DE2530874A1

DE2530874A1 - Verfahren und einrichtung zur fokussierung eines optischen systems

Info

Publication number: DE2530874A1
Application number: DE19752530874
Authority: DE
Inventors: Tsukumo Nobusawa
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1974-07-10
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1976-01-29
Also published as: US4010479A; DE2530874B2; GB1514215A

Description

Verfahren und Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems durch Auswertung der fokussierungsabhängigen Lichtintensität mittels eines durch fotoelektrische Wandlung im Strahlengang des optischen Systems gewonnenen Steuersignals.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art dient ein fotoleitfähiges Element (beispielsweise ein CdS-Element) als fotoelektrischer Wandler, der an der Fokussierungsposition des optischen Systems angeordnet ist und ein Informationssignal abgibt, welches den Fokussierungszustand kennzeichnet. Das fotoleitfähige Element erfährt bei Bilderzeugung an seiner lichtempfindlichen Fläche eine Erhöhung seines Innenwiderstandes und ist so in dem Strahlengang des optischen Systems angeordnet, daß durch die Änderung des Innenwiderstandes, die durch die Einstellung des optischen Systems hervorgerufen wird, eine Aussage über den Fokussierungszustand möglich ist.

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In Fig. 1 ist eine charakteristische Kurve dargestellt, die den Innenwiderstand eines fotoleitfähigen Elements in Abhängigkeit von der Abbildungsposition zeigt. Daraus ist zu erkennen,* daß der Innenwiderstand eines fotoleitfähigen Elements abhängig von der Lichtintensität, die wiederum durch die Fokussierung bestimmt ist, einen Spitzenwert P annehmen kann. Dieser Spitzenwert P liegt jedoch innerhalb eines sehr flachen Bereichs, so daß beiderseits seiner Position gegenüber dem Maximum nur geringe Änderungsbeträge auftreten können. Deshalb ist es mit diesem Prinzip sehr schwierig, während der Verstellung eines optischen Systems das Erreichen des Spitzenwertes P bzw. der genauen Fokussierung mittels der üblichen Analogverfahren ausreichend genau festzustellen. Auch bei erhöhtem schaltungstechnischem Auf- wmid liefert dieses Verfahren ein relativ ungenaues Steuersignal, so daß damit auch beispielsweise keine genaue Abschaltung eines laufenden Objektivantrie bs möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit bei der Auswertung von Steuersignalen der vorstehend beschriebenen Art zu erhöhen und dies mit vergleichsweise geringem Aufwand zu ermöglichen*

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß für unterschiedliche Positionen des optischen Systems gleichzeitig oder nacheinander Impulse mit einer durch die jeweilige Lichtintensität bestimmten Frequenz erzeugt und über eine vorbestimmte Zeit gezählt werden und daß das Steuersignal als Vergleichssignal aus einea Vergleich jeweils zweier gleichzeitig bzw, nacherhaltener Zählergebnisse abgeleitet wird*

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Mit diesem Verfahren ist es in sehr einfacher Weise möglich, die Genauigkeit der Fokussierung bzw. ihrer Auswertung wesentlich zu erhöhen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die fotoelektrische Wandlung zur Ableitung eines Steuersignals nicht unbedingt an der genau vorgegebenen Fokussierungsposition erfolgen muß, in deren Bereich gemäß der in Fig. 1 dargestellten charakteristischen Kurve mit nur geringfügigen Änderungen zu rechnen ist. Wird dagegen eine Lichtintensitätsauswertung an solchen Positionen durchgeführt, die den steiler verlaufenden Ästen der charakteristischen Kurve entsprechen, so kann durch zwei unterschiedliche Auswertungsvorgänge und deren Vergleich gleichfalls auf die genaue Fokussierung bzw. auf die Defokussierung des optischen Systems geschlossen werden. Vorteilhaft ist dabei, daß gleichzeitig eine Aussage darüber möglich ist, in welcher Richtung jeweils das optische System zu verstellen ist, um die genaue Fokussierung möglichst schnell zu erreichen. Außerdem ist mit einer Lichtintensitätsauswertung in den steil verlaufenden Ästen der charakteristischen Kurve für relativ kleine Verstellungen des optischen Systems bereits mit sehr großen Änderungen des durch die fotoelektrische Wandlung abgegebenen Steuersignals zu rechnen, so daß bereits dadurch die Auswertegenauigkeit erhöht wird. Außerdem ist aber mit unterschiedlichen Auswertevorgängen und der durch ihren Vergleich erfolgenden Differenzbildung eine Fehlerkompensation verbunden. Die getrennten Lichtintensitätsauswertungen können nämlich beispielsweise durch Temperaturschwankungen oder Speisespannungsänderungen mit Fehlern behaftet sein. Diese Fehler werden aber bei einem Vergleichsvorgang der beiden Auswertungsergebnisse gegenseitig aufgehoben, so daß auch hierin eine gegenüber dem bekannten Verfahren bedeutende Genauigkeitserhöhung begründet ist. Durch die Anwendung

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einer Impulsauszählung und eines einfachen Vergleichsverfahrens kann das Verfahren insgesamt digital durchgeführt werden, womit weitere Vorteile insbesondere gegenüber der analogen Auswertetechnik verbunden sind.

Das Verfahren nach der Erfindung kann gemäß einer ersten Ausführungsmöglichkeit so verwirklicht sein, daß eine gleichzeitige Erzeugung zweier Impulsfolgen für beiderseits der genauen FoJmssierungsposition symmetrisch liegende Positionen erfolgt und daß bei Übereinstimmung der Zählergebnisse ein die genaue Fokussierung kennzeichnendes Signal als Steuersignal erzeugt wird. Hierbei wird also eine Lichtintensitltsauswertung an solchen Positionen vorgenommen, die beispielsweise den in Fig„ 1 dargestellten Punkten M und W der charakteristischen Kurve entsprechen« Diese Punkte liegen auf dem an-steigenden und auf dem abfallenden Kurvenast, die beide eine große Steigung haben. Da die charakteristische Kurve insgesamt bezüglich des Punktes P symmetrisch verläuft, wird bei genauer Fokussierung an den zum Punkt P symmetrisch liegenden Punkten M und Ii eine übereinstimmende Lichtintensität herrschen. Wenn diese zur Erzeugung von Impulsfolgen verwendet wird, deren Frequenz durch sie bestimmt ist, so werden die Zählergebnisse für die beiden Impulsfolgen übereinstimmen, so daß dies ein Kriterium für die genaue Fokussierung darstellt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsmöglich-keit der Erfindung kann das Verfahren so verwirklicht werden, daß für eine Position im Stralalengang des optischen Systems während dessen Verstellung nacheinander Impulsfolgen vorbestimmter Länge erzeugt werden und daß bei Übereinstinsmmg der Zahlergebnisse für zwei aufeinander folgende Impulsfolgen ein die genaue Fokussierung kennzeichnendes Signal als Steuersignal erzeugt wird* Diese Ausführungs-

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möglichkeit der Erfindung geht .von dem Prinzip aus, daß bei Lichtintensitätsauswertung an nur einer Position des optischen Systems während dessen Verstellung unterschiedliche Lichtintensitäten auftreten und daß bei gleichbleibenden Lichtintensitäten die genaue Fokussierung erreicht sein muß. Hierbei wird also eine Lichtintensitätsauswertung nur bezüglich jeweils eines Astes der in Fig. 1 gezeigten charakteristischen Kurve durchgeführt, und wenn die für jeden AuswerteVorgang erzeugten Impulsfolgen laufend gezählt werden, läßt sich schließlich das Erreichen der genauen Fokussierung dadurch in gewisser Weise vorhersagen, daß die Unterschiede der Zählergebnisse laufend geringer werden.

Beide Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung haben den Vorteil, daß gleichzeitig mit der Feststellung einer Defokussierung auch eine Aussage darüber möglich ist, in welcher Richtung das optische System zu verstellen ist, um die genaue Fokussierung möglichst schnell zu erreichen. Hierzu kann das Verfahren derart weiter ausgebildet sein, daß bei nicht übereinstimmenden Zähl-. ergebnissen die Polarität des Steuersignals zur Bestimmung der zur Fokussierung erforderlichen Verstellrichtung des optischen Systemsausgenutzt wird.

Das Verfahren nach der Erfindung sowie Einrichtungen zu seiner Durchführung werden im folgenden anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 die bereits erläuterte charakteristische Kurve der Abhängigkeit des Innenwiderstandes eines fötoleitfähigen Elements von seiner Position in einem optischen System bzw. von dessen Abbildungsposition,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte charakteristische Kurve für eine Defokussierung des optischen Systems»

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gemäß der ersten Ausführungsmöglichkeit,

Fig. 4 und 5 Schaltungsanordnungen für Oszillatoren in der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung,

Fig. 6 eine Anzeigeschaltung für die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung,

Fig, 7 eine Anzeigeschaltung zur Kennzeichnung der Verstellrichtung des optischen Systems,

Fig. β ein Blcckdiagramm einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsmöglichkeit»

Fig. 9 charakteristische Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 8 gezeigten Einrichtung,

Fig* 10 eine Schaltungsanordnung für einen in der Einrichtung nach Fig, 8 verwendeten Oszillator»

Fig» 11 eine Übertragungsschaltung der in Fig. 8 gezeigten Einrichtung und

Fig, 12 ein Blockdiagraaa einer abgeänderten Fora der in Fig* S gezeigten Einrichtung»

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Im folgenden wird die erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 7 beschrieben. Wenn ein fotoleitfähiges Element an einem Bildpunkt P_Q angeordnet ist, der dem Abszissenwert für den Extremwert P des Innenwiderstandes nach Fig. 1 entspricht, und wenn dann das Objektiv verstellt wird, so ändert sich der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements so, wie dies durch die charakteristische Kurve dargestellt ist. Wenn nun zwei fotoleitfähige Elemente an Punkten Mq und N_Q entsprechend den Abszissenwerten für die Werte M und N des Innenwiderstandes symmetrisch bezüglich der vertikalen, durch den Punkt P geführten Ordinate angeordnet sind, scLjtfird mit einer Verstellung des Bildpunktes (d.h. des Objektivs) von P_Q in Richtung NL der Innenwiderstand des ersten fotoleitfähigen Elements an der Position NL verringert, während der Innenwiderstand des zweiten fotoleitfähigen Elements an der Position NL erhöht wird. Die in Fig. 2 gezeigte Kurve soll diesen Zustand darstellen. Wenn der Fokussierungspunkt in umgekehrter Richtung verstellt wird, so ändern sich die Innenwiderstände beider fotoleitfähiger Elemente natürlich in umgekehrter Richtung.

Wenn die Innenwiderstände beider fotoleitfähiger Elemente übereinstimmende Werte M und N haben, so liegt der Fokussierungspunkt P₀ in der Mitte zwischen M_Q und N_Q. An dieser Stelle hat das Abbildungsobjektiv den richtigen fokussierten Zustand. Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der fotoleitfähigen Elemente und mit Hilfe des angegebenen Vergleichs- und Auswerteprinzips kann der Fokussierungspunkt unter allen Bedingungen unabhängig von der Intensität des auf die fotoleitfähigen Elemente fallenden Lichts bestimmt werden, indem die Signalwerte für die Punkte M und N miteinander verglichen werden.

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In Pig. 3 ist eine beispielsweise Schaltungsanordnung für diese erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt. Hierbei sind das erste und zweite fotoleitfähige Element in einem ersten und einem zweiten Oszillator 1a und Ib angeordnet. Diese Oszillatoren 1a und 1b erzeugen Impulse einer Frequenz, die jeweils vom Innenwiderstand des ersten bzw. zweiten fotoleitfähigen Elements abhängt. Ein UND-Glied 2a erhält an seinem einen Eingang die Impulse des ersten Oszillators 1a, ein weiteres UND-Glied 2b erhält an seinem einen Eingang die Impulse des zweiten Oszillators 1b. Die zweiten Eingänge dieser beiden UND-Glieder 2a und 2b sind miteinander verbunden, sie werden mit Zeitsteuersignalen einer Zeitschaltung 3 angesteuert. Wie noch beschrieben wird, bestimmt die Zeitsteuerschaltung 3 die Zählzeit einer Zählerschaltung und enthält einen monostabilen Multivibrator. Nach Empfang eines Startsignals von einem Impulsgenerator 4 niedriger Frequenz gibt die Zeit steuerschaltung 3 für eine vorbestimmte Zeit an ihrem Ausgang ein Signal für die UND-Glieder 2a und 2b ab. Der Impulsgenerator 4 kann in bekannter Weise aufgebaut sein, er kann beispielsweise einen Unijunktiontransistor enthalten.

Eine Schaltung 5 dient zum Start einer Schaltung zur Auswertung des Vergleichs der Zählergebnisse, sie ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Eingang eines UND-Gliedes 6 verbunden. Die Schaltung 5 kann eine monostabile Schaltung enthalten, die ihrerseits ein Startsignal am Ende der Periode der ZeitSteuerschaltung 3 erhält. Ein Impulszug, der von dem UND-Glied 2a innerhalb einer vorbestimmten Zeit abgegeben wird, steuert einen Zähler 7 an, der aus mehreren Zählstufen 7a, 7b, 7c, 7d ... besteht. Ein entsprechender Impulszug des UND-Gliedes 2b wird einem Zähler 8 zugeführt,

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der aus mehreren Zählstufen 8a, 8b, 8c, 8d ... besteht. Die beiden Zähler 7 und 8 können mehrstufige Binärzähler sein und jeweils aus mehreren miteinander verbundenen Trigger-Flip-Flop-Schaltungen bestehen. Die Zählstände dieser Zähler 7 und 8 werden dann miteinander in Vergleichsschaltungen verglichen, von denen z.B. die erste aus UND-Gliedern9a und 10a, die an die Ausgänge der Zählerstufen 7a und 8a angeschlossen sind, und einem ODER-Glied 11a besteht, dem die Ausgangssignale der UND-Glieder 9a und 10a zugeführt werden. Ähnlich sind weitere Vergleichsschaltungen an die Zählerstufen 7b und 8b, 7c und 8c, 7d und 8d ... angeschlossen und bestehen jeweils aus zwei UND-Gliedern und einem ODER-Glied (9b, 10b, 11b; 9c, 10c, 11c; 9d, 1Od, 11d; ...). Die ODER-Glieder 11a, 11b, 11c, 11d ... sind mit ihren Ausgängen auf entsprechend viele Eingänge des UND-Gliedes 6 geführt. Bei dieser Anordnung geben die ODER-Glieder 11a, 11b, 11c, 11d ein Ausgangssignal ab, wenn jedes ihnen entsprechende Paar von Zählerstufen ein Ausgangssignal erzeugt. Ein Ausgangssignal des UND-Gliedes 6 wird einer Anzeigeschaltung 12 zugeführt, die mit einer Lampe oder einem Meßinstrument verbunden ist. Die Zählerstufen der Zähler 7 und 8 sind nicht immer in einem identischen Schaltzustand. Deshalb müssen die Zähler 7 und 8 vor dem Start der Einrichtung zurückgestellt werden. Eine Rückstellschaltung 13 kann z.B. als monostabile Schaltung ausgebildet sein.

Die Zählerstufen werden zuerst entsprechend einer vorbestimmten Vorschrift durch die Rückstellschaltung 13 zurückgestellt, die dann ein Signal des Impulsgenerators 4 erhalten kann, durch das ihr Rückstellsignal beendet wird. Wenn die Rückstellschaltung 13 eine monostabile Schaltung ist, so gibt sie zweckmäßig einen Rückstellimpuls während ihrer nicht rückgesteuerten Schaltphase ab und wird bei Empfang eines Signals des Impulsgenerators 4 rückgesteuert.

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Gleichzeitig wird das Signal des Impulsgenerators 4 der Zeitsteuerschaltung 3 zu deren Start zugeführt* Danach gibt die Ze it steuerschaltung 3 für eine vorbestimmte Zeit ihr Ausgangssignal für die UND-Glieder 2a und 2b ab. Andererseits sind der erste und zweite Oszillator 1a und Ib so eingestellt, daß sie vor dem Start der Ze it Steuer schaltung bereits schwingen. Das Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung 3 zur Begrenzung der Zähldauer wird also den UND-Gliedern 2a und 2b während einer Zeit zugeführt, zu der die Oszillatoren 1a und 1b Impulse abgeben. Die Anzahl der Ausgangsimpulse des ersten und des zweiten UND-Gliedes 2a und 2b entspricht also den Impulsen, die von dem ersten und dem zweiten Oszillator 1a und 1b während der Dauer des Ausgangssignals oder während der voreingestellten Zeit t der Zeitsteuerschaltung 3 erzeugt werden. Wie bereits beschrieben, erzeugen der erste und der zweite Oszillator 1a und 1b Impulse mit übereinstimmender Frequenz bei der Fokussierungsstellung der Optik, jedoch mit unterschiedlichen Frequenzen bei einer gegenüber dieser Stellung unterschiedlichen Einstellung. Wenn also die Anzahlen der Ausgangsimpulse der UND-Glieder 2a und 2b unmittelbar mit Ablauf der Zeit t gezählt sind, so sind sie für die Fokussierungsstellung gleich, für Defokussierungsstellungen Jedoch unterschiedlich. Es sei nun angenommen, daß die UND-Glieder 2a und 2b jeweils vier Impulse während der Zeit t erzeugen. In diesem Falle erfolgt ein Zählvorgang mit den Zählerstufen 7a, 7b und 7c des Zählers 7 und eine Kennzeichnung ihrer Ausgänge und gleichzeitig eine Zählung mit den Zählerstufen 8a, 8b und 8c des Zählers 8 und eine Kennzeichnung ihrer Ausgänge. Jedes Paar einander entsprechender Zählerstufen 7a und 8a, 7b und 8b, 7c und 8c führt dann gegenüber dem Ruhezustand gleichartig geänderte Ausgangssignale, so daß die ODER-Glieder 11a, 11b und 11c in den Vergleichs schaltungen laufend ihr Aus-

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gangssignal erzeugen. Da andererseits die Zählerstufen 7d und 8d ... am Zählvorgang nicht teilnehmen und vorher zurückgestellt wurden, bleiben diese entsprechenden Paare von Zählerstufen 7d und 8d ... im Ruhezustand, der durch dieselbe Vorschrift erzeugt ist, und die ODER-Glieder 11d, ... geben gleichfalls Ausgangssignale ab.

Venn also die UND-Glieder 2a und 2b eine übereinstimmende Anzahl von Impulsen innerhalb der Zeit t abgeben, so geben alle ODER-Glieder 11a, 11b, 11c, 11d ... der Vergleichsschaltungen ihr Ausgangssignal ab, welches dann dem UND-Glied 6 zugeführt wird. Nach Ablauf der genannten Zeit t wird die Zeitschaltung 3 zur Begrenzung der Zähldauer zurückgestellt, und in diesem Moment gibt sie ein Startsignal für die Schaltung 5 ab, die das UND-Glied"6 öffnet. Die Schaltung 5 gibt also auf einen Eingang des UND-Gliedes kurzzeitig ein Ausgangssignal ab, so daß ein Informationssignal am Ausgang des UND-Gliedes 6 erscheint und die Anzeigeschaltung 12 angesteuert wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist es für den Fall übereinstimmender Zählwerte der Zähler 7 und 8 möglich, eine Änderung der Anzeige in der Anzeigeschaltung 12 zu erkennen, die besagt, daß die beiden gezählten Impulszüge oder die Impulse des ersten und zweiten Oszillators 1a und 1b übereinstimmende Frequenzen haben. Somit ist es möglich, den Fokussierungszustand des optischen Systems genau zu bestimmen.

Wenn die Schaltung 5, die das UND-Glied 6 startet, eine monostabile Schaltung ist, verschwindet ihr Ausgangssignal an dem UND-Glied 6 nach einer Zeit, die durch die Zeitkonstante der Schaltung 5 bestimmt ist, so daß das UND-Glied 6 dann kein Ausgangssignal mehr abgibt.

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Wenn die Rückstellschaltung 13 eine monostabile Schaltung ist» deren Zeitkonstante so bemessen ist, daß sie mindestens nach Rückkehr der das OTD-Glied 6 startenden Schaltung 5 in den Ruhezustand in ihren Anf angszustand zurückgeschaltet wird, so werden nach Abschaltung des Eingangssignals für die Anzeigeschaltung 12 die Zähler 7 und 8 wieder durch die Rückstellschaltung 13 zurückgestellt, die dann wieder einen Impuls von dem Impulsgenerator k erhält. Dieser Impuls dient auch als Startsignal für die Zeitsteuerschaltung 3, -die die Zählzeit bestimmt. Somit wird der vorstehend beschriebene Impulszählvorgang wiederholt. Wenn die Rückstellungsschaltung 13 in dieser Weise arbeitet, gibt die Anzeigeschaltung 12 eine intermittierende Anzeige ab, solange sich das optische System in seiner fokussierten Stellung befindet,

Wenn das optische System defokussiert ist, so schwingen der erste und der zweite Oszillator 1a und 1b mit unterschiedlichen Frequenzen, so daß die Zähler 7 und 8 unterschiedliche Zählstände erhalten. Wenn nun z.B. innerhalb der Zeit t^auf die die Zeitsteuerschaltung 3 eingestellt ist, der erste Oszillator 1a vier Impulse und der zveLte Oszillator 1b drei Impulse erzeugt, so gibt das UND-Glied 2a vier Impulse ab, die mit den Zählerstufen 7a, 7b und 7c gezählt werden. In diesem Fall gibt jedoch das UND-Glied 2b nur drei Impulse ab, so daß diese nur mit den Zählerstufen 8a und 8b gezählt werden. Dadurch geben die Zählstufen 7c und 8c unterschiedliche Ausgangs signale ab, und das ODER-Glied 11c, welches in der zugeordneten Vergleichsschaltung enthalten und an die Zählerstufen 7c und 8c angeschlossen ist, gibt kein AusgangssignalLab. Wenn also die Schaltung 5 ein Ausgangssignal zur öffnung des UND-Gliedes 6. erzeugt, wird kein Informationssignal von dem UND-Glied 6 abgegeben, und es tritt keine Ände-

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rung der Anzeige an der Anzeigeschaltung 12 auf, so daß dadurch zu erkennen ist, daß das optische System defokussiert ist.

In Fig. 4 und 5 sind Schaltungsanordnungen für den ersten und zweiten Oszillator 1a und 1b dargestellt, mit denen die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung aufgebaut werden kann. In der in Fig. 4 gezeigten Schaltung sind ein fotoleitfähiges Element 14 und ein Kondensator 15 in Reihe geschaltet, an ihren Verbindungspunkt ist der Emitter eines Unijunktion-Transistors 16 angeschaltet. Somit werden Schwingungsimpulse mit einer vom Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements 14 abhängigen Frequenz an der ersten Basis des Unijunktion-Transistors 16 erzeugt.

In der in Fig. 5 gezeigten Schaltung wirkt das fotoleitfähige Element 14 als Zeitwiderstand für eine monostabile Schaltung, und ein weiteres fotoleitfähiges Element kann an Stelle eines Widerstandes R₁ vorgesehen sein. Bei dieser Schaltung ist die Dauer des gesperrten Zustandes eines Transistors 17 (oder des leitenden Zustandes eines Transistors 18) durch den Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements 14 bestimmt, so daß Impulse am Kollektor des Transistors 17 abgegeben werden. In einer abgeänderten Schaltungsanordnung können der erste und der zweite Oszillator 1a und 1b durch Ersetzen des Widerstandes eines RC-Oszillators durch ein fotoleitfähiges Element verwirklicht werden.

Fig. 6 zeigt eine mögliche Ausführung der Anzeigeschaltung 12 für die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung. Eine Anzeigelampe 20 ist mit dem Kollektor eines Schalttransistors 19 verbunden. Alternativ kann die Anzeige-

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schaltung 12 auch so aufgebaut sein, daß sie eine Anzeige mit einem MeBiastruiaejit liefert. Sie kaan mich, ein Relais enthalten, welches auf ein Informationssignal anspricht vxiu eine Jeweils laufende Verstellung der Optik unterbricht.

Fig. 7 zeigt eine Anzeigeschaltung, welche auch die Verstellrichtung der Optik anzeigt. Zur schnellen Fokussierungseinstellung ist es wichtig, die Verstell - ..richtung der Optik zu kennen. Wenn die Ze it steuerschaltung 3 der in Fig. 3 gezeigten Schaltungsanordnung eine monostabile Schaltung ist, so startet sie abhängig von der Kollektorspannung eines Transistors 21, der bei Rücksteuerung der Zeitsteuerschaltung 3 leitend wird. Wenn also die monostabile Schaltung sich in ihrem nicht rückgesteuerten Zustand befindet, so haben die Transistoren 22 und 23 beide ihren leitfähigen Zustandimd schließen die Kondensatoren 24 und 25 kurz. Wenn aber die monostabile Schaltung rückgesteuert wird, so werden die Transistoren 22 und 23 gesperrt, so daß die Kondensatoren 24 vnd 25 auf durch die Innenwiderstände der fotoleitfähigen Elemente 26 und 27 bestimmte Spannungen aufgeladen werden. Die Üni^unktion-Transistoren 28 und 29 beginnen dann einen Schwingungsvorgang. In dieser Schaltungsanordnung sind die fotoleitfähigen Elemente 26 und

27 in Positionen angeordnet, die den Punkten M und N in Fig. 1 entsprechen. Ist die Optik defokussiert und der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements 26 kleiner als der des fotoleitfähigen Elements 27* wie es etwa in Fig. 2 gezeigt ist,so beginnt der Unijunktion-Transistor

28 den Schwingungsvorgang vor dem Transistor 29. Dadurch wird ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 30 (im folgenden auch als SCR-Gleichrichter bezeichnet) leitend und schaltet die Lampe 31 ein. Der Unijunktiontransistor 29 beginnt den Schwingungsvorgang mit einer Zeitverzögerung gegenüber dem Beginn der Schwingung des Unijunktion-

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Transistors 28. Ein SCR-Gleichrichter 32 ist jedoch durch einen Widerstand 33 so vorgespannt, daß er sperrt, so daß die Lampe 34 nicht aufleuchtet. Durch das Aufleuchten der Lampe 31 ist es möglich, die Richtung zu bestimmen, in der das Objektiv zur Verschiebung der Bildposition vom Punkt N_Q bis P_Q (Fig. 2) zu verstellen ist. Wenn jedoch das fotoleitfähige Element 26 einen größeren Innenwiderstand als das fotoleitfähige Element 27 hat, so ist nur der SCR-Gleichrichter 32 leitend, so daß die Lampe 34 aufleuchtet. Dies zeigt, daß das Objektiv zur Fokussierung in der entgegengesetzten Richtung verstellt werden muß. Wenn ein Schalter 35 immer geschlossen gehalten wird, so wird die jeweilige Lampe während des Fokussierungsvorganges eingeschaltet bleiben. Dies kann aber dazu führen, daß bei Ausrüstung der Anzeigeschal- ' tung 12 nach Fig. 3 mit einer solchen Lampenanzeige ein Irrtum bei der Bedienungsperson über die Art der Anzeige entstehen kann. Zusätzlich wird durch den laufenden Betrieb der Lampe während des Fokussierungsvorganges ein unerwünschter Leistungsverbrauch verursacht. Die Lampen 31 und 34 sind deshalb je nach Erfordernis mit dem Schalter 35 einschaltbar. Wenn der Schalter 35 intermittierend geschlossen wird, so leuchten die Lampen 31 und 34 abhängig von der Fokussierungsposition abwechselnd. Auf diese Weise kann die Einstellung des Objektivs leicht bestimmt werden, und wenn die Optik verstellt wird und dabei über die Fokussierungsstellung hinaus bewegt wird, so kann dies durch Schließen des Schalters 35 festgestellt werden. Somit ist die Gefahr beseitigt, daß die Optik immer weiter von der richtigen Fokussierungsstellung entfernt wird.

An Stelle der Lampen 31 und 34 nach Fig. 7 kann ein Relais vorgesehen sein, welches eine Treiberschaltung steuert, mit der die Optik verstellt wird. Bei dieser Anordnung kann

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die Optik für Jede Äbbildungsstellung elektrisch und automatisch so gesteuert werden, daß sie sich zu der Äbbildungsstellung P^ bewegt. Wird die Optik zu dem Punkt P₀ geführt, so gibt das UND-Glied 6 (Fig. 3} ein Ausgangs signal ab. Der Schalter 35 ist so geschaltet» daß er durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 6 öffnet.

Wie vorstehend beschrieben, sind die Frequenzen des ersten und des zweiten Iinpulszuges bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung so gewählt, daß sie den Intensitätswerten des Lichtes in der vorderen und der hinteren Fokussierungslage entsprechen und daß sie gleich groß werden, wenn die Optik genau fokussiert ist. Die beiden Impulszüge werden separat gezählt, und die Zählergebnisse werden miteinander zur Feststellung des Fokussierungszustandes verglichen. Auch wenn sich bei dieser Anordnung die Optik außerhalb des genauen Fokussierungspunktes befindet, ändern sich die Impulszahlen der beiden Impulszüge ,jeweils ^¹¹ entgegengesetzten Richtungen« Somit wird auch der geringfügigste Defokussierungszustand mit hoher Genauigkeit festgestellt. Es sei nun beispielsweise angenommen, daß innerhalb einer vorbestimmten Periode der erste Impulszug 1001 Impulse und der zweite Impulszug 1000 Impulse enthält. Die Differenz dieser Impulszahlen wird genau bestimmt und somit der Defokussierungszustand festgestellt, Bei diesem Verfahren, bei dem zwei Impulszüge separat gezählt und miteinander verglichen werden, wird der Fokussierungszustand durch Verarbeitung einer großen Impulszahl festgestellt. Entsprechend kann der Einfluß einer gewissen Ungenauigkeit der Anfangsimpulse durch evtl« Störimpulse praktisch vollständig vernachlässigt werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Vorrichtung nach der Erfindung weiter verbessert. Ferner hat bei

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diesem Ausführungsbeispiel die Änderung der Intensität des Lichtes praktisch keinen Einfluß auf die Genauigkeit. Da die in beiden Impulszügen enthaltenen Impulszahlen sich mit der Intensität des Lichtes gleichartig ändern und die Differenz zwischen den Zählständen nicht durch diese Intensitätsänderungen beeinflußt wird, bleibt auch in diesen Fällen die Genauigkeit erhalten.

Ebenso ergibt sich auch kaum ein Fehler durch Änderungen der Umgebungstemperatur und der Speisespannung.

Gemäß einer zweiten Ausführungsmöglichkeit der Erfindung kann auch ein Informationssignal erzeugt werden, welches

den Fokussierungspunkt P_Q selbst kennzeichnet. Auch dabei wird "' · eine hohe Genauigkeit durch Impulssignale erzielt, deren Frequenz von dem Innenwiderstand eines fotoleitfähigen Elements abhängt. Es ist ein Oszillator vorgesehen, der ein fotoleitfähiges Element enthält, welches im optischen System angeordnet ist; Der Oszillator ist so geschaltet, daß er jeweils für eine vorbestimmte kurze Zeit schwingt und diesen Schwingungsvorgang wiederholt. Jeder Impulszug, der in dieser vorbestimmten Zeit von dem Oszillator abgegeben wird, wird mit dem unmittelbar vorhergehenden Impulszug verglichen. Zu diesem Zweck ist eine Diskriminatorschaltung vorgesehen, die eine Anordnung zur Speicherung des jeweils vorhergehenden und eine Anordnung zur Speicherung des jeweils aktuellen Impulszuges enthält. Ferner ist ein Vergleicher zum Vergleich dieser beiden Impulszüge vorgesehen. Die Diskriminatorschaltung gibt ein erstes Signal ab, wenn der vorhergehende Impulszug eine größere Impulszahl als der aktuelle Impulszug aufweist, sie gibt ein zweites Signal ab, wenn der aktuelle eine größere Impulszahl als der vorhergehende Iaipulszug aufweist. Diese Signale kennzeichnen die Richtung, in der die Optik jeweils verstellt werden muß. Wenn kein Signal abgegeben wird, so stimmen

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beide Iiffpulszahlen über©in, die Optik befindet sich, dann in der Fokussierungsstellung. Das erste oder das zweite Signal wird der !Treiberschaltung zur ¥erstellimg der Optik zugeführt, so daß diese entweder nach rechts oder nach links abhängig von der Art des jeweiligen Steuersignals verstellt wird.

Die zweite Ausführungsmöglicnkeit der Erfindung wird im folgenden eingehender anhand der Figuren S bis 12 beschrieben. In Fig. 8 sind Oszillatoren 41, 42, 43 und 44 gezeigt, die durch eine mehrsttifige Auswahlschaltung 45 gestartet oder stillgesetzt werden können. Diese Auswahlschaltung kann beispielsweise einen Ringzähler enthalten. Fig. 10 zeigt eine mögliche Schaltung des Oszillators 41. In dieser Schaltung ist ein fotoleitfähiges Element Q vorgesehen» das im Strahlengang der Optik angeordnet ist. Wie zu erkennen ist, ändert sich die Frequenz der Impulse, die von deis Unijunktiontransistor UJT abgegeben werden, in unterschiedlichen Richtungen abhängig von den Positionen eines Schalters S. Wenn dieser beispielsweise an den Kontakten H und H¹ liegt, so ändert sich die Impulsfrequenz direkt proportional der Änderung des Innenwiderstandes des fotoleitfähigen Elements Q. Wenn der Schalter S an den Kontakten O und O¹ liegt, so ändert sich die Impulsfrequenz umgekehrt proportional der Änderung des Innenwiderstandes. Der Schalter S, der in der Fokussierungsposition umgeschaltet wird, liegt normalerweise an den Kontakten H und H¹ und wird an die Kontakte 0 und O¹ umgeschaltet, wenn eine Magnetspule C eingeschaltet wird«

Der Oszillator 41 ist so geschaltet, daß er jeweils kontinuierlich für sehr kurze Zeit schwingt und diese·Schwingung in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt, wozu er durch eine mehrstufige Auswahlschaltung 45 gesteuert wird«

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Die von dem Oszillator 41 innerhalb einer vorbestimmten Zeit erzeugten Impulse werden gleichzeitig zwei Binärzählern 46 und 47 zugeführt. Ein Binärzähler 48 dient zur Speicherung des jeweiligen Zählerstandes des Binärzählers 47. Dieser Zählerstand wird mittels einer Übertragungsschaltung 49 auf ihn übertragen, die abhängig von einem durch den Oszillator 43 erzeugten Signal arbeitet. Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Übertragungsschaltung 49. UND-Glieder 49a, 49b, 49c ... sind zwischen einander entsprechende Zählerstufen der Zähler und 48 geschaltet, so daß sie vorübergehend abhängig von den Impulsen des Oszillators 43 geöffnet werden. Gleichzeitig mit den Impulsen des Oszillators 43 werden alle Zählerstände des Zählers 47 in den Zähler 48 übertragen, so daß sie dessen Zählerinhalt bilden. Der Oszillator 42 dient zur Abgabe zusätzlicher Impulse auf die Zähler 46 und 48 bei Vergleich der Zählerstände dieser Zähler. Zwei Sperrgatter 50 und 51, die mit den letzten Zählerstufen der Zähler 46 und 48 verbunden sind, bilden einen Vergleicher, der jeweils ein Signal für den Zähler 46 bzw. 48 erzeugt, der den größeren Zählerstand hat. Wenn der Zähler 46 einen größeren Zählerstand hat, so wird ein Signal V1 von dem Sperrgatter 50 abgegeben, wenn der Zähler 48 den größeren Zählerstand hat, so wird ein Signal V2 von dem Sperrgatter 51 abgegeben. Wenn eines dieser beiden Signale V1 und V2 erzeugt wird, so werden die Zähler^ 46 und 48 über ein ODER-Glied 52 zurückgestellt.

Es sind ferner einstufige Flip-Flops F und F vorgesehen, die im Ruhezustand gesetzt sind, so daß bei Empfang der genannten Signale das Flip-Flop F ein Ausgangssignal 1 erzeugt. Die Ausgänge dieser Flip-Flops F und F werden einer Treiberschaltung 53 für die Optik 54 zugeführt. Die Treiberschaltung 53 kann abhängig von dem Ausgangssignal des Flip-Flops F die Optik 54 vorverstellen, während sie

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abhängig von dem Ausgangssignal des Flip-Flops F die Optik 54 zurückstellt.

Das Ausgangssignal des Flip-Flops F wird der Magnetspule C des Oszillators 41 in Fig. 10 zugeführt, so daß bei Rückstellung der Optik 54 der Schalter S auf die Kontakte 0 und O¹ umgeschaltet wird. Die Schwingfrequenz des itoijunktion-IEransistors UJT ändert sich dann umgekehrt proportional der Änderung des Innenwiderstandes des fotoleitfähigen Elements Q.

Der Oszillator 44 dient zur Rückstellung des Zählers 47 nach Übertragung seines Zählerstandes auf den Zähler 48. Wenn die einstufigen Flip-Flops F und F direkt mit den Zählern 46 und 47 verb-unden wären, so würden sie gleichzeitig Signale erhalten, wenn die Zählerstände der Zähler 46 und 48 übereinstimmen. Somit würde das Ansprechverhalten der Flip-Flops F und F unstabil. Um dies zu vermeiden, sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beschriebenen Sperrgatter 50 und 51 vorgesehen,

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Nachdem die Kamera auf ein Objekt ausgerichtet ist, wird die mehrstufige Auswahlschaltung

45 eingeschaltet und gestartet. Diese Schaltung bringt zunächst den Oszillator 41 kurzzeitig zum Schwingen. Der erste Impulszug des Oszillators 41 wird mit den Zählern

46 und 47 gezählt. Es sei nun angenommen, daß die Zählerstände der Zähler 46 und 47 beispielsweise den Wert 10110 erreichen. Nachdem die Zähler 46 und 47 den Zählvorgang beendet haben, startet der Oszillator 42 seine Schwingung abhängig von einem Befehl aus der mehrstufigen Auswahlschaltung 45« Die Impulse des Oszillators 42 werden den Zählern 46 und 48 zusätzlich zugeführt. Ist zu diesem Zeitpunkt der^LZählerstand des Zählers 46 auf dem Wert 00000, so

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werden nur.die zusätzlichen Impulse des Oszillators gezählt. Wenn der Zählerstand des Oszillators 46 auf dem Wert 10110· ist, so werden die Impulse des Oszillators 42 hinzuaddiert, und der Zählvorgang wird fortgesetzt.

Die letzte Stufe des Zählers 46 gibt jedoch ein Ausgangssignal 1 zu einem viel früheren Zeitpunkt als die letzte Zählerstufe des Zählers 48 ab. Wenn die letzte Zählerstufe des Zählers 46 ein Ausgangssignal 1 abgibt, so wird das Sperrgatter 50 geöffnet und gibt ein Signal V1 ab. Der Oszillator 42 wird stillgesetzt, gleichzeitig werden die Zähler 46 und 48 bei Abgabe des Signals V1 zurückgestellt, so daß das Signal V1 am einstufigen Flip-Flop F beendet wird. Der Zustand der Ausgangsstufe dieses Flip-Flops F wird nicht geändert, sondern auf dem Wert 1 gehalten, so daß die Treiberschaltung 53 die Optik 54 in gleichbleibender Richtung weiter verstellt.

Danach beginnt der Oszillator 43 seinen Schwingvorgang durch einen Befehl der mehrstufigen Auswahlschaltung 45, und der Zählwert 10110 des Zählers 47 wird in den Zähler 48 über die Übertragungsschaltung 49 übertragen. Wenn der Zählerwert übertragen ist, so beginnt der Schwingungsvorgang des Oszillators 44 abhängig von einem Befehl der mehrstufigen Auswahlschaltung 45 zur Rückstellung des Zählers 47. Nun ist der erste Operationszyklus beendet, und der Oszillator 41 beginnt wieder einen Schwingungsvorgang.

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Die Schwingungsimpulse des Oszillators 41 werden mit den Zählern 46 und 47 in bereits beschr!ebener Weise gezählt. Die zu diesem Zeitpunkt gezählte Impulsfrequenz hat sich jedoch gegenüber dem zuvor abgelaufenen Zyklus geändert. Dies liegt daran, daß der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q durch die inzwischen erfolgte Verstellung der Optik 54 geändert "wurde, Es sei hier vorausgesetzt, daß der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q ansteigt, ^rm. die Optik 54 vorverstellt v/ird, d.h. des Fokussierungspunkt näherkommt» Die Magnetspule C des Oszillators 41 wird ausgeschaltet gehalten, solange das einstufige Flip-Flop F ein Ausgangssignal 1 erzeugt, so daß der Schalter S an den Kontakten H und H¹ liegt. Somit ändert sich die Schwingungsfrequenz des Oszillators 41 direkt proportional dem Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q.

Fig. 9 zeigt grafisch die vorstehend beschriebenen Abläufe, wobei die Verstellung der Optik 54 (oder die jeweilige Abbildungsposition) auf der Abszisse und der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q sowie die Frequenz des Oszillators 41 auf der Ordinate aufgetragen sind. Die Position Pq auf der Abszisse entspricht der genauen Fokussierungsstellung der Optik 54. In der Defokussierung links von Pq ändert sich die Schwingfrequenz des Oszillators 41 direkt proportional dem Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q, während sie sich in der Defokussierung rechts von P_Q umgekehrt proportional dem Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q ändert. Die Kurven b und b¹ zeigen diese Inderungsrichtungen der Schwingfrequenz. Wenn zu dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Start des Oszillators das fotoleitfähige Element Q einen Innenwiderstand R1 hat, so wird der Innenwiderstand auf den. Wert R2 geändert,

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wenn der Oszillator 41 seinen zweiten Impulszug abgibt. Die Schwingfrequenz ändert sich von f- nach f_, da sie sich direkt proportional der Änderung des Innenwiderstandes ändert. Gemäß der vorstehenden Beschreibung gibt der Oszillator 41 einen kurzzeitigen Impulszug mit der Frequenz f* ab. Nachdem dieser Impulszug gezählt ist, gibt jeder Zähler den Wert 10110 ab. Nach Ende des ersten Operationszyklus arbeitet der Oszillator 41 zum zweiten Mal und gibt einen Impulszug mit der Frequenz f_? ab. Dieser Impulszug wird mit den Zählern 46 und 47 gezählt. Die Zähler« stände der Zähler 46 und 48 werden dann in ähnlicher Weise wie bereits bei Verwendung der zusätzlichen Impulse des Oszillators 42 beschrieben verglichen. In diesem Fall wird, da die Schwingfrequenz f~ größer als f.. ist, der Zählerstand des Zählers 46 größer als derjenige des Zählers 48 sein. Da jedoch das Ausgangssignal der letzten Stufe des Zählers 46 früher den Wert 1 annimmt, wird ein Signal V1 abgegeben, und die Optik wird kontinuierlich in Richtung zur Fokussierungsposition Pq vorverstellt.

Die Zähler 46 und 48 werden bei Abgabe des Signals V1 zurückgestellt, während der Zähler 47 zurückgestellt wird, nachdem sein Zählerstand in den Zähler 48 übertragen wurde. Dieser Vorgang wird in ähnlicher Weise wie beim ersten Operationszyklus durchgeführt.

Der vorstehend beschriebene Operationszyklus wird wiederholt, bis die Optik 54 die Position P_Q erreicht. Wenn die Optik 54 über den Punkt P_Q hinausbewegt wird, so wird der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q verringert, und der Inhalt des Zählers 48 wird größer als der Zählerstand des Zählers 46. Unter diesen Bedingungen werden die zusätzlichen Impulse des Oszillators 42 zugeführt, und das Ausgangssignal der ersten Stufe des Zählers 48 wird früher den Wert 1 annehmen, so daß ein Signal V2 erzeugt wird·. Dieses Signal V2

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dien-t zur Invertierimg des Ausgangssignals des einstufigen Flip-Flops F auf den Wert O und des Ausgangssignals des einstufigen Flip-Flops F auf den Wert 1, so daß die Treiberschaltung 53 durch das Ausgangssignal des Flip-Flops F umgesteuert wird und die Optik 54 rückverstellt. Sei diesem Vorgang kann die Optik 54 wieder über den Punkt P₀ hinausgeführt werden» jedoch wird sie bei Eintritt in den Def okussierungsbereich links von der Position Pq wie bereits beschrieben so gesteuert, daß sie wieder nach rechts zur Position P_Q hingeführt wird» Somit wird die Optik 54 schließlich an der Position P_Q stillgesetzt und ist dann richtig fokussiert.

Im folgenden wird der Betrieb für den Fall beschrieben, daß das fotoleitfähige Element Q einen Innenwiderstand R1 * hat, wenn der Oszillator 41 seinen ersten Schwingungsvorgang beginnt, wie es auch in Fig. 9 gezeigt ist, Der Oszillator 41 erzeugt Impulse mit einer Frequenz, die durch diesen Innenwiderstand R1¹ bestimmt ist und liefert diese Impulse an die Zähler 46 und 47. Der Zählerstand des Zählers 46 wird mit dem des Zählers 48 verglichen. Wie bereits beschrieben, hat zu diesem Zeitpunkt der Zähler 48 den Zählerstand Ifull, und die Optik 54 wird abhängig von einem Signal V1 vorverstellt. Wenn die Optik 54 innerhalb — des Defokussierungsbereiches rechts von der Position P_Q vorverstellt wird, so wird der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q auf RO verringert. Zum Zeitpunkt des Einsetzens des zweiten Schwingungsvorgangs des Oszillators 41 haben also die Impulse eine kleinere Frequenz, die mit den Zählern 46 und.47 gezählt wird. Dann werden die Zählerstände der Zähler 46 und 48 wieder verglichen. Der Inhalt des Zählers 48 ist, da sein Wert durch den abhängig von dem Innenwiderstand R1' des fotoleitfähigen Elements Q erzeugten Impulszug bestimmt ist, größer als der Inhalt des Zählers 46. Entsprechend wird

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ein Signal V2 abgegeben, was ein Ausgangssignal T des einstufigen Flip-Flops F zur Folge hat, so daß die Treiberschaltung 53 die Optik 54 rückstellt. Durch das Ausgangssignal des einstufigen Flip-Flops F wird die Magnetspule C des Oszillators 41 eingeschaltet und der Schalter S auf die Kontakte O und O¹ gelegt. Dadurch wird die Schwingfrequenz des Oszillators 41 umgekehrt proportional zum Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q geändert. Da der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q in der Reihenfolge RO, R1·, R2^f (R0-£R1 '<£ R2^f«£ ...) geändert wird, ändert sich die Schwingfrequenz des Oszillators 41 in der Reihenfolge f_Q, f'_v f'₂ ... (f_o<:f^t ₁<f'₂<...). Wenn alsD die Optik 54 rückverstellt wurde, ist die Schwingfrequenz des Oszillators 41 jeweils bei Beginn seiner Schwingung gegenüber vorher verringert. Daher wird immer dann, wenn der Vergleichsvorgang wiederholt wird, der Zählerstand des Zählers 48 gegenüber dem Zählerstand des Zählers 46 erhöht. Trotzdem wird das Signal V2 intermittierend erzeugt, weshalb das einstufige Flip-Flop F kontinuierlich sein Ausgangssignal abgibt, durch das die Optik 54 rückverstellt wird. \Jenn. bei diesem Vorgang die Optik 54 über die Position Pq hinausbewegt wird, so wird der Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements Q verringert und die Schwingfrequenz des Oszillators wird größer, verglichen mit der Frequenz des jeweils zuvor abgegebenen Impulszuges. Somit wird in dem VergleichsVorgang der Zählerstand des Zählers 46 größer als der Zählerstand des Zählers 48. Es ist zu erkennen, daß dann das Signal V1 abgegeben und die Optik 54 vorverstellt wird.

Die Optik 54 kann manchmal über die Position P_Q hinausbewegt und danach so gesteuert werden, daß sie rückgestellt wird und schließlich an der Positron P_Q stehenbleibt.

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Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramra einer zweiten Schaltungsanordnung für die zweite Äusführungsmöglichkeit der Erfindung, Hierbei sind die in Fig, S bereits dargestellte gleichartige Einheiten mit denselben Bezugszeichen versahen. Bei dieser Schaltung wird der erste Impulszug des Oszillators 41 mit den Binärzählern 46 und 47 gezählt* Dann wird abhängig von der Abgabe der Impulse eines Oszillators 43a eine Übertragungsschaltung 49a angesteuert, so daß der Zählerstand des Zählers 46 in ein Schieberegister 55 übertragen wird. Dadurch startet der Oszillator 42 seine Schwingungen und liefert Impulse an das Schieberegister 55 und ein weiteres Schieberegister 56. Zu diesem Zeitpunkt hat der. Inhalt des Schieberegisters 5& den Wert Null, weshalb ein Signal V1 abgegeben wird. Die Optik

54 wird dadurch mittels der Treiberschaltung 53 vorverstellt. Unmittelbar nach seinem Auftreten bewirkt das Auswertesignal ¥1 eine Rückstellung des Zählers 46 sowie der Schieberegister

55 und 56. Danach bewirkt ein Sciswingungsimpuls eines Oszillators 43b eine Ansteuerung einer Übertragungsschaltung 49b» die wiederum den Zählerstand des Zählers 47 in das Schieberegister 56 überträgt. Danach wird der Zähler 47 durch den Schwingungsimpuls eines Oszillators 44. zurückgestellt. Nun ist der erste Operationszyklus beendet, und der Oszillator 41 gibt einen zweiten Impulszug ab, der den Zählern 46 und 47 zugeführt wird.

Wie bereits beschrieben, dienen die Schwingungsimpulse des Oszillators 43a zur Steuerung der Übertragungsschaltung 49a, wodurch der Zählerstand des Zählers 46 in das Schieberegister 55 übertragen wird. Dann werden die Inhalte der Schiebere-gister 55 und 56 miteinander verglichen. Wenn die Optik 54 sich in der Defokussierung links von der Position P_Q {Fig. 9) befindet, so hat das Schieberegister 55 einen größeren Inhalt als das Schieberegister 56, so daß ein Signal V1 abgegeben wird und die Optik 54 kontinuierlich vorverstellt wird. Wenn jedoch die Optik 54 sich in der Defokussierung rechts von der Position P«

befindet, so hat das Schieberegister 56 einen größeren

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Inhalt als das Schieberegister 55, so daß ein Signal V2 erzeugt wird, welches die Optik 54 rückverstellt. Die vorstehend beschriebene Funktion wird wiederholt, bis die Optik 54 schließlich an der genauen Fokussierungsposition P_Q stillgesetzt wird.

Die zweite Ausführungsmöglichkeit der Erfindung arbeitet also mit Oszillatoren, die wiederholt Impulszüge in vorbestimmten konstanten Intervallen und mit einer Schwingfrequenz erzeugen, die durch den Innenwiderstand des fotoleitfähigen Elements innerhalb des Lichtstrahlenganges bestimmt ist. Die Anzahl der Impulse in einem Impulszug wird verglichen mit der Anzahl der Impulse in einem darauffolgenden Impulszug, wodurch abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Informationssignal über den-Betrag und die Richtung erhalten wird, in der die Optik zu verstellen ist. Zu diesem Zweck kann nur ein einziges fotoleitfähiges Element in de m Strahlengang angeordnet sein. Dies bedeutet, daß hier die mögliche Gefahr unterschiedlicher Eigenschaften der verwendeten Einzelteile vermieden wird, womit man ggf. rechnen muß, wenn mehrere fotoleitfähige Elemente vorgesehen sind. Außer dem geringeren Raumbedarf für nur ein fotoleitfähiges Element ergibt sich auch eine Verringerung der Zahl der übrigen benötigen Einzelteile.

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Claims

Patentansprüche

/1.yVerfahren zur Fokussierung eines optischen Systems durch Auswertung der fokussierungsabhängigen Lichtintensität mittels eines durch fotoelektrisch« Wandlung im Strahlengang des optischen Systems gewonnenen Steuersignals, dadurch gekennzeichnet, daß für unterschiedliche Positionen des optischen Systems gleichzeitig oder nacheinander Impulse mit einer durch die jeweilige Lichtintensität bestimmten Frequenz erzeugt und über eine vorbestimmte Zeit gezählt werden und daß das Steuersignal als Vergleichssignal aus einem Vergleich ,jeweils zweier gleichzeitig bzw. nacheinander erhaltener Zahlergebnlsse abgeleitet wird»

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichzeitige Erzeugung zweier Impulsfolgen für beiderseits der genauen Fokussieruagsposition symmetrisch liegende Positionen erfolgt und daß bei Übereinstimmung der Zählergebnisse ein die genaue Fokussierung kennzeichnendes Signal als Steuersignal erzeugt wird»

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Position im Strahlengang des optischen Systems während dessen Verstellung nacheinander Impulsfolgen vorbestimmter Länge erzeugt werden und daß bei Übereinstimmung der Zählergebnisse für zwei aufeinander folgende Impulsfolgen ein die genaue Fokussierung kennzeichnendes Signal als Steuersignal erzeugt wird.

4« Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht übereinstimmenden Zählergebnissen die Polarität des Steuersignals zur Bestimmung der zur Fokussierung erforderlichen Verstellrichtung des optischen Systems ausgenutzt wird«

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5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zweier Impulsfolgen zwei im optischen System symmetrisch zur genauen Fokussierungsposition angeordnete fotoleitfähige Elemente Jeweils die Frequenz eines Oszillators (1a, 1b) steuern, daß jedem Oszillator (1a, 1b) ein Zähler (7, 8) nachgeschaltet ist, daß die Ausgänge der Zähler (7, 8) an eine Vergleichsschaltung (9, 10, 11) angeschaltet sind und daß der Vergleichsschaltung (9» 10, 11) eine Anzeigeschaltung (12) zur Anzeige des Vergleichssignals nachgeschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrstufige Binärzähler (7, 8) vorgesehen sind, deren einander entsprechende Stufen an die Eingänge jeweils einer Vergleichsschaltung (9, 10, 11) angeschaltet sind und daß die Ausgänge aller Vergleichsschaltungen (9, 10, 11) auf ein UND-Glied (6) geführt sind, welches "bei Ablauf der vorbestimmten Zeit aufsteuerbar ist und ein Ausgangssignal an die Anzeigeschaltung (12) abgibt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der vorbestimmten Zeit eine Zeitsteuerschaltung (3) vorgesehen ist, die vorzugsweise als monostabile Schaltung ausgebildet ist und einerseits mit den zweiten Eingängen zweier UND-Glieder (2a, 2b) zur Anschaltung der Ausgänge der Oszillatoren (1a, 1b) an die Zähler (7, 8), andererseits mit einer· Steuerschaltung (5) verbunden ist, die ein Steuersignal zur Aufsteuerung des den Vergleichsschaltungen (9, 10, 11) nachgeschalteten UND-Gliedes (6) abgibt.

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige fotoleitfähige Element (14) als zeitbestimmender Widerstand in einer jeweils einen der Oszillatoren (1a, 1b) bildenden monostabilen Schaltung angeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschaltung (12) zwei durch symmetrisch zur Fokussierungsposition angeordnete fotoleitfähige Elemente (26, 27) gesteuer-te Transistorschaltungen (28, 29) zugeordnet sind, die jeweils einen Signalisierungsstromkreis (30, 31; 32, 34) steuern und ihrerseits durch die Zeitsteuerschaltung (3) ein- bzw. ausschaltbar sind.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des optischen Systems ein fotoleitfähiges Element (Q) angeordnet ist, welches die Frequenz eines Oszillators (41) steuert, daß der Oszillator (41) in regelmäßigen Abständen wiederholt einschaltbar ist, daß dem Oszillator (41) eine Diskriminatorschaltung (46, 47, 48, 49) nachgeschaltet ist, die Speichereinrichtungen zur Speicherung mindestens zweier aufeinander folgender Impulsreihen des Oszillators (41) enthält, und daß der Diskriminatorschaltung (46, 47, 48, 49) eine Treiberschaltung (53) zur Verstellung des optischen Systems (54) nachgeschaltet ist. ■

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminatorschaltung (46, 47, 48, 49) eine Vergleichsschaltung (50, 51, F, F) enthält, die den Inhalt der Speichereinrichtungen vergleicht und deren Vergleichssignal die Treiberschaltung (53) steuert.

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12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichereinrichtungen Binärzähler (46, 47,48) vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (41) mit den Zähleingängen zweier Binärzähler (46, 47) parallel verbunden ist, die in zeitlicher Folge wirksam schaltbar sind und daß einer der Binärzähler (46, 47) über eine Übertragungsschaltung (49) abhängig von dein Steuersignal einer Auswahlschaltung (45) an einen weiteren Binärzähler (48) anschaltbar ist, der gemeinsam mit dem ersten Binärzähler (46) die Vergleichsschaltung (50, 51, F, Ψ) steuert.

14.Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,.dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitfähige Element (Q) in dem Oszillator (41) mittels eines Schalters (S) hinsichtlich der Proportionalität der von dem Oszillator (41) erzeugten Frequenz zu der Änderung des Innenwiderstandes des fotoleitfähigen Elements (Q) umschaltbar

das ist und daß der Schalter (S) durch/das Erreichen der Fokussierung kennzeichnende Signal der Vergleichsschaltung (50, 51, F, P) umschaltbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichereinrichtungen zur Speicherung jeweils zweier aufeinander folgender Impulsreihen des Oszillators (41) Schieberegister (55, 56) vorgesehen sind, die jeweils durch einen Binärzähler (46, 47) über eine Übertragungsschaltung (49A, 49B) ansteuerbar sind, und daß die Vergleichsschaltung (50, 51, F, F) den Schieberegistern (55, 56) nachgeschaltet ist.

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