DE2806868A1

DE2806868A1 - Vorrichtung zur fokussierung eines bilderzeugenden optischen systems

Info

Publication number: DE2806868A1
Application number: DE19782806868
Authority: DE
Inventors: Seinan Miyakawa
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1977-02-19
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2806868B2; DE2806868C3; GB1576305A; GB1576306A

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

ASAHI KOGAKU KOGYO K.K. Neuanmeldung

y-as-193 17. 2. I978

Vorrichtung zur Fokussierung eines bilderzeugenden optischen Systems.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur einfachen und schnellen Fokussierung eines bilderzeugenden optischen Systems.

Der Begriff "bilderzeugendes optisches System" umfaßt nicht nur normale photographische Kameras, bei denen das Bild eines Objektes durch ein Linsensystem auf eine Bildoberfläche projiziert wird, sondern auch Laufbildkameras mit ähnlichen optischen Systemen, Vergrößerungsgeräte, Diaprojektoren sowie Laufbildprojektoren, bei denen die von den Originalen ausgehenden Lichtstrahlen in vergrößertem Maßstab projiziert werden, sowie alle anderen optischen Geräte, bei deren Gebrauch eine Fokussierung erforderlich ist. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung und ein bei ihr verwendetes Meßelement sind bei allen diesen optischen Geräten anwendbar.

Es sind bereits Vorrichtungen verschiedener Art zur automatischen Fokussierung oder zur Messung der korrekten Fokussierungsposition"bekannt. Diese machen von der bekannten Erscheinung Gebrauch, daß der in einem in der Bildauffangebene gelegenen begrenzten Abtastfeld zu ermittelnde Helligkeitskontrast vom Fokussierungszustand ües optischen Systems abhängt, und zwar besitzt der Helligkeitskontrast bei korrek-

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D-707 SCHWABISCH CMOND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÜNCHEN 70

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H. SCHROETER Telegramme: Sdiroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: SAroepat

Bodugaoe49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 Lipowskystraße 10 Telex: 5 212 248 pawe d

ter Fokussierung einen Maximalwert und. wird geringer, wenn der Fokussierungszustand sich von der korrekten Einstellung entfernt.

Die auf der Grundlage dieser bekannten Erscheinung entwickelten Fokussierungsvorrichtungen können allgemein nach zwei Arten klassifiziert werden. Bei den Vorrichtungen der ersten Art befindet sich in der Bildauffangsebene - die im folgenden kurz als Bildebene bezeichnet wird - oder in einer dazu konjugierten Ebene ein optoelektrisches Wandlerelement, das innerhalb dieser Ebene hin und her schwingt*· Die durch diese Oszillationsbewegung definierte Fläche bildet das Abtastfeld zur Messung der Helligkeit. Durch die Oszillation wird während der Abtastung ein Wechselstromsignal erzeugt. Die korrekte Fokussierungsposition wird durch Ermittlung des Maximalwertes festgestellt bzw. es wird das Einstellglied zur Fokussierung des optischen Systems so lange bewegt, bis man einen Maximalwert des genannten Wechselstromsignals erhält.

Fokussierungsvorrichtungen der zweiten Art sind im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von optoelektronischen Wandlerelementen an unterschiedlichen Stellen der Bildebene angeordnet werden, wobei die Summe der wirksamen Oberflächen dieser Wandlerelemente als Meßfeld dient. Die Helligkeitswerte, denen die einzelnen Wandlerelemente ausgesetzt sind, werden in entsprechende elektrische Signale umgewandelt, unddie Größe dieser Signale wird miteinander verglichen, während das Einstellglied zur Fokussierung des optischen Systems bewegt wird, um den korrekten Fokussierungszustand aufzusuchen.

Diese bekannten Vorrichtungen haben sowohl Vorteile als auch Nachteile. Bei den Vorrichtungen der ersten Art muß beispielsweise das optoelektronische Wandlerelement selbst mit konstanter Amplitude schwingen. Hierzu ist ein nicht unbeträchtlicher mechanischer Aufwand erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das optoelektronische Wandlerelement durch

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diese Schwingbewegung sehr stark beansprucht wird, so daß die Zuverlässigkeit seiner Funktion allmählich abnimmt,wenn die Vorrichtung lange Zeit verwendet wird. Fokussierungsvorrichtungen der zweiten Art weisen nach Nachteil auf, daß die in die betreffenden Geräte einzubauenden Bauteile sehr viel Raum beanspruchen und die entsprechende Schaltung recht kompliziert wird, da eine Vielzahl von optoelektronischen Wandlerelementen verwendet werden muß und die mit diesen individuellen Wandlerelementen verbundenen Schaltungsteile in dem Gerät untergebracht werden müssen. Aus diesem Grunde eignen sich Fokussierungsvorrichtungen der zweiten Art kaum für tragbare Geräte wie z.B. kompakte Photoapparate oder Laufbildkameras.

Theoretisch werden daher Vorrichtungen der ersten Art für optische Geräte bevorzugt, die klein und leicht sein sollen. Mit diesen läßt sich jedoch die gewünschte Genauigkeit praktisch nicht erreichen, da die wirksame Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes von einem elastisch beweglichen Glied getragen und in Schwingung versetzt wird, so daß diese wirksame Oberfläche auf einer bogenförmigen Bahn von der festen Bildebene wegschwingt. Dieser Umstand und die oben bereits erwähnte starke mechanische Beanspruchung des optoelektronischen Wandlerelementes haben dazu geführt, daß entsprechende Fokussierungsvorrichtungen in der Praxis kaum Eingang gefunden haben.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wurden Varianten der Fokussierungsvorrichtungen erster Art, bei denen die Helligkeitsmessung durch eine oszillierende Abtastung innerhalb eines begrenzten Abtastfeldes vorgenommen wird, vorgeschlagen. Hierzu gehört z.B. eine Anordnung, bei der ein photoelektronisches Wandlerelement in der Bildebene bzw. eine zu ihr konjugierten Ebene fest angebracht ist, so daß seine wirksame Oberfläche das erwähnte Abtastfeld bildet. Die Abtastung erfolgt dadurch, daß eine Schlitzblende in dem zur Oberfläche des Wandlerelementes führenden Strahlengang hin und her schwingt. Bei einer anderen Anordnung befindet sich in dem

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zu dem Wandlerelement führenden Strahlengang ein optisches System, das auch bei einer Schwingbewegung eine äquivalente Strahlenlänge beibehält. Die praktische Anwendbarkeit auch dieser modifizierten Anordnungen war Jedoch begrenzt, da bei ihnen die Helligkeitsmessung an verschiedenen Punkten der wirksamen Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes durchgeführt wird und deshalb Wandlerelemente, die auch nur geringe lokale Ungleichmäßigkeiten in ihrer Wandlercharakteristik besitzen, nicht verwendet werden können. Die praktische Verwendbarkeit dieser modifizierten Anordnungen wird auch dadurch beeinträchtigt, daß an den Kanten der Schlitzblende eine Lichtbeugung stattfindet, welche die Meßgenauigkeit beeinträchtigt. Die Einfügung eines zusätzlichen optischen Systems, mittels dessen auch bei der Schwingbewegung ein äquivalenter Strahlengang beibehalten und die gewünschte Projektion durchgeführt werden kann, stellt zwar theoretisch die bestmögliche Maßnahme dar, ist in der Praxis jedoch fast undurchführbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fokussierungseinrichtung und ein zugehöriges Element zur Helligkeitsmessung zu schaffen, die sich für den praktischen Gebrauch besser eignet und eine größere Genauigkeit sowohl bei der blossen Messung des Fokussierungszustandes als auch bei der automatischen Fokussierung besitzt.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Fokussierung eines bilderzeugenden optischen Systems, bei welcher durch periodische Abtastung der Helligkeitswerte innerhalb eines in der Bildebene oder einer dazu konjugierten Ebene gelegenen Abtastfeldes unter Zuhilfenahme wenigstens eines optoelektronischen Wandlerelementes der vom Fokussierungszustand abhängige Helligkeitskontrast abgetastet und die korrekte Fokussierung durch Ermittlung des maximalen Kontrastes bestimmt und/oder selbsttätig eingestellt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die

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im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung benötigt also kein eigentliches optisches System im Meßstrahlengang wie die oben erwähnte Variante bekannter Fokussierungsvorrichtungen. Die Helligkeitsmessung findet in der Bildebene statt, wobei ein und derselbe Bereich eines einzigen optoelektronischen Wandlerelementes zur Helligkeitsmessung herangezogen wird, so daß die oben erwähnten Probleme, die von lokalen Ungleichmäßigkeiten der Wandlercharakteristik verursacht werden, ausgeschaltet sind.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen beschrieben. Gemäß einem dieser Unteransprüche ist ein Schallwandler vorgesehen, mittels dessen die sich bei der Abtastung der Helligkeitswerte innerhalb des Abtastfeldes am Ausgang des optoelektronischen Wandlerelementes ergebende Ausgangswechselspannung in einen hörbaren Ton umgesetzt wird, so daß der Fokussierungszustand des optischen Systems auch bei Dunkelheit, z.B. bei Nachtaufnahmen, oder bei sehr schiechtem Sehvermögen des Benutzers ermittelt werden kann.

Das den korrekten Fokussierungszustand kennzeichnende Maximum des Helligkeitskontrastes bzw. der daraus abgeleiteten Wechselspannungsamplitude wird in vielen Fällen vergleichsweise "flach" sein, so daß seine genaue Lage physiologisch nur schwer ermittelbar ist. Zur Beseitigung dieser Erschwernis bieten sich an sich bekannte elektronische Schaltungen an, mittels derer eine entsprechende Kontrastüberhöhung durchgeführt werden kann, die physiologisch leichter wahrnehmbar ist.

Das Element zur Helligkeitsmessung innerhalb des in der BiIdebeno gelegenen Abtastfeldes besteht in seiner einfachsten Form, aus einem in der Bildebene auf einer Kreisbahn rotierbaren lichtstreuenden Körper, z.B. einem kleinen Mattschei-

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benstück, das vorzugsweise in der Stirnfläche eines um seine Achse rotierenden Zylinders exzentrisch angebracht ist, und wenigstens einem Spiegel, durch den das den momentanen Beleuchtungszustand des Körpers auf seiner Bewegungsbahn repräsentierende Bild dieses Körpers auf die im Bereich der Rotationsachse liegende Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes gespiegelt wird, so daß die längs der Bewegungsbahn des Körpers erfaßten unterschiedlichen Helligkeitswerte stets von demselben Bereich des optoelektronischen Wandlerelementes erfaßt werden.

Die rotierbare Spiegelanordnung besteht vorzugsweise aus wenigstens einem Glasfaser-Lichtleiter, der um einen geraden Abschnitt rotiert und mit einem abgebogenen in der Bildebene gelegenen Eintrittsende einen Kreisbogen beschreibt während das untere Ende des geradlinigen konzentrisch zur Rotationsachse gelegenen Teiles unmittelbar über der wirksamen Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes liegt. Es können auch mehrere Glasfaser-Lichtleiter vorgesehen sein, die mit ihren geradlinigen Teilen in gleichmäßiger Anordnung um die Rotationsachse geschart sind, so daß die Austrittsenden zumindest im wesentlichen den gleichen Bereich des optoelektronischen Wandlerelementes beleuchten, und deren abgebogenen Enden die Bildebene auf Kreisbahnen mit unterschiedlichen Durchmessern abtasten.

Andere Weiterbildungen der Erfindung, die in weiteren Unteransprüchen beschrieben sind, betreffen die Signalverarbeitung des von dem optoelektronischen Wandlerelement abgegebenen Ausgangssignals und die Steuerung einer Antriebsvorrichtung zur Betätigung des Fokussierungsgliedes. Dieses Ausgangssignal erreicht einen Spitzenwert, wenn das optische System korrekt fokussiert ist.

Es treten jedoch Probleme auf, wenn dieser Spitzenwert unmittelbar als Steuersignal für die genannte Antriebsvorrichtung verwendet wird. Falls die Anordnung so getroffen ist, daß die

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Antriebsvorrichtung zur Verstellung des optischen Systems angehalten wird, wenn das Signal einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann ein vergleichsweise großer Helligkeitskontrast dazu führen, daß die Antriebsvorrichtung gestopt wird, bevor der korrekte Fokussierungszustand erreicht ist, während sie bei einem vergleichsweise kleinen Helligkeitskontrast erst nach Erreichen der korrekten Fokussierungsposition angehalten werden kann. Um diesem Nachteil zu begegnen, ist es möglich, den Spitzenwert in Abhängigkeit von der allgemeinen Objekthelligkeit durch eine geeignete Rückkopplungsschleife zu verändern. Eine solche Rückkopplungsschleife liefert allerdings nur unbefriedigende Ergebnisse, wenn die Differenz des Ausgangssignals des optoelektronischen Wandlerelementes vor und hinter der korrekten Fokussierungsposition im Vergleich zum Maximalwert relativ klein ist, d.h. wenn das bereits erwähnte Maximum des Ausgangssignals vergleichsweise flach ist. Dies ist insbesondere bei kontrastarmen und/oder relativ dunklen Bildern der Fall«

Weiterbildungen der Erfindung, die die hieraus resultierenden Nachteile beseitigen sollen, liegt die Aufgabe zugrunde, den Spitzenwert des von dem optoelektronischen Wandlerelement gelieferten Ausgangssignals, der den korrekten Fokussierungszustand kennzeichnet, derart umzuwandeln, daß der Fokussierungszustand vor, bei und nach Erreichen der korrekten Einstellung des optischen Systems klar unterscheidbar ist, auch wenn die entsprechenden Änderungen des Ausgangssignals des optoelektronischen Wandlerelementes vergleichsweise klein sind. Ein wichtiges kennzeichnendes Merkmal von Vorrichtungen, mittels derer diese Aufgabe gelöst wird, besteht darin, daß ein Differenzierglied vorgesehen ist, mittels dessen das der Hüllcurve der Wechselkomponenten des Ausgangssignales des optoelektronischen Wandlerelementes entsprechende Signal differenziert wird. Das differenzierte Signal hat an derjenigen Stelle, an dem das Originalsignal das der korrekten Fokussierungsposition entsprechende Maximum aufweist, einen Nulldurchgang. Dieser

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kann z.B. mit Hilfe von Komparatorschaltungen leicht ermittelt land zur Steuerung der Antriebsvorrichtung zur Verstellung des optischen Systems herangezogen werden.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in perspektivischer teilweise geschnittener Darstellung eine rotierbare Anordnung zur Helligkeitsmessung, die in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung Verwendung findet,

Fig. 2 zeigt einen Achsialschnitt derselben Anordnung,

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine andere Ausführungsform der Anordnung zur Helligkeitsmessung,

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Anordnung,

Fig. 5 und 6 zeigen in perspektivischer Darstellung bzw. als Achsialschnitt eine weitere Variante der rotierbaren Anordnung zur Helligkeitsmessung,

Fig. 7 und 8 zeigen - ebenfalls in perspektivischer Darstellung bzw. als Achsialschnitt - eine fünfte Ausführungsform der Anordnung,

Fig. 9 zeigt in perspektivischer Darstellung eine rotierbare Anordnung zur Helligkeitsmessung mit nur einer spiegelnden Fläche,

Fig.10 zeigt das Schaltschema einer Steuerschaltung zur Verarbeitung des von der Anordnung zur Helligkeitsmessung gelieferten Ausgangssignals,

Fig.11 zeigt ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf dieses Ausgangssignals,

Fig.12 zeigt eine Schaltung, anhand derer ein weiteres Schaltungsprinzip veranschaulicht werden soll,

Fig.13a bis 13b zeigen den zeitlichen Verlauf einiger in der Schaltung gemäß Fig. 12 auftretender Signalspannungen,

Fig.14 bis 21 zeigen weitere Schaltungen für eine Vorrichtung zur Fokussierung gemäß der Erfindung.

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Die in Fig. 1 bis 4 dargestellten Anordnungen zur Helligkeitsmessung bzw. zur Ermittlung von Helligkeitsunterschieden, d.h. des Helligkeitskontrastes innerhalb eines Abtastfeldes beinhalten eine aus wenigstens einem Glasfaser-Lichtleiter bestehende rotierbare Spiegelanordnung. Die obere Endfläche Jedes Lichtleiters bildet eine Lichteintrittsfläche 1a, die untere Endfläche dient als Lichtaustrittsfläche 1b. Die Lichteintrittsfläche 1a liegt stets in einer vorbestimmten Bildebene 13 und wandert längs einer durch einen bestimmten Radius definierten kreisförmigen Bahn um ein Rotationszentrum c, das durch einen an die erwähnte Lichtaustrittsfläche 1b anschließenden um seine Längsachse rotierenden geradlinigen Teil 1c definiert ist. Unmittelbar unter der Lichtaustrittsfläche 1b befindet sich ein stationär angeordnetes optoelektronisches Wandlerelement 4. Die Entfernung, in welcher die Lichteintrittsfläche 1a auf ihrer kreisförmigen Bahn um den geradlinigen Teil 1c wandert, ist bei den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Anordnungen mit r bezeichnet. Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung besitzt drei Glasfaser-Lichtleiter, deren Lichteintrittsflächen von dem gemeinsamen Rotationszentrum c die Abstände r^, r~ bzw. r, haben. Durch die Verwendung dreier Glasfaser-Lichtleiter wird die Meßempfindlichkeit der Anordnung vergrößert. Das aus den Glasfaser-Lichtleitern gebildete optische Element, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, besitzt einen bzw. drei abgebogene Bereiche 1d, die sich von dem geradlinigen Teil 1d mit geeigneter Krümmung zu den die Lichteintrittsflächen 1a bildenden oberen Endflächen erstrecken.

Im folgenden sei die rotierbare Anordnung zur Helligkeitsmessung anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert: Mit 2 ist eine Abschirmplatte bezeichnet, in der eine kleine Bohrung 3 angebracht ist. Diese Bohrung 3 ist nur geringfügig größer als der Kreis, der durch einen der genannten Entfernung r entsprechenden Radius definiert ist. Die sich unmittelbar unter der Abschirmplatte 2 erstreckende Ebene, in welcher die Kreisbahn liegt, welche die Lichteintrittsfläche 1a beschreibt,

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wenn das optische Element 1 rotiert, entspricht der Bildebene 13. Obwohl es nicht unbedingt notwendig ist, daß die Abschirmplatte 2 genau in einem vorbestimmten Abstand von der Bildebene 13 angeordnet ist, sollte die kleine Bohrung 3 kreisrund und größer sein als der durch die Entfernung r definierte Kreis. Der Rand der Bohrung 3 sollte keine Beugungserscheinungen auf der Lichteintrittsfläche 1a verursachen. Es sei erwähnt, daß die Entfernung r zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt ist. Sie liegt in Wirklichkeit in der Größenordnung von 0,2 mm bis 1,5 mm. Bei einer photographischen Kamera mit einem bildverkleinenden Objektiv beträgt sie z.B. vorzugsweise 0,6 mm, während sie bei einer Projektion in vergrößertem Maßstab wesentlich größer sein kann. Der geradlinige Teil 1c ist dicht von einer Mantelröhre 5 umgeben, die einerseits einen Lichtaustritt oder einen Lichteintritt in diesem Teil verhindert und andererseits als Trägerteil für das optische Element 1 dient das um diesen geradlinigen Teil 1c rotiert. Mit 6 ist eine auf der Mantelröhre 5 angebrachte Riemenscheibe bezeichnet, die mit einer weiteren Riemenscheibe 10 zusammenwirkt. Letztere ist auf der Welle eines Motors 9 angebracht. Die Antriebsbewegung dieses Motors 9 wird über einen die beiden Riemenscheiben 6 und 10 umschlingenden Riemen 11 auf das optische Element 1 übertragen. Die Rotation des optischen Elementes 1 liegt in der Größenordnung von einigen hundert bis zu einigen tausend Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise bei viertausend Umdrehungen pro Minute. Die Mantelröhre 5 ist in zwei Lagerelementen 7 und 8 gelagert. Das unmittelbar unter der von der unteren Endfläche des optischen Elementes 1 gebildeten Lichtaustrittsfläche 1b stationär angeordnete optoelektronische Wandlerelement 4 wird von den aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Strahlen beleuchtet und liefert zwischen den beiden Anschlüssen 15 und 16 ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal. Das optoelektronische Wandlerelement 4 kann ein aktives Element, beispielsweise eine Photozelle, oder ein passives Element, beispielsweise ein mit einer separaten Versorgungsquelle verbundener Photowiderstand, sein.

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Während das Element 1 bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel von dem separat angeordneten Motor 9 angetrieben wird, ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der geradlinige Teil 1c des Elementes 1 konzentrisch zur Rotationsachse des Motors 9 angeordnet. Diese Anordnung sichert einen besonders gleichförmigen Lauf des Elementes 1. Der Motor 9 ist hier an einem Trägerteil 12 befestigt, wobei die Mantelröhre 5 als Ankerwelle des Motors dient. Der geradlinige Teil 1c des Elementes 1 ist durch die Mantelröhre 5 hindurchgeschoben und innig mit ihr verbunden. Es -ist ein Vorteil des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels, daß die Mantelröhre 5 im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 selbst bei hoher Rotationsgeschwindigkeit des Elementes 1 keiner Biegebeanspruchung unterworfen wird. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bewirkt hingegen die von dem Riemen 11 auf den geradlinigen Teil 1c ausgeübte hohe Zugspannung notwendigerweise eine Durchbiegung der Mantelröhre 5.Da es bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel unmöglich ist, eine geeignete mechanische Untersetzung zwischen der Antriebsquelle und dem Element 1 anzuordnen, da letzteres gleichförmig mit dem Läufer des Motors 9 rotiert, muß dessen Umdrehungsgeschwindigkeit direkt mit Hilfe elektrischer Mittel auf die gewünschte Umdrehungszahl eingestellt werden.

Die bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 verwendeten Glasfaser-Lichtleiter stellen insofern einen Grenzfall für die rotierbare Spiegelanordnung dar, als es sich bei ihnen um Elemente mit Totalreflektion und praktisch zahllosen reflektierenden Flächen handelt. Fig. 5 bis 9 zeigen rotierbare Spiegelanordnungen die über nur zwei bzw. eine spiegelnde Fläche verfügen. Fig. 5 und 6 zeigen in perspektivischer Darstellung bzw. als Achsialschnitt eine rotierbare Anordnung 101 zur Helligkeitsabtastung. Die Lichteintrittsfläche wird von der Oberseite eines lichtstreuenden Körpers 101a, z.B. einer Mattscheibe, gebildet, die im Abstand r von der Rotationsachse c angeordnet ist. Mit 110

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ist ein Prisma bezeichnet, das zwei reflektierende Flächen 111 bzw. 112 besitzt. Die Fläche 111 spiegelt das von dem Körper 1O1a herkommende Licht, das der momentanen Beleuchtungsstärke in der Bildebene entspricht, zu der Fläche 112, die es längs der Rotationsachse c auf die wirksame Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes 4 umlenkt. Die Lichtaustrittsfläche des Elementes 101 zur Helligkeitsmessung ist mit 101b bezeichnet. Der konzentrisch zur Rotationsachse c liegende geradlinige Teil trägt die Bezeichnung 101c.

Das in Fig. 7 und 8 dargestellte mit 201 bezeichnete Element zur Helligkeitsmessung gleicht dem vorangehend beschriebenen Element. Der einzige Unterschied besteht darin, daß an Stelle des Prismas 110 zwei Spiegel 211 bzw. 212 zur Strahlenumlenkung dienen.

Das in Fig. 9 dargestellte mit 301 bezeichnete Element besitzt nur einen einzigen Spiegel 311» der die von der Unterseite des lichtstreuenden Körpers 101a ausgehenden Strahlen direkt auf die wirksame Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes umlenkt.

In Fig. 10 ist eine elektrische Schaltungsanordnung der Vorrichtung zur Fokussierung dargestellt, die von dem vorangehend beschriebenen rotierbaren Element zur Messung des Helligkeitskontrastes innerhalb eines begrenzten in der Bildebene gelegenen Abtastfeldes Gebrauch macht. Die Schaltung dient dazu das von dem optoelektronischen Wandlerelement 4 gelieferte den Augenblickswerten der auf seiner wirksamen Oberfläche herrschenden Helligkeit entsprechende Signal in geeigneter Weise zu verarbeiten.

Die Schaltung besitzt folgenden Aufbau: Der erste Anschluß

15 des optoelektronischen Wandlerelementes 4 ist geerdet, d.h. mit dem Massepotential verbunden. Der andere Anschluß

16 steht über einen Kondensator 17 mit einem Pegelwandler 30 in Verbindung. Dieser in der Zeichnung mit strichlier-

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ten Linien umgebene Pegelwandler 30 beinhaltet im wesentlichen einen Verstärker 18, einen Transformator 19 sowie eine Schaltungseinheit 29 zur automatischen Pegelsteuerung, die als Schaltungblock dargestellt ist. Der Kondensator 19 ist über den Verstärker 18 mit der Primärseite des Transformators 19 verbunden. Auf seiner Sekundärseite besitzt der Transformator 19 drei Anschlußklemmen 20, 21 bzw. 22. Die mittlere Anschlußklemme 20 ist geerdet. Die Anschlußklemme 21 dient zusammen mit der mittleren Anschlußklemme 20 zum Anschluß eines Ohrhörers 23. Die Klemme 22 ist mit der Anode einer Diode 24 sowie mit der Kathode einer Diode 25 verbunden. Die Kathode der Diode 24 ist über einen Schalter 26 mit einem Servomechanismus 27 verbunden, der einem Einstellgied zur Fokussierung des optischen Systems zugeordnet ist. Die Anode der Diode 25 ist mit dem Eingang der Schaltungseinheit zur automatischen Pegelsteuerung verbunden. Dieser Eingang ist ferner über einen Kondensator 31 mit dem Massepotential verbunden. Es ist ferner eine Anzeigevorrichtung 28 (z.B. ein Voltmeter) zur Anzeige des jeweiligen Fokussierungszustandes vorgesehen, die zwischen die vom Schalter 26 zu dem Servomechanismus 27 führende Verbindung und Massepotential geschaltet ist.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der in Fig. 10 dargestellten Schaltung in Verbindung mit einer der in Fig. 1 bis 9 dargestellten Anordnungen näher erläutert: Der durch die in der Abschirmplatte 2 angebrachte kleine Öffnung 3 hindurchtretende Lichtstrom soll in einer vorgegebenen Bildebene fokussiert werden. In dieser Bildebene 13 befindet sich die Lichteintrittsöffnung 1a, die von dem Motor 9 angetrieben wird und dabei längs der oben beschriebenen Kreisbahn rotiert. Der erwähnte Lichtstrom tritt teilweise in die Lichteintrittsfläche 1a ein und gelangt durch den gebogenen Teil 1d und den geradlinigen Teil 1c des Elementes 1 zur Lichtaustritt sf lache 1b. Von dort fällt er auf einen Teil der wirksamen Oberfläche 14 des optoelektronischen Wandlerelementes 4. Mithin wird nur ein Teil dieser wirksamen Ober-

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fläche 14 beleuchtet, und zwar handelt es sich um das Feld, das der Bewegungsbahn der Lichtaustrittsfläche bzw. -flächen der Jeweiligen Anordnungen (Fig. 1 bis .9) entspricht. Der übrige Bereich der wirksamen Oberfläche 14 wird nicht verwendet. Wenn der Bildteil, der in der Bildebene auf das von der rotierenden Lichteintrittsfläche 1a abgetastete kreisringförmige Abtastfeld projiziert wird, Helligkeitsunterschiede, d.h. ein Helligkeitskontrast, auftritt, ändert sich die gemessene Helligkeit entsprechend in Abhängigkeit von der Zeit. Entsprechend ändert sich die Beleuchtungsstärke auf der wirksamen Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes 4 in Abhängigkeit von der Zeit. Damit entsteht zwischen den beiden Anschlüssen 15 und 16 eine Spannungsänderung, Diese wiederholt sich periodisch, wobei die Periodendauer durch die Zeit gegeben ist, in der die Lichteintrittsfläche 1a ihre Kreisbahn einmal durchläuft. Fig,11 zeigt ein Beispiel für diese Spannungsänderung. Auf der Abszissenachse ist die Zeit aufgetragen. Die Ordinatenachse zeigt die Ausgangsspannung des optoelektronischen Wandlerelementes 4 an, die den erwähnten Änderungen der Beleuchtungsstärke entspricht. Der Zeitabschnitt Δ Τ entspricht einem Abtastzyklus, d.h. einer vollen Umdrehung der Lichteintrittsflächeia. Der zeitliche Verlauf der in Fig. 6 dargestellten Spannung hängt - wie erwähnt - von dem auf das von der Lichteintrittsflache 1a beschriebene Abtastfeld in der Bildebene projizierten Bildteil ab und besitzt eine Wechselspannungskomponente, falls dieser Bildteile Helligkeitsunterschiede aufweist. Diese an dem Anschluß 16 auftretende Wechselspannungskomponente besitzt ihre (in Fig. 6 mit V„ bezeichnete) größte Amplitude, wenn das Bild genau in der Bildebene 13 fokussiert ist. Dies gilt auch dann, wenn die eigentliche Objekthelligkeit konstant bleibt. Somit ergibt sich bei der Ermittlung des Fokussierungszustandes bei gleichem von dem Objekt ausgehenden Lichtstrom bei extrem ungenauer Fokussierung in der Bildebene 13 ein sehr geringer Helligkeitskontrast in dem kreisbogenförmigen Abtastfeld, das bei der Rotation der Lichteintrittsfläche 1a bestrichen wird. Diesem geringen Helligkeits-

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kontrast entspricht eine sehr flache Schwingungsform mit kleiner Amplitude der in Fig.11 dargestellten Ausgangsspannung des optoelektronischen Wandlerelementes 4. Je mehr man sich dem korrekten Fokussierungszustand nähert, um so größer wird die Amplitude der Wechselspannungskomponenten. Der Maximalwert der Ausgangswechselspannung Vj, dient bei der Vorrichtung zur Ermittlung der korrekten Fokussierung des optischen Systems.

Im folgenden sei der Spannungsgewinn an dem Anschluß 16 des optoelektronischen Wandlerelementes 4 betrachtet. Wenn das Element zur Messung der Helligkeit nur einen einzigen Glasfaser-Lichtleiter besitzt, wie dies bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 der Fall ist, besteht das Abtastfeld der.Lichteintrittsfläche 1a aus einem einzigen schmalen Kreisring. Wenn der Helligkeitskontrast des auf diesem schmalen Kreisring projezierten Bildes sehr gering ist, ist der Signalverlauf gemäß Fig. 6 vergleichsweise flach, d.U. der Wechselspannungsanteil besitzt nur eine kleine Amplitude, so daß die Messung dieser Wechselspannungskomponenten Y„ schwierig ist. Wenn hingegen das Abtastfeld eine Vielzahl von Glasfaser-Lichtleitern beinhaltet, deren zugehörige Lichteintrittsflächen von der gemeinsamen Rotationsachse in unterschiedlichen Abständen r*, r_o bzw. r, angeordnet sind, wie dies bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung der Fall ist, wird das von den betreffenden Lichteintrittsflächen definierte Abtastfeld entsprechend größer, und das Ausgangssignal des optoelektronischen Wandlerelementes 4 entspricht der Summe der Ausgangssignale, die von den Helligkeitsanteilen der einzelnen Lichteintrittsflächen erzeugt werden. Aus dieser Vergrößerung des in der Bildebene 13 gelegenen Abtastfeldes durch Verwendung einer Vielzahl von Lichtleitern ergibt sich, daß die Ausgangswechselspannung V_H stark ansteigt und damit eine Verstärkung des Signals zur Bestimmung des Fokussierungszustandes erreicht wird, wenn auf irgendeiner der von den einzelnen Lichteintrittsflachen überstrichenen Kreisringflächen Bildteile mit hohem Kontrast projiziert werden.

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Die Ausgangswechselspannung V„ wird um so größer, je schärfer das Bild projiziert wird, d.h. je mehr sich das optische System seinem korrekten Fokussierungszustand nähert. Die in dem Ausgangssignal des optoelektronischen Bauelementes k enthaltene Gleichspannungskomponente, die für die Messung nicht benötigt wird, wird durch den in die Verbindung zwischen dem Anschluß 16 und dem Eingang des Verstärkers 18 eingefügten Kondensator 17 abgeblockt. Das durch den Kondensator 17 ausgesiebte Wechselstromsignal wird dem Transformator 19 zugeführt, nachdem es in dem Verstärker 18 verstärkt wurde. Infolgedessen kann in dem an die Klemmen 20 und 21 auf der Sekundärseite des Transformators 19 angeschlossenen Ohrhörer 23 ein dem verstärkten Wechselspannungssignal entsprechender pulsierender Ton vernommen werden. Dieser Ton ist ein kontinuierliches Summen, wenn das Detektorelement mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Er besitzt seine höchste Lautstärke, wenn das Bild genau fokussiert ist und wird allmählich leiser, wenn das optische System aus dem korrekten Fokussierungszustand herausbewegt wird. Falls der Helligkeitskontrast in dem von der Lichteintrittsfläche 1 abgetasteten Kreisringfläche projizierten Bildteil fein verteilt ist, ist die Frequenz entsprechend hoch und der Klang wird als hoher Spitzenton vernommen. Die korrekte Fokussierung kann demnach durch Betätigung des entsprechenden Einstellgiedes vorgenommen werden, wobei dieses Einstellglied so lange bewegt wird, bis sich die höchste Lautstärke ergibt. Durch dieses Verfahren kann also auch ein dunkles Objekt, das von infraroten Strahlen beleuchtet wird und für das unbewaffnete Auge nicht sichtbar ist, durch Beobachtung der Lautstärke gut fokussiert werden. Die Tatsache, daß der in dem Ohrhörer vernehmbare Klang nicht nur lauter sondern auch reicher an Obertönen wird, wenn sich das optische System der korrekten Scharfeinstellung nähert, erleichtert die Fokussierung. Die Scharfeinstellung kann auch von Benutzern durchgeführt werden, deren Sdxvermögen außerordentlich schlecht ist, und die beispielsweise an Weitsichtigkeit (Hyperopie) oder an Amblyopie leiden.

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Die Fokussierung des optischen Systems ohne Zuhilfenahme der Lautstärkebewertung erfolgt auf folgende Weise: Das an der Anschlußklemme 22. des Transformators 19 anliegende Wechselstromsignal wird durch die Diode 24 gleichgerichtet und von der Anzeigevorrichtung 28 angezeigt, wenn der Schalter 26 geschlossen ist. Die gleichgerichtete Spannung ,,'die der Amplitude der Wechselspannung proportional ist, wird um so größer, je besser die Scharfeinstellung des optischen Systems ist. Um eine optimale Scharfeinstellung zu erhalten, muß das entsprechende EinstellgLed des optischen Systems also so lange bewegt werden, bis der von der Anzeigevorrichtung 28 angezeigte Wert ein Maximum erreicht.

Zur selbsttätigen Fokussierung, d.h. zur automatischen Scharfeinstellung wird das durch die Diode 24 gleichgerichtete Signal dem Eingang des Servomechanismus 27 zugeführt. Der Servomechanismus 27 verstellt das optische System so lange, bis die Wechselstromkomponente V_H der Ausgangsspannung des optoelektronischen Wandlerelementes 4 einen Maximalwert erreicht. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele für eine entsprechende Regelschaltung werden weiter unten anhand von Fig. 12 bis 21 erläutert.

In der Praxis ändert sich die Helligkeit, die mit Hilfe des rotierenden Detektorelementes in der Bildebene gemessen werden soll, in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit innerhalb eines außerordentlich großen Bereiches. Außerdem treten während der Scharfeinstellung häufig abrupte Helligkeitsänderungen ein. In diesen Fällen ändert sich der Pegel des an dem Anschluß 16 des optoelektronischen Wandlerelementes 4 auftretenden Ausgangssignal ebenfalls beträchtlich. Die zwischen der Anschlußklemme 2 des Transformators 19 und dem Eingang des Verstärkers 18 angeordnete Schaltung zur automatischen Pegelsteuerung verhindert,daß der von der Anzeigevorrichtung 28 angezeigte Wert einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet oder der Servomechanismus 27 übersteuert wird. Aus diesem Grunde können sowohl die automatische Scharfeinstellung

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des optischen Systems als auch die Messung des Fokussierungszustandes unabhängig von der Beleuchtungsstärke ii der Bildebene durchgeführt werden.

Das in der Bildebene liegende Abtastfeld befindet sich in der Praxis im Bereich der optischen Achse des bilderzeugenden optischen Systems. Eine automatische Scharfeinstellung mit Hilfe des Servomechanismus 27 ist deshalb nur möglich, wenn die optische Achse auf das betreffende Objekt gerichtet wird.Bei Aufnahmen mit photographischen Kameras befindet sich der Gegenstand, der mit optimaler Schärfe abgebildet werden soll, jedoch häufig nicht in der Mitte des Bildfeldes, d.h. außerhalb der optischen Achse, wenn der Kamerasucher den gewünschten Bildausschnitt zeigt. Um zu erreichen,daß auch in diesen Fällen der betreffende Gegenstand mit optimaler Schärfe abgebildet wird, wird die optische Achse des optischen Systems zunächst auf diesen Gegenstand gerichtet wobei eine automatische Fokussierung stattfindet. Sodann wird der Schalter 26 geöffnet und die Kamera so gerichtet, daß im Sucher der gewünschte Bildausschnitt erscheint. Somit erweist sich die Möglichkeit, das dem Servomechanismus 27 zugeführte Wechselstromsignal durch Betätigung des Schalters 26 beliebig zu unterbrechen, als überaus nützlich.

Es seien noch einmal zusammenfassend die wichtigsten Merkmale der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele und ihre Vorteile gegenüber dem Stand der Technik dargelegt: Während bei bekannten Anordnungen, bei denen das optoelektronische Wandlerelement selbst eine Schwingbewegung ausführen muß, nur dann eine gute Scharfeinstellung möglich ist, wenn in der Bildebene in dem durch die Schwingbewegung definierten engen linearen Abtastfeld ein sehr großer Helligkeitskontrast besteht, liefert das bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendete Detektorelement, dessen Lichteintrittsfläche in einem irr der Bildebene gelegenen Abtastfeld mit konstanter Abtastgeschwindigkeit rotiert, Meßwerte von höchster Genauigkeit. Andere bekannte Anordnungen, bei denen das

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optoelektronische Wandlerelement selbst rotiert, haben den Nachteil, daß das von ihm abgegriffene Ausgangssignal häufig von Störspannungen überlagert ist. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann dieser Nachteil nicht auftreten,da das optoelektronische Wandlerelement stationär angeordnet ist und von einem rotierenden als Spiegelanordnung ausgebildeten Detektorelement beaufschlagt wird. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß nur ein kleiner Bereich der wirksamen Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes tatsächlich zur Messung benutzt wird, so daß auch die eingangs erwähnte Fehlermöglichkeit ausgeschaltet ist, die auf in der Praxis unvermeidbaren Ungleichförmigkeiten der Wandleroberflächen beruht. Da der Messung des Fokussierungszustandes die aus dem Ausgangssignal des optoelektronischen Wandlerelementes ausgesiebte Wechselstromkomponente zugrunde liegt, die für den innerhalb des Abtastfeldes herrschenden Helligkeitskontrast kennzeichnend ist, wird die Meßgenauigkeit auch durch eine bei langvjährigem Gebrauch mögliche Verschlechterung oder Änderung im optischen Übertragungsweg zwischen der Lichteintrittsfläche und der wirksamen Oberfläche des Wandlerelementes nicht wesentlich beeinträchtigt.

Die sich aus der automatischen Pegelsteuerung bei der Weiterverarbeitung des Wandlerausgangssignals ergebenden Vorteile wurden bereits angesprochen. Sie bestehen im wesentlichen darin, daß sowohl die automatische als auch die auf Grund eines akustischen oder optischen Signals erfolgende manuelle Scharfeinstellung selbst bei größten Helligkeitsunterschieden zuverlässig durchgeführt werden können. Die auf der Bewertung eines akustischen Signals beruhende Fokussierungsmöglichkeit ist deshalb von ganz außerordentlicher Bedeutung, weil sie eine korrekte Scharfeinstellung auch bei völliger Dunkelheit unter Infrarotbeleuchtung des Objektes und/ oder für Personen mit sehr schlechtem Sehvermögen ermöglicht.

Im folgenden sei die in Fig« 12 dargestellte Schaltung näher erläutert! Mit 4 ist wieder das optoelektronische Wandler-

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element bezeichnet, das von einem der in Fig. 1 bis 9 dargestellten rotierbaren Detektorelemente mit einem Beleuchtungssignal beaufschlagt wird, das den an den einzelnen Punkten des Abtastfeldes herrschenden Helligkeitswerten entspricht. Falls der auf dem Abtastfeld projizierte Bildteil Helligkeitskontraste aufweist, besitzt das Ausgangssignal des optoelektronischen Wandlerelementes 4 die in Fig. 12 oben links schematisch algedeutete Gestalt. Die Grundfrequenz der Wechselkomponenten dieses Signals entspricht wieder der Rotationsgeschwindigkeit des rotierbaren Detektorelementes. Die Amplitude wächst in dem Maße an, in dem sich das optische System dem korrekten Fokussierungszustand annähert und umgekehrt. Der Kondensator 17 zur Abriegelung der Gleichspannungskomponenten, der Verstärker 30 und der Gleichrichter 24 entsprechen den gleichnamigen Bauteilen der Schaltung gemäß Fig. 10. Die Schaltung gemäß Fig. 12 besitzt ferner einen Kondensator 40 und einen Widerstand 41, die als Glättungsglied dienen, sowie einen Kondensator 42 und einen Widerstand 43, die ein Differenzierglied mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten bilden. Mit 50 ist ein Komparator bezeichnet, der dann und nur dann ein negatives Ausgangssignal liefert, wenn die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 42, 43 negativ ist. Mittels eines mit 46 bezeichneten Potentiometers wird dem invertierenden Eingang des Komparators 50 eine konstante Vergleichsspannung zugeführt. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 50 wird durch eine separate Spannungsquelle 54 und ein zu dieser parallel geschaltetes Potentiometer 45 vorgespannt. Der Ausgang des Komparators 50 ist mit der Basis eines Transistors 53 verbunden, der dann in seinen nichtleitenden Zustand gesteuert wird, wenn das Ausgangssignal des Komparators 50 positiv ist. Im Kollektorkreis des Transistors 53 befindet sich die Erregerspule 541 eines Relais 54. Ein Kontakt 542 dieses Relais 54 befindet sich im EinschaltStromkreis eines Antriebsmotors 62 zur Betätigung des Einstellgliedes für die Fokussierung des optischen Systems. Der Relaiskontakt 542 ist ein Arbeitskontakt, d.h. der Stromkreis für den Motor 52 ist dann eingeschaltet, wenn das Relais 54 erregt ist.

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Insgesamt bildet der in der Darstellung Gemäß Fig. 12 rechts von der Kathode der Diode 24 liegende Schaltungsteil den in Fig. 10 mit 27 bezeichneten Servomechanismus.

Fig. 13a zeigt den Verlauf der Spannung N an der Kathode der Diode 24 in Abhängigkeit von der Entfernungseinstellung des optischen Systems für ein in einer vorgegebenen Entfernung befindliches Objekt. Auf der Abszissenachse ist die Entfernungseinstellung von t*> bis 0,5 m aufgetragen. Die Spannung N hat bis zu einem Abszissenwert a den Wert Null«, Dann steigt sie bis unmittelbar vor den der korrekten Fokussierung entsprechenden Abszissenwert b an, besitzt bei diesem ihren Maximalwert und fällt wieder ab, bis sie bei dem Abszissenwert c wieder den Wert Null erreicht. Der Abszissenwert b entsprio-ht der Entfernung des abzubildenden Gegenstandes. In der Darstellung gemäß Fig. 13a verschiebt sich das Maximum also nach links oder rechts, wenn dieser Gegenstand eine größere Entfernung zu dem optischen System besitzt bzw. ihm näher liegt.

Eig. 13b zeigt den Verlauf der Spannung P an dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 42 und dem Widerstand 43. Dieser Spannungsverlauf bildet dasAusgangssignal des Differenziergliedes 42, 43. In dem Bereich zwischen dem Abszissenwert a und dem der korrekten Fokussierung entsprechenden Abszissenwert b ist diese Spannung positiv, da die am Eingang des Differenziergliedes liegende Spannung N in diesem Bereicht ansteigt und der Kondensator 42 demnach aufgeladen wird. In dem Punkt b in Fig. 13a besitzt die Spannung N ihren Spitzenwert. Dementsprechend ist die Spannung P in diesem Punkt Null. (Fig. 13b). Zwischen b und c ist die Spannung P negativ, da die Spannung N in diesem Bereich abfällt und der Kondensator 42 entladen wird. Die sich bei der Verstellung des optischen Systems ändernde Wechselspannungskomponente des von dem optoelektronischen Wandlerelement 4 gelieferten Ausgangssignal wird also durch das Differenzierglied derart umgewandelt, daß an dessen Ausgang ein positives Signal erscheint, so lange sich das optische System der optimalen

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Scharfeinstellung nähert. Im korrekten Fokussierungspunkt nimmt das Signal den Wert Null an und wird negativ, wenn das optische System über diesen Punkt hinaus weiter verschoben wird. Damit eignet sich das Ausgangssignal des Differenziergliedes 42, 43 zur Steuerung eines Antriebsmotors für eine selbsttätige Scharfeinstellung. Um das optische System in der der optimalen Scharfeinstellung entsprechenden Position anzuhalten, muß der Antriebsmotor 62 in dem Augenblick gestopt werden, indem die in Fig. 13b dargestellte Spannung P den Wert Null annimmt oder zumindest unmittelbar danach.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der in Fig. 12 dargestellten Schaltung näher erläutert: Die separate Spannungsquelle 44 und das Potentiometer 45 sind so eingestellt, daß die Eingangsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang des !Comparators 50 größer ist als die an dem invertierenden Eingang liegende Spannung, falls die Spannung P am Ausgang des Differenziergliedes 42, 43 Null oder positiv ist, so daß letzterer in diesem Fall ein positives Ausgangssignal liefert. Das Ausgangssignal des !Comparators 50 ist dementsprechend positiv, wenn das optische System von der Einstellung co zu dem Einstellpunkt a bewegt wird, und die Spannung P den Wert Null hat, sowie dann, wenn das optische System von dem Einstellpunkt a bis unmittelbar vor den Einstellpunkt b bewegt wird, und die Spannung P positiv ist. In diesem von dem Einstellpunkt <*> bis unmittelbar vor den Einsbellpunkt b reichenden Bereich ist dementsprechend der Transistor 53 leitend, so daß die Relaisspule 541 stromdurchflossen ist. Der Kontakt 542 ist somit geschlossen und der Motor 62 daher eingeschaltet. Unmittelbar nach--dem das optische System über den korrekten Fokussierungspunkt hinaus verstellt wird, wird die Spannung P negativ. Infolgedessen wird auch das Ausgangssignal des Komparators 50 negativ, so daß das Relais 54 aberregt wird und der Kontakt 542 öffnet. Dadurch wird der Motor 62 ausgeschaltet. Das optische System wird dementsprechend in einer Position gestopt, die unmittelbar hinter der der optimalen Scharfeinstellung entsprechenden Position liegt.

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Im folgenden sei die in Fig. 14 dargestellte Schaltung erläutert: Der zwischen dem optoelektronischen Wandlerelement 4 und dem Ausgang des Differenziergliedes 42, 43 liegende Schaltungsteil stimmt mit dem entsprechenden Abschnitt der in Fig. 12 dargestellten Schaltung überein.

Mit 80 ist ein Komparator bezeichnet, der ein negatives Ausgangssignal liefert, wenn die Spannung P Null oder positiv ist, und ein positives Ausgangssignal, wenn die Spannung P negativ ist. Außer den erwähnten Schaltungselementen besitzt die Schaltung einen Lastwiderstand 81, einen Transistor 82, ein Relais 83 mit einer Erregerspule 831 und einem Umschaltekontakt 823 sowie einen manuell betätigbaren Schalter 84, der normalerweise geschlossen ist und der geöffnet werden kann, wenn das optische System nach erfolgter Scharfeinstellung auf einen Bildausschnitt gerichtet wird, bei dem sich der scharf abzubildende Gegenstand nicht im Bereich der optischen Achse befindet. Die Funktion dieses Schalters 84 entspricht somit der des Schalters 26 in Fig. 10. Der Relaiskontakt 832 ist so angeordnet, daß der Schalter 84 mit Massepotential verbunden ist, so lange die Erregerspule 831 stromdurchflossen ist. Der Motor 62 ist mit Massepotential verbunden, wenn kein Strom durch die Relaisspule 831 fließt.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der in Fig. 14 dargestellten Schaltung unter Bezugnahme auf die in Fig. 13a bis 13c dargestellten Diagramme erläuterts Der Ausgangszustand ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter 84 geöffnet ist,der Relaiskontakt 832 mit dem Motor 62 verbunden ist und das optische System auf die Entfernung unendlich eingestellt ist. Wenn die beiden Speisespannungsschalter 85 und 86 geschlossen werden, wird der Motor 62 eingeschaltet. Das optische System bewegt sich daraufhin in Richtung auf die Bildebene. Die Spannung N an der Kathode der Diode 24 ist zunächst in dem Bereich zwischen ca und dem Punkt a gleich Null. Damit ist auch die Spannung P am Ausgang des Differenziergliedes 42,43 gleich Null. Das Ausgangssignal des Komparators 80 ist in

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diesem Bereich infolgedessen negativ. Zwischen dem Punkt a steigt die Spannung N bis unmittelbar vor dem Punkt b an.Die Spannung P ist unterdessen positiv, so daß das Ausgangssignal des !Comparators 80 negativ ist. Der Transistor 82 bleibt dementsprechend nichtleitend, bis das optische System - von dem Einstellpunkt "unendlich" kommend - den richtigen Fokussierungspunkt erreicht. Die Relaisspule 831 bleibt ebensolange stromlos, so daß der Antriebsmotor 62 weiter rotiert. Sobald das optische System um einen geringen Betrag über den richtigen Fokussierungspunkt hinaus bewegt ist, fällt die Spannung N ab, und die Spannung P wird negativ, so daß das Ausgangssignal des !Comparators 80 positiv wird. Infolgedessen wird der Transistor 53 leitend, die Relaisspule 541 wird erregt, so daß der Relaiskontakt 832 betätigt wird. Dieser schaltet den Antriebsmotor 62 aus und schließt mit seiner Arbeitsseite einen Haltestromkreis für das Relais 83» der über den im Ruhezustand geschlossenen Schalter 84 und die Relaisspule 831 zum positiven Pol + B der Versorgungsspannung verläuft. Das optische System wird also angehalten, sobald der richtige Fokussierungspunkt ein klein wenig überschritten ist.

Nach der Entladung des Kondensators 42 über die Widerstände 41 und 43 wird die Spannung P Null, so daß der Transistor 82 wieder nichtleitend wird. Der über den eigenen Kontakt 832 verlaufende Haltestromkreis des Relais 83 bleibt Jedoch geschlossen, so daß das optische System in der Stellung verbleibt, an der es selbsttätig stillgesetzt wurde.

Wenn erneut - z.B. auf einen anderen Gegenstand - automatisch scharf eingestellt werden soll, kann das Objektiv manuell in seine ^Wunendlichⁿ-Stellung bewegt werden, wobei der Schalter 84 vorübergehend geöffnet wird. Die Relaisspule wird dann stromlos, so daß der Kontakt 832 wieder seine Ruheseite schließt und damit den Antriebsmotor 62 erneut einschaltet. Damit befindet sich die Gesamtschaltung wieder in ihrem Ausgangszustand. Der in den Schaltungen gemäß Fig. 12 und

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zwischen dem Differenzierglied 42, 43 und dem Antriebsmotor 61 liegende Schaltungsteil bildet einen Schalter zur Ein-und Ausschaltung des Antriebsmotors 62. Bei der Schaltung gemäß Fig. 12 unterbricht dieser Schaltungsteil den Stromkreis des Antriebsmotors 62 unmittelbar nachdem die Ausgangsspannung P des Differenziergliedes 42, 43 vom Wert "Null" kommend negativ wird. Der betreffende Schaltungsteil bei der Schaltung gemäß Fig. 14 unterbricht den Stromkreis für den Antriebsmotor 62 ebenfalls in diesem Zeitpunkt, hält ihn jedoch darüber hinaus auch dann geöffnet, wenn die Ausgangsspannung P des Differenziergliedes 42, 43 wieder den Wert "Null" annimmt. Der zwischen dem Differenzierglied und dem Antriebsmotor 62 liegende Schalterteil kann selbstverständlich auch in anderer Weise realisiert werden, beispielsweise mittels eines aktiven Elementes wie eines Schalttransistors an Stelle eines Komparator s oder eines Relais.

Bei der in Fig. 15 dargestellten Schaltung wird das optische System ebenfalls automatisch in dem richtigen Fokussierungspunkt gestopts Darüberhinaus wird es elektrisch wieder in die "unendlich"-Stellung zurückgeführt, wenn das Bild eines anderen Objektes fokussiert werden soll. Der Schaltungsabschnitt bis zu dem Komparator 50 stimmt mit dem entsprechenden Schaltungsteil von Fig. 12 bzw.14 überein. Mit 70 ist ein weiterer Komparator bezeichnet. Ein Potentiometer 66 dient zur Einstellung der Vorspannung an seinem invertierenden Eingang. Sie wird so gewählt, daß das Ausgangssignal des Komparators 70 stets positiv ist. Dioden 51, 57 und 71 dienen dazu, Rückwirkungen auf den Eingang zu vermeiden. Mit 52 und 72 sind Basiswiderstände bezeichnet. Transistoren 53» 58 und 73 sind durch die Ausgangssignale der Komparatoren 50 bzw. 70 steuerbar. Ferner ist ein Relais 54 vorgesehen, dessen Spule mit 541 und dessen Kontakt mit 542 bezeichnet sind. Mit 59 ist ein weiteres Relais bezeichnet, dessen Spule und Kontakte die Bezeichnungen 591 bzw. 592 und 593- tragen. Außerdem ist ein drittes Relais 74 -vorgesehen₉ dessen Spule mit 741 und des-

742 bezeichnet ist. Dioden 56, 61 und 76 die-

nen zur Spannungsbegrenzung beim Ausschalten der betreffenden Relaisspulen. Ferner sind zwei Leuchtdioden 55 und 75 sowie ein Funkenlöschkondensator 63 vorgesehen. Der Antriebsmotor 62 zur Verstellung des optischen Systems ist zwischen den Relaiskontakten 542 und 742 angeordnet. Diese sind mit Massepotential verbunden, wenn die betreffenden Relaisspulen 541 bzw. 741 erregt sind. Wenn die Relaisspulen hingegen stromlos sind, sind die betreffenden Kontakte mit dem Pluspol + B der Versorgungsspannung verbunden. Die Relaiskontakte 592 und593» die zusammen betätigt werden, verbinden den Emitter des Transistors 58 bzw. die Basis des Transistors mit Massepotential, wenn die zugehörige Relaisspule 591 erregt ist. Mit 60 ist ein im Ruhezustand geöffneter Schalter bezeichnet, mittels dessen die Bewegung des optischen Systems von der ^Munendlich"-Stellung zur korrekten Fokussierungsposition imitfciiert wird, wenn er geöffnet wird. Der Schalter 60 befindet sich zwischen dem Emitter des Transistors und Massepotential. Mit 77 ist ein Schalter bezeichnet, mittels dessen die Drehrichtung des Antriebsmotors 62 umgekehrt wird, wenn das Bild eines anderen Objektes fokussiert werden soll.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig.15 unter Bezugnahme auf die in Fig. 16 bis 21 dargestellten äquivalenten Schaltungen näher erläutert. Dabei sei zunächst Fig. 16 betrachtet: Ein Schalter 742', dessen eine Kontaktseite mit Masepotential, dessen andere Kontaktseite mit dem Pluspol +.B der Versorgungsspannung und dessen Mittelfeder mit dem Antriebsmotor 62 verbunden ist, entspricht dem Schaltungsabschnitt, der sich bei der Schaltung gemäß Fig. 15 von dem Komparator 70 bis zu dem Relaiskontakt 742 erstreckt. Fig. 16 zeigt den Zustand, in dem das optische System sich in seiner "unendlich^H-Stellung befindet und die Versorgungsspannung eingeschaltet ist. Die an der Kathode der Diode 24 auftretende Spannung N besitzt den Wert Null, wie dies sich aus Fig. 13a für' die "unendlich-Einstellung ergibt. Das Ausgangssignal des Komparators 50 ist dementsprechend positiv

und der Transistor 53 in seinem leitenden Zustand, so daß die Relaisspule 541 erregt und der Kontakt 542 mit Massepotential verbunden ist. Der Motor 62 ist nicht eingeschaltet, da der Schalter 742¹ mit Massepotential verbunden ist. Der normalerweise geschlossene Tastschalter 60 ist in diesem Augenblick geöffnet, so daß kein Strom durch die Relaisspule 591 fließt und damit die beiden Kontakte 592 und 593 geöffnet sind.

Fig. 17 zeigt den Zustand, in dem der Tastschalter 60 vorübergehend geschlossen ist. Durch ihn wird der Emitter des Transistors 58 geerdet, so daß dieser in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, da das Ausgangssignal des Komparators 50 positiv ist. Durch die Erregung der in dem Kollektorkreis des Transistors 58 angeordneten Relaisspule 591 werden die Kontakte 592 und593 .geschlossen. Durch das Schließen des Kontaktes 593 wird der Transistor 53 seinen nichtleitenden Zustand gesteuert, so daß die in seinem Kollektorkreis angeordnete Relaisspule 541 stromlos wird und der Kontakt 542 abfällt und den Pluspol + B der Versorgungsspannung zu dem Antriebsmotor 62 durchschaltet, der daraufhin anläuft. Damit beginnt die Verstellung des optischen Systems von der "unendlich"-Position auf die einer Objektentfernung b entsprechende Position. Auch wenn der Schalter 60 geöffnet wird, verbleiben die übrigen Schaltungsteile in dem vorangehend beschriebenen Zustand, wie dies in Fig. 18 dargestellt ist. Hierin ist die Funktion des Schalters 60 von dem JRelaiskontakt 592 übernommen, der den Emitter des Transistors 58 mit Massepotential verbindet.

Fig. 19 zeigt den Schaltungszustand, in dem die Spannung N an der Kathode der Diode 24 anwächst, das Ausgangssignal des Komparators 50 negativ ist, der Transistor 58 nichtleitend wird und die Relaiskontakte 592 und 593 geöffnet sind. Der Motor 62 bleibt eingeschaltet, da der Transistor 53 nichtleitend ist und die Relaisspule 541 stromlos bleibt, so daß der Relaiskontakt 542 nach wie vor mit dem Pluspol + B der Versorgungsspannung verbunden ist.

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Fig. 20 zeigt den Schaltungszustand, wenn das optische System den richtigen Fokussierungspunkt b erreicht hat. In diesem Punkt b ändert sich die Spannung N nicht, so daß das Ausgangssignal des Komparators 50 positiv wird. Dadurch wird der Transistor 53 in seinen leitenden Zustand gesteuert, die Relaisspule 541 wird erregt und betätigt den Kontakt 542, so daß der Motor 62 ausgeschaltet und das optische System im korrekten Fokussierungspunkt gestopt wird. Nachdem das optische System einmal angehalten ist, ändert sich die Spannung N nicht mehr, so daß das Ausgangssignal des Komparators 50 positiv bleibt. Damit verbleibt das optische System in seiner Stellung und der in Fig. 16 dargestellte Schaltungszustand ist wieder erreicht.

Um das Bild eines anderen Gegenstandes zu fokussieren, muß das Entfernungseinstellglied wieder in die "unendlicfcP-Stellung gebracht werden. Dies geschieht durch Betätigung des Schalters 742', durch die das untere Wicklungsende des Motors 62 mit dem Pluspol + B der Versorgungsspannung verbunden wird. Der Motor 62 wird dadurch umgesteuert und bewegt das optische System in die ^Nunendlich^M-Position. Sobald diese Position erreicht ist, kann der Schalter 742' wieder mit Massepotential verbunden werden, so daß die Schaltung wieder den in Fig. 16 dargestellten Zustand hat.

Abschließend seien noch einmal die wichtigsten Eigenschaften und Vorteile der vorangehend beschriebenen Schaltung kurz dargelegt: Das Signal, dessen Signalwert anwächst, wenn das optische System sich dem richtigen Fokussierungspunkt nähert und wieder kleiner wird, wenn es über diesen Punkt hinaus

e weiter bewegt wird, wird mit Hilfe des Differnziergliedes so beeinflußt, daß dessen Ausgangssignal positiv ist, während das optische System sich dem richtigen Fokussierungspunkt annähert und den Wert "Null" annimmt, wenn der korrekte Fokussierungspunkt erreicht ist und negativ wird, wenn dieser Punkt überschritten wird. Auf diese Weise können drei Zustände, und zwar der Zustand vor Erreichen der korrekten

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Scharfeinstellung _r die korrekte Scharfeinstellung sowie der Zustand nach überschreiten des Scharfeinstellpunktes durch das Ausgangssignal des Differenziergliedes klar voneinander unterschieden werden. Durch Verwendung des Ausgangssignals des Differenziergliedes zur Steuerung des Antriebsmotors zur Verstellung des optischen Systems ergibt sich eine automatische Fokussierung von großer Zuverlässigkeit.

Durch die elektronische Schaltereinheit, mittels derer der Antriebsmotor zur Verstellung des optischen Systems ausschaltbar ist, wenn das Ausgangssignal des Differenziergliedes negativ wird, wird das optische System in einer Position stillgesetzt, die so dicht hinter dem korrekten Fokussierungspunkt liegt, daß praktisch eine genaue Scharfeinstellung erfolgt. Die entsprechende Schaltung des Servomechanismus ist äußerst einfach.

Falls höhere Genauigkeitsanforderungen gestellt werden, empfiehlt sich die in Fig. 15 dargestellte Schaltung, mittels derer das optische System genau im korrekten Fokussierungspunkt angehalten wird ^

Claims

H. SCHROETER - K. LEHMANN

PATENTANWÄLTE
8 München 70 - Lipowakystr.10.-Te·!. 773956

ASAHI KOGAKU KOGYO K.K. y-as-193

17» 2. 1978 Patentansprüche ^ortieoeo

orrichtung zur Fokussierung eines bilderzeugenden opti= sehen Systems, bei welcher durch periodische Abtastung der Helligkeitswerte innerhalb eines in der Bildebene oder einer dazu konjugierten Ebene gelegenen Abtastfeldes unter Zuhilfenahme wenigstens eines optoelektronischen Wandl er element es der vom Fokussierungszustand ab-= hängige Helligkeitskontrast ermittelt und die korrekte Fokussierung durch Feststellung des maximalen Kontrastes bestimmt und/oder selbsttätig eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierbares Detek ■=■ torelement (1, 101, 201, 301) in Form einer Spiegelan=· Ordnung zur Helligkeitsabtastung vorgesehen ist mit einer im Abstand von der Rotationsachse (c) und senkrecht zu ihr angeordneten in der Bildeben© gelegenen Lichteintrittsfläche (Ia₉ 101a), durch die bei der Rotation des Detektorelementes (1, 101, 201, 301) ein aus wenigstens einer Kreisringfläche bestehendes Abtastfeld bestimmt ist und die wenigstens eine reflektierende Fläche (111, 1125 211, 2125 311) besitzt, mittels derer das durch die Lichteintrittsfläche eintretende Licht zu der • Lichtaustrittsfläche umgelenkt wird, daß das optoelektro= nische Wandlerelement (4) unterhalb der im Bereich der Rotationsachse liegenden Lichtaustrittsfläche (1b, 101b) angeordnet ist, derart daß bei der Rotation des rotierbaren Detektorelementes (1, 101, 201, 301) die den verschiedenen Zonen des Abtastfeldes entsprechenden Helligkeitswerte und damit der Helligkeitskontrast stets mit demselben Bereich der wirksamen Oberfläche des optoelektronischen Wandlerelementes (4) ermittelt werden und daß die Amplitude des Ausgangswechselsignals des optoelektr©·= nischen Wandlerelementes (4) die Information zur Anzeige und/oder Eizstellung bzw_o selbsttätigen Regelung des Fokussierurigszustandes bildet»

2e Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeieh-

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ORIGINAL INSPECTED

net, daß das rotierbare Detektorelement (101, 201) einen im Abstand von der Rotationsachse (c) angeordneten lichtstreuenden Körper (101a) umfaßt und daß eine von zwei plan-parallel angeordneten Spiegeln (211, 212) oder von zwei plan^arallelen spiegelnden Flächen (111, 112) eines Prismas (110) gebildete Spiegelanordnung vorgesehen ist, mittels derer das Bild des lichtstreuenden Körpers (101a) in dem Bereich der Rotationsachse und von dort parallel zu dieser zu der am unteren Ende des Detektorelementes angeordneten Lichtaustrittsfläche (101b) bzw. auf die wirksame Oberfläche des darunter befindlichen optoelektronischen Wandlerelementes (4) gespiegelt wird (Fig. 5 bis 8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittsfläche (101a) des rotierbaren Detektorelementes (301) von einem lichtstreuenden Körper (101a) gebildet ist, unterhalb dessen eine einzige spiegelnde Fläche (311) angeordnet ist, welche das Bild dieses Körpers unmittelbar auf die wirksame Oberfläche des im Bereich der Rotationsachse befindlichen optoelektronischen Wandlerelementes (4) spiegelt (Fig. 9).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierbare Detektorelement (1) wenigstens einen Glasfaser-Lichtleiter umfaßt, der einen geraden mit der Rotationsachse zusammenfallenden Teil (1c) sowie einen exzentrisch hiervon abgebogenen Teil (1d) aufweist, daß das Ende des abgebogenen Teiles (1a) die das Abtastfeld bestimmende Lichteintrittsflache und das Ende des geraden Teiles die Lichtaustrittsfläche (1b) bildet (Fig. 1 bis 3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Glasfaser-Lichtleitern (1) vorgesehen ist, deren als Lichteintrittsflächen (1a) dienende abgebogenen Enden unterschiedliche Abstände (r«., Γρ, r^) von der Rotationsachse (c) besitzen.

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6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-» durch gekennzeichnet, daß das rotierbare Detektorelement (1₅ 101, 201, 301) von einem Motor (9) angetrieben wird, dessen Läufer konzentrisch zur Rotationsachs© (c) des Detektorelementes angeordnet ist_o

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet„ daß ein elektrisches Siebglied (17) zur Abriegelung der Gleichstrom- und zur Aussiebung der Wechselstromkomponenten (V™) das Ausgangssignal (Fig. 11) des optoelektronischen Wandlerelementes (4) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7s dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Siebglied ©in als Längsglied geschalteter Kondensator (17) ist«

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche7oder 8_S dadurch gekennzeichnet, daß di@ ausgesiebte Weehselstromkomponent© (Vj,) des genannten Ausgangssignals (Fig„ 11) einem Verstärker (30, Fig» 10) mit automatischer Pegelregelung zugeführt wird.

1Oo Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche₅ d a ·=· d u.r e h gekennzeichnet, daß die ausgesiebte Wechselstromkomponent© zur Ansteuerung eines Servomechanismus (179 FIg₀ 10) zur Betätigung des Einstellgliedes zur Fokussierung des optischen Systems dient„ mittels dessen das optische System selbsttätig in den korrekten Fokussierungszustand steuerbar ist_p bei x^elchem das Eingangssteuersignal des Servomechanismus seinen Maximalv/ert besitzt,,

11„ Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruches, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzei= gevorrichtung (28) zur Anzeig© d^sr Groß© dar Wechselstrom= komponenten und damit &@s in d®a Abtastfeld @rmitt©lt©n Helligkeitskontrastes vorg@s©h®a ist und daß

Fokussierungszustand durch Verstellung des Einstellgliedes zur Entfernungseinstellung in die einem Maximum des von der Anzeigevorrichtung (28) wiedergegebenen Anzeigewertes entsprechende Position einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Verstärkers (30) gleichgerichtet und nach der Gleichrichtung dem Servomechanismus (27) und/oder der Anzeigevorrichtung (28) zugeführt wird.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß ein Schallwandler (23) vorgesehen ist, mittels dessen die genannte Wechselstromkomponente in einen hörbaren Ton umsetzbar ist und daß der korrekte Fokussierungszustand des optischen Systems durch Verstellung des Einstellgliedes zu seiner Entfernungseinstellung in die einem Lautstärkemaximum dieses Tons entsprechende Position einstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß aus dem Ausgangssignal des optoelektronischen Wandlerelementes (4) mittels eines Siebgliedes (17) die Wechselspannungskomponente ausgesiebt und mittels eines Gleichrichterelementes (24) gleichgerichtet wird, daß das gleichgerichtete Signal (N; Fig. 12) einem Differenzierglied (42, 43) zugeführt wird und daß das Ausgangssignal (P) dieses Differenziergliedes (42, 43) zur Steuerung des Servomechanismus dient.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomechanismus einen. Antriebsmotor (62) zur Verstellung des Fokussierungszustandes des optischen Systems beinhaltet und daß eine Schalterstufe (50, 53ι 54, Fig. 12) vorgesehen ist, mittels derer der durch den Antriebsmotor (62) fließende Strom ausschaltbar ist, wenn das Ausgangssignal (P) des Differenziergliedes (42, 43)

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von einem positiven Wert (links von b, Fig. 13b) nach Null wechselt oder unmittelbar nachdem es von Null auf einen negativen Wert (rechts von b, Fig. 13b) gewechselt hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterstufe zur Unterbrechung des durch den Antriebsmotor (62) fließenden Stromes einen ersten Komparator (50) beinhaltet, der dann und nur dann ein positives Ausgangssignal liefert, wenn das Ausgangssignal (P) des Differenziergliedes (42, 43) negativ ist, daß ein Transistor (53) vorgesehen ist, der durch das positive Ausgangssignal des ersten Komparators (50) in seinen leitenden Zustand steuerbar ist, daß zwischen diesem Transistor (53) und einer VersorgungsSpannungsquelle (+ B) eine Relaisspule (541) eingefügt ist und daß ein Ruhekontakt (542, Fig. 12) im Einschaltstromkreis des Antriebsmotors (62) derart eingefügt ist, daß der Antriebsmotor (62) stromlos ist, wenn die Relaisspule (541) erregt ist und umgekehrt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Relaisspule (831, Fig. 14) ein Selbsthaltestromkreis vorgesehen ist, der über einen Arbeitskontakt (linke Seite von 832) des Relais (83) und einem normalerweise geschlossenen manuell betätigbaren Schalter (84) verläuft.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (84, Fig. 14) zwischen den Verbindungspunkt von Transistor (82) und Relaisspule (831) und einen Arbeitskontakt (linke Seite von 823) des Relais . (83) geschaltet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, d a durch gekennzeichnet, daß die genannte Schalterstufe einen weiteren Komparator (50, Fig. 15) umfaßt, der

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ein negatives Ausgangssignal dann und nur dann liefert, wenn das an einem seiner Eingänge anliegende Ausgangssignal (P) des Differenziergliedes (42, 43) negativ ist, daß ein erster Transistor (53) vorgesehen ist, der durch ein positives Ausgangssignal des weiteren Komparators (50) in seinen leitenden Zustand steuerbar ist, daß ein von diesem Transistor (73) steuerbares Schaltglied (Relais 54) vorgesehen ist, mittels dessen eine Anschlußklemme des Antriebsmotors (62) von der Versorgungsspannungsquelle (+ B) abtrennbar und mit Massepotential verbindbar ist, wenn der Transistor (53) in seinen leitenden Zustand gelangt, daß ein weiterer Transistor (58) vorgesehen ist, der durch ein positives Ausgangssignal desselben Komparators (50) in seinen leitenden Zustand steuerbar ist, daß zwischen den Emitter dieses weiteren Transistors (58) und Massepotential ein normalerweise geöffneter Schalter (60) eingefügt ist, daß ein Schaltglied (592, 593) vorgesehen ist, mittels dessen der Emitter dieses Transistors (58) so lange mit Massepotential verbunden ist, wie dieser (58) stromführend ist und mittels dessen (593) die Eingangsklemme des anderen Transistors (53) eben^so lange mit MasBepotential verbunden ist und daß ein weiterer Schalter (77) vorgesehen ist, durch dessen Betätigung die während des normalen Betriebes mit Massepotential verbundene andere Anschlußklemme des Antriebsmotors (62) mit der Versorgungsspannung (+ B) verbindbar ist (über 742 durch Abfall des Relais 74), derart daß der Antriebsmotor (62) in entgegengesetzter Richtung rotiert.

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