DE2639625C3

DE2639625C3 - Automatische Scharfeinstelleinrichtung

Info

Publication number: DE2639625C3
Application number: DE2639625A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Saitama Miyata; Kazuo Asaka Saitama Nakamura; Seijiro Tokio Tokutomi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1979-02-22
Also published as: GB1571708A; US4083056A; DE2639625A1; DE2639625B2

Description

11'* -

mit einem zweiten Signal, das der Summe der Signaldifferenzen der Wandler dk oder dj in einer Bildhälfte oder der Summe dieser Signaldifferenzensumme entspricht, also

bzw.
oder

Vl ./ ., in,

rl', - Or

gebildet wird.

2. Automatische Scharfeinstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Multiplikation das erste oder das zweite Signal in einem Speicher (23) gespeichert ist.

3. Automatische Scharfstelleinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Kamera verwendet wird, bei der gleichzeitig eine visuelle Schärfekontrolle des Bildes gegeben ist.

4. Automatische Scharfstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Kamera verwendet wird, bei der gleichzeitig eine akustische Schärfekoitrolle des Bildes gegeben ist.

5. Automatische Scharfstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer einäugigen Spiegeire- > flexkamera verwendet wird, deren Spiegel (3) einen teilweise transparenten Bereich (3') und einen reflektierenden Ansatz (4) aufweist, durch den das durch den transparenten Bereich (3') hindurchgehende Licht reflektiert wird, wobei die KeUe(It, 11') mit dem von dem Ansatz (4) reflektierten Licht beaufschlagt werden.

6. Automatische Scharfeinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Spiegelreflexkamera verwendet wird, in der die Keile (11, 11') einen Teil der liinstellplatte (6) bilden, und daß ein Pentaprisina (7) des optischen .Suchersystems (7, 8, 9) eine teilweise transparente Flüche gegenüber der Räche aufweist, welche die Abbildung zu dem Okular (8) ablenkt, wodurch das Objekt auf der Gruppe (14) von fotoelektrischen Wandlern abgebildet wird.

7. Automatische Scharfstelleinrichtiing nach einem tier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Kamera verwendet wird, bei der das Aufnahmeobjektiv /ur Fokussierung durch eine motorbetriehene Vorrichtung bewegt wird, und daß durch eine auf das Schiirfesignal hei richtiger Fokussierung aiispre-Die Erfindung betrifft eine automatische Scharfstelleinrichtung mit Keilen zur Bildaufspaltung auf zwei Gruppen von fotoelektrischen Wandlern dt und d,'.

Aus der DE-OS 24 31 860 ist eine solche automatische Scharfstelleinrichtung bekannt. Das durch das Aufnahmeobjektiv hindurchtretende Licht gelangt durch zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete optische Keile, durch die eine Bildaufspaltung erfolgt, wobei je eine Gruppe von fotoelektrischen Wandlern von je einem Teilbild beaufschlagt wird. Die fotoelektrischen Wandler sind in zwei Gruppen so angeordnet, daß jeweils einem fotoelektrischen Wandler der einen Gruppe einer der anderen Gruppe gegenüberliegt. Einander gegenüberliegende fotoelektrische Wandler werden paarweise einander zugeordnet. Für jedes Paar von fotoelektrischen Wandlern ist ein Differenzverstärker vorgesehen, dem die von diesem Paar abgegebenen Signale

2·) zugeführt werden. Am Ausgang der Differenzverstärker wird ein Signal erhalten, dessen Größe ein Maß für den Unterschied der Lichtverteilung aiii den beiden Wandlern eines Paares von Wandlern darstellt. Die Absolutbeträge der Ausgangssignale der verschiedenen

jo Differenzverstärker werden einem gemeinsamen Punkt zugeführt. Die Größe des an diesem gemeinsamen Punkt abgenommenen Signals hängt von der Gleichheit der auf beiden Gruppen von fotoelektrischen Wandlern abgebildeten Teilbildern ab. Infolgedessen stellt dieses

j-, Signal ein Schärfesignal in bezug auf die Fokussierung des Aufnahmeobjektives dar.

Nachteilig bei dieser bekannten Scharfeinstellung ist, daß das erhaltene Signal keine steilen Signalflanken aufweist, so daß keine zuverlässige Fokussierung des aufzunehmenden Gegenstandes erhalten wird.

Aus der JP-OS 14 096 ist es bekannt, als Schärfekriterium das Kontrastkriterium zu verwenden, d. h., daß bei π fotoelektrischen Wandlern die Summe aller | /,— /^h) | ohne Potenzierung gebildet wird. Die Verwendung

ν-, eines solchen Schärfekriteriums als Kontrastkriterium ist auch aus der DE-AS 21 05 288 bekannt.

Dieses Kontrastkriierium ist für nebeneinanderliegende fotoelektrische Wandler geeign;t. Der Wert der Summe ist ein Maß für den vorliegenden Kontrast und

-,ο ist bei einer scharfen Abbildung am größten. Wird für jede Reihe von den beiden einander gegenüberliegenden fotoelektrischen Wandlergruppen jeweils die Summe gebildet, so liegt dann eine Fokussierung des abzubildenden Objektes vor, wenn die Summe dieser

-,·-, beiden Summen ihren größten Wert ergibt. Das einem solchen Schärfekriterium entsprechende Schärfesignal hat keine steilen Signalflanken und ein ziemlich breites Maximum. Infolgedessen kann mit einem solchen breiten Signal keine exakte Fokussierung erfolgen.

hu Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Scharfstellcinrichiung derart weiterzubilden, daß ein Schärfcsignal erhalten wird, welches tue Angabe einer wirklich exakten Fokussierung erlaubt.

„ι iirl'iniliingsgcmiiß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schärfesignal durch Multiplikation eines ersten Signals, das der Summe der Signaldifferen/en einander entsprechender Wandler (/*. i/i beider liildhülften

entspricht also

TÜi -

mit einem /weiten Signal, das der Summe der

Signaldifferenzen der Wandler dk oder dj in einer

Bildhälfte oder der Summe dieser Signaldifferenzensumme entspricht, also

rl'V.-'T

gebildet wird.

Durch die Erfindung wird eine automatische Scharfstelleinrichtung geschaffen, welche eine exakte Fokussierung erlaubt. Das durch die erfindungsgemäße Einrichtung erhaltene Signal zeichnet sich durch steile Flanken und ein sehr schmales Maximum aus. Dies bedeutet, daß sich der Wert des Signals bei einer bereits geringen unscharfen Einstellung sehr stark ändert, so daß wirklich nur bei genauer Fokussierung das Signal einen maximalen Wert aufweist.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird das erste oder das zweite Signal in einem Speicher gespeichert. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß keine komplizier? in Schaltungsanordnungen notwendig sind, um die Summanden der einzelnen Summen, d. h. die Absolutwerte der Stromdifferenzen, zu erhalten. So kann zuerst eine der beiden Summen bestimmt werden, die, nachdem die andere Summe gebildet worden ist, mit dieser multipliziert wird.

Vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße automatische Scharfstclleinrichtung bei einer Kamera verwendet werden, bei der gleichzeitig eine visuelle Schärfekontrolle des Bildes gegeben ist. Diese Schärfekontrolle kann durch ein Anzeigeelement erfolgen, welches eine Information liefen, wenn eine genaue Fokussierung vorliegt.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die erfindungsgemäße automatische Scharfcinstelleinrichtung bei einer Kamera verwendet, bei der gleichzeitig eine akustische Schärfekontrolle des Bildes gegeben ist. Über beispielsweise einen Lautsprecher wird bei richtig vorliegender Fokussierung ein Schallsignal erzeugt.

Weitere vorteilhafte Verwendungsweisen der erfindungsgemäßen automatischen Schärfst el lein rieh tu ng sind in den Ansprüchen angegeben.

liin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. IA und IB eine schema tische Darstellung der Anordnungen von zwei Beispielen der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 eine Aufsicht auf tue Anordnung einer Gruppe von photoeleklrischen Wandlern,

I·'i g. JA ein Diagramm /iir Erläuterung der Abbildung eines Objektes auf der Gruppe von photoelekirischen Wandlern, wenn die Abbildung des Objektes nicht scharf eingestellt ist,

F ig. 3Ii ein Diagramm /ur Erläuterung der Abbildung eines Objektes auf dec Gruppe von piezoelektriWandlern, wenn die Abbildung dts Obiektes scharf eingestellt ist.

Fig.4 ein Schaltdiagramm der winzigen piezoelektrischen Wandler,

Fig. 5 ein Schaltdiugramm zur Erläuterung einer Verarbeitungseinheit für die .Scharleinstelleinrichtung.

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen der Größe der Abweichung von der Scharfeinstellung und dem Ausgangssignal der Scharfeinstelleinrichtung,

F" i g. 7 ein weiteres Schaltdiagramm der winzigen photoelektrischen Wandler.

F i g. 8 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeilungseinheit für die Scharfeinstelleinrichtung.

Fig. 9A und 9B graphische Darstellungen der Beziehungen zwischen der Größe der Abweichung von der Scharfeinstellung und dem Ausgangssignal der .Scharfeinstelleinrichtung und

F i g. 10 ein weiteres Blockdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeitungseinheil für die Scharfeinstelleinrichtung.

Fig. IA zeigt ein Diagramm der optischen Anordnung einer einäugigen Spiegelreflexkamera, die eine Scharfeinstelleinrichtung, also eine Einrichtung zur Feststellung der Fokussierung eines aufzunehmenden Objektes, nach der vorliegenden Erfindung aufweist: dabei sind folgende Teile dargestellt: ein aufzunehmendes Objekt 1; eine Linsengruppe 2. die das optische System für die Aufnahme bildet; diese Linsengruppe soll im folgenden als Objektiv bezeichnet werden; ein totalreflektierender Spiegel 3. in dessen Mittelbereich ein Halbspiegel 3' vorgesehen ist; ein totalreflektierender Spiegel 4; eine Kondensorlinse 5; eine Einstellplatte 6 ein Pentaprisma 7 und ein Okular 8. Das Auge des Photographen ist bei 9 angedeutet. Die einäugige Spiegelreflexkamera enthält weiter: einen Film 10; optische Keile 11 und 11', die in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind: eine Linse 13 zur Fokussierung der Abbildung des Objektes auf eine Gruppe 14 von photoelektrischen Wandlern, die winzige photoelektrische Wandler d,, di, di...d„. und d\. di, d{...d,' aufweist, und eine Verarbeilungseinheil 15 zur Feststellung der Scharfeinstellung, die dazu dient, die Ausgangssignale der Gruppe 14 von photoelektrischen Wandlern zu verarbeiten. Bei der Linie 12 zwischen den Prismen 11 und 11' handelt es sich um die horizontale Mittellinie; sie stellt die Linie dar, welche die Abbildung in ein erstes und zweites Teilbild spaltet, beispielsweise in ein oberes und unteres oder rechtes und linkes Teilbild. Die durch die Linie 12 angedeutete Lage ist optisch konjugiert zu der Lage des Films 10.

Fig. 1B ist mit Ausnahme der räumlichen Anordnung bestimmter Elemente und anderer, noch zu erläuternder Unterschiede identisch mit Fig. IA. Die Keile 11 und II' sind in einem Mittelbereich der Finstellplatte 6 angeordnet, so daß als Spiegel 3 ein einfacher, totalrefleklierender Spiegel verwendet werden kann. Bei dieser Anordnung, die in bezug auf die Elemente 3, 6, II, 1Γ, 7 und 8 den herkömmlichen Aufbau hat, kann der Photograph eine zweigeteilte Abbildung, also zwei Teilbilder, sehen, die durch die Keile erzeugt werden. Die Rückseite des Pentaprismas 7 ist teilweise durchlässig, so daß die hier durchgelasscr.en Lichtstrahlen ;'"f eine Gruppe 14 \ on photoel'-'k irischen W and lern fokussiert weiden. Die Givppe 14 ;mu tiie Verarheiningseinheil Ii entsprechen ilen in Fi;: iA gezeigien I eilen.

F i i!. 2 MeIh ein Diaiir.ir.iiu d.u. ι!·. ;r die Lauen Cn.v

pholoeleklrischen Wandle¹" dor Cjruppe 14 entnommen werden können. Die win/igen photoelektrisclien Wandler i/i und ι/Λ (Λ und </.·'... <7„ und </,.' sind einander gegenüber ausgerichle; oder /u Paaicn zusammengefaßt, indem :,ie auf gegenüberliegenden Seilen der Mittellinie 12 angeordnet werden. Die Wandler haben jeweils <J!i· gleichen ei·, ktrischen Kennlinien b/.w. !iij-'enschafteii und gleiche l.ichtenipfangsflächcn.

Die foio'Hnktrisclicn Wandler sind so angeordnet, dal! dieduichdie Keile 11 und 1Γ erzeugten Teilbilder in der Weise auf sie treffen, Jaß die obere Abbildung auf eine <"·πιρρο von Wandlern fällt, während die untere Abbildung auf die andere Gruppe FitHi. Die Linie, λ eiche die oberen und linieren Abbildungen trennt, verläuft zwischen diesen beiden Gruppen. Die Gruppen sind sehr nahe an der Linie angeordnet, so daß die von der ersten Gruppe festgestellte räumliche Intensität im wesentlichen identisch zu der räumlichen Intensität der zweiten Gruppe ist. wenn die Abbildung des Objektes korrekt fokussiert ist und die beiden Teilbilder sich Liberdecken, also zu einer Abbildung vereinigen, linier uern Begriff »räumliche Intensität« soll hier eine Kurve verstanden werden, bei der die optische Intcnsitäi gegen ine lineare Entfernung aufgetragen worden ist. Hei diskreten Wandlern verläuft die effektive »Kurve« in einzelnen Stufen längs der Linie von d\ zu c/„ und von d\' zu d„'. Wenn diese Kurven gleich oder innerhalb einer vorgegebenen Grenze gleich sind, so wird angenommen, daß die Abbildung scharf eingestellt ist, also die richtige F.ntferung vorliegt. Fig. 3 stellt die Beziehung zwischen den durch die Keile 11 und 11' erzeugten Teilbildcrn und der Gruppe 14 von photoelcktrischen Wandlern dar. Im einzelnen zeigt Fig. 3A dv Abbildung des Objektes auf der Gruppe 14 \nn photoelcktrischen Wandlern für den Fall, daß die Abbildung des Objektes nicht scharf eingestellt, also nicht fokussiert ist. während F i g. 3B die Abbildung des Objektes auf der Wandlergruppe 14 für den Fall zeigt, daß die Abbildung des Objektes scharf eingestellt ist. In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen 16 und 16' die obere Hälfte der Abbildung des Objektes bzw. die untere Hälfte der Abbildung des Objektes. L^;s wird darauf hingewiesen, daß die obere bzw. untere Hälfte 1 bzw. Γ des Objektes der oberen Bildhälfte 16 bzw. der unteren Bildhärte 16' entsprechen.

Ein Schaltdiagramm der Gruppe 14 von phoioclektrischen Wandlern zeigt Fig.4 wobei die Bezugszeichen /i, /i... /„ und /i'. /.·'... /„' Ausgangsströme bezeichnen, die proportional zu der Menge des einfallenden, die winzigen photoelektrischen Wandlerelemente d,. d:... d„und d\'. d; ... d,,' beaufschlagenden Lichtes sind. Bei der A usführungsform nach F i g. 4 werden Photodioden als photoeleklrischc Wandler verwendet.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm der Verarbeitungseinheit 15 für die Scharfeinstelleinrichtung; diese Verarbeitungseinheit 15 weist folgende Teile auf: einen Paralleleingang-Serienausgang-Umsetzer 17, der die Ausgangssignalc der Gruppe 14 von photoelcktrischen Wandiern parallel empfängt und seine Ausgangssignale nacheinander erzeugt; eine Absolutwcrtschaltung 18; ein Addicrglicd 19 und ein Licht abgebendes Element, wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode 21.

Fig. 6 zeigt Änderungen an dem negativen Eingang des in F i g. 5 dargestellten Komparators 20. Bei dieser Verbindung ist der Wert <·,. an dem positiven Anschluß des in Fi g. 5 dargestellten Komparators 20 ebenfalls in F i g. b durch die Linie an dem Wert in angedeutet.

Im folgenden soll die Funktionsweise der automatischen Schal kinslc!leihiichtung nach Jj: ' erliegenden Eriindung inner Bezugnahme auf die '·" i g. t bis '■■ beschi ι .'1.11.¹Ii "erdeti.

Die Abbildung des Objekte., ί uiid Γ wird nach dem Durchgang durch den llalbspiegcl V im minieren Bereich des toiaiieflekiierenden Spiegel¹· 3 in I'ig. 1Λ ins dc:n totaheüektieicnden Spiegel 4 refleklkvi oder gemäß I i g. I Ii an dem lotalreflektieierden Spiegel 3 abgelenkt und in der Nähe der beiden Keile 11 und U' fokussiert, tue in entgegengesetzte:, Richtungen geneigt "•!■hI ίγ·' eine gemeinsame horizontale Mittellinie 12 an eipcr Stelle habcr. die der Lage des Films 10 konjugiert ist. Die Abbildung des Objektes wird in zwei Teilbilder aiifgeiei'. nämlich das (,-bete I lalbbild 16 und das untere Halbbild 16' des Objekte·,, die auf die Gruppe t4 von photoelektrisclien Wandlern lokussien werden, die jeweils ^i,; P;;ar von winzigen photoelektrischen Wandlergruppen aufweisen. Die Gruppe 14 von piezoelektrischen Wandlern und die horizontale Mittellinie 12 fallen, wie in I i g. 2 gezeigt ist. mit der Mute der winzigen phoiocleklrischen Wandler zusammen. Wenn deshalb das Objektiv 2. welches das optische System für die Aufnahme bildet, sich in einer solchen Lage befindet, daß die Abbildung des Objektes I und 1 nicht auf der horizontalen Mittellinie 12 fokussiert ist. so überdecken sieh das obere Halbbild 16 und das untere Habbild 16' nicht, sondern sind statt dessen längs der horizontalen Mittellinie 12(die mit der Mittellinie der Gruppe 14 von photoelektrischen Wandlern zusammenfällt) aufgrund der Wirkung der beiden Keile 11 und 11' und der zur Fokussierung dienenden Linse 13 getrennt, wie in I"ig. 3A dargestellt ist. Ist andererseits die Abbildung des Objektes auf der horizontalen in F ig. 1 dargestellten Mittellinie 12 fokussiert, so sind das obere Halbbild und das untere Halbbild, wie in Fig. 3B dargestellt ist. miteinander ausgerichtet, wobei sich die horizontale Mittellinie 12 zwischen ihnen befindet.

Im folgenden soll beschrieben werden, auf welche Weise die optisch so in zwei Teile aufgeteilte Abbildung des Objektes elektrisch gemessen wird, um die Scharfeinstellung durchzuführen.

Wenn die Lichtempfangsflächen der winzigen photoelcktrischen Wandierciemente d\ bis d„ und d\ und </,' bis d,' der Gruppe 14 von photoclektrischen Wandlern in einer zu der horizontalen Mittellinie 12 senkrechten Richtung ausreichend schmal sind und wenn das obere Halbbild 16 und das untere Halbbild 16 miteinander so ausgerichtet sind, daß sich zwischen ihnen die horizontale Mittellinie 12 befindet, so kann davon ausgegangen werden, daß die Menge des einfallenden Lichtes, die eines der winzigen phototelektrischen Wandergruppen beaufschlagt, gleich der Menge ist. die eine andere phototelektrische Wandlcrgruppe beaufschlagt.

Wenn weiterhin die winzigen photoelektrischen Wandler zu Paaren zusammengefaßt und die Elemente eines jeden Paares untereinander mit entgegengesetzter Polarität und parallel oder in der Weise verbunden sind. daß. wie in Fig.4 dargestellt ist, die Anode des Elementes d_t mit der Kathode des Elementes d_t, die Anode des Elementes d₂ mit der Kathode des Elementes d₂'... und die Anode des Elementes d„ mit der Kathode des Elementes d,! verbunden ist. so ergeben sich Ausgangssignaldifferenzen /Ί — /Ί', h — i;', /j — //... und /„—/'„' zwischen den winzigen photoelektrischcn Wandlern an den Anschlüssen 1 und C 2 und C. 3 und C... und η und C. In dem in F i g. 3A dargestellten Fall, bei dem das obere Halbbild 16 des Objektes und das untere

Halbbild 16' dc- Obieklcs nicht mileiiiaiiii'·!· c.ii^crkh· lei sind, unterscheidet sich, das Ausgangssignal d,:s win/igcn phoioelekinschen W->ndlers (Λ von den· des win/isien piezoelektrischen W.mdiers ι/_λ'. und mich das Au^gangssiivia! des I'!leinenIes d„.um'.'i'scheiili'i sich von dem des Llemenles el,,' (wobei angenommen wird, daß i i Λ' und /jii/!. und da!! die BeleuchtungsiiHcnsilälen der j.!' iKielektnsehen W.nidler auf einer Seile der liun/unuili'n Mittellinie IJ gleich denen der cntspreeilenden photoelekinschen Wandler aiii iiei anderen Si·:!'¹ de¹" horizontalen Mittellinie 12 sind) Wenn in diesem Fall angenommen wird, da!! die Summe der Absolutwerte der an ilen Anoden 1,2, 3 ... /J in Γ i g. 4 erhaltenen Ausgangssignalc dargestellt v;rd durch ι. so gih

0 .

Andererseits soll der in Fig.'JIi dargestellte Fall -'< > betrachtet werden, bei dem das obere Halbbild 16 des Objektes und das untere Halbbild 16' des Objektes auf der horizontalen, in F i g. 1 gezeigten Mittellinie 12 ausgerichtet sind (d. h.. die Abbildung des Objektes ist scharf eingestellt); dann is· die Differenz zwischen y, Ausgangssigiialcn der winzigen photoclektrischen Wandler (/.,und (A,', auf denen das obere Halbbild 16 und das unlere Halbbild 16' fokussiert sind. Null. Deshalb wird der Wert für die oben beschriebenen Cj rolle ι zu

Wenn ;ilso d;e Abbildung des Objektes scharf eingestellt ist. wird das Ausgangssignal f minimal oder Null.

In F i g. 1 ist die Verarbeilungsciiiheit 15 dargestellt, welche die oben beschriebene Größe

ermittelt, um zu dem Zeitpunkt eine Anz.eige zu liefern, in dem die Abbildung des Objektes scharf eingestellt ist.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf F i g. 5 die in ->'> Fig. 1 dargestellte Verarbeitungseinheit 15 im einz.elnen beschrieben werden. Die Ausgangssignale der Wandlertminno 14. Hi«⁵ auf die in F i g. 4 pezeigiE" Weise geschaltet ist, werden parallel auf den Paralleleingang-Serienausgang-Umsetzer 17 gegeben, dessen Ausgangs- ίο signale in der Reihenfolge /Ί —/V, /2— /;'... i_n— in auf die Absolutwertschaltung 18 geführt werden. Als Ergebnis hiervon erzeugt die Absolutwerischallung 18 ihre Ausgangssignale in der Reihenfolge \i]-i,'\, I /2- /V I... I /„ — /„' |. Die so erzeugten 'uisgangssignale ss der Absolutwertschaltung 18 werden nacheinander in das Addierglied 19 eingehen, das ein Ausgangssignal

bO

eraeugt. In dem Komparator 20 wird das Ausgangssignal ε mit einem Bezugswerleo verglichen. Wenn ε S ε» ist, wird ein Anzeigelement 21, wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder ein Lautsprecher (nicht _b5 dargestellt) betätigt, um den Photographen darüber zu informieren, daß die Abbildung des Objektes scharf eingestellt ist.

Fi g. fi gibt die Beziehungen /wischen dem Ausgangssk'iial / und der Größe der Abweichung von der Scharfeinstellung an, d. h. die Abweichung des Objektivs 2 von der Lage für die Scharfeinstellung, die auf der Abszisse im Punkt Null angedeutet ist. Wenn die Größe der Abweichung von der Scharfeinstellung Null (0) ist. d. h. also, die Abbildung des Objektes ist schall eingestellt, so wird das Ausgangssignal 1 zu Null (0). während in den anderen Fällen das obere Halbbild 16 und das untere Halbbild 16' des Objektes auf der hoii/nntalen Mittellinie 12 einen Abstand voneinander haben und das Ausgangssignal >' (>0) wird. Selbstverständlich hängen die Änderungen in der Nähe des Punktes, der die Scharfeinstellung anzeigt, von der CiröRp ii,:: l.ichtempfangsfläche eines winzigen photoeiektnseheii Wandlers in einer zu der honzonuiien Mittellinie 12 parallelen Richtung ab, so daß das Auflösungsvermögen zunimmt, wenn die l.ichtempfangsfläche abnimmt. Weiterhin sollte der Abstand zwischen den benachbarten win/igcn photoelcktrischcn Wandlern so klein wie möglich sein.

Der Be/.ugswc t <■■ ist ein Faktor, aus dem die Toleranz für die Größe der Abweichung von der Scharfeinstellung bestimmt werden kann. Im Idealfall sollte er Null (0) sein, weil die Einstcllungsgenauigkcii zunimmt, wenn er abnimmt; andererseits nimmt jedoch bei einer Verkleinerung des Bezugswertes der Bereich ab. in dem die Scharfeinstellung bestimmt werden kann, so daß es schwierig wird, die der Scharfeinstellung entsprechende Lage zu bestimmen. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, daß ein Servo-Motor oder ein ähnlihcs Bauelement, das die Scharfeinstellung durch Bewegung eines Teils des Objektivs 2 durchführt, mit Hilfe des Ausgangssignals «■ gesteuert werden kann, so daß sieh eine automalische Scharfeinstelleinrichtung ergibt.

Im folgenden soll nochmals auf Fig. 1 verwiesen werden, da mit dem dort gezeigten System die Scharfeinstellung mit einem Verfahren durchgeführt werden kann, das auf der visuellen Beobachtung durch den Photographen beruht.

Bei dem System nach F i g. 1A wird die Abbildung uls Objektes 1 und Γ die durch das Aufnahmeobjektiv 2 abgebildet wird, an dem totalreflektierenden Spiegel 3 und dem im mittleren Teil des totalreflektierenden Spiegels 3 vorgesehenen Halbspiegels 3' reflektiert und auf der Fokussierplatte 5 an einer Stelle fokussiert, die optisch der Lage des Films 10 konjugiert ist. Die Abbildung des so fokussierten Objektes wird durch die Kondensorlinse 6, das Pentarisma 7 und das Okular 8 zu dem Auge 9 des Photographen übertragen, so daß der Photograph selbst feststellen kann, ob die Abbildung auseichend scharf ist oder nicht. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung wird das Aufnahmeobjektiv 2 in Richtung der Pfeile bewegt, um die Abbildung genau und scharf einzustellen.

In Fig. IB sieht der Photograph andererseits die beiden Teilbilder in dem optischen System des Suchers und kann die Kamera fokussieren, indem er visuell die Überdeckung der beiden Teilbilder der geteilten Abbildung beobachtet.

Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen Gruppe 14 von photoelektrischen Wandlern, wobei die benachbarten winzigen, photoelektrischen Wandler gegenseitig in entgegengesetzter Richtung und parallel zwischen Anschlüssen 1, 3, 5 ... n —2, 4', 6'... n— V und einen gemeinsamen Anschluß C geschaltet sind, so daß die

Ausgaiigssignaldil'ferenzen /': — η, /', - i.\... /„ —..- /,, ι, /V-/,. /V-/V ... /„ ι' /wischen den betreffenden winzigen photocleklrischcn Wandlerelcmentcn an den jeweiligen Anschlüssen und dem gemeinsamen Anschluß (.'auftreten.

In bezug :uil das obere Halbbild 16 und das untere I lalbbild 16' des Objektes in den F i g. 3A und 3B ist die Abbildung ir. Fig. JH, bei der sie scharf eingestellt ist. klar oder scharf, wenn man sie mit der Abbildung nach F i g. 3Λ vergleicht. Deshalb ist die Ausgangssignaldiffi· renz /> ι oder ij\, ι oder /, ι' — /,' oder /V — /',, ι zwischen den benachbarten, winzigen, photoelektrischen Wandlern f/, ι und c/, oder c/, und ch. ι oder c/, ι' und (/,' oder cA' und c/_s, ι ' in dem Fall nach Fig. 3B größer als die Ausgangssignaldifferenz /,„ ι —/,„ oder /,„—/,„, ι oder '* ]'— ik oder /a' —;\,i /.wischen den benachbarten winzigen, photoelektrischen Wandlern d,„ ι und (/,„oder (/,„ und d_m , ι oder dt, Γ und cA' oder dt,' und dt, ι' im Fall von Fig. 3A. Deshalb gilt im bezug auf eine übliche Abbildung folgendes: wenn die Summe der Absolutwerte der Ausgangssignalc durch ^dargestellt wird und die photoelektrischen Wandler so angeordnet sind, wie in F i g. 7 dargestellt ist, so wird der unten angegebene Wert V maximal, wenn die Abbildung scharf eingestellt ist

in
V= Σ

II-'

'2,-1

dabei bedeutet (P = 1, 2, 3 ...). Wie sich aus

V = "V¹-¹!,

l = ^v

'2,M

I'¹

ergibt, können die Wandler auf nur einer Seite der Gruppe 14 von photoelektrischen Wandlern eingesetzt werden. In Verbindung mit der Ermittlung der p-tcn Potenz des Absolutwertes darf auf folgendes hingewiesen werden: je größer der Wert von ρ ist, um so schärfer wird die Kurve in der Nähe des Punktes, an dem die Abbildung scharf eingestellt ist.

Die Verarbeitungseinrichtung 15 (siehe Fig. 1), die mit der Schaltungsanodnung nach Fig. 7 verwendet werden kann, ist in F i g. 8 dargestellt. Die Differenzströme /ι - /i. /j — U ... /„-2- /„ ι, /V - Ύ, /4' - /V ■ ■ ■ i„ 1' - in werden von der Gruppe 14 von photoelekirischcn Wandlern dem Paralleleingar.g-Serienausgang-lJmsetzer 17 und dann einer Absolutwertschaltung 38 zugeführt. Die zuletzt erwähnten Schaltungen sind identisch mit den in Fig. 5 gezeigten Schaltungen 17 bzw. 18 Das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung wird an eine Potenzfaktorschaltung 24 angelegt, die von jedem Eingangssignal die Potenz ρ bildet, indem sie es p-lmal mit sich selbst multipliziert. Die Ausgangssignale dieser Schaltung werden durch ein Summierglied 39 summiert, das identisch mit der Schaltung 19 von F i g. 5 ist. Das Ausgangssignal dieser Schaltung, das dargestellt werden kann durch

V =

ir:

wird in dem Komparator 20 mit einer vorherbestimmten oberen Grenze tu' verglichen. Wenn der Weil V gleich oder größer als in' ist. wird eine Leuchtdiode 21 oder ein Lautsprecher (nicht dargestellt) erregt.

Wie oben erwähnt wurde, müssen bei diesel

"> Ausführungsform die beiden Reihen d\ - d„ und d\ - </„' nicht eingesetzt werden. Weilerhin erfordert diese Aiisführungsform keine zweigeteilte Abbildung, also nicht die Erzeugung von zwei Teilbildern, so daß sie sogar ohne die Keile 11 und II' betrieben werden kann.

''■> Außerdem kann die Potenz /»gleich I gemacht worden: in diesem Fall kann auf die l'otenzfaktorschaltimg verzichtet werden.

Fig. 10 zeigt ein Ulockdiagramm, das der in Fig. I gezeigten Verarbeitungscinhcit 15 für die Scharfeinslel-

'"> hin:· entspricht. Bei dieser Ausführungsform werden Schiiitcrgrupp'jn 27 und 28 und ein Si-halior 29 so gesteuert, daß ihre Anker an ihren Kontakten ;/ oder b gleichzeitig gesetzt werden. Wenn sich die Anker an den Kontakten ;i befinden, wird die Gruppe 14 genauso

-" geschaltet, wie in Fig.4 dargestellt ist; es wird dann eine Verarbcitungscinheit eingesetzt, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Im einzelnen werden dabei die Ausgangssiünaldilfcreii/en der winzigen, phoioelcktrischen Wandler, die zu Paaren auf den gegenüberliegenden

-'■' Seiten der Mittellinie 12 zusammengefaßt sind, an den Paralleleingang-.Seriena'.isgang-LJinsei/er 17 angelegt, so daß über die Ah'niulwertschaliung 18 und das Addierglied 19 das Ausgangssignal

erhalten wird. Das ALisgangssignal des Addiergliedes 14 wird an eine Inversion- und Aulschiebeschaltung 22 angelegt, so daß diese Schaltung ein Ausgangssignal

en erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird in einem schnellen Zwischenspeicher 23 gespeichert. Wie in F i g. 9Λ dargestellt ist, wird in der Schaltung 22 das durch die Linie (a) angedeutete Ausgangssignal des Addicrgliedes 19 inverliert und nach oben zu einem entsprechenden

4-, Wert Vo (>0) verschoben, der durch die Linie (b) angedeutet ist. so daß der minimale Wert in den maximalen Wert umgewandelt wird.

Bei der Speicherung des Ausgangssignals in dem schnellen Zwischenspeicher 23 werden die Anker der

,ο Schalter zu ihren Kontakten b umgestellt. In diesem Fall sind die Elemente der Gruppe 14 auf ähnliche Weise wie in F i g. 7 geschaltet. In F i g. 8 wird jedoch nur eine der beiden identischen Gruppen von Elementen unter den erwähnten Bedingungen eingesetzt. So werden bci-

-,ϊ spielsweise die Ströme di — di, d\ — du, c/-, — ei,, usw. erhalten, während die Ströme d\ — </>', d{ — dt', cf-,' — d_h' usw. nicht erhalten werden. Wie jedoch bereits oben in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wurde, kann eine oder beide Gruppen von Elementen ohne Änderung der

bo Funktion verwendet werden.

Im einzelnen ergibt sich folgende Wirkungsweise: wenn die Anker der Schaltergruppen 27 und 28 zu den Kontakten b umgestellt werden, werden die Ausgangssignaldifferenzen der benachbarten, winzigen, pholo-

b5 elektrischen Wandlereiemcnte an den Paralleleingang-Serienausgang-Umsetzer 17 angelegt so daß sich bei betätigtem, auf den Kontakt b umgelegtem Schalter 29 mit Hilfe der Absolutwertschaltung 38, der Potenzier-

schalung 24 und des Addiergliedes 39 ein Ausgangssignal

ergibt. Dabei ist I' eine konstante, die durch die -, Polen/ierschaliung 24 festgelegt wird, oder I, 2, i... Dieses Atisgaiigssign.i! ίικ! das in dem schnellen Zwischenspeicher 23 gespeicherte Ausgiüigssignal werden durch eine Muhiplizierschaliung 25 kombiniert, tieren Ausgangssign.il .in eine Feststellsclialtung 26 für id den Maximalwert angelegt wird, um den ivi;ni;n:<Kver! /ti hestimnien.

Wenn der Maximalwert erhalten wird oder die Abbildung scharf HügosteH; ist. wird ein lichtemittierer¹-des Element 2i, wie beispielsweise eine liciitemittiereii- r. de DiO(Jv;, betätigt, um den PhiHügraphen /u infoiiiiic ren, daß die Abbildung scharf ist. Außerdem kann das Ausgangssignal zur luiiomaiischen Scharfeinstellung genutzt werden.

SeIbS¹Ve-MiIiUUIi-Ii kann auf die Potenzierschaltung 24 jo verzichtet werden, wenn />= 1 gewühlt wird; wenn ρ eine gerade Zahl is:, kann auch auf die Absolutweitschaltung 38 vcr/ii iii'.-i werden. Darüber !.'.niuis können die Absolulwertschaltung und das Addierglied gemeinsam für die liinktionsabiüiile an den Kontakten .( und b genutzt werden.

In Fig. 9B bc/eichnei das Bezugs/eichen (b) üas Aiisgangssignal des schnellen Zwischenspeichers 23. (c) tl:i«i Ausgang.ssignal des Adiliergliedes auf der Seile des kontakte¹·, b. wenn die Anker vier Sehalter zu ilen Kontakten b umgestellt worden sind end (J) das Aiisgangssignal der Miiltipli/ier^hiiliuiig 25. Wie sich aus dieser Figur ergib', liefert die Kombination der beiden Srliarfeinstellverfahren exzellente Ergebnisse, weil ;l;is Aiisgangssignal in der N;:!u- des Puiikies. an vkr.'. die Abbildung schar!' eir.gcsieln ist. «.cluiiTer wird, so daß sich die Genauigkeit für die Feststellung der Scharfeinstellung verbessern lii!.'.;.

Bei dieser Ausführung^iorm ist eine kombination aus den beiden Verfahren /iir Feststellung der Scharfeinstellung beschrieben worden; die beiden l'cststellungsverfahren können jedoch auch ein/ein in der Weise durchgeführt werden, dali zuerst eine relativ grobe Feststellung der Scharfeinstellung und anschließend eine feine Feststellung der Scharfeinstellung durchgeführt wire!. Bei dem l-okussierverfahrei:. d;',s die in F i g. 7 ge/, ipte Schaltanordnung verwendet, sind keine keile 11 erforderlieh.

I lier/ii 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatische Scharfstelleinrichtung mit Keilen zur Bildaufspaltung auf zwei Gruppen von fotoelektrischen Wandlern c4 und d/, dadurch gekennzeichnet, daß das Schärfesignal durch Multiplikation eines ersten Signals, das der Summe der Signaldifferenzen einander entsprechender Wandler fifo-, du beider Bildhälften entspricht, also

chende Einrichtung die Bewegung des Objektivs unterbrochen wird.