DE2824201C2 - Automatische Fokussiervorrichtung - Google Patents

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Fokussiervorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige automatische Fokussiervorrichtung ist

t 3 4

t bereits in der DE-OS 27 51 366 vorgeschlagen worden. Fig. 5 den dem Modul gemäß Fig. 1 zugeordneten

&idiagr; Dort ist die Einrichtung zur Erfassung der relativen Po- Amplitudenspitzen-Detektorschaltkreis.

S sition der Abtasteinrichtung mit Mitteln zur Vorgabe Fig. 6a und 6b Beispiele für die Speicherkondensatoreiner Totzone, versehen, und es wird von der Fokussier- spannung, das Korrelations-Verstärkersignal und das elektronik nur dann ein richtungsabhängiges Fokus- 5 durch die Module gemäß den Fig. 1 und 5 erzeugte Korrektursignal erzeugt, wenn das letzte Ausgangssi- Ausgangssignal.

gnal der Entfernungsmeßeinrichtung vor oder hinter Fig. 7 ein schematisches Schaltungsdiagramm der

der Totzone auftritt Bei Auftritt dieses Ausgangssigna- kontinuierlichen Fokussier-Steuerelektronik gemäß der

les innerhalb der Totzone erfolgt kein Antrieb. Bei Auf- vorliegenden Erfindung.

tritt des Ausgangbsignales außerhalb der Totzone wird io Fig. 8 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsunabhängig von dem Zeitpunkt des Auftretens des Aus- weise des Systems gemäß Fig. 7.

> gangssignales ein gleich großes Signal an die Antriebs- Fig. 9 Veränderungen der Antriebs-Steuerimpuls-

einrichtung geliefert, wobei die Richtung des Antriebs breite in Abhängigkeit von dem Fokussierfehler bei un-

¹» davon abhängt, ob das Ausgangssignal vor oder hinter terschiedlichen Werten für die Schaltkreiskomponen-

t der Totzone auftritt Da dort das Signal für die Ansteue- 15 ten.

\ rung des die Objektivlinse antreibenden Motors bei Fig. 10 einen Motor-Steuerschaltkreis,
großen und bei kleinen Fokussierfehlern die gleiche

p Größe aufweist, kann ein gewisses Oszillieren bzw. eine Bildkorrelation-Entfernungsmeßeinrichtung

H Pendelbewegung bei der Einstellung der Objektivlinse

auftreten. Insbesondere kann dann, wenn sich die Ob- 20 Fig. 1 zeigt, eine besonders vorteilhafte Form einer jektivlinse bereits in der Nähe der Fekussiersteilung Bildkorrelation-Entfernungsmeßeinric^ing, die bei befindet durch ein großes Ansteüersignai der Antrieb dem kontinuierlichen automatischen Fökqssiersystem die Objektivlinse über die Fokussierstellung hinausbe- Verwendung findet Eine nähere Beschreibung dieses wegen. Durch eine Reduzierung der Motorgeschwin- Moduls kann der US-PS 40 02 899 entnommen werden, digkeit kann zwar ein Oberschwingen vermieden wer- 25 Der Modul 10 gemäß Fig. 1 weist zwei Eintrittsöffnunden; in diesem Fall ist jedoch die erforderliche Einstell- gen 12 untj 14 an einander gegenüberliegenden Seiten zeit zu groß. auf. Innerhalb des Moduls ist ein Prisma 16, ein Doppel-Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, linsensystem — gebildet durch eine bikonvexe Doppeleine automatische Fokussiervorrichtung anzugeben, die linse 18 und eine konvex-konkave Linse 20 — und ein eine schnelle Bewegung des Kameraobjektivs in die Fo- 30 integrierter Schaltkreis 22 angeordnet, wobei der kussierstellung bei genauer Positionierung gestattet Schaltkreis 22 Detektoranordnungen 24 und 26 und Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kenn- nicht dargestellte mit den Detektoranordnungen verzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Wei- bundene Signalverarbeitungsschaltkreise aufweist Die tere vorteilhafte Ausgestaltungen der automatischen Elemente innerhalb des Moduls sind fest angeordnet Fokussiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin- 35 und erfordern keinerlei Einstellung oder Ausrichtung,
dung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Bei Verwendung des Moduls 10 müssen zwei Spiegel Prinzipiell ist aus der JP-OS 50-158 327 bereits eine 28 und 30 so angeordnet werden, daß sie Licht von dem Fokussiervorrichtung bekannt, bei der die Geschwin- aufzunehmenden Objekt auf die zwei Eimrittsöffnundigkeit des das Kameraobjektiv antreibenden Motors gen 12 und 14 werfen. Ein solches Grundsystem isf in verringert wird, wenn sich das Kameraobjektiv der Fo- 40 Fig. 2 dargestellt Der Spiegel 28 erzeugt einen festen kussierstellung nähert Zu diesem Zweck werden Video- Bildausschnitt von einem Teil des Objektes! Dieser Bildsignale auf ihre Frequenzkomponenten untersucht Bei ausschnitt wird innerhalb des Moduls 10 auf der Detekeiner Defokussierung bewirken die Komponenten nied- türanordnung 24 abgebildet Der Spiegel 30 ist so angeriger Frequenz eine erhöhte Motorgeschwindigkeit, ordnet, daß er um eine Achse 32 rotieren kann, die senkwährend in der Nähe der Fokussierstellung die Kompo- 45 recht zu der Ebene steht, die durch die Punkte 28a und nenten mit hoher Frequenz eine verminderte Motorge- 30a auf den Spiegeln 28 und 30 und einen zentralen schwindigkeit hervorrufen. Diese Frequenzkomponen- Punkt 33a auf einem entfernt liegenden Objekt 33 gebilten werden mittels eines Wobbelspiegels erzeugt wobei det wird. Durch entsprechende Einstellung des Spiegels Detektoren auf den Kontrast der Abbildung anspre- 30 wird der Detektoranordnung 26 die Betrachtung eichen. Eine derartige bekannte Vorrichtung kann jedoch 50 nes ausgewählten Bereiches des Objektes gestattet Das bei der auf dem Triangulationsprinzip beruhenden und Lichtmtensitäts-Verteüungsmuster auf jeder Detektormit einem Bildvergleich arbeitenden Vorrichtung ge- anordnung ist nahezu identisch, wenn der Objektwinkel maß der vorliegenden Erfindung nicht verwendet wer- 2ß die Bedingung erfüllt:
den. ' ■■
Anhand eines in desi Figuren der beiliegenden Zeich- 55 „„ _fl
nung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfin- ^an ^" S'
dung im folgenden näher erläutert Es zeigt

Flg. 1 einen Entfernungsmeßmodul mit räumlicher wobei &bgr; dem Winkel entspricht um den der Spiegel 30

Bildkorrelation, wie er im Zusammenhang mit dem kon- aus einer 45° -Stellung, in der Licht aus dem Unendli-

tinuierlichen automatischen Fokussiersystem gemäß 60 chen in die Eintrittsöffnung 14 geworfen wird, gedreht

der vorliegenden Erfindung Verwendung findet werden muß. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bildet der Win-

Fig. 2 die grundlegende Konfiguration eines Systems kel 2ß ebenfalls den Winkel zwischen einer Unite-, die

unter Benutzung des Moduls gemäß Fig. 1. zwischen dem Punkt 33a auf dem Objekt 33 und dem

Fig. 3 das Korrelationssignal in Funktion der Objek- Punkt 30 auf dem Spiegel 30 gezogen wird und einer

tentfernung bei verschiedenen unterschiedlichen Bedin- 65 Linie, die zwischen dem Punkt 33a auf dem Objekt 33

gungen. und dem Punkt 28a auf dem Spiegel 28 gezogen wird. B

Fig. 4 ein kontinuierliches automatisches Fokussier- ist die Länge der Basis zwischen den Punkten 28a und

system. 30a auf den Spiegeln 28 und 30 und S stellt die Entfer-

5 6 ;<

nung zwischen dem Punkt 33a auf dem Objekt 33 und schalters 41 signalisiert die Tatsache, daß die Aufnahme- >, dem Punkt 28a auf dem Spiegel 28 dar. Diese Überein- linse 34 und der Abtastspiegel 30 gleichzeitig auf die Stimmung wird von dem elektronischen integrierten gleiche Objektentfernung ausgerichtet und fokussiert Korrelationsschaltkreis 22 als ein Haupt-Extremwert sind. Der Schalter 41 wird geschlossen, wenn der Spie- ' innerhalb des Korrelationssignales erkannt Es sei dar- s gel 30 das Pernfeld in bezug auf die Position der Linse auf verwiesen, daß die Detektoranordnungen 24 und 26 34 abtastet, und dieser Schalter wird geöffnet, wenn der ,.

jeweils auch als eine Signalquelle für eine Blendensteue- Spiegel 30 das Nahfeld in bezug auf die Position der ;

rung herangezogen werden können, da das von ihnen Linse 34 abtastet Der relative Positionsschalter 41 ist an :|

erzeugte Signal sich mit dem Betrag des auffallenden die Steuerelektronik 39 für die kontinuierliche Fokus- ;A

Lichtes verändert Mit anderen Worten kann gewünsch- io sierung angeschlossen. ; |

ienfalls die Belichtung des Films durch Verwendung der Der Schalter 41 kann unterschiedliche Formen auf- jl

lichtabhängigen Signale der Detektoranordnung 24 weisen, je nach der speziellen mechanischen Verwirkli- I

bzw. 26 anstelle durch die übliche Photozelle gesteuert chung des Linsenantriebes 40 und des Positionsoszilla-

werden, wobei die Blende der Kamera unter Verwen- tors 42. Beispiele solcher relativer Positionsschalter _;

dung eines üblichen Blendensteuersystems geschlossen is können der älteren Anmeldung DE-OS 27 28 235 ent-

wird, wenn genügend Licht zur Belichtung des Films nommen werden. Der relative Positionsschalter 41 muß

vorliegt während einer großen Anzahl von Zyklen betriebsfähig

Flg. 3 zeigt das Korrelationssignal in Abhängigkeit sein, und er sollte einer fabrikmäßigen Einstellung zu-

von der Objektentfernung. Gemäß Fig. 3 erzeugt ein gänglich sein, um eine Anpassung an das jeweilige Sy-

Objekt in einer ungefähren Entfernung von 2 Metern 20 stern zu gestatten, von dem optischen System ein Signal, wie es durch die

entsprechend bezeichnete Kurve dargestellt ist In der Amplitudenspitzen-Feststellung und Erzeugung des Unendlichstellung nehmen die Spiegel 28 und 30 jeweils Ausgangssignals eine um 45° geschwenkte Stellung ein, wodurch die optischen Achsen beider Spiegel zueinander parallel ver- 25 Fig. 5 zeigt den Modul 10, wie er in einem bevorzuglaufen. Bei einer Bewegung des Spiegels 30, ausgehend ten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, von dieser Unendlichstellung, werden die in Fig. 3 dar- Der Mudul 10 weist optische, mit der Ziffer 44 versehegestellten Korrelationssignale erzeugt Sekundäre Spit- ne Einrichtungen zur Erzeugung zweier Bilder, zwei i zenwerte mit geringerer Amplitude können vorliegen, Detektoranordnungen 24 und 26 und einen Korrelawie dies in Fig. 3 dargestellt ist Wenn das optische 30 tionssschaltkreis 46 zur Erzeugung eines analogen Kor- ';·:, System auf eine vollständig glatte Oberfläche ausgerich- relationssignales proportional zu dem Korrelationsgrad tet ist, durch die jegliche Helligkeitsschwankungen ver- der entsprechenden optischen Bilder auf. Das Korrelamieden werden, so befindet sich das Korrelationssignal tionssignal wächst in positiver Richtung mit zunehmenauf einem konstant hohen PegeL Ein Objekt mit sehr der Korrelation an. \ geringem Kontrast erzeugt in der dargestellten Weise 35 Ein Extremwert-Erfassungsschaltkreis ist in dem Mo- ; ein Signal, das außerhalb der Fokussierposition nur sehr dul 10 vorgesehen, um das Korrelationssignal zu verar- I unwesentlich unter den Spitzenwert abfällt Ein ausge- beiten und um festzustellen, wenn der Haupt-Korrela- J prägt plastisches dreidimensionales Objekt erzeugt ei- tionsextremwert auftritt Im bevorzugten Ausführungs- f; nen weniger ausgeprägten Spitzenwert als ein streng beispiel gemäß Fig. 5 stellt der Haupt-Extremwert einen ; zweidimensionales Objekt 40 Spitzenwert dar und der Extremwert-Erfassungsschalt-

kreis wird durch einen Amplitudenspitzen-Detektor- ,.:

Kontinuierliches automatisches Fokussiersystem schaltkreis gebildet Dieser Schaltkreis umfaßt einen ,.' Differenzverstärker 48, eine Diode D1, einen Inverter M

Das vorliegende kontinuierliche automatische Fokus- 50 und einen Speicherkondensator C*. Im Ausführungs- '&xgr;\ siersystem wird im Zusammenhang mit einer von der 45 beispiel gemäß Fig. 5 ist der Kondensator Ch extern >S räumlichen Bildkorrelation Gebrauch machenden Ent- angeordnet und mit dem Detektoranschluß des Moduls y fernungsmeßeinrichtung verwendet In einigen Anwen- 10 verbunden. Der Modul 10 bildet an der Ausgangs- ;?; dungsfällen, beispielsweise bei Film- und Fernsehkame- klemme ein digitales positiv verlaufendes Ausgangssi- 'f ras, ist eine kontinuierliche Fokussierung erforderlich. gnal, wobei dieses Signal bei dem Korrelationsmaxi-Hierdurch kann die Kamera beweglichen Objekten 50 mum auftritt und in der Lage ist, einen externen Schaltnachgeführt werden bzw. im Hinblick auf neue Gegen- kreis zu betätigen, um die Kameralinse in der gecignestände neu fokussiert werden, wenn die Richtung der ten Fokussierstellung anzuhalten. Die Zustandsände- : Kamera verändert wird. rung dieses Ausgangssignales und nicht der Pegel dieses w Die grundlegende Anordnung eines kontinuierlichen Ausgangssignales bilden einen Hinweis auf den Auftritt jj| Fokussiersystems ist in Fig. 4 dargestellt Dieses System 55 eines Fokusier-Spitzensignales. pf umfaßt den Modul 10, den Spiegel 28 und 30, das Käme- Der Speicherkondensator C*. der an den Anschluß |j raobjektiv, welche« eine Aufnahmelinse 34 und eine Zo- "Detektor" angeschlossen ist, erzeugt ein Speicher- oder &rgr; om-Optik 36 umfaßt, einen Film 38, eine Steuerelektro- Vergleichssignal für den Spitzenamplituden-Detektor- |j! nik 39 für die kontinuierliche Fokussierung, einen Lin- schaltkreis und steuert in weitem Umfang die Empfind- |? seilantrieb 40, einen relativen Positionsschalter 41 und eo lichkeit, die Störsignalzurückweisung und die Gesamt- || einen Positionsoszillator 42. charakteristik des Fokussiersystems. Der Differenzver-Dem Abtastspiegel 30 wird eine kontinuierlich oszil- stärker 48 vergleicht das Korrelationssignal mit der auf lierende Bewegung durch den Positionsoszillator 42 er- dem Speicherkondensator C* gespeicherten Spannung, teilt Diese Bewegung erstreckt sich bis zu einer Posi- Wenn die Spannung des Korrelationssignales ansteigt tion a' vor der Unendlichkeitsstelhmg und bis zu einer 65 so steigt das Ausgangssignal des Verstärkers 48 mit die-Position c' etwas vor der geforderten Nahfokussierstel- ser Spannung und lädt über die Rückkopplungsdiode lung. D1, die zwischen den Ausgang und den invertierenden Die Öffnung und Schließung des relativen Positions- Eingang geschaltet ist, den Kondensator Q, auf. Hier-

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durch folgt der invertierende Eingang dem nichtinver- Ein NAND-Gatter 70 ist mit einem seiner Eingangstierenden Eingang, so daß die Spannung des Kondensa- anschlüsse an die Leitung 67 und mit dem anderen Antors G, in dem Bereich der Korrelationssignalspannung schluß an die Leitung 61 angeschlossen. Ein NAND-entspricht, in dem das Korrelationssignal ansteigt Gatter 72 ist über einen Inverter 73 mit einem seiner Wenn das Korrelationssignal einmal seinen Spitzenwert 5 EingangsanschlQsse an die Leitung 67 und mit dem anerreicht hat und abzufallen beginnt, so kann die Span- deren Eingangsanschluß an die Leitung 61 angeschlosnung des Speicherkondensators Ca aufgrund der Ent- sen. Die Ausgänge der NAND-Gatter 70 und 72 sind mit kopplur-g über die Rückkopplungsdiode D1 nicht abfal- Ausgangsleitungen 75 und 76 entsprechend verbunden, len. Demzufolge fällt die Ausgangsspannung des Ver- Ein erstes NOR-Gatter 80 ist mit seinem ersten Einstärkers 48 unmittelbar in Richtung auf die negative 10 gang an die Leitung 75 und mit einem zweiten Eingang Versorgungsspannung ab. Dieser schnelle Abfall des an die Leitung 60 angeschlossen. Ein zweites NOR-Gat-Verstärkersignales bildet einen Hinweis auf eine Korre- ter 82 ist mit seinem ersten Eingang an die Leitung 76 lation, d. h. auf eine aufgetretene Haupt-Amplituden- und mit seinem zweiten Eingang an die Leitung 60 angespitze. Das Verstärkersignal, das einem komplexen Kor- schlossen. Auf der Leitung 60 steht das Ausgangssignal relationssignalverlauf zugeordnet ist, ist in Flg. 6a dar- is bzw. das Autofokussignal des Moduls 10 an. Die Ausgestellt. Fig. 6b zeigt das Ausgangssignal des Moduls 10 gänge der NOR-Gatter 80 und 82 sind an Leitungen 85 aufgrund der Signalabtastung gemäß Fig. 6a. und 86 entsprechend angeschlossen.

Während der in den Fig. 6a und 6b dargestellten Ab- Ein /75-Flip-Flop als Verriegelungsschaltkreis wird tastung folgt das Verstärkersignal dem Eingangs-Kor- durch ein Paar von NOR-Gattern 90 und 91 gebildet, relationssignal, bis die erste Neben-Amplitudenspitze 20 wobei der Setzeingang 5 an die Leitung 85 und der erreicht ist, wobei zu diesem Zeitpunkt das Signal auf Rückstelleingang R an die Leitung 86 angeschlossen ist. die negative Versorgungsspannung herunterfällt Das Der Ausgang des NOR-Gatters 90, der den Ausgang Q Verstärkersignal beginnt erneut anzusteigen, wenn das des /?S-Flip-Flops bildet, ist an eine Leitung 93 und über Korrelationssignal den Wert entsprechend der ersten eine Leitung 94 an den anderen Eingang des NOR-Gat-Neben-Amplitudenspitze erreicht, und es setzt seinen 2s ters 91 angeschlossen. Der Ausgang des NOR-Gatters Anstieg fort bis die Haupt-Amplitudenspitze festgestellt 91, der den Ausgang Q des ÄS-Flip-Flops bildet, ist an worden ist In diesem Zeitpunkt fällt das Verstärkersi- eine Leitung 95 und über eine Leitung 96 an den andegnal erneut auf die negative Versorgungsspannung zu- ren Eingang des NOR-Gatters angeschlossen. Das rück und verbieibt in diesem Zustand bis zum Ende der durch die NOR-Gatter 90 und 91 gebildete ÄS-Flip-Abtastung. Die letzte Umschaltung des Ausgangssigna- 30 Flop speichert die Fokuskorrektur-Richtungsinformales vcn dem Wert "0" auf den Wert "&Ggr; repräsentiert tion, wie später noch näher erläutert wird, daher den Auftritt der Haupt-Amplitudenspitze. Ein NAND-Gatter 100 ist mit einem ersten Eingang

an die Leitung 93 und ein NAND-Gatter 102 ist mit

Steuerelektronik für die kontinuierliche Fokussierung einem ersten Eingang an die Leitung 95 angeschlossen.

35 Die anderen Eingänge der NAND-Gatter 100 und 102

Der letzte positive Sprung des Ausgangssignales von sind über eine Leitung 105 an den Ausgang eines NOR-

dem Wert "0" auf den Wert T zeigt an, daß eine Korre- Gatters 106 angeschlossen. Der Ausgang des NAND-

lations-Amplitudenspitze aufgetreten ist Die Steuer- Gatters 100 ist mit einer Leitung 107 verbunden, wobei

elektronik für die kontinuierliche Fokussierung benutzt ein "0"-Signal auf dieser Leitung den Servomotor veran-

diesen Signalübergang, um ein Steuersignal zu bilden, 40 laßt, die Linse des Autofokussiersystems in Richtung auf

das in der Lage ist, die Kameralinse in die geeignete die Fernstellung anzutreiben. Der Ausgang des NAND-

Fokussierstellung durch Betätigung der Antriebsein- Gatters 102 tritt auf einer Leitung 108 auf und ein "0"-Si-

richtung für die Linse zu bewegen. gnal auf der Leitung veranlaßt den Servomotor, die Lin-

Fig. 7 zeigt ein Schaltungsschema der bevorzugten se des Autofokussiersystems in Richtung auf die Nah-Ausführungsform der kontinuierlichen, proportionalen, 45 Stellung anzutreiben. Die Wirkungsweise des Ansteuerautomatischen Fokussier-Steuerelektronik der vorlie- systems für den Servomotor wird später im Zusammengenden Erfindung. Links in Fig. 7 ist der Modul 10 dar- hang mit Fig. 10 erläutert gestellt, wobei der Ausgangsanschluß mit einer Leitung Der Ausgang des Inverters 73, der mit einer Leitung

60 und der Detektoranschluß über eine Diode D 2 mit 74 verbunden ist, wird über einen Inverter 110 und einen einer Leitung 61 verbunden ist Der Speicherkondensa- so Widerstand 111 mit dem Basisanschluß eines npn-Trantor Ch ist zwischen dem Detektoranschluß und Masse sistors 113 verbunden, dessen Emitter an eine Leitung angeordnet Ein Widerstand 63 ist zwischen die Leitung 114 angeschlossen ist Der Kollektor des Transistors 113

61 und eine Versorgungsspannungsquelle geschaltet ist an den nichtinvertierenden Eingang eines Opera-Ferner ist ein Synchronisationsschalter 64, der Vorzugs- tionsverstärkers 115 angeschlossen und liegt andererweise ein mechanischer mit dem Abtastspiegel verbun- 55 seits über einen Widerstand 117 an der Spannungsverdener Schalter ist, zwischen die Leitung 61 und Masse sorgungsquelle und über einen Kondensator 120 an geschaltet Der Synchronisationsschalter 64 ist während Masse. Der Ausgang des Operationsverstärkers 115 ist des Antriebs von der Nahstellung in die Fernstellung fiber eine Leitung 122 mit dem invertierenden Eingang geöffnet und bei der Rückkehr des Antriebs geschlos- verbunden.

sen. In der oberen linken Hälfte von Fig. 7 befindet sich 60 Die Leitung 61 ist über einen Inverter 125 und einen

der relative Positionsschalter 41, der zwischen eine Lei- Widerstand 127 mit dem Basisanschluß eines npn-Tran-

tung 67 und Masse geschaltet ist Ein Widerstand 68 ist sistors 130 verbunden. Der Emitter des Transistors 130

zwischen die Leitung 67 und die Versorgungsspan- ist an Masse angeschlossen und der Kollektor ist über

nungsquelle geschaltet In der Offenstellung des relati- einen Widerstand 135 mit der einen Belegung eines

ven Positionsschalters 41 und des Synchronisations- 65 Kondensators 140 verbunden, dessen andere Belegung

schalters 64 liegt ein "!"-Signal auf den Leitungen 67 und an Masse liegt Der Kondensator 140 wirkt als Signal-

61 vor, während in der Schließstellung dieser beiden speichereinrichtung, die eine Ladung speichert, deren

Schalter ein "0"-Signal auf diesen Leitungen vorliegt Größe den Betrag des Fokussierfehlers anzeigt, was

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später noch näher erläutert wird. Das Ausgangs- bzw. Autofokus-Signal (AF-Signal)

Der Ausgang des NOR Gatters 80 ist über einen Wi- des Moduls 10 weist immer den Pegel "0" auf, wenn ein

derstand 145 mit der Basis einen npn-Transistors 147 Spitzenwert erreicht wird. Der Übergang von "0" auf T

verbunden, dessen Emitter an die Leitung 140 ange- zeigt an, daß ein Spitzenwert festgestellt worden ist. Der

schlossen ist. Der Kollektor des Transistors 147 ist mit 5 letzte Übergang von "0" auf "&Ggr; zeigt die Position des

dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsver- Haupt-Spitzenwertes in dem Korrelationssignal an,

stärkers 150 verbünden, dessen Ausgang über eine Lei- Wenn das Ausgangssignal am Ende der Abtastung von

tung 152 mit dem invertierenden Eingang verbunden ist. der Nah- in die Fernstellung noch den Wert "0" aufweist,

Der Kollektor des Transistors 147 ist ebenfalls an den so bedeutet dies, daß das Korrelationssignal immer

gemeinsamen Verbindungspunkt von Widerstand 135 io noch ansteigt und die richtige Fokussierstellung im Un-

und Kondensator 140 angeschlossen. endlichen liegt Teile des Ausgangssignales, die schraf-

Der Ausgang des NOR-Gatters 82 ist über einen Wi- fiert sind, zeigen an, daß es ohne Bedeutung ist. welcher derstand 155 mit der Basis eines npn-Transistors 157 Art das Signal in diesen Bereichen ist.
verbunden. Der Emitter des Transistors 157 ist an den Der relative Positionsschalter 41 zur Vorgabe eines Ausgang des Operationsverstärkers 115 angeschlossen is Fensters ist geöffnet, wenn sich die Spiegelposition in und der Kollektor des Transistors 157 ist mit dem KoI- bezug auf die Linsenposition im Nahbereichsfeld befinlektor des Transistors 147 verbunden, sowie an den ge- det, und dieser ist geschlossen, wenn sich die Spiegelpc meinsamen Schaltungspunkt von Widerstand 135, Kon- sition im Hinblick auf die Linsenposition im Fernbedensator 140 und nichtinvertierenden Eingang des Ope- reichsfeld befindet. Gemäß Flg. 8 wird im Nahfeld ein rationoversiarkers 150 angeschlossen. 20 T-Signai erzeugt, und es wird ein "0"-Signs! im Fern-

Der Ausgang des NAND-Gatters 70 ist über einen feld erzeugt, wenn die Linsen- und Spiegelposition einWiderstand 160 mit der Basis eines pnp-Transistors 163 ander entsprechen und der relative Positionsschalter verbunden, dessen Emitter an die Spannungsversor- seinen Schaltzustand ändert.

gungsquelle und dessen Kollektor über einen Wider- Aus Fig. 8 ist ferner ersichtlich, daß während der Abstand 165 mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt von 25 tastung vom Nahbereich zum Fernbereich bei geöffne-Widerstand 135, Kondensator 140, den Kollektoren der tem Synchronisationsschalter 64 ein T-Signal erzeugt Transistoren 147 und 157 und dem nichtinvertierenden wird, und daß während der rücklaufenden Abtastung bei Eingang des Operationsverstärkers 150 verbunden ist. geschlossenem Synchronisationsschalter 64 sich ein

Ein Operationsverstärker 170, der als Vergleicher be- "0"-Signal ergibt Unter Bezugnahnme auf die Fig. 7 und

trieben wird, ist mit seinem invertiertenden Eingang 30 8 ist ersichtlich, daß kurz nach dem Beginn der ersten

über eine Leitung 173 an den Ausgang des Operations- Abtastung zum Zeitpunkt /0, das Ausgangssignal auf

Verstärkers 150 angeschlossen und mit seinem nichtin- der Leitung 60 den Wert "0" aufweist, das relative Posi-

vertierenden Eingang über eine Leitung 175 mit der tionssignal auf der Leitung 67 den Wert "1" besitzt und

Leitung 114 verbunden. Die Leitung 114 ist an den Ver- das Ausgangssignal des Synchronisationsschalters auf

bindungspunkt 180 zwischen einem Widerstand 181 und 35 der Leitung 61 den Wert "1" aufweist Unter diesen Um-

einem Widerstand 182 angeschlossen. Die jeweils ande- ständen weisen beide Eingänge des NAND-Gatters 70

ren Anschlüsse der Widerstände 181 und 182 sind mit den Wert "&Ggr; auf, wodurch auf der Leitung 75 und über

der SpannungsversorgungsnueUe und Masse verbun- den Widerstand 160 an der Basis des Transistors 163 ein

den. Die Spannung am Verbindungspunkt 180 bildet "0"-Signal erzeugt wird, das den Transistor 163 in den

eine Referenzspannung, die vorzugsweise die Hälfte der 40 leitenden Zustand bringt Hierdurch kann der Konden-

Versorgungsspannung beträgt, um eine nahezu lineare sator 140 aus der Versorgungsspannungsquelle über

Aufladungs- und Entladungsgeschwindigkeit bei kleinen den Widerstand 165 aufgeladen werden. Unterdessen

Fehlern zu ermöglichen und um sicherzustellen, daß die weist das NOR-Gatter 80 ein Paar von "0"-Signalen an

Operationsverstärker im linearen Betriebsbereich ar- seinen Eingangsanschlüssen auf, wodurch ein "1 "-Signal

beiten. 45 auf der Leitung 85 und über den Widerstand 145 an der

Der Ausgang des Operationsverstärkers 170 ist über Basis des Transistors 147 erzeugt wird, wodurch der

eine Leitung 190 mit einem ersten Eingang des NOR- Transistor 147 in den leitenden Zustand gelangt Hier-

Gatters 106 verbunden. Der zweite Eingang des NOR- durch kann sich der Kondensator 140 nur bis zu dem

Gatters 106 ist über eine Leitung 193 an die Leitung 61 durch die Referenzspannung vorgegebenen Pegel aufla-

angeschlossen, die das Synchronisationssignal des Syn- 50 den, da der Emitter des Transistors 147 an den die Refe-

chronisationsschalters 64 aufweist renzspannung aufweisenden Anschluß 180 angeschlos-

Die Wirkungsweise des Systems gemäß Fig. 7 sei im sen ist Die Ladung des Kondensators 140 ist durch die folgenden anhand des Impulsdiagrammes gemäß Fig. 8 ausgezogene Linie 200 dargestellt und bewegt sich geerläutert In Fig. 8 zeigt die obere Kurvenform die Stel- maß Fig. 8 von unten bis zu der Referenzspannung, die lung der Linse und des Abtastspiegels während eines 55 durch eine gestrichelte Linie 202 dargestellt ist
vollständigen Abtastzyklus. Der Abtastspiegel führt ei- Unterdessen ist das T-Signal auf der Leitung 67 ne Abtastung ausgehend von der Nahstellung bis zur durch den Inverter 73 invertiert worden, so daß ein .Fernstellung, d.h. bis zur Unendlichstellung, während "0"-SignaI auf der Leitung 74 auftritt und ein Eingangssieines ersten Teils des Zyklus durch und holt den Abtast- gnal für das NAND-Gatter 72 bildet Der andere Einspiegel aus der Fernstellung in die Nahstellung zurück, 60 gang des NAND-Gatters 72 ist an die Leitung 61 angeum den Zyklus zu vervollständigen. Ein geringes Über- schlossen, die, wie erwähnt, kurz nach dem Zeitpunkt &iacgr; 0 schießen an beiden Enden des Zyklus stellt sicher, daß das Signal T führt Aufgrund dieser Werte an den Eindas vollständige Gesichtsfeld während jedes Zyklus ab- gangen gibt das NAND-Gatter 72 an seinem Ausgang getastet wird. In dem System gemäß der vorliegenden über die Leitung 76 ein T-Signal ab, wobei dieses ein Erfindung werden nur die Ereignisse verwertet, die 65 Eingangssignal für das NOR-Gatter 82 bildet, dessen während der Abtastung aus der Nahstellung in die Fern- anderer Eingang durch das "O"-Signal von der Leitung stellung auftreten, um die Positionierung der Linse fest- 60 gebildet wird. Mit diesen Eingangssignalen weist das zustellen. Ausgangssignal des NOR-Gatters 82 den Wert "0" auf,

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|s 11 19

Ji wobei dieses Signal über den Widerstand 155 der Basis Wert "0" bei, während das Ausgangssignal auf der Leides Transistors 157 zugeführt wird, wodurch dieser ge- tung 95 den Wert "1" beibehält, obgleich das Eingangssisperrt bleibt. gnal an dem oberen Eingang des NOR-Gatters 90 den : Es ist ferner ersichtlich, daß das "O"-Signal auf der Wert "0" angenommen hat.

' Leitung 74 durch den Inverter 110 invertiert wird und 5 Als nächstes schaltet das Ausgangssignal zum Zeitais T-Signal über den Widerstand 111 der Basis des punkt f2 von dem Wert T auf den Wert "V zurück, '■: Transistors 113 zugeführt wird, wodurch dieser in den wodurch angezeigt wird, daß eine Ampiitudenspitze mit V;- leitenden Zustand gelangt und die Spannung über dem größerem Wert als die vorangegangene Amplituden-',';', Kondensator 120 der Referenzspannung an der An- spitze vorliegt Hierdurch wird die Situation wieder her- || schlußklemme 108 sich angleicht, wie dies durch die ge- io gestellt, die kurz nach dem Zeitpunkt f0 vorlag. Die &psgr; strichelte Linie 204 in Fig. 8 veranschaulicht ist einzige Änderung besteht darin, daß das Ausgangssignal % Schließlich wird das T-Signal auf der Leitung Gl des NOR-Gatters 80 auf der Leitung 85 von dem Wert &kgr; durch den Inverter 125 invertiert und über einen Wider- "0" auf den Wert T gewechselt hat, wodurch der Tran- ;.; stand 127 der Basis eines Transistors 130 zugeführt, wo- sistor 147 erneut durchgeschaltet wird und die Span-IJ durch dieser im nichtleitenden Zustand verharrt ts nang über dem Kondensator 140 auf die Referenzspanf| Es sei darauf verwiesen, daß der eine Eingang des nung am Schaltungspunkt 180 gebracht wird. Alle ande-NOR-Gatters 106 durch den Synchronisationsschalter ren Teile des Schalters bleiben unverändert,
über die Leitung 61 mit einem "1 "Signal beaufschlagt Als nächstes kehrt das Ausgangssignal auf der Lei-H wird and dementsprechend, unabhängig von den Ände- tung 60 im Zeitpunkt &iacgr; 3 erneut in den T-Zustand zupi rungen am Ausgang des Operationsverstärkers 170, ein 20 rück, wodurch angezeigt wird, daß ein höherer Spitzen-Ausgangssigual auf der Leitung 105 erzeugt, das wäh- wert in dem Korrelatjonssignal gerade erreicht worden rend des gesamten Abtastzyklus von der Nahstellung in ist Dies führt zu dem gleichen Effekt wie in dem Zeit-&Ggr; die Fernstellung den Wert "0" aufweist Da das "0"-Si- punkt f 1. Der Transistor 147 wird gesperrt und gestat-' &eegr; gnal auf der Leitung 105 ein Eingangssignal für die tet somit die Aufladung des Kondensators 140 aus der ^vt! NAND-Gatter 100 und 102 bildet, bleiben die Aus- 25 Versorgungsspannungsquelle über den Transistor 163 _: gangssignale auf den Leitungen 107 und 108 während und den Widerstand 165, wobei ein Wert erreicht wird, , des gleichen Abtastzyklus auf dem "1 "-Pegel, so daß der der höher als die Referenzspannung liegt
Positioniermotor für die Linse in keiner Richtung ange- Im Zeitpunkt f 4 ist der Abtastspiegel ausgehend von trieben wird. der Nahstellung in Richtung auf die Fernstellung um Es sei ferner darauf verwiesen, daß ein "&Ggr;-Signal am 30 einen Betrag bewegt worden, der ausreichend ist, um ; Setzeingang des NOR-Gatters 90 und ein "0"-Signal an die Linsenposition zu überschreiten, was zur Folge hat, [ dem Rückstelleingang des NOR-Gatters 91 anliegt, so daß der relative Positionsschalter 41 schließt und das daß ein "0"-Signal am Ausgang Q und ein "&Ggr;-Signal am Signal auf der Leitung 67 den Wert "0" annimmt Das · Ausgang Q erzeugt wird, wobei diese Situation minde- Ausgangssignal auf der Leitung 60 und das Synchronisastens solange erhalten bleibt, wie der relative Positions- 35 tionssignal auf der Leitung 61 behalten unverändert den schalter 41 geschlossen ist Tatsächlich arbeitet der aus Wert T bei.

den NOR-Gattern 90 und 91 aufgebaute ÄS-Flip-Flop- Aufgrund des "0"-Signales auf der Leitung 67 schaltet

Verriegc'iüngssehäukreis als ein Speicher, der anzeigt, in das Ausgangssignäl des NAN'D-Gatters 70 auf den

welche Richtung der Antrieb zu erfolgen hat, wenn der Wert "1" um. Dieses Signal gelangt über den Widerstand

j Positionsmotor für die Linse anläuft 40 61 an die Basis des Transistors 163, wodurch der Transi-

Zum Zeitpunkt 11 ändert das Ausgangs- bzw. Auto- stör 163 abgeschaltet wird. Das Ausgangssignal des

fokussignal auf der Leitung 60 seinen Wert von "0" auf NOR-Gatters 80 ändert sich nicht wodurch der Transi-

T, was darauf verweist, daß ein Spitzenwert in dem stör 147 abgeschaltet bleibt Da sich der Kondensator

&bull; Korrelationssignal gerade erreicht worden ist Der Syn- 140 über den Transistor 147 nicht entladen kaiVi, und

chronisationsschalter 64 und der relative Positionsschal- 45 der Transistor 130 solange gesperrt ist wie der Synchro-

;; ter 41 erzeugen weiterhin "&Ggr;-Signale auf den Leitungen nisationsschalter 64 geöffnet ist, speichert der Konden-

f'. 61 und 67. E>as NAND-Gatter 70 weist weiterhin ein .sator 140 die zum Zeitpunkt f 4 gespeicherte Ladung

;| "0"-Ausgangsisignal auf, so daß der Transistor 163 wei- mit lediglich geringem Verlust

Ij terhin leitend bleibt Das Signal am unteren Eingang des Der Signalwechsel von "1" auf "0" auf der Leitung 67

NOR-Gatters 80 ändert jedoch seinen Zustand auf T₁ 50 wird durch den Inverter 73 invertiert, so daß ein T-Si-

so daß dieses: NOR-Gatter 80 mit den Eingangssignalen gnal nunmehr auf der Leitung 74 auftritt, das zusammen

"0" und "1" nunmehr ein Ausgangssignal "0" auf der Lei- mit einem T-Signal auf der Leitung 61 von dem Syn-

tung 85 erzeugt, wodurch der Transistor 147 gesperrt chronisationsschalter 64 am Ausgang des NAND-Gat-

wird. Hierdurch wird die Verbindung des Kondensators ters 72 ein "0"-Signal erzeugt Da jedoch das Ausgangs-

140 mit der Referenzspannung an der Anschlußklemme 55 signal auf der Leitung 60 seinen "1 "-Zustand nicht verän-

180 aufgetreinnt, so daß sich der Kondensator 140 über dert hat, weist das Ausgangssignal des NOR-Gatters 82

den Transistor 163 und den Widerstand 165 aus der weiterhin den Wert "0" auf. Das Eingangssignal an dem

Versorgungsspannungsquelle auf einen Spannungswert Rückstelleingang des NOR-Gatters 91 bleibt somit un-

aufladen kann, der höher als das Referenzpotential liegt verändert und der Transistor 157 bleibt abgeschaltet

Es sei vermerkt, daß, obgleich der untere Eingang des 60 Das "!"-Signal auf der Leitung 74 wird durch den

NOR-Gatters 82 nunmehr ein T-Signal zugeführt er- Inverter 110 invertiert, so daß ein "0"-Signal über den

hält, das Ausgangssignäl den Wert "0" beibehält, so daß Widerstand 111 der Basis des Transistors 113 zugeführt

der Transistor 157 gesperrt bleibt Es sei ferner ver- wird, wodurch dieser gesperrt wird. Hierdurch wird der

merkt, daß diie Änderung des Ausgangssignales auf den Kondensator 120 aus der Versorgungsspannungsquelle

Wert T keinen Einfluß auf den Zustand des Transistors 65 über den Widerstand 117 auf einen Wert aufgeladen, der

113 in seinem leitenden Zustand bzw. auf den Transistor die Bezugsspannung am Anschluß ISO übertrifft Der

130 in seinein gesperrten Zustand besitzt In gleicher Kondensator 120 lädt sich auf diese Weise solange auf,

Weise behält das Ausgangssignal auf der Leitung 93 den wie der relative Positionsschalter 41 geschlossen bleibt

13 14

Zum Zeitpunkt 15 ändert das Ausgangssigna! erneut nung zwischen den Zeitpunkten 17 und 18 auftritt seinen Wert von "1" auf "0", wodurch angezeigt wird, Während des gesamten bis hierin erläuterten Zyklus daß noch ein weiterer und größerer Spitzenwert in dem hat der Operationsverstärker 150 die an dem Kondensa-Korrelationssignal vorliegt Hierdurch wird ein "0"-Si- tor 140 anliegende Spannung dem invertierenden Engnal an den unteren Eingängen der NOR-Gatter 80 und 5 gang des Operationsverstärkers 170 zugeführt, der in 82 hervorgerufen während das relative Positionssignal erwähnter Weise als Vergleicher arbeitet Das Ausauf der Leitung 67 den Wert "0" beibehält und das Syn- gangssignal des Operationsverstärkers 170 liegt in Höchronisationssignal auf der Leitung 61 weiterhin den he des Massepotentials bei Spannungen auf dem Kon-Wert "1" aufweist so daß die Schaltkreiskomponenten, densator 140, die die Referenzspannungen übersteigen, die einzig an diese Leitungen angeschlossen sind, nicht io und es liegt in Höhe des Spannungsversorgungspotentibeeinflußt werden. als bei Spannungen des Kondensators 140 unterhalb der

Das einzige Ausgangssignal, das sich zum Zeitpunkt Bezugsspannungen. Während des zuvor bis zu dem

i5 verändert, ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters Zeitpunkt f 7 beschriebenen Zyklus ist das Ausgangssi-

82, das nunmehr an beiden Eingängen "V-Signale vor- gnal des Operationsverstärkers 170 ohne Bedeutung,

fiadet Dementsprechend tritt ein T-Signal auf der Lei- is wie der gestrichelte Teil der vorletzten Kurve in Rg. 8

tung 86 auf, das über den Widerstand 155 auf die Basis veranschaulicht, da das Signal auf den Leitungen 61 und

des Transistors 157 einwirkt und diesen in den leitenden 193 in dieser Zeit den Wert "1" beibehält Nachdem

Zustand bringt Hierdurch lädt der Kondensator 120 nunmehr jedoch das Signal auf den Leitungen 61 und

über den Operationsverstärker 115 und den Transistor 193 den Wert "0" aufweist, ruft ein "0"-Signal auf der

157 den Kondensator 140. Die Spannung über dem 20 Leitung 190 die Erzeugung eines "1"-Signales auf der

Kondensator 140 steigt demgemäß mit der Spannung Leitung 105 des NOR-Gatters 106 hervor, wobei dieses

über dem Kondensator f 2&THgr; an, wie dies aus Fig. S er- Ausgangssignal den Eingängen der NAND-Gatter 100

sichtlich ist und 102 zugeführt wird. Es sei in Erinnerung gerufen,

Zusätzlich schaltet ein "1 "-Signal auf der Leitung 86 daß die Signale auf den Leitungen 93 und 95 von "0" auf

das Ausgangssignal des NOR-Gatters 91 auf "0" um, 25 "1" und von "1" auf "0" wechselten, wenn der relative

wodurch eine Zustandsänderung des &Lgr;5-Flip-Flops auf- Positionsschalter 41 geschlossen war und die Leitung 60

tritt, die anzeigt, daß eine Fokuskorrektur in Richtung zündzeitpunkt &iacgr; 5 den Wert "0* annahm. Wenn somit ein

auf Unendlich erforderlich ist "1 "-Signal auf der Leitung 105 auftritt, so weisen die

Zum Zeitpunkt i6 ändert das Ausgangssignal erneut Eingänge des NAND-Gatters den Wert "&Ggr; und "0" auf

seinen Zustand von "0" auf "1", wobei dies zum letzten- 30 und beide Eingänge des NAND-Gatters 100 besitzen

mal während der Abtastung der Fall ist und dadurch den Wert "&Ggr;, wodurch das Ausgangssignal auf der Lei-

angezeigt wird, daß die größte Amplitudenspitze in dem tung 107 den Wert "0" annimmt Dies ruft einen Antrieb

Korrelationssignal aufgetreten ist Die Signaländerung des Motors in die Fernrichtung hervor, wodurch die

auf der Leitung 60 zum Zeitpunkt &iacgr; 6 von "0" auf "1" Linse von ihrer gegenwärtigen Position weiter in Rich-

bringt als einzige Wirkung mit sich, daß das Ausgangssi- 35 tung auf Unendlich bewegt wird, wobei in diesem Be-

gnal des NOR-Gatters 82 auf den Wert "0" zurückschal- reich die richtig fokussierende Stellung liegt Wenn die

tct, wodurch der Transistor 157 gesperrt wird und eine letzte ArnpHttidenspitze im Nahbercichsfeki aufgeire-

weitere Aufladung des Kondensators 140 aus dem Kon- ten ist, so weisen die Ausgangssignale der NOR-Gatter

densator 120 verhindert wird. Da sich die Transistoren 90 und 91 noch die Werte "0" und "&Ggr; auf, so daß das

163 und 147 noch im gesperrten Zustand befinden, wird 40 Ausgangssignal des NAND-Gatters 102 auf der Leitung

die Ladung des Kondensators 140 mit lediglich gerin- 108 den Wert "0" annimmt wodurch ein Antrieb in Rich-

gem Verlust gehalten und die Spannung erfährt keine tung auf den Nahbereich erfolgt weitere Änderung. Im Zeitpunkt f 8 ist die Spannung des Kondensators

Zum Zeitpunkt f 7, der dem Ende der Abtastung aus 140 auf die Referenzspannung abgeklungen und der der Nahsteliung in die Fernstellung entspricht, schließt 45 Ausgang des Operationsverstärkers 170 schaltet auf eider Synchronisationsschalter 64 mit der Folge, daß sich ne Spannung im Bereich der Versorgungsspannung, die das Signal auf der Leitung 61 von dem Wert "1" auf den dem T-Pegel entspricht Zu diesem Zeitpunkt nimmt Wert "0" verändert Obgleich der untere Eingang des das Ausgangssignal des NOR-Gatters 106 erneut den NAND-Gatters 70 nunmehr ein "tf-Signal zugeführt er- Wert "0" an und es wird dem Motor kein weiterer Anhält behält das Ausgangssignal auf der Leitung 75 den 50 triebsimpuls mitgeteilt Der Transistor 130 bleibt jedoch Wen "&Ggr; bei, so daß die Transistoren 163 und 147 ge- durchgeschaltet, so daß die Spannung über dem Konsperrt bleiben, densator 140 weiter bis zu ihrem ursprünglichen An-

Der Wechsel des Signales von T auf "0" am unteren fangswert abfällt, wobei zu diesem Zeitpunkt der Syn- Eingang des NAND-Gatters 72 ruft eine Ausgangssi· chronisationsschalter 64 erneut öffnet und der zuvor

gnaländerung auf der Leitung 76 von dem Wert "0" auf 55 beschriebene Zyklus von neuem beginnt den Wert "1" hervor, wobei jedoch das Ausgangssignal Es ist ersichtlich, daß die Breite des Impulses, der den

des NOR-Gatters 82 unverändert bleibt und mit seinem Motor ansteuert und der zwischen den Zeitpunkten 17

Wert *0" den Transistor 157 weiterhin sperrt und f8 gemäß Fig. 8 liegt von der Größe der auf dem Die Änderung des Signales auf der Leitung 61 von Kondensator 140 zum Zeitpunkt 17 vorhandenen Span-

dem Wert T auf den Wert "0" ruft über den Inverter &bgr;&ogr; nung und von der Entladegeschwindigkeit des Konden-

125 und den Widerstand 127 eine Durchschaltung des sators, d. h. von dem Widerstand 135, abhängt, Diese

Transistors 130 hervor, so daß der Kondensator 140 Impulsbreite kann eingestellt werden, wie dies anhand

über den Widerstand 135 und den Transistor 130 nach von Fig. 9 erläutert wird.

Masse entladen wird. Die Entladung erfolgt mit einer Mehrere der vorstehenden Zyklen sind normalerwei-Geschwindigkeit, die von der Größe des Kondensators 65 se erforderlich, um die Aufnahmelinse in die richtige 150 und dem Widerstand 135 abhängt wobei, wie aus Fokussierstellung zu bringen, wobei jedoch mit der Ar-Fig. 8 ersichtlich, ein Abklingen der von dem Kondensa- beitsgeschwindigkeit des Antriebes die gesamte Fokustor 140 gehaltenen Spannung bis zu der Bezugsspan- sierung auch dann schnell erfolgt wenn eine Bewegung

15 16

der linse über die volle Entfernung von einer Extrem- einen Widerstand 266 mit der Basis des Transistors 257 stellung zu der anderen Extremstellung erforderlich ist verbunden ist

Während der wiederholten Betriebszyklen bewegt sich Der Schaltkreis gemäß Fig. 10 wird wirksam beim der Antriebs-Servomotor mit Geschwindigkeiten, die Auftritt eines "O"-Signales entweder auf der Leitung 107 von der Breite der Ansteuerimpulse abhängen. 5 oder auf der Leitung 108. Unter der Annahmne eines Gemäß Fig. 9 ist dargestellt, wie die Ansteuer-Impuls- "O"-Signales auf der Leitung 107 gelangt der Transistor breiten mit dem Fokussierfehler bei verschiedenen 233 in den leitenden Zustand, wodurch der Kollektor Werten der Kondensatoren 120 und 140 und des Wider- desselben auf positives Potential bezogen wird. Das postandes 135 variieren. Die Linie 215 veranschaulicht die sitive Signal am Kollektor des Transistors 233 wird über maximal mögliche Impulsbreite, cL h. die Zeit zwischen 10 den Widerstand 237 der Basis des Transistors 239 zugedem Schließen des Synchronisationsschalters 64 zam führt, wodurch dieser Transistor in den leitenden ZuZeitpunkt f 7 und der Wiederöffnung zum Zeitpunkt 19. stand gelangt. Wenn der Transistor 239 leitend wird, so Die Antwortkurve 220 gut für ein System mit einer gro- gelangt der Schaltungspunkt 250 nahezu auf Massepo-Ben Impulsbreite und somit einer hohen aber relativ tential, wodurch über die Leitung 260 und den Widergleichmäßigen Motorgeschwindigkeit für große Fokus- 15 stand 262 der Transistor 259 in den leitenden Zustand sierfehler und mit einer abnehmenden Impulsbreite und gelangt Wenn der Transistor 259 durchschaltet, so geeiner geringeren Motorgeschwindigkeit bei einem sich langt der Schaltungspunkt 252 auf positives Potential dem Wert "0" annähernden Fokussierfehler. Ein System und es ist ersichtlich, daß der Strom durch dei Motor mit dieser Charakteristik kann durch Vergrößerung des 255 in einer ersten Richtung, d h. vom Schaltungspunkt Entladezeit-Widerstandes 135 und eine Verkleinerung 20 252 zum Schaltungspunkt 250, fließt Hierdurch dreht der Kondensatoren 120 und 140 erzielt werden. In die- sich der Motor 255 in einer ersten Richtung, die im sem Fall wird bei großen Fokussierfehlern die Breite Zusammenhang mit Fig. 7 einer Bewegung von der des Ansteuerimpulsesdurch die Öffnung des Synchroni- Nahstellung in die Fernstellung entspricht sationsschalters 64 begrenzt Während ein "0"-Signal auf der Leitung 107 ansteht, Die Antwortkurve 222 führt zu einer geringeren Im- 25 weist die Leitung 108 ein "1"-Signal auf, durch das der pulsbreiie und einer geringeren Motorgeschwindigkeit Transistor 243 gesperrt wird. Bei fehlendem positivem gegenüber der Kurve 220, wobei dies für alle Fokussier- Signal am Kollektor des Transistors 243 ist der Transifehler gilt Diese Charakteristik führt jedoch noch zu stör 249 ebenfalls geperrt In gleicher Weise wird bei einer relativ konstanten Ansteuerung bei großen Fokus- leitendem Transistor 259 ein positives Vorspannungssisierfehlern. Ein System mit dieser Charakteristik kann 30 gnal von dem Kollektor desselben über den Widerstand durch Verminderung des Wertes des Entladezeit-Wi- 266 an die Basis des Transistors 257 weitergereicht, woderstandes 135 gegenüber dem zuvor hinsichtlich der durch sichergestellt wird, daß dieser Transistor gesperrt Antwortkurve 220 gewählten Wert erzielt werden. Die bleibt

Aniwortkurven 220 und 222 ergeben eine schnelle Sy- Für den Fall, daß die Leitung 108 ein "0"-Signal aufstemantwort bei großen Fehlern und eine gute System- 35 weist, versetzt dieses Signal über den Widerstand 240 genauigkeit Die Antwortkurven 224 und 226 zeigen die den Transistor 243 durch Ansteuerung an der Basis in Veränderung, die die Kurven 220 und 222 erfahren, den leitenden Zustand Das sich ergebende positive Siwenn die Werte der Kondensatoren 140 und 120 ent- gnal am Kollektor des Transistors 243 wird über den sprechend erhöht werden. Widerstand 247 an die Basis des Transistors 249 weiterin Fig. 10 ist ein Schaltkreis für die Ansteuerung des 40 gereicht, wodurch dieser ebenfalls leitend wird. Bei lei-Antriebsmotors der Linse dargestellt Die Leitungen tendem Transistor 249 gelangt der Schaltungspunkt 252 107 und 108 stellen die Ausgänge der NAND-Gatter nahezu auf Massepotential, und dieses Potential bringt 100 und 102 gemäß Fig. 7 dar. Die Leitung 107 ist über über die Leitung 264 und den Widerstand 266 den Traneinen Widerstand 230 mit der Basis eines pnp-Transi- sistor 257 durch Ansteuerung an seiner Basis ebenfalls stors 233 verbunden, der mit seinem Emitter an die 45 in den leitenden Zustand Bei durchgeschaltetem Transi-Spannungsversorgungsquelle angeschlossen ist Der stör 257 gelangt der Schaltungspunkt 250 auf positives Kollektor des Transistors 233 ist über eine Leitung 235 Potential, und es ist ersichtlich, daß der Strom durch den und einen Widerstand 237 mit der Basis eines npn-Tran- Motor 255 in einer zweiten Richtung fließt, d. h. vom sistors 239 verbunden, dessen Emitter an Masse ange- Schaltungspunkt 250 zum Schaltungspvnkt 252 Daschlossenist 50 durch wird der Motor 255 in der entgegengesetzten Die Leitung 108 ist über einen Widerstand 240 mit der Richtung angetrieben, wobei im Zusammenhang mit Basis eines pnp-Transistors 243 verbunden, dessen Fig. 7 diese Richtung der Bewegung von der Fern-in die Emitter an die Spannungsversorgungsquelle ange- Nahstellung entspricht Selbstverständlich weist bei eischlossen ist Der Kollektor des Transistors 243 ist über nem "0"-Signal auf der Leitung 108 die Leitung 107 ein eine Leitung 245 und einen Widerstand 247 mit der 55 "1 "-Signal auf, wodurch der Transistor 233 gesperrt wird Basis eines npn-Transistors 249 verbunden, dessen und somit die Basis des Transistors 239 nicht länger Emitter an Masse angeschlossen ist Die Kollektoren positiv bleibt, worauf dieser Transistor ebenfalls geder Transistoren 239 und 249 sind an Schaltungspunkte sperrt wird. In gleicher Weise wird bei leitendem Transi-250 und 252 gelegt, wobei der Antriebsmotor 255 für die stör 257 das positive Signal an seinem Kollektor über Linse zwischen diese Schaltungspunkte geschaltet ist 60 den Widerstand 262 an die Basis des Transistors 259 Die Schaltungspunkte 250 und 252 sind ebenfalls an weitergereicht, wodurch dieser ebenfalls gesperrt wird, die Kollektoren von zwei pnp-Transistoren 257 und 259 Es ist somit erkennbar, daß die Schaltungsanordnung angeschlossen, wobei die Emitter dieser Transistoren gemäß Fig. 10 beim Auftritt eines "0"-Signales auf der mit der gemeinsamen Spannungsversorgungsquelle Leitung 107 den Motor 1255 von der Nahstellung in die verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 257 ist 65 Fernstellung antreibt und beim Auftritt eines "0"-Signaüber eine Leitung 260 und einen Widerstand 262 an die les auf der Leitung 108 den Motor 255 von der Fernstel-Basis des Transistors 259 angeschlossen, während der lung in die Nahstellung antreibt Kollektor des Transistors 253 über eine Leitung 264 und Bei einem tatsächlichen Ausführungsbeispiel der vor-

17 18

liegenden Erfindung gemäB Fig. 7 wurden die folgenden Schaltkreiskomponenten mit den nachstehend angegebenen Werten verwendet:

Q, 1.0 &mgr;&iacgr; 5

D₂ IN 4148

£63 100 KiI

Versorgungsspannung 5 V

#68 100 &Kgr;&OHgr;

NAND 70-CD 4011 (RCA) io

NAND 72-CD 011 (RCA)

Inverter 73 - CD 4049 (RCA)

NOR 80 - CD 4001 (RCA)

NOR 82 - CD 4001 (RCA)

NOR 90 &mdash; CD 4001 (RCA) 15

NOR 91 - CD 4001 (RCA)

NAND 100 - CD 4011 (RCA)

NAND 102 - CD 4011 (RCA)

NOR106 &mdash; CD 4001 (RCA)

Inverter 110 &mdash; CD 4049 (RCA) 20

Älll-iOKß

Transistor!« 2 N 4400

Operationsverstärker 115 CA 3130 (RCA) R 117 - 100 &Kgr;&OHgr;

C120-OLl(If 25

Inverter 125&mdash;CD 4049{RCA)

R 127 - 20 &Kgr;&OHgr;

Transistor 130 &mdash; 2 N 4400

R 135 - 100 &Kgr;&OHgr;

CiAQ-&Ogr;&Lgr;&mgr;&iacgr; 30

&Agr;145-10&Kgr;&OHgr;

Transistor *47 - 2 N 4400

Operationsverstärker 150 - CA 3130 (RCA) &Lgr;155-20&Kgr;&OHgr;

Transistor 157 - 2 N 44<5O 35

R 160 - 10 &Kgr;&OHgr;

Transistor 163 - 2 N 4248

R 155 - 100 &Kgr;&OHgr;

Operationsverstärker 170 &mdash; CA 3130 (RCA)

R 181 - 1 &Kgr;&OHgr; 40

R 182 - 1 &Kgr;&OHgr;

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

Claims (3)

1 Patentansprüche

1. Automatische Fokussiervorrichtung für ein Kameraobjektiv, mit einer optischen Abtasteinrichtung für das Gesichtsfeld, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Position des Kameraobjektivs relativ zur Abtastposition der Abtasteinrichtung, mit einer mit der Abtasteinrichtung verbundenen Entfernungsmeßeinrichtung, mit einer an die Entfernungsmeßeinrichtung und die relative Positionserfassungseinrichtung angeschlossenen, den Fokussierfehler ermittelnden, Fokussierelektronik und mit einer von der Fokussierelektronik angesteuerten Antriebseinrichtung für die Bewegung des Kameraobjektivs, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektronik (39) eine Speichereinrichtung (140) zur Speicherung eines Signales entsprechend dem vorliegenden Fokussiertehler und eine Impulsfonnereinrichtung (150,170,106) zur Formung eines Impulses mit einer Breite entsprechend dem gespeicherten Signal aufweist, wobei die Antriebseinrichtung (40; 230 &mdash; 266) das Kameraobjektiv (34,36) mit einer der Impulsbreite entsprechenden Geschwindigkeit bewegt.

2. Automatische Fokussiervorrichtung nach Ansprach 1, wobei das Kameraobjektiv in verschiedene Positionen bewegbar ist, am ein scharfes Bild eines in dem Gesichtsfeld befindlichen Objektes zu erzeugen, wobei die Abtastung durch die optische Abtasteinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Position und sodann zurück erfolgt, die Positionserfassungseinrichtung ein erstes Signal mit einem ersten Zustand srzeug^wenn die Abtasteinrichtung einen TeS des Gesichtsfeldes abtastet, der auf der einen Seite des dem fchissierten Kameraobjektiv zugeordneten Ortes im Gesichtsfeld liegt und ein erstes Signal mit einem zweiten Zustand erzeugt, wenn die Abtasteinrichtung einen Teil des Gesichtsfeldes abtastet, der auf der anderen Seite des dem fokussieren Kameraobjektiv zugeordneten Ortes im Gesichtsfeld liegt, mit einer Synchronisationseinrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signales mit einem ersten Zustand, wenn die optische Abtasteinrichtung eine Abtastung von der ersten zu der zweiten Position ausführt und mit einem zweiten Zustand, wenn die optische Abtasteinrichtung zurückbewegt wird, wobei die Abtasteinrichtung ein zeitveränderliches drittes Signal erzeugt, das bei der Abtastung zwischen der ersten und der zweiten Position Änderungen zwischen ersten und se zweiten Zuständen erfährt und wobei die letzte Zustandsänderung des dritten Signales die richtige Fokussierung anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektronik (39) ferner aufweist:

eine Speisespannungsquelle (U+) zur Lieferung eines vierten Signales vorbestimmter Größe:
eine Referenzspannungsquelle (180&mdash;182) zur Lieferung eines fünften Signales mit vorbestimmter, gegenüber dem vierten Signal geringerer Größe;
einen ersten (140) und einen zweiten Speicherkondensator (120) innerhalb der Speichereinrichtung;
erste Schaltmittel (80,147), die an die relative Positionserfassungseinrichtung (41) und die Entfernungsmeßeinrichtung (10) angeschlossen sind und betätigt werden, wenn das erste Signal den ersten Zustand aufweist, um die Referenzspannungsquelle an den ersten Speicherkondensator (140) anzuschließen, wenn das dritte Signal den ersten Zustand aufweist, so daß der erste Speicherkondensator eine von dem fünften Signal abgeleitete Signalgröße speichert;

zweite Schaltmittel (70,163), die an die relative Positionserfassungseinrichtung (41) und die Entfernungsmeßeinrichtung (10) angeschlossen sind und betätigt werden, wenn das erste Signal den ersten Zustand aufweist, um die Speisespannungsquelle an den ersten Speicherkondensator (140) anzuschließen, so daß beim Auftritt einer Änderung im dritten Signal von dem ersten in den zweiten Zustand das in dem ersten Speicherkondensator (140) gespeicherte Signal zeitlich in Richtung auf die Höhe des vierten Signales anwächst;

dritte Schaltmittel (113), die an die relative Positionserfassungseinrichtung (41) angeschlossen sind und betätigt werden, wenn aas erste Signal den zweiten Zustand einnimmt, um die Spannungsversorgungsquelle (U +) mit dem zweiten Speicherkondensator (120) zu verbinden, so daß während der Zeit, in der das erste Signal den zweiten Zustand einnimmt, das von dem zweiten Speicherkondensator (120) gespeicherte Signal zeitlich in Richtung auf die Höhe des vierten Signales anwächst;
vierte Schaltmittel (82,157), die an die relative Positionserfassungseinrichtung (41) und die Entfernungsmeßeinrichtung (10) angeschlossen sind und betätigt werden, wenn das erste Signal den zweiten Zustand aufweist, um den ersten Speicherkondensator (140) mit dem zweiten Speicherkondensator (120) zu verbinden, wenn das dritte Signal vom zweiten in den ersten Zustand umschaltet, und um den ersten Speicherkondensator (140) von dem zweiten Speicherkondensator (120) abzutrennen, wenn das dritte Signal vom ersten in den zweiten Zustand umschaltet, wobei das von dem ersten Speicherkondensator (140) bei der letzten Änderung des dritten Signales vom ersten in den zweiten Zustand gespeicherte Signs! eine Größe aufweist, die die richtige Fokussierung anzeigt; und
fünfte Schaltmittel (150,170,106), die an die relative Positionserfassungseinrichtung (41) und die Synchronisationseinrichtung (64) angeschlossen sind und betätigt werden, wenn das zweite Signal den zweiten Zustand einnimmt, um den ersten Speicherkondensator (140) mit der Antriebssteuerung zu verbinden, wobei die Antriebssteuerung das Kameraobjektiv in einer ersten Richtung antreibt, wenn das erste Signal den ersten Zustand einnimmt, und dieses in einer zweiten Richtung antreibt, wenn das erste Signal den zweiten Zustand einnimmt, und wobei die Antriebsgeschwindigkeit von der Größe des von der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Signales abhängt

3. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen an den ersten Speicherkondensator (140) angeschlossenen Schaltkreis (130,135) zum Entladen des gespeicherten Signales beim Auftritt des Ausgangssignales, wobei die Entladezeitdauer von der Größe des gespeicherten Signales abhängt.