gleiche-wie der Minimumdetektor 73 gemäß Figur 1 und
erzeugt ein Signal für die Steuereinheit 115, wenn eine minimale Veränderung des
von der Verarbeitungseinrichtung 111 abgegebenen Signals festgestellt wird. Dieser
Minimalwert des Ausgangssignales der Signalverarbeitungseinrichtung 111 zeigt an,
daß sich die Hilfslinse 101 in der geeigneten fokussierenden Stellung befindet.
Dementsprechend ist die Steuereinheit 115 so ausgebildet, daß sie die Bewegung der
llilfslinse tO1 bei Vorliegen dieses Minimumsignales beendet und gleichzeitig die
bewegliche Maske 107 und die bewegliche Objektivlinse 102 bei Vorliegen dieses Minimumsignales
stillsetzt.
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Gemäß einem in Figur 6 dargestcllten dritten Ausführungsbeispiel weist
ein Hilfslinsensystem 117 eine optische Linse 119 sowie eine rotierende über einen
Halbkreis lichtundurchlAssige-Maske 121
auf. Die Maske 121 ist
der Linse 119 umnittelbar vor- oder nachgeschaltet. Das Hilfslinsensystem ist über
eine Steuereinheit 123 sowohl in Vorwärtsrichtung F als auch in Rückwärtsrichtung
R beweglich. Die Steuereinheit 123 steuert zusätzlich die Bewegung einer Objektivlinse
118, welche der Abbildung eines Objektes auf einem lichtempfindlichen Film 120 dient.
Die Steuereinheit 123 steuert ferner einen Motor 125, welcher seinerseits die Rotation
der halbkreisförmigen Maske 121 bewirkt. Die halbkreisförmige Maske 121 weist gegenüber
der linearen Bewegung des Hilfslinsensystems 117 eine wesentlich höhere Rotationsgeschwindigkeit
auf, so daß eine Vielzahl von Umdrehungen der halbkreisförmigen Maske 121 für jeden
Bewegungsschritt des Hilfslinsensystems 117 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung
gegeben sind.
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Eine lichtempfindliche Empfangseinrichtung 127 besteht im dargestellten
Beispiel aus 16 spannungserzeugenden Elementen, welche in einem quadratischen Muster
mit vier Reihen zu jeweils vier Elementen angeordnet sind. Dieses spannungserzeugende
Element erzeugt ein zugeordnetes elektrisches Signal, wie dies übersichtlicher anhand
Figur 7 dargestellt ist. Das von jedem spannungserzeugenden Element erzeugte elektrische
Signal entspricht der Intensität des auf das Element fallenden Lichtes. Die auf
diese Weise erzeugten elektrischen Signale werden einer Signalverarbeitungseinrichtung
129 zugeführt. Das von jedem spannungserzeugenden Element erzeugte elektrische Signal
der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 127 wird über die Serienschaltung bestehend
aus einem Kondensator und einem Widerstand auf einen gemeinsamen Summenpunkt 128
innerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung 129 geschaltet. Der Summenpunkt 128
ist mit einer ersten Eingangsklemme eines Verstärkers 131 verbunden, dessen zweite
Eingangsklemme an ein gemeinsames Bezugspotential, z.B. Masse, angeschlossen ist.
Ein Rückführwiderstand 133 verbindet die Ausgangsklemme des Verstärkers 131 mit
seiner ersten Eingangsklemme. Die Ausgangsklemme
des Verstärkers
131 erzeugt das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 129, welches einem
Minimumdetektor 135 aufgeschaltet wird. Der Minimumdetektor 135 seinerseits erzeugt
ein Signal, welches die Steuereinheit 123 beaufschlagt, die ihrerseits die Bewegung
der IIilfalinse 117 ,der Objektivlinse 118 und des Motors 125 steuert.
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Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Figur
6 ist es zweckmäßig, auf die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Figur 1 zurückzukommen.
Wenn gemäß Figur 1 das auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 21 entworfene
Bild fokussiert war, so ergaben sich im wesentlichen keine Änderungen hinsichtlich
der Signale A, B, C und D , auch dann, wenn entgegengesetzte Hälften der lIilfslinse
1 abwechselnd in den lichtdurchlässigen Zustand gelangten. Das war deshalb so, weil
bereits eine Hälfte einer optischen Linse ausreichend ist, um ein Bild des aufzunehmenden
Objektes zu fokussieren. In gleicher Weise ergibt sich bei rotierender Maske 121
gemäß Figur 6 und bei einer Fokussierung des aufzunehmenden Objektes auf der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 127 keine Veränderung des Lichtverteilungsmusters auf der Empfangseinrichtung
127, wenn die Maske 121 um die Achse der Hilfslinse 119 rotiert, da es keine Rolle
spielt, welche Lichtstrahlen das fokussierte Bild erzeugen. Ist jedoch das auf der
lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 127 entworfene Bild nicht fokussiert, so
haben, wie dies anhand der Figuren 2 und 3 weiter vorne erläutert wurde, die Auswahl
der von dem Objekt ausgehenden und das Bild erzeugenden Lichtstrahlen einen wesentlichen
Einfluß auf die Lichtstrahlenverteilung in der Ebene der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung.
Die rotierende Maske 121 bewirkt daher eine Veränderung der StrahlungsintenSität
auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 127, wenn das Bild nicht fokussiert
ist.
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Im Falle einer sauberen Fokussierung des Bildes auf der lichtempfindlichen
Empfangseinrichtung 127 ergeben sich keine bedeutsamen Änderungen innerhalb der
von den spannungserzeugenden Elementen der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung
127 erzeugten Signale, wenn die Maske 121 um die Achse der Hilfslinse 119 rotiert.
Wenn durch die spannungserzeugenden Elemente keine Signaländerungen erzeugt werden,
so wird über die Koppelkondensatoren der Signalverarbeitungseinrichtung 129 das
anstehende Gleichspannungssignal nicht weitergegeben, und das Ausgangssignal der
Signalverarbeitungseinrichtung befindet sich auf einem minimalen Wert. Dieser Minimalwert
wird durch den Minimumdetektor 135 festgestellt, der seinerseits die Steuereinheit
123 beaufschlagt, welche die Bewegung der Hilfslinse 119 in der fokussierenden Stellung
beendet. Ist das auf der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 127 erzeugte Bild
nicht fokussiert, so verändert sich das Lichtverteilungsmuster, wenn die Maske 121
um die Linsenachse rotiert. Die Änderung des Lichtverteilungsmusters bewirkt die
Erzeugung von Wechselspannungssignalen durch die spannungserzeugenden Elemente innerhalb
der lichtempfindlichen Empfangseinrichtung 127. Diese Wechselspannungssignale werden
über die ihnen zugeordneten Kondensatoren der Signalverarbeitungseinrichtung weitergegeben
und über die zugeordneten Widerstände in dem Summenpunkt 128 summiert. Wenn diese
Wechselspannungssignale miteinander summiert und durch den Verstärker 131 verstärkt
werden, so gibt die Signalverarbeitungseinrichtung 129 an ihrem Ausgang ein Signal
ab, welches bedeutend größer in der Amplitude als das zuvor erzeugte Minimumsignal
ist. Da bei nicht fokussiertem Bild das Ausgangssignal einen den Minimumwert übersteigenden
Wert aufweist, erzeugt der nachgeschaltete Minimumdetektor 135 kein die Bewegung
der Hilfslinse 117 beendigendes Signal. Die Hilfslinse 117 wird daher weiter in
Vorwärts- bzw.
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RücJtwärtsrichtung bewegt, bis ein entsprechendes Minimumsignal am
Ausgang der Signalverarbeitungseinrichtung 129 erscheint.