DE2514230A1 - System zur belichtungsmessung und/oder zur scharfstellermittlung mit hilfe eines bildsensors - Google Patents

Description

T.EDTKE - BüHL.NG - K.NNE

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne

8 München 2, Postfach 202403 Bavarlarlng 4

2 5 1 4 2 3 0 Tel.: (0 89) 53 96 53 Telex: 5 24845 tipat cable: Germaniapatent München 1. April 1975

ti 65^7

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

System zur Belichtungsmessung und/oder zur Scharfstellermittlung mit Hilfe eines Bildsensors

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Belichtungsmessung für ein optisches Gerät wie beispielsweise eine Kamera und/oder zur Scharfstellermittlung für die Abbildungsoptik.

Unter den herkömmlichen Belichtungsmeßsystemen für optische Geräte wie Kameras, bei denen das für das Aufnahmebildfeld zum Zeitpunkt der Bildaufnahme geeignete Lichtmeßverfahren ausgewählt werden kann, gibt es eines, das derart aufgebaut.ist, daß eine Mehrzahl von Lichtsensorelementen wie CdS-Zellen für die Punktlichtmeßung und eine andere Mehrzahl von Lichtsensorelementen wie CdS-Zellen für die Durchvi/8 509841/090*

Dtuttch· Bank (München) Kto. 51/»1070 Draidntr Bank (München) Kto. 3939144 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

schnittlichtmessung an voneinander verschiedenen Stellen vorgesehen sind, wobei bei der Bildaufnahme in übereinstimmung mit der Beschaffenheit des Bildaufnähmefeldes bei der Bildaufnahme entweder die Punktlichtmessung oder die Durchschnittslichtmessung durch Vergleichen des Ausgangssignals der einen Lichtmeßmethode mit dem der anderen Lichtmeßmethode ausgewählt wird, um so die geeignete Belichtungsmessung durchzuführen.

Ein Beispiel dafür ist die in der US-Patentschrift 3 690 2¹H offenbarte Kamera, bei der ein erstes Lichtsensorelement so angeordnet ist, daß es vor den Film gebracht wird, während ein zweites Lichtsensorelement so angeordnet ist, daß es der Fläche eines eine Bildsucheroptik der Kamera bildenden Pentagonalprismas gegenübersteht, durch die der Lichtstrahl aus dem Pentagonalprisma austritt, wobei das erste Lichtsensorelement für die auf einen verhältnismäßig kleinen Teil des den Schirm zu belichtenden Lichtstrahls ansprechende sogenannte Punktlichtmessung dient, während das zweite Lichtsensorelement für die auf^!"fast den ganzen von dem Bildaufnahmefeld kommenden Lichtstrahl ansprechende sog. Durchschnittslichtmessung dient. Dabei kann mittels einer manuellen Bedienung an der Außenseite der Kamera das erste und das zweite Lichtsensorelement wahlweise mit der gleichen Belichtungsmeßschaltung verbunden werden. Daher kann ein Photograph entsprechend der herrschenden Beschaffenheit des Bildaufnahmefeldes entweder die Punktlichtmessung oder die Durchschnittslichtmessung wählen, um so durch wahl-

509841/0904

weises Anschließen des ersten oder des zweiten Lichtsensorelements an die Belichtungsmeßschaltung und durch beispielsweise mittels eines Meters vorgenommenes Vergleichen des Ausganpssignals bei der einen Lichtmeßmethode mit dem bei der anderen Lichtmeßmethode eine geeignete Belichtungsmessung durchzuführen.

Im Falle des gemäß der vorstehenden Erläuterung aufgebauten Belichtungsmeßsystems ist jedoch das Lichtsensorelement für die Punktlichtmessung in einer bestimmten festgesetzten Stellung hinsichtlich der Bildebene angeordnet, so daß es von Nachteil ist, daß der Lichtstrahl nur an einem bestimmten festgelegten Punkt des Gegenstands auf der Bildebene gemessen werden kann, wobei beispielsweise im Falle einer einäugigen Spiegelreflexkamera eine Einschränkung dadurch besteht, daß der Bereich für die Punktlichtmessung von vornherein bestimmt ist, weil die Punktlichtmessung nicht an irgendeiner beliebigen optischen Position des Objekts in der Bildebene im Bildsucher durchgeführt werden kann.

Andererseits wurden bisher verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Ermitteln der Scharfeinstellung der Abbildungsoptiken unter Ausnutzung der photoelektrischen Eigenschaften der photoelektrischen Wandlerelemente vorgeschlagen, wobei als theoretische Möglichkeit zum Erhalt der Scharfeinstellung mit verhältnismäßig großer Genauigkeit das durch die japanische Patentveröffentlichunp Nr. Sho ^2-11109 vorgeschlagene Verfahren betrachtet wird, gemäß dem eine

509841/0904

Vielzahl von Teilen mit einer kleinen aber genauen Fläche auf der Brennebene vorgesehen ist , damit durch Umsetzen der Lichtmenge an einem j.eden kleinen Teil mittels des photoelektrischen Wandlerelements das elektrische Ausgangssignal auf die Weise erhalten v*ird_s ds.¹-: die Unterschiede der elektrischen Ausgangssignale zwischen zwei angrenzenden kleinen Teilen in absolute Werte oder quadrierte Werte umgesetzt und dann addiert werden, wobei angenommen wird, daß die Scharfeinstellung erreicht ist, wenn der addierte Wert ein Maximum annimmt.

Im Falle der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho ^2-14096 wird jedoch der analoge Betrag des Ausgangssignals eines jeden photoelektrischen Wandlerelements verarbeitet, wodurch der Aufbau der Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignals eines jeden photoelektrischen Wandlerelements sehr kompliziert ist, so daß die genaue Ermittlung wegen der beim Verarbeiten der Ausgangssignale auftretenden Fehler praktisch unmöglich ist, was einen Machteil darstellt. Dabei ist ferner in Übereinstimmung mit der Erhöhung der Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente der Aufbau der Schaltung um ein Vielfaches komplizierter, so daß die Anzahl der verwendeten Elemente notwendigerweise beschränkt ist.

Ferner ist bisher eine beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho 48-^3379 offenbarte Vorrichtung zur Scharfeinstellermittlung und zur Belichtungsmessung bekannt, bei der eine Lichtsensorvorrich-

509841/0904

tung mit einer Vielzahl von kleinen Lichtsensorelementen Verwendung findet, wobei im Falle der in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho 48-43379 offenbarten Vorrichtung hinsichtlich der Analogsteuerung ein Verfahren verwendet wird, gemäß dem zum Steuern der Scharfstellermittlungs- und Belichtungsmeßvorrichtung der Analogbetrag des Ausgangssignals eines jeden Lichtsensorelements der Lichtsensorvorrichtung verarbeitet wird. Bei der analogen Steuerung tritt jedoch eine theoretische Instabilität in der Weise auf, daß im Falle der Verwendung einer einzigen Lichtsensorvorrichtung für die Scharfstellermittlung und für die Belichtungsmessung der Aufbau der elektrischen Schaltung kompliziert wird, wobei der Fehler zum Zeitpunkt der Scharfeinstellermittlung und der Belichtungsmessung größer wird, so daß praktisch eine genaue Messung unmöglich ist. Falls das Lichtsensorsystem aus einer Mehrzahl von Lichtsensorelementen zusammengesetzt ist, wird in Übereinstimmung nit der Vergrößerung der Anzahl der Lichtsens-orelemente der Aufbau der Schaltung um ein Vielfaches komplizierter, so daß notwendigerweise die Anzahl der Lichtsensorelemente begrenzt ist, was eine genaue Messung noch schwieriger macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Belichtungsmessung und/oder zur Scharfstellermittlung der Abbildungsoptik zu schaffen, mit Hilfe dessen alle die vorstehend genannten Nachteile des herkömmlichen Belichtungsmeßsystems, des herkömmlichen Scharfstellermittlungssystem und des System mit Verwendung einer einzigen Lichtsensorvor-

B09841/090A

25Η23Ό

richtung für die Belichtungsmessung und die Scharfstellermittlung beseitigt werden.

Erfindungsgemäß wird ein neues System zur Belichtungsmessung und/oder zur Scharfstellermittlung der Bildabbildungsoptik geschaffen, mit dessen Hilfe alle vorstehend genannten Nachteile des herkömmlichen Belichtungsmeßsystems, des herkömmlichen Scharfstellermittlungssystems sowie des eine einzige Lichtsensorvorrichtung für die Belichtungsmessung und die ScharfStellermittlung anwendenden Systems dadurch beseitigt werden können, daß mittels eines eine Vielzahl angeordneter bzw. integrierter kleiner Lichtsensorelemente enthaltenden Bildsensors das Bildmuster des Objekts auf rein elektrische Weise abgetastet wird und die danach erhaltenen Ausgangssignale der Lichtsensorelemente umgesetzt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen System soll ferner ein Belichtungsmeßsystem zum automatischen Auswählen eines für die Beschaffenheit des Bildaufnahmefelds geeigneten Lichtmeßverfahrens geschaffen werden.

Das erfindungsgemäße System sieht vor, daß mittels des Bildsensors irgendein beliebiger feiner Anteil der Helligkeit an der gesamten Bildfläche des Bildaufnahmefelds wahlweise gemessen werden kann.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist das Belichtungsmeßsystem derart ausgelegt,

509841/0904

_₇_ 25U23-Q

daß mittels des Bildsensors die Punktlichtmessung an irgendeinem beliebigen kleinen Anteil der Helligkeit an der üesamtbildfläche des Bildaufnahmefeldes ausgeführt werden kann, während die Durchschnittslichtmessung für die gesamte Bildfläche des Bildaufnahmefeldes durchgeführt werden kann, so daß automatisch mit Hilfe der Ausgangssignale der beiden Lichtmeßsysteme jedes der Lichtmeßsysteme gewählt werden kann.

Vorteilhafterweise ist das Belichtungsmeßsystem des erfindungsgemäßen Systems derart aufgebaut, daß mit Hilfe der Lichtsensorvorrichtung, die zum Empfangen des von dem aufzunehmenden Objekt kommenden Lichtstrahls angeordnet ist, und die zur Bildung des Bildsensors, wie beispielsweise einer Photodiodenanordnung (MOS-Bildsensor), von ladungsgekoppelten Einrichtungen (charge coupled devices, CCD) und dgl. eine Mehrzahl von kleinen Lichtsensorelementen aufweist, in jedem der kleinen Lichtsensorelemente der Lichtsensorvorrichtung durch Abtasten des Bildmusters des Objekts ein Ausgangssignal erzeugt wird,das der Position des aufzunehmenden Objekts entspricht, und daß durch wahlweises Entnehmen des Ausgangssignals für das aufzunehmende Objekt eine erwünschte. Punktlichtmessung durchgeführt werden kann.

Die Erfindung bietet ferner ein Scharfeinstellermitt· lungssystem, das derarb aufgebaut ist, daß in der Bildausbildungsposition der Abbildungsoptik oder in der zur Bildausbildungsposition äquivalenten Position ein Bildsensor aus einer Mehrzahl von fein gegliederten bzw. integrierten

509841/0904

Lichtsensorelementen angeordnet ist und daß die Ausgangssignale der Lichtsensorelemente in dem Bildsensor nacheinander in Übereinstimmung mit der Anordnungsreihenfolge in digitale Werte umgesetzt werden, während die Absolutwerte der Unterschiede zwischen den Digitalwerten der Ausgangssignale aneinandergrenzender Lichtsensorelemente nacheinander zusammengezählt" werden, wobei die Feineinstellung als erreicht gilt, wenn die Gesamtsumme der absoluten Werte der Unterschiede zwischen den digitalen Werten während der Einstellung der Bildausbildungsoptik am größten wird. &

Das erfindungsgemäße System dient zum Aufbau der Kamera mit automatischer Scharfeinstellung der Bildaufnahmeoptik durch Ausstatten einer bestehenden Kamera mit einem Scharfstellermittlungssystem, das derart aufgebaut ist, daß mittels eines Bildsensors mit einer Mehrzahl von kleinen Lichtsensorelementen das Bildmuster des mittels der Optik abgebildeten Objekts auf rein elektrische Weise abgetastet wird und die dabei erhaltenen Abtastsignale nacheinander in digitale Werte umgesetzt werden, während die Absolutwerte der Unterschiede zwischen den digitalen Werten für benachbarte Lichtsensorelemente nacheinander summiert werden, wobei die Scharfeinstellung der Optik durch Ermitteln der Veränderung des summierten Wertes während der Einstellung der Optik festgestellt wird.

Mit der Erfindung wird ein System zur Belichtungsmessung und zur Scharfeinstellermittlung mittels einer gemein-

509841/0904

- ₉- 25U230

samen Lichtsensorvorrichtung geschaffen, das derart aufgebaut ist, daß das kombinierte Signal, d.h. sowohl das Scharfeinstellsignal als auch das Belichtungssignal dadurch erhalten wird, daß mittels eines eine Mehrzahl von fein verteilten bzw. integrierten Lichtsensorelemente aufweisenden Bildsensors das Bild des Objekts abgetastet wird und jedes dabei erhaltene Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements nacheinander in einen digitalen Wert umgesetzt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Pig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung der Lichtsensorelemente, die für das erfindungsgemäße Belichtungsmeßsystem geeignet ist.

Pig, 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Belichtungsmeßsystems mit Anwendung des in Pig. I dargestellten Bildsensors IS zur Verwendung bei einer üblichen Kamera.

Fig. 3(a) zeigt ein elektrisches Schaltbild der

elektrischen Verbindungen zwischen der Photodiodenanordnung, dem Analogschalter 1 und dem Schieberegister 2 bei der Anwendung der Photodiodenanordnung (MOS-Bildsensor) als

509841/0904

Bildsensor IS im Falle der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 3(b) zeigt das Zeitablaufdiagramm zur Darstellung der in der in Fig. 3(a) dargestellten elektrischen Schaltung den Photodioden nacheinander entnommenen Ausgangssignale.

Fig. 4 zeigt die wesentlichsten Teile einer Kamera, in die ein Belichtungsmeßsystem gemäß der Darstellung in Fig. 2 eingebaut ist.

Fig. 5(a) zeigt eine Ausführungsform der Anordnung der Lichtsensorelemente des Bildsensors, die für das erfindungsgemäße Scharfstellermittlungssystem geeignet ist.

Fig. 5(b) zeigt ein Teilstück des in Fig. 5(a) dargestellten Bildsensors IS¹ in vergrößertem Maßstab .

Fig. 6(a) zeigt eine prinzipielle Anordnung der wesentlichsten Teile bei der Anwendung .des erfindungsgemäßen Scharfstellermittlungssystems bei einer gewöhnlichen Kamera.

Fig. 6(b) zeigt den Zusammenhang zwischen dem Lichtsensorbereich des Bildsensors IS' und der

509841/0904

- ii -

Bildebene des Objekts bei der in Fig. 6(a) dargestellten Anordnung.

Fig. 7 zeigt das elektrische Blocksehaltbild einer Ausführungsform einer gewöhnlichen Kamera, bei der das erfindungsgemäße Scharfstellermittlungssystem unter Verwendung des in Fig. 5(a) und (b) dargestellten Bildsensors IS¹ verwendet wird.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung des mittels der Integrierschaltung 109 errechneten Wertes in Abhängigkeit von der Verstellung der Bildaufnahmeoptik L während des Betriebs des in Fig. 7 dargestellten Scharfstellermittlungssystems.

Fig. 9 zeigt den Aufbau der wesentlichen Teile einer Laufbildkamera, bei der ein Scharfstellermittlungssystem gemäß der Darstellung in Fig. 7 eingebaut ist.

Fig. 10 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild einer Ausführungsform einer gewöhnlichen Kamera, bei der ein erfindungsgemäßes System zur Belichtungsmessung und zur Scharfstellermittlung mit Hilfe eines gemeinsamen Bildsensors Verwendung findet.

509841/0904

Pig. 11 zeigt einen Aufbau der wesentlichsten Teile der Kamera, in die ein System gemäß der Darstellung in Fig. 10 eingebaut ist.

In den Fig. 1 bis ¹I sind die Ausführungsformen des Belichtungsmeßsystems mit Anwendung des Bildsensors dargestellt, während in den Fig. 5 bis 9 die Ausführungsformen des Scharfstellermittlungssystems mit Anwendung des Bildsensors dargestellt sind; die Ausführungsformen des Systems zur Belichtungsmessung und zur Scharfstellermittlung unter Anwendung eines gemeinsamen Bildsensors sind in den Fig. 10 und 11 dargestellt.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 eine Ausführungsform einer gewöhnlichen Kamera beschrieben, bei der das System zur Belichtungsmessung mit Hilfe des Bildsensors verwendet wird.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung einer Vielzahl von kleinen Lichtsensorelementen bei einem Bildsensor IS wie beispielsweise einer Photodiodenanordnung (MOS-Bildsenso'r)/bei ladungsgekoppelten Einrichtungen (charge coupled devices,'CCD) und dgl., wobei jedes der kleinen Lichtsensorelemente in einer Stellung angebracht ist, die einem kleinen Teilstück der Bildfläche des aufzunehmenden Objekts auf die Weise entspricht, daß die Helligkeit an jedem der kleinen Teilstücke des Objekts in Übereinstimmung mit jedem der Lichtsensorelemente ermittelt werden kann.

509841/0904

Dieser Bildsensor IS ist anstelle des Lichtmeßelernents für die Belichtungsmessung bei der gewöhnlichen Kamera angebracht; als Anbringungsposition für den Bildsensor ist daher im Falle des internen Lichtmeßsystems (des sog. TTL-Lichtmeßsystems, bei dem der von dem Bildaufnahmefeld durch das Bildaufnahmeobjektiv kommende Lichtstrahl gemessen wird) die Umgebung der der Bildausbildungsebene des Aufnahmeobjektivs äquivalenten Position geeignet, während im Falle einer herkömmlichen einäugigen Spiegelreflexkamera der optische BiIdsucheiweg geeignet ist, wobei das erfindungsgemäße Belichtungsmeßsystem vorzugsweise in einer Position anzubringen ist, in der das Licht über dem ganzen Bereich des Bildaufnahmefeldes gemessen werden kann; dabei wird gemäß der Darstellung in Fig. H eine reflektierende Fläche des einen Teil der Bildsucheroptik bildenden Pentagonalprismas halbdurchlässig gemacht und das Belichtungsmeßsystem auf die halbdurchlässige Fläche geklebt oder dicht an der halbdurchlässigen Fläche angebracht.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bildsensor IS sind die Lichtsensorelemente mit I¹ bis n¹ bezeichnet, während Z₁- den Punktbereich zur Ausführung einer Punktlichtmessung im mittleren Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts darstellt, wobei die PunktIichtmessung mittels der in diesem Punktbereich Z₁ gelegenen Lichtsensorelemente n¹ - k¹ bis n¹ durchgeführt wird; Z2 stellt den Punktbereich zur Durchführung einer Punktliehtmessung an dem linken oberen Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts dar, wobei die Punktlicht-

509841/0904

■ - _lk . 25H23Q

messung mit Hilfe der in diesem Punktbereich Zp gelegenen Licht sensorelemente 1' bis n' - a' durchgeführt wird. Z-, ist der Punktbereich zur .Durchführung einer PunktIichtmessung an dem rechten oberen Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts, wobei die Punktlichtmessung mittels der in diesem Punktbereich Z-, gelegenen Lichtsensorelemente n¹ - b¹ bis n¹ - c¹ ausgeführt wird. Z^ stellt den Punktbereich zur Durchführung einer Punktlichtmessung an dem rechten unteren Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts dar, wobei die Punktlichtmessung mittels der in diesem Punktbereich Z₁. liegenden Lichtsensorelemente n' - d^f bis n¹ - e¹ ausgeführt wird. Zr- ist der Punktbereich zum Ausführen einer Punktlichtmessung an dem linken unteren Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts, wobei die Punktlichtmessung mit Hilfe der in diesem Punktbereich Zr- gelegenen Licht sensorelemente n¹ f· bis n¹ - g¹ durchgeführt wird.

Fig. 2 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Belichtungssystems mit Anwendung des in Fig. 1 dargestellten Bildsensors IS; in der Fig. 2 sind mit 1' bis n¹ die in Fig. 1 dargestellten Lichtsensorelemente bezeichnet, die in Reihe mit einem Anal'ogschalter 1 zum aufeinanderfolgenden übertragen der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente 1' bis n' an einen Rechenverstärker 7 in der nächsten Baustufe verbunden sind, wobei der Analogschalter 1 mit einem Schieberegister 2 verbunden ist. Das Schieberegister 2 ist mit einer Torsteuerschaltung 3 verbunden, die mittels des Steuersignals von einem Festwertspeicher (ROM) 5 gesteu-

509841/0904

ert wird. Die Torsteuerschaltung 3 ist derart aufgebaut, daß mit Hilfe des Signals von dem Festwertspeicher 5 eine Torschaltung 17 gesteuert wird. Eine Diode 6 bildet zusammen mit dem Rechenverstärker 7 eine logarithmische Kompressionsschaltung A. Ein Taktimpulsgenerator 10 zur Erzeugung von Bezugsimpulsen mittels des Signals aus dem Festwertspeicher 5 ist mit einem Digital-Analog-Umsetzer 9 verbunden, an dessen Ausgangsanschluß ein treppenförmiges Ausgangssignal erzeugt wird, wie es durch 9q in der Zeichnung dargestellt ist. 8 ist eine Vergleichsschaltung, deren Eingangsanschlüsse mit dem Rechenverstärker 7 und dem Digital-Analog-Umsetzer verbunden sind, so daß die Ausgangssignale dieser beiden Schaltungen miteinander verglichen werden. Eine Torschaltung 11 verbindet die Vergleichsschaltung 8 mit dem Taktimpulsgenerator 10 und weist beispielsweise eine herkömmliche NAND-Schaltung oder dgl. auf. Ein Zähler 12 wird mit Hilfe des Festwertspeichers 5 gesteuert und bildet zusammen mit dem Taktimpulsgenerator 10, dem Digital-Analog-Umsetzer 9, der Vergleichsschaltung 8 und der Torschaltung 11 einen Analog-Digital-Umsetzer. 13 ist eine Addierschaltung, deren Eingangsanschlüsse mit dem Ausgangsanschluß des Zählers 12 und der Rückführungsleitung; eines mittels des Festwertspeichers 5 gesteuerten Registers 14 in der nächsten Stufe verbunden sind. Die Torschaltung 17 ist so aufgebaut, daß gemäß der gewählten Lage eines Festwertspeichers-Wahlschalters k beispielsweise im Falle der Anwahl des Punktbereichs Z^ der Inhalt des Zählers 12 mittels des Signals von der Torsteuerschaltung 3 zu der Addierschaltung l8 übertragen wird, wenn

509841/0904

■25U23-0

das Lichtsensorelement n¹ - k' an die Reihe kommt bzw. abgefragt wird. Ein Register 19 ist mittels des Pestwertspeichers 5 gesteuert und zu der Addierschaltung 18 rückgekoppelt, wobei beispielsweise im Falle der Anwahl des Punktbereichs Z^ der Wert der Lichtmessung, eines jeden Lichtsensorelements nach dem Element n¹ - k^f nacheinander addiert wird. Eine Divisionsschaltung 20 wird durch den Festwertspeicher 5 auf die Weise gesteuert, daß der Inhalt des Registers 19 durch die Gesamtzahl der Lichtsensorelemente in dem jeweiligen Punktbereich, nämlich im Falle der Anwahl des Punktbereichs Z.. durch die Gesamtzahl (in diesem Fall k¹ +1) der Lichtsensorelemente nach dem Element n' - k¹ dividiert wird. Ein Register 21 ist mit der Divisionsschaltung 20 verbunden, um den daraus erhaltenen Wert zu speichern. Die Torschaltung 17, die Addierschaltung 18, das Register 19* die Divisibnsschaltung 20 und das Register 21 bilden das Punktlichtmeßsystem C.

Eine Divisionsschaltung 15 wird mittels des Festwertspeichers 5 auf die Weise gesteuert, daß der Inhalt des Registers 14 durch die Gesamtzahl (n¹) der Lichtsensorelemente dividiert wird . Ein Register 16 ist mit der Divisionsschaltung 15 verbunden, um den aus ihr erhaltenen Wert zu speichern. Die Addier schaltung 13» das Register I¹I, die Divisionsschaltung 15 und das Register 16 bilden das Durchschnittslichtmeßsystem D.

Eine Vergleichsschaltung 22 ist mit den beiden Registern 16 und 21 auf die Weise verbunden, daß im Falle eines

509841/0 904

_₁₇_ 25U230

gleichzeitigen Anwählens eines Steuerinhalts Ra und eines weiteren Inhalts R^ bis R₁- mittels des Festwertspeicher-Wählschalters 4 der Inhalt des Registers 16 mit dem Inhalt des Registers 21 verglichen wird, wobei Torschaltungen 23 und 24 derart angeschlossen sind, daß die Torschaltung 24 eingeschaltet wird, wenn bei den Inhalten der beiden Register ein Belichtungsunterschied von mehr als - 2Ev auftritt, während die Torschaltung 23 eingeschaltet wird, wenn bei den Inhalten der beiden Register ein Belichtungsunterschied von weniger als - 2 Ev erscheint. Mit den Ausgangsanschlüssen der Torschaltungen 23 und 24 ist eine Rechenschaltung 25 derart verbunden, daß das Informationssignal über die Lichtmessung von der Torschaltung 23 oder der Torschaltung 24 zusammen mit dem logarithmisch komprimierten digitalen Signal über die Belichtungsfaktoren wie den Verschlußzeitwert 28, den Blendenwert 27, den ASA-Empfindlichkeitswert 26 und dgl. verarbeitet wird, um dadurch eine Blendensteuervorrichtung 30 oder eine Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 zu steuern, die mit der Rechenschaltung 25 verbunden ist; die Rechenschaltung 25 ist außerdem mit einem mittels des Festwertspeichers 5 gesteuerten Zwischenspeicher 31 verbünden, so daß die für die dann erfolgende Bildaufnahme geeignete Belichtungsinformation mittels der Anzeigevorrichtung E angezeigt wird, die außer dem Zwischenspeicher 31 noch einen Dekoder 32 und einen Anzeigeteil 33 aufweist.

Ein Umschalter 35 dient zum Umschalten zwischen der Blendensteuervorrichtung 30 und der Verschlußzeitsteuervor-

509841/0904

richtung 29» während ein Umschalter 34 zum Umschalten zwischen dem Verschlußzeitwert 28 und dem Blendenwert 27 dient.

Der Festwertspeicher-Wählschalter ¹J ist ein Wählschalter zur Auswahl der in dem Festwertspeicher 5 eingestellten Steuerspeicherwerte bzw. Steuerspeicherinhalte. R ist einer der in dem Festwertspeicher 5 eingestellten Steuerspeicherinhalte, wobei R₁ die Torschaltung 17 einschalten soll, während die in dem Punktbereich Z₁ gelegenen Lichtsensorelemente n¹ - k¹ bis n¹ Ausgangssignale erzeugen, so daß die PunktIichtmessüng in dem Punktbereich Z₁ ausgeführt wird. Der in dem Festwertspeicher 5 eingestellte Steuerspeicherinhalt Rp soll die Torschaltung 17 während der Ausgangssignalerzeugung durch die in dem Punktbereich Z₂ »gelegenen Lichtsensorelemente I¹ bis n¹ - a¹ einschalten, um so die Punktlichtmessung in dem Punktbereich Zp durchzuführen. Ein in dem Festwertspeicher 5 eingespeicherter Steuerspeicherinhalt R, soll die Torschaltung 17 in den Einschaltzustand versetzen, während die in dem in Fig. 1 dargestellten Punktbereich Z, gelegenen Lichtsensorelemente n¹ - b¹ bis n¹ - c¹ Ausgangssignale erzeugen, so daß die Punktlichtmessung in dem Punktbereich Z, ausgeführt wird. Ein Steuerspeicherinhalt R^ des Festwertspeichers 5 soll während der Ausgangssignalerzeugung der in dem Punktbereich Z^ gemäß Fig. 1 gelegenen Lichtsensorelemente n¹ - d¹ bis n¹ - e' die Torschaltung 17 einschalten, um so die Punktlichtmessung in dem Punktbereich Z₁J auszuführen. Ein'Steuerspeicherinhalt R₁- des Festwertspeichers dient zum Einschalten der Torschaltung 17 während der Ausgangs-

509841/090/,

25U23-0

signalerzeugung der in dem Punktbereich Z₁- liegenden Lichtsensorelemente n^! - f" bis n¹ - g' zur Durchführung der Punktlichtmessung in dem Punktbereich Zf-. Die Steuerspeicherinhalte R₁ bis R[- weisen insofern eine Gemeinsamkeit auf, daß bei Anwahl eines der Steuerinhalte R^ bis R,- mittels des Pestspeicher-Wählschalters k die Vergleichsschaltung 22 und die Torschaltung 23 außer Betrieb sind, während die Torschaltung 2k in Betrieb ist.

R. ist einer der Steuerspeicherinhalte, bei dessen alleiniger Anwahl mittels des Pestspeicher-Wählschalters H die Vergleichsschaltung 22 und die Torschaltung 2h außer Betrieb sind, während die Torschaltung 23 in Betrieb ist. Wenn mittels des Pestspeicher-Wählschalters H zugleich der Steuerspeicherinhalt R. und einer der Steuerspeicherinhalte R₁ bis Rc angewählt wird, ist die Vergleichsschaltung 22 in Betrieb, während die Torschaltungen 23 und 24 mittels der Steuersignale von der Vergleichsschaltung 22 gesteuert werden.

Nachstehend wird das Steuerungsverfahren zum Zeitpunkt der aufeinanderfolgenden Entnahme von AusgangsSignalen der Photodioden in dem konkreten Fall der Anwendung einer Photodiodenanordnung (MOS-Bildsensor) als Bildsensor IS erläutert.

Die Fig. 3(a) stellt ein elektrisches Schaltbild der elektrischen Verbindungen zwischen der Photodiodenanordnung, dem Analogschalter 1 und dem Schieberegister 2 im Falle

509841/09(H

der Verwendung einer Photodiodenanordnung als Bildsensor dar, während die Pig. 3(b) das Zeitablaufdiagramm zur Darstellung der bei der in Fig. 3(a) dargestellten elektrischen Schaltung den Photodioden aufeinanderfolgend entnommenen Ausgangssignale darstellt.

Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 3(a) bei Anlegen der in Fig. 3(b) dargestellten Taktimpulse ^₁' und φ₂' an die Taktanschlüsse φ. und0₂ der in Fig. 3(b) dargestellte Startimpuls Vs¹ an den Startimpulseingangsanschluß Vs angelegt wird, wird eine bei VG ' in Fig. 3(b) dargestellte Spannung an das Gatter VG₁ des ersten Schalters S₁ des Analogschalters 1 auf die Weise angelegt, daß die Photodiode D₁ ein dem Licht in dem Bildaufnahmefeld entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Nach einer halben Periode der Taktimpulseφ^' und φ₂' wird eine bei VG₂' ^ⁿ ^S* 3(b) dargestellte Spannung an das Gatter VGp des zweiten Schalters S„ des Analogschalters 1 derart angelegt, daß die Photodiode D₂ ein dem Licht in dem Bildaufnahmefeld entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Nach einer weiteren Halbperiode der Taktimpulse Φ₁' υηαφ₂' wird die an das Gatter VG^ des ersten Schalters S angelegte Spannung VG₁ ¹ zurückgesetzt, um so den Schalter S₁ zu öffnen und den Schalter der nächsten Stufe derart zu schließen, daß die mit dem Schalter der nächsten Stufe verbundene Photodiode ein Ausgangssignal erzeugt. Während der Wiederholung der vorstehend genannten Funktionsvorgänge erzeugen die Photodioden der Photodiodenanordnung nacheinander die Ausgangssignale.

509841/090A

Nachstehend wird die Betriebsweise des Belichtungsmeßsystems unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert.

Wenn nun durch Schließen eines in der Zeichnung nicht dargestellten Stromversorgungsschalters das System in Betrieb genommen wird, während mittels des Festwertspeicher-Wählschalters 4 die Steuerspeicherinhalte FL und R. gleichzeitig angewählt sind, werden mittels des Signals aus dem Festwertspeicher 5 das Schieberegister 2 und die Torsteuerschaltung auf die Weise in Betrieb genommen, daß das Ausgangssignal des ersten Lichtsensorelements 1' des Bildsensors IS über den Analogschalter 1 an die aus dem Rechenverstärker 7 und der Diode 6 bestehende logarithmische Kompressionsschaltung A und weiterhin nach seiner logarithmischen Komprimierung in der logarithmischen Kompressionsschaltung A zu der Vergleichsschaltung 8 übertragen wird. Andererseits erzeugt mittels des Festwertspeichers 5 der Taktimpulsgenerator 10 Taktimpulse, die an den Digital-Analog-Umsetzer 9 und zugleich über die Torschaltung 11 an den Zähler 12 übertragen werden, so daß sie in dem Zähler 12 gezählt werden.

Der Ditital-Analog-Umsetzer 9 erzeugt entsprechend der Anzahl der Taktimpulse ein Treppensignal 9q» wobei das logarithmisch komprimierte Signal des Lichtsensorelements I¹ mit dem Treppensignal 9₀ auf die Weise verglichen wird, daß bei Gleichheit der beiden Signale die Vergleichsschaltung 8 ein Ausschaltsignal erzeugt. Das Ausschaltsignal wird der Torschaltung 11 zu dessen Abschaltung zugeführt, wodurch die

509841 /0904

25H23-0

Weitergabe der .Taktimpulse an den Zähler 12 gesperrt wird, wobei das dem Aus'gangssignal des Lichtsensorelements I¹ entsprechende Digitalsignal mittels des Zählers 12 gezählt worden ist.

Wenn der Zähler 12 die Zählung beendet hat, wird mit Hilfe des Steuersignals des Pestwertspeichers 5 das als Zählwert mittels des Zählers 12 gezählte Digitalsignal über die Addierschaltung 13 in das Register 14 in dem Durchschnittslichtmeßsystem D übertragen, damit es dort gespeichert wird.

Wenn das Register 14 das Digitalsignal gespeichert hat, wird mittels des Festwertspeichers 5 ein Steuersignal an die Torsteuerschaltung 3 abgegeben, wodurch das Ausgangssignal des Lichtsensorelements 2' auf gleiche Weise wie das Ausgangssignal des Lichtsensorelements I¹ verarbeitet wird, so daß es gezählt und dann mittels der Addierschaltung 13 dem dem Ausgangssignal des Lichtelements 1' entsprechenden in dem Register 14 gespeicherten Digitalsignal derart aufaddiert wird, daß die Summe der den Ausgangssignalen der Lichtsensorelemente l^l und 2^! entsprechenden Digitalsignale in dem Register 14 gespeichert ist.

Auf diese Weise werden die der Beschaffenheit des Bildaufnahmefelds entsprechenden Ausgangssignale der weiteren Lichtsensorelemente 3^f bis n' nacheinander als Digitalsignale in dem Register 14 addiert, damit sie darin derart gespeichert sind, daß in dem Register 14 die Gesamtsumme der den Ausgangs-

509841/0904

Signalen aller Lichtsensorelemente 1' bis n¹ des in Pig. 1 dargestellten Bildsensors IS entsprechenden Digitalsignale gespeichert ist. Die Lichtsensorelemente sind gemäß der Darstellung in Fig. 1 über der ganzen Bildebene angeordnet, so daß in dem Register I^ ein Wert gespeichert ist, der η'-mal größer ist als der Durchschnittslichtmeßwert.

Wenn gemäß vorstehender Beschreibung die Gesamtsumme der den Ausgangssignalen der Lichtsensorelemente 1' bis n' entsprechenden Digitalsignale in dem Register lU gespeichert worden ist, wird mittels des Festwertspeichers 5 die Gesamtsumme der Digitalsignale zu der Divisionsschaltung 15 übertragen, damit sie durch die Anzahl (n^f) aller Lichtsensorelemente dividiert und in dem Register 16 als Durchschnittslichtmeßwert gespeichert wird.

Wenn dabei während des Lichtmeßvorgangs das Ausgangssignal des Lichtsensorelements n¹ - k¹ verarbeitet wird, wird von dem Festwertspeicher 5 über die Torsteuerschaltung 3 das Steuersignal an die Torschaltung 17 abgegeben, um diese zu öffnen, wodurch das in dem Zähler 12 gezählte Digitalsignal des Ausgangssignals des Lichtsensorelements n¹ - k¹ dem Durchschnittslichtmeßsystem D und zugleich der Addierschaltung 18 des Punktlichtmeßsystems C auf die Weise zugeführt wird, daß entsprechend der Funktionsweise des Durchschnittslichtmeßsystems D in dem Register 19 die Gesamtsumme der den Ausgangssignalen der Lichtsensorelemente n¹ - k' bis n¹ entsprechenden Digitalsignale gespeichert wird. Wenn die Gesamt-

5098 A1/0904

summe der den Ausgangssignalen der Lichtsensorelemente n¹ - k¹ bis n¹ entsprechenden Digitalsignale in dem Register 19 gespeichert worden ist, wird mittels des Festwertspeichers 5 die Divisionsschaltung 20 derart in Betrieb genommen, daß die Gesamtsumme der Informationssignale n^r - k¹ bis n¹ zur Einspeicherung in dem Register 21 durch die Anzahl der in dem Punktbereich Z. gelegenen Lichtsensorelemente geteilt wird.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sind die Lichtsensorelemente n¹ - k' bis n' zur Messung der Helligkeit eines Teils in der Mitte der Bildebene in dem Punktbereich Z₁ angeordnet, so daß in dem Register 21 der Wert der Punktlichtmessung für den Teilbereich in der Mitte in dem Register 21 gespeichert ist.

Mittels eines Signals von dem Festwertspeicher 5 wird der in dem Register 21 gespeicherte Wert der Punktlichtmessung und der in dem Register 16 gespeicherte Wert der Durchschnittslichtmessung der Vergleichsschaltung 22 zugeführt, wobei die Werte miteinander auf die Weise verglichen werden, daß bei Ermittlung eines Unterschieds zwischen den Belichtungswerten von mehr als - 2 Ev zwischen den beiden Werten das Einsehaltsignal von der Vergleichsschaltung 22 zu der Torschaltung 24 übertragen wird, so daß die Torschaltung 24 eingeschaltet wird und der in dem Register 21 gespeicherte Wert der Punktlichtmessung über die Torschaltung 24 an die Rechenschaltung 25 übertragen wird, während bei einem Unterschied zwischen den Belichtungswerten kleiner als

509841/0904

25U230

- 2 Ev die Vergleichsschaltung 22 ein Einschaltsignal an die Torschaltung 23 abgibt, so daß die Torschaltung 23 so eingeschaltet wird, daß der in dem Register 16 gespeicherte Wert der Durchschnittslichtmessung über die Torschaltung 23 an die Rechenschaltung 25 übertragen wird. Der an die Rechenschaltung 25 übertragene Wert der Punktlichtmessung oder der Durchschnittslichtmessung ist logarithmisch komprimiert und wird zusammen mit dem digitalen ASA-Empfindlichkeitswert 26 und gemäß dem Schaltzustand des Umschalters 3¹* mit dem digitalen Verschlußzeitwert 28 oder dem digitalen Blendenwert 27 verarbeitet, so daß er entsprechend dem Schaltzustand des mit dem Umschalter 3^ funktionell gekoppelten Umschalters 35 wahlweise der Blendensteuervorrichtung 30 oder der Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 als Steuersignal zugeführt wird, während er zugleich zur Anzeige des Verschlußzeitwerts oder des Blendenwerts an d^er aus dem Zwischenspeicher 31> dem Dekoder 32 und dem Anzeigeteil 33 bestehende Anzeigevorrichtung E anliegt . Bei der Darstellung in Fig. 2 befinden sich die Umschalter 3^ und 35 in dem Schaltzustand zur Steuerung des Blendenwerts.

Der vorstehend beschriebene Ablauf entspricht dem Fall, daß mittels des Festwertspeicher-Wählschalters ¹I die Steuerspeicherinhalte R. und R^ angewählt sind; wenn es hinsichtlich der Beschaffenheit des Bildaufnahmefelds erwünscht ist, den Punktlichtmeßwert an dem linken oberen Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts mit dem Durchschnittslichtmeßwert zu vergleichen, sind lediglich mittels des Fest-

509841/0904

wertspeicher-Wählschalters 4 die Steuerspeicherinhalte R. und Ro anzuwählen.

Wenn mittels des Festwertspeicher-Wählschalters 4 zur PunktIichtmessung nur der dem erwünschten Punktbereich wie beispielsweise dem Punktbereich Z^ der Bildfläche des aufzunehmenden Objekts entsprechende Steuerspeicherinhalt angewählt wird, wird der Wert der Punktlichtmessung in dem Punktbereich Z₁ in dem Register 21 gespeichert. Da dabei nur der Steuerspeicherinhalt R^ angewählt ist, sind die Vergleichsschaltung 22 und die Torschaltung 23 außer Betrieb gesetzt, während lediglich die Torschaltung 24 in Betrieb ist, so daß der in dem Register 21 gespeicherte Wert der Punktlichtmessung in dem Punktbereich Z über die Torschaltung zu der Rechenschaltung 25 übertragen wird, wobei die Steuerung auf gleiche Weise ausgeführt wird wie im Falle einer gleichzeitigen Anwahl von R. und R-.

Wenn mittels des Festwertspeicher-Wählschalters 4 für die alleinige Durchschnittslichtmessung nur der Steuerspeicherinhalt R. angewählt wird, wird die Torschaltung 17 nicht eingeschaltet, wobei das Punktlichtmeßsystem C, die Vergleichsschaltung 22 und die Torschaltung 24 außer Betrieb sind, während die Torschaltung 23 in Betrieb ist, so daß wegen der dem oben beschriebenen Vorgang gleichartigen Betriebsweise der Wert der Durchschnittslichtmessung in dem Register 16 gespeichert wird und über die Torschaltung 23 an die Rechenschaltung 25 weitergegeben wird, um so eine gleichar-

509841/0904

tige Steuerung wie im Falle des gleichzeitigen Anwählens der Steuerspeicherinhalte R_A und R^ zu bewirken.

Die Fig. H zeigt den praktischen Einbau einer Ausführungsform de s vorstehend beschriebenen Belichtungsmeßsystems in eine gewöhnliche Kamera. In der Zeichnung ist eine herkömmliche einäugige Spiegelreflexkamera dargestellt, wobei zum Zwecke der Vereinfachung nur die wesentlichen Teile dargestellt sind.

In der Zeichnung ist mit L. eine herkömmliche Bildaufnahmeoptik bezeichnet, während mit 36 ein einen Teil der Bildsucheroptik der Kamera darstellendes Pentagonalprisma bezeichnet ist, wobei der Bildsensor IS an die halbdurchlässige Fläche 36a des Pentagonalprismas 36 angekittet oder daran angebracht ist. Mit 37 ist eine herkömmliche in dem optischen Bildaufnahmeweg angebrachte Bildaufnahmelamellenblende bezeichnet, deren Öffnungsdurchmesser mittels der obengenannten Blendensteuervorrichtung 30 gesteuert wird, was durch die gestrichelte Linie 30' in der Zeichnung dargestellt wird. Mit 38 ist der öffnungs- und Schließungsteil eines herkömmlichen Schlitzverschlusses bezeichnet, wobei der öffnungs- und Schließzeitpunkt mittels der Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 gesteuert wird, was durch die gestrichelte Linie 29' in der Zeichnung dargestellt wird. Mit 39 ist ein Film bezeichnet,während mit F ein Schaltblock bezeichnet ist, der die Schaltungen 1 bis 3 und 5 bis 25 gemäß der Fig. 2 beinhaltet.

509841/0904

- 28 - 25U230

Bei Benützung dieser Kamera wird der Umschalter 3^ und der mit diesem Umschalter 3*J funktionell verkoppelte Umschalter 35 in Abhängigkeit davon betätigt, ob die automatische Steuerung der Blende (die sog. Automatikblendensteuermethode mit Verschlußzeitvorrang) oder die automatische Steuerung der Verschlußzeit (die sog. Automatikverschlußzeitsteuermethode mit Blendenvorrang) gewünscht wird, wobei ferner die erwünschte Lichtmessung mit Hilfe des Festwert werter - Wähl schalters *J gemäß vorstehender Beschreibung bestimmt wird. (Der in der Zeichnung dargestellte Zustand entspricht der Automatikverschlußzeitsteuermethode mit Blenden vor rang.) Dann wird entsprechend der Empfindlichkeit des zu verwendenden Films 39 der ASA-Empfindlichkeitswert 26 bestimmt, während in Übereinstimmung mit der Belichtungssteuermethode entweder der Blendenwert 27 oder der Verschlußzeitwert 28 im voraus eingestellt wird. (Bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand ist der Verschlußzeitwert 28 im voraus bestimmt, weil die Blende automatisch gesteuert werden soll.)

Wenn nach dem vorstehend genannten Bedienungsvorgang der in der Zeichnung nicht dargestellte Stromversorgungsschalter geschlossen wird, wird das Belichtungsmeßsystem auf die gleiche Weise in Betrieb genommen wie in dem unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Fall, wobei der dann für das Bildaufnahmefeld geeignete Belichtungswert, nämlich im Falle der automatischen Verschlußzeitsteuerung der Verschlußzeitwert oder im Falle der automatischen Blendensteuerung der Blendenwert - folglich bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand der

509841/0904

Blendenwert - in dem Bildsucher der Kamera mittels der Anzeigevorrichtung E angezeigt wird, während entweder die Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 oder die Blendensteuervorrichtung auf die Weise wirken, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Schlitzverschlußbetätigungsteile 38 oder der Öffnungsdurchmesser der Lamellenblende 37 automatisch gesteuert wird, um so die automatische Belichtungssteuerung in Übereinstimmung mit der dann herrschenden Beschaffenheit des Bildaufnahmefeldes durchzuführen. In dem in der Zeichnung dargestellten Zustand .bewirkt dabei die Blendensteuervorrichtung 30 die Steuerung des Öffnungsdurchmessers der Lamellenblende 37·

Auf diese Weise ist es möglich, durch Bedienung des in der Zeichnung nicht dargestellten herkömmlichen Auslöseknopfes bei dem vorstehend beschriebenen Zustand eine Bildaufnahme mit dem für die herrschenden Bedingungen im Bildaufnahmefeld geeigneten Belichtungswert auszuführen*

Bei dem erfindungsgemäßen Belichtungsmeßsystem ist auf diese Weise sowohl eine automatische Belichtungssteuerung mit Verschlußzeitvorrang als auch eine automatische Belichtungssteuerung mit Blendenvorrang möglich.

Insbesondere wird bei der erfindungsgemäßen Belichtungsmessung als Lichtsensorvorrichtung ein Bildsensor mit einer Anzahl von kleinen Lichtsensorelementen, wie beispielsweise ein MOS-Bildsensor, ladungsgekuppelte Vorrichtungen (charge coupled devices, CCD) oder dgl. verwendet, wobei durch

509841/0904

Anordnung eines jeden Lichtsensorelements des Bildsensors in einer einem jeden kleinen Teil der Bildebene des aufzunehmenden Objekts entsprechenden Position und durch rein elektrisches Abtasten der Bildebene des aufzunehmenden Objekts mit Hilfe der Lichtsensorelemente die Helligkeit an jedem dem jeweiligen Lichtsensorelement entsprechenden Teil des aufzunehmenden Objekts gemessen wird; dabei wird eine erwünschte Lichtmessung durch Umsetzen des Ausgangssignals eines jeden Lichtsensorelements in einen digitalen Wert und durch selektives Entnehmen des digitalen Signals durchgeführt, so daß automatisch die am besten geeignete Liehtmessung gewählt wird, was mancherlei Vorteile bei dieser Art von Lichtmessung bringt, wie beispielsweise die Möglichkeit einer Punktlichtmessung über einen großen Bereich der Bildebene des aufzunehmenden Objekts zur automatischen Anwahl der für die bestehenden Bildaufnahmebedingungen am besten geeigneten Lichtmessung.

Dabei ist es selbstverständlich möglich, die vorliegende Ausführungsform so auszulegoi , daß die Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 und die Blendensteuervorrichtung 30 weggelassen werden und die Verschlußzeit oder die Blende von Hand in Übereinstimmung mit dem mittels der Anzeigevorrichtung E angezeigten Belichtungswert verstellt wird. Ferner ist es möglich, entweder nur die Verschlußzeitsteuervorrichtung 29 oder nur die Blendensteuervorrichtung J>0 vorzusehen.

Nachstehend wird das Scharfstellermittlungssystem 509841/0904

25U230

zur Ermittlung der Scharfeinstellung der Abbildungsoptik mit Hilfe des Bildsensors anhand eines in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, wobei das System bei einer gewöhnlichen Kamera verwendet wird.

Fig. 5(a) zeigt den für das Scharfstellermittlungssystem geeigneten Bildsensor, während Fig. 5(b) einen Teil desselben in Vergrößerung zeigt, wobei der Bildsensor IS¹ gemäß der Darstellung in der Zeichnung derart aufgebaut ist, daß "n" kleine Lichtsensorelemente P₁, P₂, P, .... P _₁, P mit den gleichen Abmessungen in Form einer Matrix auf der Grundplatte G angeordnet sind.

Der Bildsensor IS¹ ist relativ zu dem optischen Bildaufnahmesystem L der Kamera in einer dem Film H äquivalenten Position angeordnet, wie es schematisch in Fig. 6(a) dargestellt ist. HM ist ein kleiner halbdurchlässiger Spiegel, der schräg auf der optischen Achse des optischen Bildauf-r nahmesystems L zwischen dem optischen Bildaufnahmesystem L und dem Film H angebracht ist und der den Lichtstrahl an dem mittleren Teil des von dem aufzunehmenden Objekt durch das optische Bildaufnähmesystem L kommenden Lichtstrahls derart reflektiert, daß er auf den Bildsensor IS' projiziert wird. Folglich empfängt der Bildsensor IS¹ gemäß der Darstellung in Fig. 6(b) lediglich den Lichtstrahl an dem mittleren Teil H¹a in der auf den Film H zu projezierenden Bildebene H¹ des aufzunehmenden Objekts.

509841/0904

- 32 - 25U230

Pig. 7 zeigt das Blockschaltbild der elektrischen Schaltung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schärfst ellermitt lungs sy st ems, bei dem der in den Fig. 5(a) und (b) dargestellte Bildsensor IS' Anwendung findet, wobei 101 ein X-Koordinaten-Schieberegister ist, das die "m" X-Koordinatenachsen X₁, X₂, ... X ^₁, X_m darstellt, während 102 ein Y-Koordinaten-Schieberegister ist, das die ".£" Y-Koordinatenachsen Y₁, Y₂ ... Y _₁, Y^ darstellt (wobeiZ - n/m ist); durch diese X- und Y-Koordinatenachsen ist eine Matrix gebildet. Die Lichtsensorelemente P₁, P₂, ... P- des Bildsensors IS' sind nacheinander relativ zur Matrix derart angeordnet, daß sie mittels der beiden Schieberegister 101 und 102 für die X-Koordinaten bzw. die Y-Koordinaten angeschlossen werden. 103 ist ein logarithmischer Verstärker zum logarithmischen Komprimieren des Ausgangssignals eines jeweiligen Lichtsensorelements P₁, P₂, ... P_n; 104 ist ein Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen eines analogen Betrags in einen digitalen Wert; 105 und 106 sind Register, während"107 eine Nulldetektorschaltung für das Register 106 darstellt. 108 ist eine Rechenschaltung zur Verarbeitung des absoluten Werts des Unterschieds zwischen den Ausgangssignalen der Register 105 und 106, durch die beispielsweise der Wert!« - ß| unter der Annahme erzeugt wird, daß der Inhalt des Registers 106 tx ist, während der Inhalt des Registers 105 ß ist. 109 ist eine Integrierschaltung, 110 ein Register und 111 eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des Ausgangssignals des Registers 110 mit dem Ausgangswert der Integrierschaltung 109, während 112 eine Antriebsquelle bzw. eine damit kombinierte ScharfStellanzeigevorrichtung

509841/0904

25U230

für das optische Bildaufnahmesystem ist. 113 ist eine Steuerschaltung für die zentrale Steuerung der mit den Bezugszeichen 101, 104 bis 106 bzw. 108 bis 110 bezeichneten Schaltungen und Vorrichtungen.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des Scharfstellermittlungssystems mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung erläutert.

Wenn das System durch Einschalten der in der Zeichnung nicht dargestellten Stromversorgung in Betrieb genommen wird, werden zuerst die Achsen X₁ und Y₁ der Schieberegister 101 bzw. 102 eingeschaltet, wobei als Folge davon das Ausgangssignal des Lichtsensorelements P₁ an den Koordinaten (X₁, Y₁) in den logarithmischen Verstärker 103 eingegeben wird. Danach wird das mittels des logarithmischen Verstärkers 103 logarithmisch komprimierte analoge Ausgangssignal des Lichtsensorelements P₁ mit Hilfe des Analog-Digital-Umsetzers 104 in einen digitalen Wert T₁ umgesetzt, der in dem Register 105 gespeichert wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt in dem Register 106 ein anderes Signal gespeichert ist, wird sofort der absolute Werte des Unterschieds zwischen den in den Registern 105 und 106 gespeicherten Signalen errechnet; da jedoch in das Register 106 kein Signal eingespeichert wurde, wird daher mittels eines Signals von der Nulldetektorschaltung 107 die Rechenschaltung 108 durch die Steuerschaltung 113 nicht in Betrieb genommen. Danach wird mit Hilfe eines Signals von der Steuerschaltung 113 der in dem Register 105 gespeicherte

509841/0904

digitale Wert r. des Ausgangssignals des Lichtsensorelements P₁ in das Register 106 übertragen, während die Koordinatenachse des Schieberegisters 101 derart um einen Schritt verschoben wird, daß die X^-Achse vom eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand geschaltet wird, während die Xp-Achse vom ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, so daß nunmehr das Ausgangssignal des bei den Koordinaten (Xp* ^i^ angeordneten Lichtsensorelements Pp auf gleiche Weise wie bei dem Lichtsensorelement P₁ über den logarithmischen Verstärker 103 und den Analog-Digital-Umsetzer 104 als digitaler Wert in dem Register 105 gespeichert wird. Wenn in beiden Registern I05 und IO6 Signale gespeichert sind, nimmt die Steuerschaltung 113 sofort die Rechenschaltung 108 in Betrieb, um so den Absolutwert des Unterschieds zwischen den in den Registern I05 und 106 gespeicherten Signalen, nämlichen ( r., - r«| zu errechnen, wobei die Steuerschaltung II3 den erhaltenen digitalen Wert an die Integrierschaltung 109 überträgt, während das in den Register 105 gespeicherte Signal in das Register IO6 übertragen wird. Wenn dann mittels eines Signal von der Steuerschaltung 113 die Koordinantenachse des Schieberegisters 101 um einen weiteren Schritt verschoben wird, wird nach dem gleichen Prozeß wie zuvor das Ausgangssignal des Lichtsensorelements P, an den Koordinaten (X-,, Y₁) in ein Ausgangssignal r, umgesetzt und in der Rechenschaltung IO8 der Wert I r₂ - r,) errechnet, welcher dann in die Integrierschaltung 109 übertragen wird, so daß er zu dem vorherigen Wert I r. - r„I addiert wird. Wenn nach Wiederholung des gleichen Prozesses die Verschiebung zu

509841/09CU

der Koordinatenachse X des Schieberegisters 101 vollendet ist (nämlich wenn das Ausgangssignal des Lichtsensorelements P auf den Koordinaten (X , Y^) verarbeitet worden ist), gibt das Schieberegister 101 ein Ausgangssignal CA₁ an das Schieberegister 102 auf die Weise ab, daß die Koordinatenachse des Schieberegisters 102 auf die gleiche Weise wie bei dem Schieberegister 101 verschoben wird. Auf diese Weise wird dann das Ausgangssignal des Lichtsensorelements P_1n+-! an den Koordinaten (X₁, Y₂) verarbeitet. Wenn nach Wiederholung des gleichen Prozesses die Ausgangssignale bis hin zu dem letzten Lichtsensorelement P an den Koordinaten (X_m, Yjg ) verarbeitet worden sind, gibt das Schieberegister 102 ein Ausgangssignal CA₃ an die Steuerschaltung II3 aus. Der durch die Integrierschal-

tung 109 zu diesem Zeitpunkt errechnete Wert ist , ρ 1¹V-I "¹Vl/ nämlich die totale Summe der Absolutwerte der Unterschiede zwischen den Ausgangssignalen eines jeden Paars der Lichtsensorelemente P₁ bis P des Bildsensors IS¹, wobei die Ausgangssignale logarithmisch komprimiert, verstärkt und dann in digitale Werte umgesetzt sind. Unmittelbar naah dem Empfang des Signals CAp von dem Schieberegister 102 bringt die Steuerschaltung 113 die Vergleichsschaltung 111 zum Vergleichen des mittels der Integrierschaltung 109 errechneten Wertes mit dem (zu diesem Zeitpunkt Null betragenden) in dem Register 110 gespeicherten Signal. Nach Wiederholung des gleichen BetriebsVorgangs wird durch Abtasten verschiedener Bildebenen mittels der Lichtsensorelemente P₁, Pp, ··♦ P» die Veränderung des durch die Integrierschaltunp· IO9 errechneten Werts ermittelt. Wenn nämlich während des Bewegens des in Fig. 6(a) dargestellten

509841/0904

optischen Bildaufnahmesystems L von der Fokuseinstellung für "unendlich" zur Fokuseinstellung für den kleinsten Abstand die Signale gemäß der vorstehenden Beschreibung verarbeitet werden, verändert sich der durch die Integrierschaltung 109 errechnete Wert Σ zur gleichen Zeit gemäß der Darstellung in Fig.8 auf die Weise, daß der Wert bei der Scharfeinstellung am größten ist. Das ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Bild des aufzunehmenden Objekts an dem Bildsensor IS' am schärfsten wird, wenn das optische Bildaufnahmesystem L die Scharfeinstellposition erreicht, wodurch der dann bestehende Unterschied zwischen den Ausgangssignalen zweier angrenzender Lichtsensorelemente in dem Bildsensor IS¹ am größten wird. D.h. der Wert % nimmt zu, wenn sich das optische Bildaufnahmesystem der Scharfeinstellposition nähert, er ist am größten, wenn das System in der Scharfeinstellposition ist und er nimmt ab, wenn sich das System von dem Scharfeinstellpunkt entfernt. Es ist daher möglich, den Scharfeinstellpunkt dadurch zu ermitteln, daß mit Hilfe der Vergleichsschaltung nacheinander der durch die Integrierschaltung 109 errechnete Wert Σ mit dem nächsten Wert Σ- verglichen wird, um so den Umkehrpunkt der in Fig. 8 dargestellten Kurve zu ermitteln.

Wenn der erste Prozeß von dem Ausgangssignal des Lichtsensorelements P^ bis zu dem Ausgangssignal des Lichtsensorelements P_n beendet worden ist, wird der durch die Integrierschaltung 109 errechnete Werte in dem Register 110 gespeichert. Andererseits sind zu diesem Zeitpunkt die X₁-AChSe des Schieberegisters 101 bzw. die Y^-Achse des Schieberegisters

509841/0904

102 eingeschaltet, wodurch mit Hilfe des Signals von der Steuerschaltung 113 der zweite Prozeßablauf von dem Ausgangssignal des Lichtsensorelements P. bis zu dem Ausgangssignal des Lichtsensorelements P beginnt. Wenn die Digitalwerte der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente P₁, Pp» ·♦· P gleich r'^, r'p, ... r¹ sind, kann die Gesamtsumme der durch die Integrierschaltung 109 verarbeiteten Werte auf gleiche Weise

η wie im vorhergehenden Fall durch ,X_ l^r'k-i ~ ^v\^ ^ausg^e(irückt werden. Sobald der zweite Prozeß mit Hilfe der Integrierschaltung 109 vollendet worden ist, bewirkt die Steuerschaltung 113» daß die Vergleichsschaltung 111 den durch die Integrierschaltung 109 errechneten Wert (τ Ir' ι " r'.l ) mit dem in dem

k=2 ¹^^{1 K}

Register 110 gespeicherten Wert ( ^- \ r. _^ - r I ) vergleicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt der in dem Register 110 gespeicherte Wert kleiner ist als der durch die Integrierschaltung 109 errechnete Wert, nämlich wenn Σ>, i r, ₁ - rj^ ^²i^r'k-i " ^r'kJ ist, wird der gleiche Prozeß wiederholt, bis der in dem Register 110 gespeicherte Wert größer wird als der durch die Integrierschaltung 109 errechnete Wert, wobei dann die Vergleichsschaltung 111 ein Scharfeinstellunpssignal an die Steuerschaltung 113 abgibt. Mittels dieses Signals beendet die Steuerschaltung 113 das Abtasten der Bildebene mittels der Lichtsensorelemente P₁, Pp, ... P » wobei sie zugleich das Scharfeinstellsignal an die Antriebsquelle für das optische Bildaufnahmesystem L bzw. die Scharfeinstellanzeigevorrichtung 112 abgibt, um so das optische Bildaufnahmesystem L an der Scharfeinstellposition anzuhalten bzw. den Scharfeinstellpunkt anzuzeigen.

509841/0904

- 38 - 25H230

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Ausgangssignal eines jeden Lichtsensoreleifients des Bildsensors IS.' logarithmisch komprimiert, verstärkt und dann in einen digitalen Wert umgesetzt; dabei ist es jedoch selbstverständlich, daß das Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements direkt in einen digitalen Viert umgesetzt werden kann, ohne daß es logarithmisch komprimiert und verstärkt wird. Wenn jedoch das Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements logarithmisch komprimiert und verstärkt wird, kann das Rauschen bei dem Abtastsignal so klein wie möglich gehalten werden, selbst wenn sich die Helligkeit des aufzunehmenden Objekts während der Abtastung des Bildmusters des aufzunehmenden Objekts mittels der Lichtsensorelement'e in einem gewissen Ausmaß verändert, so daß dadurch eine fehlerhafte Punktion der Scharfeinst ellermittlungsvorrichtung vermieden werden kann.

Als Bildsensor für die Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Scharfeinstellermittlungssystem kann außer dem Bildsensor mit einem Anordnungsmuster der Lichtsensorelemente gemäß der Darstellung in Fig. 5(a) und (b) der Bildsensor IS mit einem Anordnungsmuster der Lichtsensorelemente gemäß der Darstellung in Fig, I dienen, wobei verschiedenerlei Variationen des Anordnungsmusters der Lichtsensorelemente möglich sind.

Eine vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scharfstellermittlungssystems ist bei ihrem praktischen Einbau in eine gewöhnliche Kamera schematisch in Fig. 9 dargestellt. Die Kamera in der Zeichnung ist eine her-

509841/0904

25U230

kömmliche Laufbildkamera, wobei lediglich die wesentlichen Teile dargestellt sind.

Gemäß der Zeichnung werden die erste Linsengruppe L₂ und die zweite Linsengruppe L, der Photolinsengruppen L₂, L, und L₁. gemeinsam als eine Objektivlinse für die Entfernungsermittlung verwendet. Dabei wird die Linsengruppe L₂ von einer Linsenfassung 114 mit einer Zahnstange Il4a gehalten und mit Hilfe der Umdrehungen eines Motors 112a über ein an der Drehachse 112a¹ des Motors befestigtes Zahnrad 115 entlang ihrer optischen Achse bewegt. Zwischen der Linsengruppe L, und der Linsengruppe L^ ist ein Lichtstrahlabzweiger 116 angeordnet, der zwei halbdurchlässige Spiegel 116a und Il6b aufweist. Eine Linsengruppe L^, ein Spiegelprisma 117 und eine Linsengruppe L,- bilden ein optisches Bildsuchersystem. Der halbdurchlässige Spiegel 116a ist schräg zu der optischen Achse angeordnet, so daß der von der Linsengruppe L, zu dem Film H kommende Lichtstrahl in Pachtung zu dem optischen Bildsuchersystem abpezweigt wird. In dem optischen Weg von dem Spiegel 116a zu dem optischen Bildsuchersystem ist der zweite halbdurchlässige Spiegel Il6b angeordnet, so daß der Lichtstrahl ferner in eine Bildausbildungslinse 118 abgezweigt wird.

Der Bildsensor IS' ist hinter dieser Bildausbildungslinse 118 und relativ zu den Linsengruppen L₂ und L, in einer zu der des Films H äquivalenten Position angeordnet.

112b ist die Anzeigevorrichtung, die im optischen BiId-509841/0904

.I₁₀. . 25U230

sucherweg derart angeordnet ist, daß die Anzeige im Bildsucher der Kamera abgelesen werden kann, während J ein Schaltungsblock ist, der die in Fig. mit 101 bis 111 und 113 bezeichneten Elemente enthält; dabei ist die Anzeigevorrichtung 112b zusammen mit dem Motor 112a an dem Ausgangsanschluß des Schaltungsblocks J angeschlossen. Der Motor 112a und die Anzeigevorrichtung 112b entsprechen nämlich dem Block 112 in Fig. 7.

121 ist eine zwischen der Objektivfassung 114 und dem Kamerakörper angeordnete Feder, mittels der die Objektivfassung 11*1 in der Zeichnung nach rechts gezwungen wird, so daß die Linsengruppe Lp.normalerweise in der Fokusstellung für unendlichen Abstand gehalten wird.

119 und 120 sind ein Verschluß und eine Blende bei der herkömmlichen Laufbildkamera, während 122 ein Zweistufen-Auslöseknopf ist, der so aufgebaut ist, daß bei der ersten Stufe das Scharfstellermittlungssystem betätigt wird, während bei der zweiten Stufe der Verschluß betätigt wird.

Wenn die Laufbildkamera mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau.auf das erwünschte Aufnahmeobjekt gerichtet wird und der Auslöseknopf bis zur ersten Stufe gedrückt wird, wird der Schaltungsblock J in Betrieb genommen und die Scharfstellermittlungsfunktion des optischen Bildaufnahmesystems beginnt. Im einzelnen wird dabei das Bildmuster des Aufnahmeobjekts mittels des Bildsensors IS' abgetastet, wobei mittels des aus dem Schaltungsblock J infolge des Abtastsignals ausgegebenen

509841/0904

_ I₁₁ _ 25U230

Ausgangssignals der Motor 112a in Richtung des Pfeils in der Zeichnung läuft, so daß die Linsengruppe L₂ entgegen der Kraft der Feder 121 von der Fokusstellung für unendlichen Abstand in Richtung des Pfeils in der Zeichnung vorwärts bewegt wird. Wenn die Linsengruppe Lp während der Vorwärtsbewegung die Scharfeinstellposition für das aufzunehmende Objekt erreicht, wird das Abbild des Aufnahmeobjekts auf dem Bildsensor IS¹ am schärfsten, wobei mittels des Abtastsignals des Bildsensors IS¹ der Schaltungsblock J sofort den Motor 112a anhält, um so die Linsengruppe Lp in dieser Scharfeinstellposition zu halten, während der Schaltungsblock J zugleich die Anzeigevorrichtung 112b betätigt, um so anzuzeigen, daß sich die Linsengruppe Lp in der Scharfeinstellposition befindet. In diesem Zustand ist das Bild des aufzunehmenden Objekts auf dem Film H am schärfsten.

Wenn in diesem Zustand der Auslöseknopf 122 zur zweiten Stufe gedrückt wird, wird folglich der Verschluß. 119 zum Belichten des Films H betätigt, auf dem das schärfste Bild des aufzunehmenden Objekts erzielt wird.

Wenn danach der Auslöseknopf 122 freigegeben wird, wird die Stromzufuhr zu dem Schaltungsblock J unterbrochen, so daß die Linsengruppe Lp mittels der Feder 121 automatisch in die Fokusposition für unendlichen Abstand zurückgebracht wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Scharfstellermittlungs-509841/0904

system wird gemäß vorstehender Beschreibung das Bildmuster des aufzunehmenden Objekts auf rein elektrische Weise abgetastet, wodurch sich die mechanische Abtastvorrichtung bei dem herkömmlichen System erübrigt, so daß erfindungsgemäß die Scharfstellermittlungsvorrichtung auf einfache Weise kompakt gemacht werden kann, was für kleine optische Geräte wie beispielsweise eine Kamera sehr vorteilhaft ist. Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Scharfstellermittlungssystem das Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements nach dem Umsetzen in einen Digitalwert verarbeitet, so daß im Vergleich mit dem herkömmlichen System der Verarbeitung analoger Werte die elektrische Verarbeitung bemerkenswert einfach ist, wobei zugleich die Genauigkeit der Scharfeinstellpunktermittlung im Vergleich zu dem herkömmlichen System extrem erhöht werden kann. Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Scharfstellermittlungssystem das Bildmuster des aufzunehmenden Objekts mit einer sehr hohen Geschwindigkeit abgetastet werden, so daß ein genaues Scharfeinstellsignal erhalten werden kann.

Es ist dabei selbstverständlich, daß die in Fig. 9 durch den Motor 112a symbolisch dargestellte Antriebsquelle für die automatische Fokuseinstellung des optischen Systems dadurch entfallen kann, daß die Fokuseinstellung des optischen Systems mit Hilfe der Scharfstellpunkt-Anzeigevorrichtung von Hand ausgeführt wird.

Ferner ist es selbstverständlich möglich, daß die Scharfeinstellpunktermittlungsvorrichtung oder die automatische

509841/0904

.I₁₃- 25H23Q

Scharfeinstellpunkteinstellvorrichtung gemäß der Erfindung sowohl als Vorrichtung in ein optisches Gerät wie beispielsweise eine Kamera eingebaut werden kann als auch als unabhängiges Gerät zusammen mit dem optischen Gerät verwendet werden kann. Im Falle einer unabhängigen Vorrichtung erhält man dabei auf einfache Weise eine Entfernungsmeßvorrichtung, wenn man die Scharfeinstellpunktanzeigevorrichtung in der Ausführungsform gegen einen Entfernungsanzeiger austauscht.

Nachstehend wird eine Ausführungsform eines erfindungS' gemäßen Systems sowohl für die Belichtungsmessung als auch für die Scharfeinstellermittlung unter Benützung eines gemeinsamen Bildsensors unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 erläutert, wobei das System bei einer gewöhnlichen Kamera angewendet wird.

Fig. 10 ist ein Blockschaltdiagramm der elektrischen Schaltung einer Ausführungsform des Systems, die mittels eines gemeinsamen Bildsensors sowohl eine Belichtungsmessung als auch eine Ermittlung· des Scharfeinstellpunktes des optischen Systems durchführen kann.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform des Systems können nicht nur der in Fig. 1 dargestellte Bildsensor IS sowie der in den Fig. 5(a) und (b) dargestellte Bildsensor IS¹ verwendet werden, sondern auch ein Bildsensor, der ein anderes Anordnungsmuster der Lichtsensorelemente aufweist. Hierin wird jedoch der Fall erläutert, bei dem der

509841/0904

in Pig. 1 dargestellte Bildsensor IS verwendet wird.

In der Zeichnung ist 201 ein Schieberegister, 202
ein mit .jedem der Lichtsensorelemente verbundener Analogschalter, 203 ein logarithmischer Verstärker zum logarithmischen Komprimieren und Verstärken des Ausgangssignals eines
jeden Lichtsensorelements des Bildsensors IS und 204 ein
Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen eines jeden Ausgangssignals des logarithmischen Verstärkers 2Q3 in einen digitalen Wert, während 205 und 207 Register und 206, 209, 212 und 213 Torschaltungen sind. 208 ist eine Rechenschaltung zum
Errechnen des Absolutwertes des Unterschieds zwischen den in den Registern 205 und 207 gespeicherten Signalwerten; 210 ist eine Addierschaltung zum Addieren des durch die Rechenschaltung 208 errechneten Wertes zu dem in einem Register 211
gespeicherten Signalwert; 21¹I und 215 sind Register; 216 ist eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des in dem Register 21¹I gespeicherten Signalwertes mit dem in dem Register 215
gespeicherten Signalwert, während 217 die Antriebsquelle für das optische Bildaufnahmesystem und 217¹ die Scharfeinstellpunktanzeigevorrichtung ist. 218 ist eine Divisionsschaltung ' zum Dividieren des in dem Register 211 gespeicherten Signalwertes, 219 ist eine Rechenschaltung zum logarithmischen
Komprimieren, Verstärken und Verarbeiten des Ausgangssignals der Divisionsschaltung 218 zusammen mit dem in einen Digitalwert umgesetzten Verschlußzeitwert Tv bzw. Blendenwert Av
und dem Pilmempfindlichkeitswert Sv zum Erhalt des Belichtungswertes, 220 ist eine Blendensteuervorrichtung, 220' ist eine

509841/09(K

Verschlußzeitsteuervorrichtung, 220" ist eine Belichtungswertanzeigevorrichtung, 221 ist eine Steuerschaltung zur Steuerung des gesamten Systems und 222 ist ein Umschalter zum Umschalten von einem Belichtungssteuersystem zu einem anderen Belichtungssteuersystem.

Der Bildsensor IS ist in der Bildausbildungsposition oder in einer der Bildausbildungsposition äquivalenten Position des in der Zeichnung nicht dargestellten optischen Bildaufnahmesystems oder aber in der Bildausbildungsposition eines optischen BildausbildungssystenB für den Bildsensor IS angeordnet .

Bei der vorstehend genannten Zusammenstellung besteht das Scharfstellermittlungssystem aus dem Bildsensor IS und den Elementen 201 bis 208, 210, 211 und 213 bis 216, während das Belichtungsmeßsystem aus dem Bildsensor IS und den Elementen 201. bis 205, 209 bis 212, 218 und 219 besteht.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der vorstehend genannten Systeme erläutert.

Zum Ermitteln des Scharfeinstellpunkts des optischen Systems wird zur Inbetriebnahme des Systems der in der Zeichnung nicht dargestellte Stromschalter geschlossen, wobei mittels des durch die Steuerschaltung 221 erzeugten Steuersignals die Torschaltungen 206 und 213 in den eingeschalteten Zustand gebracht werden (und dabei die Torschaltungen 209 und

509841/0904

- 46 - 25H230

212 im ausgeschalteten Zustand verbleiben), während das Schieberegister 201 zu wirken beginnt. In dem Analogschalter 202 sind jedem der Lichts ens o-re lerne nt e I¹, 2^f, ... n' des Bildsensors IS entsprechende Schaltelemente in der Weise vorgesehen, daß diese Schaltelemente nacheinander ansprechen, wenn das Schieberegister- 201 jeweils um eine Stufe verschoben" wird. Wenn zuerst mittels des Schieberegisters 201 das dem Lichtsensorelement I¹ entsprechende erste Schaltelement in dem Analogschalter 202 betätigt wird, wird das Ausgangssignal des Lichtsensorelements 1' über den Analogschalter 202 an den logarithmischen Verstärker. 203 übertragen, so daß es logarithmisch komprimiert und verstärkt wird. Der mittels des logarithmischen Verstärkers 203 logarithmisch komprimierte und verstärkte Analogbetrag des Ausgangssignals des Lichtsensorelements 1* wird mittels des Analog-Digital-Umsetzers

204 in einen Digitalwert P₁ umgesetzt und dann in dem Register

205 gespeichert. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Signalwert in dem Register 207 gespeichert wäre, würde die Steuerschaltung 221 sofort ein Steuersignal an die Rechenschaltung 208 abgeben, so daß die Rechenschaltung 208 den Absolutwert des Unterschieds zwischen den in den beiden Registern 205 und 207 gespeicherten Signalwerten errechnen könnte.

Zu diesem Zeitpunkt jedoch ist in dem Register kein Signalwert gespeichert, so daß die Steuerschaltung die Rechenschaltung 208 nicht in Betrieb setzt. Polglich wird mittels des -durch die Steuerschaltung 221 erzeugten Steuersignals der in*dem Register 205 gespeicherte Signalwert,

509841/0904

17 -

nämlich der Digitalwert des logarithmisch komprimierten und verstärkten Ausgangssignals des Lichtsensorelements I¹ über die Torschaltung 206 in dem Register 207 eingespeichert, während zugleich das Schieberegister 201 um eine Stufe verschoben wird. Auf diese Weise wird das dem Lichtsensorelement 1' entsprechende erste Schaltelement des Analogschalters ausgeschaltet, während das dem Lichtsensorelement 2¹ entsprechende zweite Schaltelement eingeschaltet wird, so daß auf gleiche Weise wie bei dem Ausgangssignal des Lichtsensorelements I¹ das Ausgangssignal des Lichtsensörelements 2^f verarbeitet und in dem Register 205 als Signalwert p~ gespeichert wird. Wenn in dem Register 207 ein Signalwert gespeichert ist, gibt die Steuerschaltung 221 ein Steuersignal an die Rechenschaltung 208, damit der Absolutwert des Unterschieds zwischen den in den Registern 205 und 207 gespeicherten Signalwerte errechnet wird. Daher kann der dann durch die Rechenschaltung 208 errechnete Wert durch Jp₁ - ppj ausgedrückt werden. Der durch die Rechenschaltung 208 errechnete Wert wird mittels der Addierschaltung 210 dem in dem Register 211 gespeicherten Signalwert zuaddiert (wobei der im Register 211 gespeicherte Signalwert gleich Null ist), und in dem Register 211 gespeichert (so daß der in dem Register 211 zu diesem Zeitpunkt gespeicherte Wert gleich Ip₁ - P₂1 ist). Danach wird mittels des Steuersignals von der Steuerschaltung 221 der in dem Register 205 gespeicherte Signalwert über die Torschaltung 206 in dem Register 207 eingespeichert (d.h. in dem Register 207 wird anstelle des Signalwerts P₁ des Ausgangssignals des Lichtsensoreler.ents I¹ der Signalwert p« des Ausgangssig-

509841/0904

--He- 25H230

nals des Lichtsensorelements 2' eingespeichert), wobei entsprechend dem vorstehend genannten Fall mittels des durch die Steuerschaltung 221 erzeugten Steuersignals das Schieberegister 201 auf die Weise um eine weitere Stufe verschoben wird, daß das Ausgangssignal des Lichtsensorelements 3¹ auf gleiche Weise wie bei den vorgenannten zwei Fällen verarbeitet wird, so daß es als Signalwert p-, in dem Register 205 gespeichert wird. Wenn in dem Register 205 ein .Signalwert gespeichert ist, betätigt die Steuerschaltung 221 die Rechenschaltung 208 zur Durchführung des vorstehend genannten Prozesses. Auf diese Weise beträgt der dabei durch die Rechenschaltung 208 errechnete Wert Ip₂ - p,( , der zu dem in dem Register 211 gespeicherten bestehenden Wert Jp₁ - p₂ } zuaddiert und dann in dem Register 211 gespeichert wird. Folglich ist der dann in dem Register 211 gespeicherte Wert gleich Jp₁ - p„| + ) P₂ ~ P-z J · Der gleiche Prozeß wird wiederholt, bis das Ausgangssignal des Lichtsensorelements n¹ verarbeitet worden ist. Nach Verarbeitung aller Ausgangssignale der Lichtsensorelemente bis zu dem Lichtsensorelement n^f ist der in dem Register

211 gespeicherte Wert gleich "Σ. |p " P I » nämlich gleich

k=2 k-1 k

der Gesamtsumme der Absolutwerte der Unterschiede der Ausgangssignale zwischen zwei benachbarten Lichtsensorelementen des Bildsensors IS, wobei das Ausgangssignal gemäß jedem Lichtsensorelement logarithmisch komprimiert und in einen Digitalwert umgesetzt ist. Mittels des in der Steuerschaltung 221 erzeugten Steuersignals wird der zu diesem Zeitpunkt in dem

η
Register 211 gespeicherte Werte ^₂ J P₁ - ρ J sofort über

die Torschaltung 213 in dem Register 214 gespeichert. Der

S09841/0904

in dem Register 214 gespeicherte Wert wird mittels der Vergleichsschaltung 216 mit dem in dem Register 215 gespeicherten Signalwert verglichen. Der zu diesem Zeitpunkt in dem Register 215 gespeicherte Wert ist gleich Null, während der Wert ^₂ IPir-l ~ ^k^ 6^rößer als Null ist,, so daß also der in dem Register 214 gespeicherte Wert größer ist als der in dem Register 215 gespeicherte Wert.

Auf diese Weise wird durch Abtasten der Bildebene mittels der Lichtsensorelemente 1', 2', ... n' und durch Wiederholung des oben genannten Prozesses die Veränderung des mittels der Addierschaltung 210 errechneten und in dem Register 211 gespeicherten Wertes Σ ermittelt. Wenn nämlich die Signale gemäß der vorstehenden Beschreibung verarbeitet werden, während das in der Zeichnung nicht dargestellte optische Bildausbildungssystem für den Bildsensor IS beispielsweise von dem Fokussierpunkt für unendlichen Abstand zu dem Fokussierpunkt für den geringsten Abstand bewegt wird, verändert sich der durch die Additionsschaltung 210 errechnete und in dem Register 214 gespeicherte Wert 2! gemäß der Darstellung in Fig. 8 auf die gleiche Weise wie bei dem in Fig. 7 dargestellten Scharfstellermittlungssystem, wobei der Wert bei der Scharfeinstellung am größten wird. D.h. der Wert Σ. steigt an, wenn sich das optische Bildausbildungssystem der Scharfeinstellungsposition nähert, er ist am größten, wenn sich das optische Bildausbildungssystem in der ■Scharfeinstellungsposition befindet und er nimmt ab, wenn sich das optische Bildausbildungssystem aus der Scharfeinstellungs-

509841/0904

-so - 25U230

position entfernt. Folglich ist es möglich, durch aufeinanderfolgendes Vergleichen des durch die Addierschaltung 210 errechneten und in dem Register 21¹J gespeicherten Wertes Σ-mit dem nächsten Wert Σ den Scharfeinstellungspunkt zu erhalten, wenn der Maximalwert von Σ. , nämlich der Umkehrpunkt der in Fig. 8 dargestellten Kurve ermittelt wird.

Weil das bei der ersten Abtastung des Bildes des

aufzunehmenden Objekts mittels der Lichtsensorelemente I¹, 2',

η ... η' erhaltene Abtastsignal, nämlich 2;_o Ip₁,- - p. I größer ist als der zu diesem Zeitpunkt in dem Register 215 gespeicherte Wert, erzeugt die Steuerschaltung 221 ein Steuersignal, so daß der in dem Register 214 gespeicherte Wert in das Register 215 übertragen wird, während das Schieberegister 201 auf die V/eise zurückgesetzt wird,daß die zweite Abtastung des Bilds des aufzunehmenden Objekts durch Bewegen des in der Zeichnung nicht dargestellten optischen Bildausbildungssystems begonnen wird. Wenn daher dabei die Digitalwerte der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente gleich p¹-,, p'pj ··· P¹ sind, kann wie bei dem vorhergehenden Fall die Gesamtsumme der durch die Addierschaltung 210 errechneten und in dem Register 21¹I gespeicherten Werte durch η

J^r₂ 'ρ'ir-i ~ ^p'k' ^ausgedrückt werden. Sobald ein neuer Signalwert in dem Register 21¹I gespeichert ist, setzt die Steuerschaltung 221 die Vergleichsschaltung 2l6 in Betrieb, um den in dem Register 214 gespeicherten Signalwert mit dem in dem Register 215 gespeicherten Signalwert zu vergleichen, wobei die Abtastung des Bilds des aufzunehmenden Objekts

509841/0904

fortgesetzt wird, wenn zu diesem Zeitpunkt der in dem Register 214 gespeicherte Wert größer ist als der in dem Register 215

η gespeicherte Wert (nämlich in diesem Fall ^- Jp*. „j - Ρ'τ,Ι/"

21 j ρ - ρ j ist), bis der in dem Register 214 gespeicherte Wert kleiner ist als der in dem Register 215 gespeicherte Wert

η η

(nämlich ^₂ Ip¹^₁ - P' J^-^jJ₂ t^pk-l " ¹V ^ist)* ^{wobei ZU}

diesem Zeitpunkt die Vergleichsschaltung 216 an die Steuerschaltung 221 ein Signal abgibt. Die Tatsache, daß der in dem Register 214 gespeicherte Wert kleiner wird als der in dem Register 215 gespeicherte Wert, bedeutet hierbei, daß der durch die Additionsschaltung 210 errechnete und in dem Register 214 gespeicherte Wert Σ das Maximum, nämlich den höchsten Punkt in der in Fig. 8 dargestellten Kurve erreicht, d.h. daß das in der Zeichnung nicht dargestellte optische Bildaufnahmesystem den Scharfeinstellpunkt erreicht. Folglich ist das durch die Vergleichsschaltung 216 erzeugte Signal das Scharfeinstellungssignal. Mittels dieses Scharfeinstellungssignals beendet die Steuerschaltung 221 sofort die Abtastung des Bilds des aufzunehmenden Objekts mittels der Lichtsensorelemente 1', 2¹, ... n¹, während sie zugleich ein Steuersignal an die Antriebsquelle 217 des optischen Bildaufnahmesystems und an die Scharfeinstellunganzeigevorrichtung 217' abgibt, um die Antriebsvorrichtung des optischen Bildaufnahmesystems anzuhalten und um anzuzeigen, daß die Scharfeinstellungsposition erreicht worden, ist.

Dabei kann die Antriebsquelle 217 entfallen, wenn die Scharfeinstellungsposition des optischen Bildaufnahme-

5Q9841/0904

systems durch manuelle Einstellung des optischen Bildaufnahmesystems mit Hilfe der Scharfeinstellungspunktanzeigevorrichtung 217' erreicht wird.

Nachstehend wird die Wirkungsweise bei der Belichtungsmessung erläutert. Wenn die Scharfeinstellung des optischen Bildaufnahmesystems vollendet worden ist, erzeugt die Steuerschaltung 221 ein Steuersignal auf die Weise, daß die Torschaltungen 206 und 213 von dem eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand geschaltet werden, während die Torschaltungen.209 und 212 von dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand geschaltet werden. Wenn bei diesem Schaltzustand das Steuersignal von der Steuerschaltung 221 an das Schieberegister 201 übertragen wird, bringt das Schieberegister 201 das dem Lichtsensorelement I¹ entsprechende erste Schaltelement des Analogschalters 202 in den eingeschalteten Zustand, so daß das Ausgangssignal des Lichtsensorelements I¹ an den logarithmischen Verstärker 203 abgegeben wird, der das Ausgangssignal des Lichtsensorelements I¹ logarithmisch komprimiert und verstärkt. Das logarithmisch komprimierte und verstärkte Ausgangssignal des Lichtsensorelements I¹ wird mittels des Analog-Digital-Umsetzers 20*1 in einen Digitalwert umgesetzt und in dem Register 205 gespeichert. Danach wird mittels des durch die Steuerschaltung 221 erzeugten Steuersignals der in dem Register 205 gespeicherte Signalwert des Ausgangssignals des Lichtsensorelements 1' Über die Torschaltung 209 und die Addierschaltung 210 in das Register übertragen.

809841/0904

Wenn der in dem Register 205 gespeicherte Signalwert in das Register 211 übertragen ist, gibt die Steuerschaltung 221 ein Steuersignal an das Schieberegister 201 ab, das das dem Lichtsensorelement 2' entsprechende zweite Schaltelement des Analogschalters 202 in den eingeschalteten Zustand bringt, so daß das Ausgangssignal des Lichtsensorelements 2^f an den logarithmischen Verstärker 203 abgegeben wird, wobei das Ausgangssignal des Lichtsensorelements 2' auf gleiche Weise wie im Falle des Lichtsensorelements 1' in dem Register 205 gespeichert und über die Torschaltung 209 an die Addierschaltung 210 abgegeben wird. Nach dem es zu dem in dem Register 211 gespeicherten Signalwert des Ausgangssignals des Lichtsensorelements I¹ addiert worden ist, wird der an die Addierschaltung 210 abgegebene Signalwert des Lichtsensorelements 2' wiederum in dem Register 211 gespeichert. Danach wird der gleiche Prozeß bis zu dem Lichtsensorelement n¹ wiederholt, wodurch in dem Register 211 die Gesamtsumme der Signalwerte der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente 1' bis n¹ gespeichert ist. Wenn die Gesamtsumme der Signalwerte der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente 1' bis n¹ in dem Register 211 gespeichert worden ist, gibt die Steuerschaltung 221 ein Steuersignal an das Schieberegister 201 zu dessen Außerbetriebnahme ab und überträgt die in dem Register 211 gespeicherte Gesamtsumme der Signalwerte der Ausgangssignale der Lichtsensorelemente I¹ bis n¹ an die Divisionsschaltung 218. Da die Diviöionsschaltung 218 im voraus so programmiert wurde, daß der in dem Register 211 gespeicherte Werte durch die Gesamtzahl (n^f) der Lichtsensor-

609841/0904

■- 5U - . 25U230

elemente geteilt wird, wird der in dem Register 211 gespeicherte Signalwert durch die Gesamtanzahl (n¹) der Lichtsensorelemente geteilt und der Rechenschaltung 219 als Lichtmeßwert des aufzunehmenden Objekts zugeführt.

Zu diesem Zeitpunkt wurden andererseits entsprechend dem mittels des Umschalters 222 angewählten Belichtungssteuersystem, nämlich in Abhängigkeit davon, ob mittels der Blendensteuers ehaltung 220 die Blende automatisch gesteuert werden soll oder mittels der Verschlußzeitsteuerschaltung 220' die Verschlußzeit automatisch gesteuert werden soll, der logarithmisch komprimierte, verstärkte und in einen Digitalwert umgesetzte Verschlußzeitwert Tv oder der logarithmisch komprimierte, verstärkte und in einen Digitalwert umgesetzte Blendenwert Av zusammen mit dem ebenfalls logarithmisch komprimierten, verstärkten und in einen Digitalwert umgesetzten Filmempfindlichkeitswert Sv der Rechenschaltung 219 zugeführt, so daß die Rechenschaltung 219 den vorstehend genannten Lichtmeßwert des aufzunehmenden Objekts zusammennit dem Verschlußzeitwert Tv und dem Filmempfindlichkeitswert Sv oder zusammen mit dem Blendenwert Av und dem Filmempfindlichkeitswert Sv zur Erzeugung des Belichtungswerts verarbeitet. Abhängig vorn Schaltzustand des Umschalters 222 wird der Belichtungswert entweder in die Blendensteuervorrichtung 220 oder in die Verschlußzeitsteuervorrichtung 220' eingegeben, so daß die Blende oder die Verschlußzeit automatisch gesteuert wird, während der jeweils bestehende Belichtungswert,nämlich der Blendenwert oder der Verschlußzeitwert mittels der Anzeigevorrichtung 220" ange-

509841/0904

zeigt wird. Damit ist der gesamte Belichtungsmeßvorgang beendet,

Die Fig. 11 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Messung der Belichtung und zur Ermittlung des Scharfeinstellpunkts mittels eines gemeinsamen Bildsensors bei dessen Einbau in eine übliche Kamera. In der Zeichnung ist L₇ ein optisches Bildaufnahmesystem, das in einer Objektivfassung 223 gehaltert ist und das entlang seiner optischen Achse bewegbar ist, wobei es mittels einer zwischen der Objektivfassung 223 und dem Kamerakörper angebrachten Feder 224 gemäß der Zeichnung nach rechts gezogen wird, um so durch Einwirkung der Feder normalerweise die Fokusstellung für unendlichen Abstand anzunehmen.

An einem Teilstück der Objektivfassung 223 ist eine Zahnstange 223a derart angebracht, daß sie mit einem an der Kraftabgabewelle 217a der Antriebsquelle 217 des optischen Bildaufnahmesystems L₇ angebrachten Zahnrad 227 kämmt, wobei in der Zeichnung die Antriebsquelle 217 als ein Motor dargestellt ist.

Lg ist ein zusätzliches optisches Bildausbildungssystem zur Messung des Lichts und der Entfernung, das mittels einer Objektivfassung 225 gehaltert ist, die über ein Verbindungsglied 226 mit der das optische Bildaufnahmesystem L₇ haltenden Objektivfassung 223 verbunden ist, wobei das optische Bildausbildungssystem Lg in funktioneller Kupplung mit dem optischen Bildaufnahmesystein entlang seiner optischen

B09841/0904

Achse bewegbar ist. Der genannte Bildsensor IS ist in dem optischen Weg des optischen Bildausbildungssystem Lo angebracht,

228 ist eine in der genannten Objektivfassung 223 angebrachte herkömmliche Lamellenblende, durch die mit Hilfe der genannten Blendensteuervorrichtung 220 der öffnungsdurchmesser gesteuert wird. Der funktionelle Zusammenhang ist in der Zeichnung schematisch durch die gestrichelte Linie 228' dargestellt.

229 ist der Funktionsteil eines herkömmlichen Schlitzverschlusses, dessen Punktionsgeschwindigkeit mittels der vorstehend genannten Verschlußzeitsteuervorrichtung 220' gesteuert wird. Der funktionelle Zusammenhang ist in der Zeichnung schematisch durch die gestrichelte Linie 229' dargestellt.

230 ist ein Film, 231 der Schwenkspiegel der herkömmlichen einäugigen Spiegelreflexkamera, M der Schaltungsblock mit den Schaltungen 201 bis 216, 218, 219 und 221 der Fig. und 232 ist ein Zweistufen-Auslöseknopf, der derart aufgebaut ist, daß bei der ersten Stufe der Schaltungsblock M in Betrieb genommen wird, während bei der zweiten Stufe der Schwenkspiegel und der Verschluß betätigt werden.

Die genannte Scharfeinstellungspositionsanzeigevorrichtung 217' und die genannte Belichtungswertanzeigevorrichtung 220" sind gemäß der Darstellung in der Zeichnung in dem optischen Weg des Bildsuchers derart angebracht, daß

50984,1/0904

die Anzeigen im Bildsucher gesehen werden können.

Nachstehend wird die Betriebsweise der vorstehend beschriebenen Kamera erläutert. Wenn die Kamera auf das erwünschte Aufnahmeobjekt gerichtet wird und der Auslöseknopf 232 zur ersten Stufe gedrückt wird, wird der Schaltungsblock M in Betrieb genommen, um so sowohl den Scharfstellermittlungsvorgang des optischen Bildaufnahmesystems als auch den vorstehend beschriebenen Belichtungsmeßvorgang anlaufen zu lassen.

Zuerst wird nämlich mittels des Bildsensors IS das durch das optische Abbildungssystem Ln gebildete Bild des aufzunehmenden Objekts abgetastet und dann beginnt durch das aufgrund des anliegenden Abtastsignals abgegebene Ausgangssignal des Schaltungsblocks M der Motor 217 in Richtung des Pfeils in der Zeichnung zu drehen , so daß das optische Bildaufnahmesystem L₇ in Richtung des Pfeils in der Zeichnung, von dem Fokussierpunkt für die Entfernung "unendlich" entgegen der Kraft der Feder 22¹I fortbewegt wird. Zugleich bewegt eich in funktioneller Kupplung mit dem optischen Bildaufnahmesystem L₇ das optische Bildausbildungssystem Ln in Richtung des Pfeils in der Zeichnung, wobei während des Vorschubvorgangs der optischen Systeme L₇ und L« bei Erreichen der Scharfeinstellung des aufzunehmenden Objekts durch die beiden optischen Systeme L₇ und Lo das mittels des optischen Systems Lg auf dem Bildsensor IS ausgebildete Bild des aufzunehmenden-Objekts am schärfsten ist, so daß der Schaltungsblock M sofort den Motor 217 mittels des zu diesem Zeitpunkt bestehenden Abtastsignals des BiId-

509841/0904

sensors IS anhält und auf diese V/eise die beiden optischen Systeme L₇ und Ln in der Scharfeinstellungsposition hält, wobei der Schaltungsblock M zugleich die Scharfstellanzeigevorrichtung 217' betätigt, um anzuzeigen, daß das optische Bildaufnahmesystem L₇ die Scharfeinstellungsposition erreicht hat. Bei diesem Zustand ist das Bild des aufzunehmenden Objekts auf dem Film 230 am schärfsten.

Sobald der Scharfeinstellungsvorgang des optischen Bildaufnahmesystems L₇ beendet ist, leitet das System den Belichtungsmeßvorgang, ein. Die Art der Belichtungssteuerung wird durch den gewählten Schaltzustand des Umschalters 222 bestimmt. Wenn nämlich der Umschalter 222 auf die Blendensteuerschaltung 222 geschaltet ist, wird die Blende mit Vorrang der Verschlußzeit automatisch gesteuert, während bei Verbindung des Umschalters 222 mit der Verschlußzeitsteuervorrichtung 220' die Verschlußzeit mit Vorrang der Blende automatisch gesteuert wird. (Bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand wird die Blende automatisch gesteuert.)

Folglich muß zum Zeitpunkt der Belichtungsmessung der Photograph die Art der Belichtungssteuerung mittels des Umschalters bestimmen, wobei er im voraus in den Schaltungsblock M den Filmempfindlichkeitswert Sv und bei erwünschter automatischer Blendensteuerung den Verschlußzeitwert Tv einzugeben hat, während er bei erwünschter automatischer Verschlußzeitsteuerung den Filmempfindlichkeitswert Sv und den Blendenwert Av einzugeben hat. (Folglich ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand der Verschlußzeitwert Tv

509841/0904

von vorneherein zu bestimmen.)

Mittels der vorstehend beschriebenen Bedienungsvorgänge errechnet das System den für die Bedingungen in dem Bildaufnahmefeld geeigneten Belichtungswert aus dem Wert des in dem Bildaufnahmefeld des Bildsensors IS gemessenen Lichts, dem Filmempfindlichkeitswert Sv und dem Verschlußzeitwert Tv oder dem Blendenwert Av, nämlich aus dem Verschlußzeitwert im Falle der automatischen Blendensteuerung und aus dem Blendenwert im Falle der automatischen Verschlußzeitsteuerung, so daß der Belichtungswert durch die Anzeigevorrichtung 220" angezeigt wird, wobei im Falle der automatischen Verschlußzeitsteuerung die Arbeitsgeschwindigkeit der Betätigungsteile 229 automatisch mittels der Steuervorrichtung 290' gesteuert wird, während im Falle der automatischen Blendensteuerung der Öffnungsdurchmesser der Lamellenblende 228 mittels der Steuervorrichtung 220 automatisch gesteuert wird. Auf diese Weise ist die automatische Steuerung der für die herrschenden Bedingungen in dem Bildaufnahmefeld geeigneten Belichtung beendet.

V/enn bei diesem Betriebszustand der Auslöseknopf zu der zweiten Stufe heruntergedrückt wird, wird der Schwenkspiegel 231 aus dem optischen Bildaufnahmeweg herausgeschwenkt, während der Verschluß betätigt wird, so daß der Film 230 mit der richtigen Scharfeinstellung und der richtigen Belichtung belichtet wird.

Wenn der Auslöseknopf 232 in die Anfangsstellung 509841/09(K

zurückkehrt, wird die Stromzufuhr zu dem Schaltungsblock M unterbrochen, so daß das optische Bildaufnähmesystem L₇ automatisch mittels der Kraft der Feder 224 in die Pokussierstellung für die Entfernung "unendlich" zurückkehrt.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung besteht bei dem erfindungsgemäßen System zur Scharfstellermittlung und zur Belichtungsmessung mit Hilfe eines gemeinsamen Bildsensors die gemeinsam zur Scharfstellermittlung und zur Belichtungsmessung benützte Lichtsensorvorrichtung aus einer Anzahl kleiner Lichtsensorelemente, wobei das Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements nach seiner Umsetzung in einen Digitalwert verarbeitet wird, so daß die elektrische Verarbeitung bzw. Berechnung im Vergleich zu dem herkömmlichen System, bei dem das Signal als Analogbetrag verarbeitet wird, beachtlich einfach ist, wodurch die Signalverarbeitungsschaltung bemerkenswert vereinfacht wird, wobei der Signalablauf mit großer Beständigkeit gesteuert wird, so daß es möglich ist, den Meßfehler bei der Signalverarbeitung so klein wie möglich zu halten. Im besonderen wird bei dem erfindungsgemäßen System die ganze Signalverarbeitung auf digitale Weise gesteuert, so daß die Steuerung der Signalverarbeitung wesentlich vereinfacht wird, wodurch es möglich wird, eine große Anzahl von Lichtsensorelementen in der Lichtsensorvorrichtung zu verwenden und dadurch eine genauere Messung zu erhalten.

Bei der Erfindung ist es selbstverständlich möglich, den Blendendurchmesser oder die Verschlußzeit in Übereinstim-

509841/09(H

mung mit dem mittels der Anzeigevorrichtung!; 220" angezeigten Belichtungswert von Hand zu steuern, wenn die Blendensteuervorrichtung 220 und die Verschlußzeitsteuervorrichtung 220· weggelassen werden oder aber nur eine der Steuervorrichtungen 220 oder 220' vorgesehen ist.

Ferner ist es möglich, die Antriebsque.lle 217 für die automatische Scharfeinstelleinrichtung; des optischen Systems entfallen zu lassen und mittels der Anzeigevorrichtung 217' die Scharfeinstellposition des optischen Bildaufnahmesystems von Hand einzustellen.

Mit der Erfindung ist ein System zur Belichtungsmessung und/oder Scharfstellermittlung mittels eines Bildsensors wie beispielsweise einer Photodiodenanordnung (MOS-Bildsensor), ladungsgekuppelten Vorrichtungen (charge coupled divices, CCD) oder dgl. mit einer großen Anzahl von verteilten bzw. integrierten kleinen Lichtsensorelementen geschaffen, bei dem das Bildmuster des Objekts auf rein elektrische Weise derart abgetastet wird, daß zur Verarbeitung nacheinander das jeweils erhaltene Ausgangssignal eines jeden Lichtsensorelements in einen Digitalwert umgesetzt wird.

509841/0904

Claims (1)

1. Patentansprüche

   ¹ Iy Kamera, bei der durch Verarbeiten eines in ein elektrisches Signal umgesetzten Lichtstrahls zumindest entweder der Belichtungswert ermittelt oder der Scharf einstellzustand des optischen Bildaufnahmesvstems festgestellt werden kann, gekennzeichnet durch

   eine photoelektrische Umsetzvorrichtung (IS; IS¹), die eine Anzahl angeordneter bzw. integrierter kleiner photoelektrischer Umsetzelemente (I¹ bis n¹; D₁ bis D ; P₁ bis P ) zum Umsetzen des Lichtstrahls in ein elektrisches Signal aufweist und die in einer Position angeordnet ist, an der der von dem aufzunehmenden Objekt über ein optisches Bildaufnahmesystem (L₁; L2; L,) bzw. ein anderes optisches Bildausbildungssystem (Lg) kommende Lichtstrahl ein Bild ausbildet,

   eine Signalzeitfolgevorrichtung (1, 2, 3, 5; 101, 102, 113; 201, 202, 221) zur aufeinanderfolgenden Ausgabe der Ausgangssignale der photoelektrischen Umsetzselemente in der photoelektrischen Umsetzvorrichtung,

   eine Signaldigitalisierungsvorrichtung (B; 10¹I; 20¹I ) zum aufeinanderfolgenden Umsetzen der nacheinander von den photoelektrischen Umsetzelementen mittels der Signalzeitfolgevorrichtung ausgegebenen Ausgangssignale in digitale Werte und

   mindestens entweder eine erste Verarbeitungsvorrichtung (C; D; 210, 218; 219) zum Verarbeiten der in digitale Werte umgesetzten Ausgangssignale der photoelektrischen Umsetzelemente gemäß einer bestimmten vorgegebenen Abschfttzungs-

   509841/0904

   25U230

   funktion zur Ermittlung des Belichtungswerts oder eine zweite Verarbeitungsvorrichtung (108, 111; 208, 210, 216) zum Verarbeiten der in digitale Werte umgesetzten Ausgangssignale der photoelektrischen Umsetzelemente gemäß einer bestimmten vorgegebenen Abschätzungsfunktion zur Feststellung des Scharfeinstellpunkts des optischen Systems,wodurch entweder ein Belichtungsmeßsignal oder ein Scharfeinstellpunktermittlungssignal erhalten werden kann.

   2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^sie eine erste Anzeigevorrichtung (E; 220") zur Anzeige des gemessenen Belichtungswerts gemäß dem mit Hilfe der ersten Verarbeitungsvorrichtung verarbeiteten Ausgangssignal aufweist, wenn die erste Verarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, während ^s^^e eine zweite Anzeigevorrichtung (112; 112b; 217') zur Anzeige des Scharfeinstellzustands des optischen Systems gemäß dem mit Hilfe der zweiten Verarbeitungs vorrichtung verarbeiteten Ausganp-ssignal aufweist, wenn die zweite Verarbeitunpsvorrichtung vorgesehen ist.

   3. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Anzeigevorrichtung in einer Position angeordnet sind, bei der die Anzeige in dem Blickfeld des Bildsuchers der Kamera gesehen werden kann.

   h. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine automatische Belichtungs-

   509841/Ό904

   -64. 25H230

   einstellvorrichtung (29, 30; 220, 22O¹) zur Einstellung des Belichtungswerts gemäß dem mit Hilfe der ersten Verarbeitungsvorrichtung verarbeiteten Ausgangssignal aufweist, falls die erste Verarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, während sie eine automatische Schärfepunkteinstellvorrichtung (112; 112a; 217) zum Einstellen des Schärfepunkts des optischen Systems gemäß dem mit Hilfe der zweiten Verarbeitungsvorrichtung verarbeiteten Ausgangssignal aufweist, falls die zweite Verarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist.

   5". Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis k> dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verarbeitungsvorrichtung (C; D;, 210, 218; 219) die den Ausgangssignalen der photoelektrischen Umsetzelemente entsprechenden digitalen Werte summiert, den gesamten summierten Wert durch die Anzahl der Elemente dividiert und den auf diese Weise dividierten Wert mit der in einen digitalen Wert umgesetzten Filmempfindlichkeit und entweder dem in einen Digitalwert umgesetzten Verschlußzeitwert oder dem in einen Digitalwert umgesetzten Blendenwert verarbeitet, um so den Blendenwert zu ermitteln, wenn mit dem Verschlußzeitwert verarbeitet wurde oder den Verschlußzeitwert zu ermitteln, wenn mit dem Blendenwert verarbeitet wurde.

   6. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem durch eine Programmiervorrichtung (H, 5, Rß> R^ bis R(-) zum Einstellen mindestens eines wahlweisen Lichtabtastbereichs in der photoelektrischen

   509841/09CU

   25H230

   Umsetzvorrichtung eingestelltem Zustand die erste Verarbeitungsvorrichtung das in einen Digitalwert umgesetzte Ausgangssignal eines jeden photoelektrischen Umsetzelements in dem eingestellten Lichtabtastbereich gemäß einer bestimmten vorgegebenen Punktion zur Ermittlung des Belichtungswerts verarbeitet.

   7. Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiervorrichtung mindestens entweder die ganze Lichtabtastfläche der photoelektrischen Umsetzvorrichtung oder eine andere wahlweise Lichtabtastfläche festlegen kann, die kleiner ist als die gesamte Lichtabtastfläche.

   8. Kamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verarbeitungsvorrichtung den Belichtungswert unter Auswählen entweder des für die gesamte Lichtabtastfläche verarbeiteten Werts oder des für eine andere wahlweise Lichtabtastfläche entsprechend dem Unterschied zwischen dem für die gesamte Lichtabtastfläche verarbeiteten Wert und dem für die andere- wahlweise Lichtabtastfläche verarbeiteten Wert errechnet, wenn mittels der Programmiervorrichtung zur gleichen Zeit sowohl die gesamte Lichtabtastfläche als auch eine andere wahlweise Lichtabtastfläche festgelegt ist, die kleiner ist als die gesamte Lichtabtastfläche.

   9. Kamera nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verarbeitungsvorrichtung eine Verarbeitungsschaltung (D) zum Aufaddieren der in Digitalwerte umgesetzten Ausgangssignale aller photoelektrischen Umsetzelemente in der

   509841/0904

   photoelektrischen Umsetzvorrichtung und zum Dividieren des aufaddierten Werts durch die Anzahl der Elemente aufweist.

   10. Kamera nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verarbeitungsvorrichtung eine Verarbeitungsschaltung (C) aufweist, die zum Aufaddieren der in digitale Werte umgesetzten Ausgangssignale der photoelektrischen Umsetzelemente, die in einer Lichtabtastfläche gelegen sind, die kleiner ist als die gesamte Lichtabtastfläche, und zum Dividieren des aufaddierten Werts durch die Anzahl der in der kleineren Lichtabtastfläche gelegenen Lichtumsetzelemente dient.

   11. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verarbeitungsvorrichtung die absoluten Werte der Unterschiede zwischen den in Digitalwerte umgesetzten Ausgangssignale benachbarter photoelektrischer Umsetzelemente in der photoelektrischen Umsetzvorrichtung zusammenfaßt, um so aus dem zusammengefaßten Wert den Scharfeinstellpunkt des optischen Systems zu ermitteln.

   12. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Umsetzvorrichtung in einer Position angeordnet ist, in der die Vorrichtung den Lichtstrahl von der gesamten Bildfläche der durch die Kamera aufzunehmenden Aufnahmeszene empfängt.

   13. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12,

   509841/0904

   25U230

   dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Umsetzvorrichtung an eine als halbdurchlässige Fläche ausgebildete Prismenfläche (36a) eines ein Teil des optischen Bildsuchersystems der Kamera bildenden pentagonalen Dachkantprismas (36) geklebt oder der Prismenfläche (36a) gegenübergestellt angeordnet ist, falls die Kamera nur die erste Verarbeitungsvorrichtung aufweist.

   1*1. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Umsetzvorrichtung in der Soll-Bildausbildungsebene des optischen Bildaufnahmesystems oder in einer Position angeordnet ist, die der Soll-Bildausbildungsebene optisch äquivalent ist.

   15. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres optisches Bildausbildungssystem (Lg) in betrieblicher Ankupplung an das optische Bildaufnahmesystein vorgesehen ist.

   16. Kamera nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Umsetzvorrichtung in der Soll-Bildausbildungsebene des weiteren optischen Bildausbildungssystems oder in einer Position angeordnet ist, die der Soll-Bildausbildungsebene optisch äquivalent ist.

   17. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Umsetzvorrichtung ein Bildsensor ist, der eine Anzahl von kleinen

   509 8-4 1/0904

   Photodioden bzw. Phototransistoren aufweist, die in einer gleichen Ebene angeordnet bzw. integriert sind.

   509841/09(K