DE2931274A1

DE2931274A1 - Fokussierungsermittlungsvorrichtung fuer eine kamera

Info

Publication number: DE2931274A1
Application number: DE19792931274
Authority: DE
Inventors: Harumi Aoki
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2931274C2; US4264160A; JPS5529832A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E, HOFFMANN (T930-1976) · Dl PL.-I NG. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · D I PL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) . D-8000 MO NCH EN 81 . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-27619 (PATH E)

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Asahi Kögaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera

Die Erfindung betrifft eine Fokussierungsermittlungsvorrichtung, die zur Anzeige des Kontrastsignals eines Bildes eines Gegenstandes unmittelbar im Sucher der Kamera dient, um dadurch den Fokussierungszustand anzuzeigen.

Es wurden bereits eine Anzahl von Fckussierungsermittlungsverfähren vorgeschlagen. Es ist eine sogenannte selbsttätig fokussierende Kamera bekannt, in welcher die Linse selbsttätig in die Fokussierungsstellung bewegt wird. Jedoch wurde eine selbsttätig fokussierende, einäugige Spiegelreflexkamera noch, nicht praktisch eingesetzt. Der Hauptgrund hierfür

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liegt darin, daß eine einäuige Spiegelreflexkamera üblicherweise von Berufsphotographen verwendet wird, so daß die strenge Forderung besteht, daß die Fokussierungsposition mit hoher Genauigkeit ermittelt wird. Dabei werden manuelle Fokussierungsverfahren verwendet und da die Linse einer einäugigen Spiegelreflexkamera verhältnismäßig schwer ist, ist der Linsenantrieb sperrig. Da ferner die Linsen austauschbar sind, ist ein Motorantrieb für jede Linse unwirtschaftlich. Darüberhinaus ist es zum Anhalten der Linse in der Fokussierungsposition erforderlich, zuerst festzustellen, ob sich die Linse vor oder hinter der Fokussierungsposition befindet. Die Schaltung zur Verarbeitung dieser Feststellung befindet sich demzufolge im Kamerakörper, um für alle Linsen verwendet zu werden und ist verhältnismäßig kompliziert aufgebaut. Diese Faktoren machen die Herstellung einer selbsttätig fokussierenden, einäugigen Spiegelreflexkamera schwierig.

Es wurde bereits ein Fokussierungsermittlungsverfahren vorgeschlagen, welches den Umstand ausnützt, das die optische Intensität einer jeden räumlichen Frequenz eines Gegenstandsbiläer (Leistungsspektrum) in der Fokussierungsposition ein Maximum wird. Beispielsweise ist ein Verfahren zur elektrischen oder mechanischen Abtastung des Gegenstandsbildes unter Verwendung eines photoelektrischen Wandlers bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein zeitserielles Ausgangssignal, das der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes - equivalent ist; bei der Bildabtastung erhalten, worauf das Signal anschließend differenziert wird, um eine hochfrequente Komponente zu erhalten, welche zur Kontrastinformation führt. Nach dem Differenzieren wird das Signal in eine Absolutwert-Wellenform umgewandelt, wobei der Scheitelwert in einer Abtastperiode der Absolutwert-Wellenform entnommen wird und als Signal zur

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Anzeige des Fokussierungszustands dient.

In jüngster Zeit wurde ein Verfahren vorgeschlagen, gemäß welchem ein selbsttätig abtastendes photoelektrisches Element als Abtasteinrichtung dient. Eine gemäß diesem Verfahren arbeitende Fokussierungs- Anzeigeeinrichtung kann leicht in eine einäugige Spiegelreflexkamera eingebaut werden, da sie infolge der Verwendung eines selbsttätig abtastenden photoelektrischen Element kompakt hergestellt werden kann. Der erwähnte Scheitelwert erreicht ein Maximum, wenn die richtige Fokussierung erhalten wurde. Jedoch ist es notwendig, einen Detektor zur Feststellung vorzusehen, daß der Scheitelwert ein Maximum aufweist, um die Linse in der Fokussierungsposition anzuhalten. Zu diesem Zweck wurde bisher zwei photoelektrische Elemente vor und hinter der Brennebene auf der optischen Achse angeordnet. Alternativ wird eine Speicherschaltung verwendet, um die beiden den zwei Linsenstellungen vor und hinter der Brennebene entsprechenden Signalen zu vergleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, bei welcher gemäß einem Fokussierungsermittlungsverfahren, nach welchem der Kontrast eines Gegenstandsbildes ermittelt wird, anstatt daß der erwähnte schwerfällige Linsenantrieb eingesetzt wird, das Kontrastsignal unmittelbar einem Zeigerinstrument im Sucher zugeführt wird. Daher kann der Photograph die Fokussierungsposition feststellen, bei welcher der Scheitelwert ein Maximum wird, indem er die Bewegung des Instrumentenzeigers verfolgt.

Die erfindungsgemäße Fokussierungs- Anzeigeeinrichtung nutzt den Umstand aus, daß das menschliche Auge sogar eine geringe

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Winkelabweichung des Instrumentenzeigers sowie die Stellung, in welcher der Instrumentenzeiger einen maximalen Ablenkungswinkel aufweist, feststellen kann. Somit liegt ein wichtiges Merkmal der Erfindung darin, daß eine ziemlich hohe Genauigkeit der Fokussierungsermittlung, die für eine einäugige Spiegelreflexkamera erforderlich ist, durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung erreicht werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fokussierungsanzeigevorrichtung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Suchers, der in der erfindungsgemäßen Fokussierungsanzeigevorrichtung verwendet wird und

Fig. 3 ein Diagramm, welches den Ablenkwinkel eines Zeigers eines in der erfindungsgemäßen Fokussierungsanzeigevorrichtung verwendeten Zeigerinstruments angibt.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fokussierungsanzeigevorrichtung. Das Bild eines Gegenstands wird auf einem selbsttätig abtastenden photoelektrischen Element 3 mit Hilfe einer Linse 2 abgebildet. Das selbsttätig abtastende photoelektrische Element 3 wird durch einen Steuerkreis 4 betätigt, um elektrisch die Helligkeitsverteilung

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des Gegenstandsbildes abzutasten und erzeugt eine diskrete zeitserielle photoelektrische Wellenform. Diese zeitserielle Wellenform wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und anschließend durch einen Abtast- und Haltekreis 6 in eine analoge Wellenform umgewandelt. Die unerwünschten Oberwellen der analogen Wellenform werden durch einen Glättungskreis 7 beseitigt. Infolgedessen wird die analoge Wellenform in die gleiche Wellenform bereinigt, die der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes entspricht.

Die am Ausgang des Glättungskreises 7 erhaltene Wellenform wird in einem Differenzierkreis 8 differenziert. Dadurch wird eine Information bezüglich der hohen räumlichen Frequenz des Gegenstands erhalten. Anschließend wird die differenzierte Wellenform in eine Absolutwertwellenform mittels eines Absolutwertkreises 9 umgewandelt, so daß ein positives oder negatives Signal erhalten wird. Ein Scheitelwert- Detektorkreis 10 ermittelt den Scheitelwert der Absolutwert-Wellenform in einer Abtastperiode und hält diesen Spannungswert, bis der Scheitelspannungswert der nächsten Abtastperiode zur Verfügung steht. -Ist der dabei gehaltene Spannungswert hoch, so wird der Zeiger eines Zeigerinstruments merklich abgelenkt. Ist dieser Wert niedrig, so ist der Ablenkwinkel des Zeigers klein.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Suchers, bei welchem das erfindungsgemäße Anzeigeverfahren verwendet wird. Ein Meßbereichsbild 13 ist dabei in einem Sucherbild 12 markiert. Wird der Randbereich der Helligkeitsverteilung eines Gegenstands im Meßbereichsbild 13 erfaßt, so wird der Zeiger 15 des Zeigerinstruments 14 im Sucherbereich nach oben und unten abgelenkt. Eine Fokussierungs- Anzeigeskala 16 ist am Sucherbild 12 angebracht, um den Betrag der Zeigerablenkung zu

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messen oder den Ablenkwinkel des Zeigers 15 anzugeben.

Der Vorgang der Fokussierungsermittlung gemäß der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben. Wird der Randbereich der Helligkeitsverteilung des Gegenstands im Meßbereichsbild 13 des Sucherbildes 12 erfaßt, so wird die Stellung der Linse 2 eingestellt, indem diese hin- und her verschoben wird. Ist die Linse 2 in der Fokussierungssteilung eingestellt, so wird der Zeiger 15 des Zeigerinstruments 11 oder 14 gemäß Fig. 3 auf einen Maximalwert ausgelenkt. Ist der Kontrast des Gegenstands hoch, so wird der Zeiger 15 gemäß der Kurve 17 in Fig. 3 abgelenkt. Ist der Kontrast niedrig, so wird der Zeiger 15 gemäß der Kurve 18 der Fig. 3 abgelenkt. Anders ausgedrückt, je höher der Kontrast des Gegenstands ist, desto größer ist die Zeigerablenkung.

Dies bedeutet, daß bei einem hohen Kontrast des Gegenstands die Fokussierung mühelos erhalten werden kann, jedoch wird selbst dann, wenn die Fokussierung für einen Gegenstand mit niedrigem Kontrast erhalten wird, der Zeiger auf den Maximalwert abgelenkt, so daß die Linse auf einen Gegenstand mit niedrigem Kontrast fokussiert werden kann. Dies stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar.

Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß die richtige Fokussierung mit hoher Genauigkeit erhalten werden kann, .indem lediglich die Ablenkung des Instrumentenzeigers auf den Maximalwert festgestellt wird. Daher wird der Photograph von der üblichen mühevollen Fokussierungseinstellung entlastet. Ferner wird erfindungsgemäß der Randbereich der Helligkeitsverteilung des Gegenstands ermittelt, so daß die Fokussierung auch bei einem verhältnismäßig tiefen Objekt durchgeführt werden kann.

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Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein mechanisch beweglicher Zeiger verwendet; jedoch kann die Fokussierungsanzeige auch anders, wie beispielsweise durch einen flüssigen Kristall erfolgen, welcher elektrooptisch analoge Daten anzeigt.

Zusammenfassend wird durch die Erfindung eine Fokussierungsanzeigeeinrichtung in einer Kamera geschaffen, die einen photoelektrischen Wandler zur Abtastung des Bildes eines Gegenstands zwecks Erzielung eines zeitseriellen Signals aufweist, das der Helligkeitsverteilung des Bildes equivalent ist. Ein Kontrastermittlungskreis entnimmt ein Leistungsspektrum in einem hohen räumlichen Frequenzbereich, welches ein Kontrastsignal des Bildes wird. Ein Anzeigeinstrument zeigt das Kontrastsignal unmittelbar im Sucher der Kamera an, wobei bei Erzielung der richtigen Fokussierung der Ablenkwinkel einen maximalen Wert aufweist.

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Claims

EITLE & PARTNER

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DIPl.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MONCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

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Äsahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera

P a t e η t a η s ρ r ü c. h e :

Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch eine photoelektrische Wandlereinrichtung (3) zur Abtastung des Bildes eines Gegenstandes und Erzeugung eines zeitseriellen Signals, das der Helligkeitsverteilung des Bildes entspricht, einen Kontrastermittlungskreis zur Entnahme eines Leistungs- Spektralsignals

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in einem hohen räumlichen Frequenzbereich für ein Konstrastsignal des Bildes und eine Anzeigeeinrichtung zur direkten Anzeige des Kontrastsignals in einem Kamerasucher.
2. Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Wandlereinrichtung ein selbsttätig"" abtastendes photoelektrisches Element aufweist, sowie einen Steuerkreis (4) zur elektrischen Abtastung der Helligkeitsverteilung des Bilds des Gegenstandes.
3. Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen der photoelektrischen Wandlereinrichtung (3) und dem Gegenstand angeordneten Linse (2).
4. Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze lehnet, daß der Kontrastermittlungskreis eine Einrichtung zur Umwandlung des zeitseriellen Signals in eine analoge Wellenform aufweist, sowie einen Differenzierkreis (8) zur Aufnahme der analogen Wellenform und einen Absolutwertkreis (9) zur Bestimmung des Vorzeichens des vom Differenzierkreis gelieferten Signals.
5. Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennze i c h η e t, daß die Umwandlungs-* einrichtung einen Abtast- und Haltekreis (6) enthält.
6. Fokussierungsermittlungsvorrichtuhg nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß der Kontrastermittlungskreis ferner einen Glättungskreis (7) zur Unterdrückung unerwünschter Oberwellen der analogen Wellenform enthält -.

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7. Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k ennzeich η e t, daß die Anzeigeeinrichtung ein Zeigerinstrument mit einer Skala und einem Zeiger aufweist, der abhängig vom Kontrastsignal abgelenkt wird.
8. Fbkussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Skala und einen Zeiger aufweist, der abhängig vom Kontrastsignal abgelenkt wird.

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