DE2948300A1 - Vorrichtung zur ermittlung der scharfeinstellung - Google Patents

Vorrichtung zur ermittlung der scharfeinstellung

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DE2948300A1
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    • G02B7/38—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data

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Description

  • Vorrichtung zur Ermittlung der Scharfeinstellung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung und insbesondere auf eine Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung, bei der ein mittels eines optischen Systems erzeugtes Bild eines Objekts mittels einer Bildabtastvorrichtung abgetastet wird und das dabei erzielte Bildabtastsignal zur Bewertung der Schärfe des Objektbilds verwendet wird, um dadurch den Zustand schärfster Einstellung zu ermitteln.
  • Es wurden schon vielerlei Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtungen der vorstehend genannten Art oder sog. Bildschärfe-Detektor-Vorrichtungen vorgeschlagen. Beispielsweise ist in der DE-OS 25 14 230 und der korrespondierenden US-PS 4 047 187 eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein mittels eines optischen Systems erzeugtes Bild eines Objekts mittels eines Bildsensors abgetastet wird, der eine Anordnung aus einer großen Anzahl von unabhängigen photoelektrischen Wandlerelementen (Photosensorelementen) hat und als Photosensor mit Ladungs- kopplung (CCD-Photosensor), Photosensor mit Eimerkettenschaltung (BBD-Photosensor) oder Photodiodenanordnung bekannt ist; die gleichzeitig erzielten Bildabtastsignale werden an eine Beleuchtungsänderungs-Detektorschaltung angelegt, in der als Absolutwert-Signale Signale gewonnen werden, die die Beleuchtungsänderung zwischen jeweils zwei Bildteilen darstellen, welche in dem Bild einander nahe oder benachbart sind; diese von der Beleuchtungsänderung bzw. Lichtstärke abhängigen Signale werden für eine Einzelabtastung mittels einer Integrierschaltung integriert, die dann ein Ausgangssignal erzeugt, das den Schärfegrad des vorstehend genannten Bilds darstellt.
  • Diese Vorrichtung gemäß der DE-OS 25 14 230 bzw. der US-PS 4 047 187 ist in der Hinsicht neuartig, daß als photoelektrische Wandlervorrichtung für die Scharfeinstellungs-Ermittlung anstelle eines photoleitfähigen Elements wie eines CdS-Elements ein Bildsensor (Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung) wie ein CCD-Photosenoor, ein BBD-Photosensor oder eine Photodiodenanordnung verwendet wird, die in der letzten Zeit eine gesteigerte Fortentwicklung erfahren haben; die Vorrichtung ist im Hinblick darauf vorteilhaft, daß die'Ermittlung der Bildschärfe mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden kann, da die Bildabtastung mittels des Bildsensors ein Signal ergibt, das genau dem Schärfegrad des Bilds entspricht.
  • Selbst diese Vorrichtung gemäß der DE-OS 25 14 230 bzw. der US-PS 4 047 187 iäßt jedoch noch viele Verbesserungen zu, wie beispielsweise hinsichtlich einer Steigerung der Ermittlungsgenauigkeit.
  • In diesem Zusammenhang ist anzuführen, daß bekanntermaßen beispielsweise bei einer photoleitfähigen Zelle wie einer CdS-Zelle die Beleuchtungs-Ansprechkennlinie dadurch nichtlinear gemacht wird, daß zur Verwendung als Substanz der Zelle ein photoelektrisches Material gewählt wird, dessen Wert 7 nicht gleich 1 ist; diese nichtlineare Kennlinie des Ausgangssignals gegenüber der Beleuchtung wird zur Messung des Schärfegrads des Bilds herangezogen. Da andererseits bekanntermaßen der Bildsensor seine notwendige Funktion auch mit einem Gammawert 1 seiner photoelektrischen Wandlerelemente ausführt, ist daher in Anbetracht des sich aus der nichtlinearen Kennlinie der photoleitfähigen Zelle oder dgl. ergebenden Vorteils zu erwarten, daß beispielsweise bei einer Modifizierung der Vorrichtung gemäß den vorstehend genannten Patentveröffentlichungen dadurch, daß ein eine Änderung zwischen zwei benachbarten Bildteilen darstellendes Signal einer nichtlinearen Umformung unterzogen wird, eine erhebliche Steigerung der Ermittlungs-Genauigkeit erzielbar ist.
  • Von diesem Standpunkt ausgehend wurde in der DE-Patentanmeldung P 29 30 636.3 bzw. der korrespondierenden US-Patentanmeldung No. 59 635 (vom 23. Juli 1979) ein neues Verfahren der Scharfeinstellungs-Ermittlung in Anwendung bei einem System vorgeschlagen, bei dem ein mittels eines Objektivs erzeugtes Bild abgetastet wird, um damit zeitlich aufeinanderfolgende Signale zu erzeugen, die die Lichtstärken einzelner, das Bild bildender Bildflächen darstellen, d. h., Bildabtastsignale zu erzeugen,und bei dem dann diese Bildabtastsignale zur Messung des Schärfegrads des Bilds, d. h., der Bildschärfe verarbeitet werden; bei dem Verfahren wird unter besonderer Berücksichtigung dessen, daß bekanntermaßen der Bildschärfedetektor in Form der nichtlinearen CdS- oder CdSe-Zelle eine beachtliche Empfindlichkeits-Leistung hat, diese nichtlinearen Kennlinien mittels eines elektrischen Schaltungsaufbaus hervorgerufen, so daß selbst für Bilder mit unterschiedlichen komplizierten Kontrast-Mustern ihr Schärfegrad, d. h. ihre Schärfe ziemlich zuverlässig und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.
  • Allgemein ist es bei der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung mit Bildschärfe-Wahrnehmung dringlicher gefordert, nicht nur anzuzeigen, daß der schärfste Einstellzustand erreicht ist, sondern auch bei nicht scharfer Einstellung des Bilds die Richtung anzuzeigen, in die die Ebene des schärfsten Bilds gegenüber einer vorgeschriebenen oder Soll-Brennebene verschoben ist; d. h., es sollen die sog. Vor-Defokussierung und die sog.
  • Hinter-Defokussierung angezeigt werden (wobei der Ausdruck "Vor-Defokussierung" nachstehend bedeutet, daß die Ebene, an der mittels des Objektiv-Systems das schärfste Bild erzeugt wird, vor der Soll-Brennebene des Objektiv-Systems liegt, während der Ausdruck "Hinter-Defokussierung" nachstehend bedeutet, daß die vorstehend definierte Bildebene hinter der Soll-Brennebene liegt).
  • Zur Erfüllung dieser Erfordernis müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden. Beispielsweise hat der einfachste Aufbau, der allgemein angenommen wird, zwei Photodetektoren an den beiden Seiten der Soll-Brennebene in gleichem Abstand von dieser, um dadurch etne Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren zu gewinnen, die nicht nur anzeigt, daß das Bild an der Brennebene scharf eingestellt ist, sondern auch bei nicht scharf eingestelltem Bild die Richtung der Defokussierung des Bilds, nämlich die Vor-Defokussierung oder die Hinter-Defokussierung anzeigt. Dieser Aufbau macht jedoch bei dem optischen Scharfeinstellungs-Ermittlungs-System eine zusätzliche Vorrichtung wie einen Strahlenteiler notwendig, was die Nachteile ergibt, daß der Aufbau der Vorrichtung kompliziert ist, die Herstellungskosten gesteigert sind und ferner die Ermittlungsgenauigkeit aufgrund von gegenseitigen Abweichungen der Kennlinien der beiden Photodetektoren verschlechtert ist sowie die feine Lageeinstellung der beiden Photodetektoren sehr schwierig zu erzielen ist. Insbesondere bei der Anwendung bei den Vorrichtungen, die in der DE-OS 25 14 230, der US-PS 4 047 187, der DE-Patentanmeldung P 29 30 636.3 bzw. der US-Patentanmeldung No. 59 635 vorgeschlagen sind und bei denen die vorstehend beschriebene Bildabtastvorrichtung in der Form einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie eines CCD-Photosensors aufgebaut ist, ist es in der Praxis schwierig, eine Produktionsserie der Vorrichtungen wirtschaftlich herzustellen, da derartige Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen noch verhältnismäßig teuer sind.
  • In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen großen Fortschritt gegenüber dem genannten Stand der Technik zu erzielen und eine Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung zu schaffen, bei der nicht mehr als eine einzige Bildabtastvorrichtung zur Messung des Schärfegrads eines Bilds so benützt wird, daß Vorteile aus dem Entfallen der unterschiedlichen Unzulänglichkeiten wie des sehr komplizierten Aufbaus des optischen Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Systems, der großen Verringerung der Ermittlungs-Genauigkeit und der schwierigen Handhabungen bei der Einstellung der optischen Elemente gezogen werden, während nichtsdestoweniger nicht nur eine reine Ermittlung des schärfsten Zustandes, sondern auch bei nicht scharfer Einstellung des Bilds immer mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit die Anzeige der Richtung ermöglicht ist, in der eine Verstellung vorzunehmen ist, um das Bild scharf einzustellen, d. h. die Anzeige darüber ermöglicht ist, ob das Bild in der Vor-Defokussierung oder in der Hinter-Defokussierung steht, sowie auch das Beibehalten des kostengünstigen Herstellungsverfahrens ermöglicht ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß in Verbindung mit einer Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vor- richtung, die eine Bildal,tastvorrichtung zur Erzeugung von Ausgangssignalen hat, die zur Messung des Schärfe grads des Bilds benützt werden, die folgenden Merkmale vorgesehen, die als charakteristische Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung angesehen werden können: Eines der Merkmale besteht darin, daß zum Empfang eines mittels des vorstehend beschriebenen optischen Abbildungssystems erzeugten Bilds eines Objekts die Bildabtastvorrichtung geringfügig hinter einer vorgeschriebenen bzw. Soll-Brennebene des optischen Systems angeordnet ist und daß eine Änderungsvorrichtung zur Änderung der optischen Weglänge vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie auf eine Betätigung hin in den optischen Weg zwischen dem optischen Abbildungssystem und der Bildabtastvorrichtung tritt, so daß die Länge des optischen Wegs wahlweise mit dem uivalenz-Ergebnis verlängert wird, daß die Bildabtastvorrichtung geringfügig vor der Soll-Brennebene angeordnet ist. Danach wird nicht nur zur Ermittlung des Scharfeinstellungs-Zustands, sondern auch bei nicht erzielter Scharfeinstellung zur Anzeige des bestehenden Defokussier-Zustands, nämlich der Vor-Defokussierung oder der Ilinter-Defokussierung ein von der Bildschärfe abhängiges Ausgangssigflal, das auftritt, wenn die optische Weglängen-Änderungsvorrichtung in der Arbeitssteilung steht, mit einem Ausgangssignal verglichen, das auftritt, wenn die Änderungsvorrichtung eine unwirksame Stellung einnimmt.
  • In Verbindung mit einem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel, das in Anwendung zur Verbesserung der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung gemäß der DE-Patentanmeldung P 29 30 636.3 nach dem erfindungsgemäßen Prinzip später in größeren Einzelheiten beschrieben wird, ist auszuführen, daß das durch das optische System erzeugte Bild mittels der Bildabtastvorrichtung zur Erzeugung von Ausgangssignalen abgetastet wird, Linie dann an e L0C eine Beleuchtungs- bzw. Lichtstärkenänderunqs-Detektorvorrichtung angelegt werden, wo aufeinanderfolgend Lichtstärken-Änderungen zwischen jeweils zwei Bildteilcher oder Bildelementen erfaßt werden, die in dem Objektbiid einalltler benachbart sind. Die von der Lichtstärke abhängigen Signale aus der Lichtstärkenänderungs-Detektorvorrichtung werden nach einer Absolutwert-Umformung und einer nichtlinearen Umformung mittels einer Absolutwert-Umf ormervorrich tung und einer nichtlinearen Umformervorrichtung mit einer Integriervorrichtung integriert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Schärfe des Bilds dargestellt. Dei dieser Vorrichtunsj ist die Bildabtastvorrichtung mit ihrer Bildempfangsfläche geringfügig hinter der Soil-Brennebene des optischen Abbildungssystem angeordnet, während eine Änderungsvorrichtung zur Änderung der optischen Weglänge vorgesehen ist, Linie bewirkt, daß die Bildabtastvorrichtung das mittel des optischen Abbildungssystems erzeugte Objektbild auf äquivalente Weise geringfügig vor der Brennebene empfängt, da die Länge des optischen Wegs zwischen dem optischen Abbildungssystem und dem Bildabtastsystem selektiv vergrößert wird. Danach wird das integrierte Ausgangssignal aus der vorstehend beschriebenen Integriervorrichtung, das auftritt, wenn die optische Weglängen-Änderungsvorrichtung in der Arbeitsstellung steht, mit demjenigen Ausgangssignal, das auftritt, wenn die Änderungsvorrichtung außer Betrieb ist, mittels einer Vergleichsvorrichtung verglichen, die ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches einen Maßstab für die Scharfeinstellung bei den vorstehend benannten drei verschiedenen Fokussierzuständen darstellt.
  • Weiterhin soll ferner mit der Erfindung ein elektrisches Signalverarbeitungssystem für die Scharfeinstellungs-Ermittelungs-Vorichtung geschaffen werden, bei dem unterschiedliche Gegenkopplungssteurungen vorgenommen werden, um sicherzustellen, daß eine zuverläs- sige und genaue Messung des Schärfegrads eines Bilds über dem ganzen Bereich anzutreffender Aufnahmesituationen erzielt werden kann.
  • Zu diesem Zweck sind gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise die Absolutwert-Umformervorrichtung und die nichtlineare Umformervorrichtung mit einem Gegenkopplungskreis versehen, um damit automatisch den Ausgangspegel der Vorrichtungen zu regeln, oder es ist die Integriervorrichtung mit einer Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Integrations-Kennlinie der Integriervorrichtung versehen. Diese Gegenkopplungs-Steuervorrichtungen sind bei der Vorrichtung dieser Art von großer Bedeutung.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines elektrischen Schaltungssystems in einem Ausführungsbeispiel der Scharfeinstel lungs-Ermittlungs-Vorrichtung.
  • Fig. 2 zeigt Kurvenformen von unterschiedlichen Ausgangssignalen aus jeweiligen tiaupt-Schaltungsblöcken in Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt Kurvenformen, die Änderungen des Ausgangssignals einer Integrierschaltung in Fig. 1 im Zusammenhang mit der Bildschärfe (oder der Länge des optischen Wegs) zeigen.
  • Fig. 4 zeigt schematische Ansichten, die die Funktion eines optischen Weglängen-Anderungselements für eine Bildabtastvorrichtung nach Fig. 1 zeigen.
  • Fig. 5 zeigt schematische Ansichten, die die Zustände bei der Scharfeinstellung, der Vor-Defokussierung und der Hinter Defokussierung darstellen.
  • Fig. 6 ist ein elektrisches Schaltbild eines l3ildsensors, einer Dunkelstrom-Entzugsschaltung und einer Helligkeits-Auswerteschaltung nach Fig. 1.
  • Fig. 7 ist ein Impulszeitdiagramm, das die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 6 veransciwaulicllt.
  • Fig. 8 ist ein elektrisches Schaltbild eines Beispiels einer praktisch ausgeführten Verzögerungsschaltung in dem System nach Fig. 1.
  • Fig. 9 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Arbeitsweise der Verzögerungsschaltung nach Fig. 8 zeigt.
  • Fig. 10 ist ein elektrisches Schaltbild eines Beispiels einer praktisch ausgeführten Absolutwert-Umformerschaltung in dem Schaltungsaufbau nach Fig. 1.
  • Fig. 11 ist eine graphische Darstellung der Eingangs-Ausgangs-Kennlinie der Absolutwert-Umformerschaltung nach Fig. 10.
  • Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels einer nichtlinearen Umformerschaltung in dem Schaltungsaufbau nach Fig. 1.
  • Fig. 13 zeigt eine Ausgangs-Eingangs-Kennlinie der nichtlinearen Umformerschaltung nach Fig. 12.
  • Fig. 14 ist ein elektrisches Schaltbild eines weiteren Beispiels der vorstehend beschriebenen nichtlinearen Umformerschaltung.
  • Fig. 15 zeigt die Ausgangs-Eingangs-Kennlinie der nichtlinearen Umformerschaltung nach Fig. 14.
  • Fig. 16 ist ein elektrisches Schaltbild mit Einzelheiten einer Differenzverstärkerschaltung und einer Kontrast-Auswerteschaltung nach Fig. 1.
  • Fig. 17 ist ein elektrisches Schalbild mit Einzelheiten einer Integrierschaltung und einer Integrierwert-Auswerteschaltung.
  • Fig. 18 ist ein elektrisches Schaltbild mit Einzelheiten einer Anzeige-Steuerschaltung und einer Warnschaltung nach Fig. 1.
  • Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten einer Ablauf-Steuerschaltung nach Fig. 1 zeigt.
  • Fig. 20, 21 und 22 sind elektrische Schaltbilder dreier verschiedener Beispiele von Modifikationen eines Scharfeinstellungs-Anzeigesystems.
  • Fig. 23 ist ein elektrisches Schaltbild eines weiteren Beispiels einer Modifikation des Scharfeinstellungs-Anzeigesystems, bei welcher die Leuchtstärke der eingeschalteten Anzeigevorrichtung entsprechend der Objekthelligkeit bzw. Objektbeleuchtung gesteuert wird.
  • Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Anordnung eines optischen Weglängen-Änderungselements nach Fig. 1 mit einer Antriebsvorrichtung zeigt.
  • Fig. 25(a) und (b) sind eine Schnittansicht und eine Draufsicht bei einem weiteren Beispiel für den Aufbau und die Anordnung einer optischen Weglängen-Änderungsvorrichtung mit einer zugehörigen Antriebsvorrichtung.
  • Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht eines nächsten Beispiels des vorstehend beschriebenen optischen Weglängen-Änderungselements.
  • Fig. 27 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen einer einäugigen Spiegelreflexkamera, bei der die Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung verwendet wird.
  • Fig. 28 ist eine Draufsicht auf einen zur Verwendung bei der Kamera nach Fig. 27 geeigneten Reflexspiegel.
  • Fig. 29 ist eine Schnittansicht eines Wechselobjektivs mit automatischer Scharfeinstellung, das mit der Kamera nach Fig. 27 verwendbar ist.
  • Fig. 30 ist ein elektrisches Schaltbild einer Motorschaltung in dem Objektiv mit automatischer Scharfeinstellung nach Fig. 29.
  • Fig. 31 ist ein Blockschaltbild für ein Beispiel der Anwendung der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung bei einer Fernsehkamera.
  • Nachstehend wird anhand der Fig. 1 ein Ausführunqsbeispiel der Vorrichtung zur Ermittlung der Scharfeinstellung beschrieben. Ein mittels eines (nicht gezeigten) Halterunaselements gehaltenes optisches Abbildungssystem 1 ist längs seiner optischen Achse 2 so bewegbar, daß eine Fokussierung bzw. Scharfeinstellung ausgeführt wird.
  • Geringfügig hinter einer vorgeschriebenen bzw. Soll-Brennebene des optischen Abbildungssystems 1 (das nachstehend abgekürzt als Objektiv 1 bezeichnet wird) ist eine (im folgenden allgemein als "Bildsensor" bezeichnete) Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 3 angeordnet, die als CCD-, BBD-, CID- oder MOS-Bildsensor bzw. Bildsensor mit Ladungskopplung, Eimerkettenschaltung, Ladungsintegration bzw. Metalloxid-Halbleiter-Aufbau bekannt ist.
  • Bekanntermaßen hat dieser Bildsensor 3 eine große Anzahl einzelner photoelektrischer Wandlerelemente und bewirkt die Erzeugung der Ausgangssignale der Wandlerelemente in der Form von in einer vorbestimmten Reihenfolge zeitlich aufeinanderfolgenden Signalen. Bei der Vorrichtung besteht keine Einschränkung allein auf die Bildsensoren der vorstehend beschriebenen Art; vielmehr sind die Vorrichtungs-Merkmale auch bei einer Vorrichtung mit einem Bildsensor anderer Art unter der Voraussetzung anwendbar, daß zur Bildung der Ubereinstimmung zwischen den Ausgangssignalen der einzelnen photoelektrischen Wandlerelemente und der Beleuchtungs- bzw. Lichtstärkenverteilung des an der Oberfläche der Anordnung photoelektrischer Wandlerelemente erzeugten Bilds die vorstehend beschriebene Funktion ausgeführt wird. Der Bildsensor 3 kann beispielsweise einen Aufbau haben, der eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) mit N nicht angeschlossenen pn-Ubergängen als photoelektrische Wandlerelemente, ein Analogschieberegister mit 4-Phasen-Ansteuerung zum Auslesen der in diesen photoelektrischen Wandlereiementen erzeugten Ladungen und Schiebeelektroden für die Steuerung der Ubertragung der genannten Ladungen zu dem Schieberegister aufweist. Dieser Bildsensor arbeitet mit einem Schiebesteuerimpuls SH zum Einleiten einer Über- tragung der an den einzelnen photoelektrischen Wandlerelementen gesammelten Ladungen zu dem Analogschieberegister;Taktimpulsen 1, 2, 03 und 04 zur Übertragung der Ladungen im Analogschieberegister und einem Rücksetzimpuis RS zum Entladen eines Ladungs-Spannungs-Umsetzkondensators in der Ausgangsstufe des Bildsensors; auf diese Weise werden vom Ausgangsanschluß des Bildsensors 3 aufeinanderfolgend Beleuchtungsstärken- bzw.
  • Lichtstärken-Signale abgegeben. Diese zeitlich in der Anzahl N aufeinanderfolgenden Signale entsprechend den Ladungen, die nach dem Entladen der vorhergehend gesammelten Ladungen bis zum Eintreffen des Schiebeimpulses SH an den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen erzeugt und gesammelt wurden. Die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem die vorhergehend gesammelten Ladungen entleert bzw. entladen wurden, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Schiebeimpuls zugeführt wird, wird daher Ladungs-Integrationsdauer oder -Integrationszeit genannt. Der Schiebeimpuls SH wird von einer später beschriebenen Lichtsta'rke-Auswerteschaltung zugeführt, während die Taktimpulse zur 2, m3 und 04, der Rücksetzimpuls RS und ein später beschriebener Ladungslöschimpuls bzw.
  • Entladeimpuls ICG aus einer später beschriebenen Ablaufsteuerschaltung 4 zugeführt wird. Da die Bildabtastsignale aus dem Bildsensor 3 einen Dunkelstrom enthalten, der als Störquelle wirkt, ist eine Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 für den Auszug der Photo- bzw. Bildsignale aus dem Hintergrundrauschen vorgesehen. Zu diesem Zweck wird zur Gewinnung des Dunkelstroms, der in der Schaltung 5 gespeichert wird, ein Teil der photoelektrischen Wandlerelement-Anordnung, d. h. mindestens eines der photoeiektrischen Elemente der Anordnung, das an der vordersten Stelle der Ladungs-Auslesezeile liegt, gegenüber Licht abgeschirmt. Die dann jeweils folgenden Signale werden als Differenz gegenüber dem gespeicherten Signal für die Hintergrundstörung bzw. das Hintergrundrauschen entnommen. Daher entspricht gemäß der Darstellung in Fig. 2(a) das Ausgangssignal der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 genau der seleuchtungsstärke- bzw. Lichtstärke-Verteilung des Bilds. Die Funktion der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 wird mittels der Ablaufsteuerschaltung 4 auf eine später in größeren Einzelheiten beschriebene Weise gesteuert. Das Ausgangssignal der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 wird zuerst an eine Leuchtdichte-Auswerteschaitung 28 angelegt, die die Ladungsintegrationsdauer des Bildsensors 3 entsprechend dem Objekthelligkeitspegel steuert und die auch mit der Ablaufsteuerschaltung 4 zusammenwirkt; Einzelheiten des Aufbaus der Schaltung 28 werden später beschrieben. Das Ausgangs signal der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 wird auch einerseits an eine Verzögerungsschaltung 8, deren Funktion mittels der Ahlaufsteuerschaltung 4 gesteuert wird, und andererseits an eine Differenzverstärkerschaltung 9 angelegt, an der das mittels der Schaltung 8 verzögerte Photosignal mit dem ursprünglichen bzw. unverzögerten Photosignal verglichen wird; die Ausgangssignale der Verzögerungsschaitung 8 und der Differenzverstärkerschaltung 9 sind in Fig. 2(b) bzw. 2(c) gezeigt. Dazu ist hier anzuwerken, daß die Verzögerungsschaltung 8 und die Differenzverstärkerschaltung 9 eine Vorrichtung zur Erfassung einer änderung zwischen den Lichtstärken von jeweils zwei in dem Bild einander benachbarten Punkten bilden. Dabei kann auch statt dieser Anderungs-Detektorvorrichtung eine Differenzierschaltung, ein ElochpaBfilter oder dgl. verwendet werden. Das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 9 wird einer Absolutwert-Umformerschaltung 10 zugeführt, die ein Ausgangssignal gemäß der Darstellung in Fig. 2(d) erzeugt. Der Grund für die Anderung des negativen Teils des Ausgangssignals der Schaltung 9 in einen positiven Teil beim Durchlaufen der Absolutwert-UmformerschaLtuticj 10 besteht darin, eine Aufhebung des Integrationswerts durch den negativen Teil des Ausgangssignals zu verhindern. Die Einzelheiten der Schaltungen 8 und 9 werden später in größeren Einzelheiten beschrieben. Das Ausgangssignal der Absolutwert-Umformerschaltung 10 wird einer nicht linearen Umformerschaltung (Bewertungsschaltung) 11 zugeführt, deren Einzelheiten später beschrieben werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 2(e) ist das Ausgangs signal der nichtlinearen Umformerschaltung 11 in bezug auf den Pegel des Eingangssignals nichtlinear angehoben. Das heißt, durch die Verwendung der nichtlinearen Schaltung 11 wird das Ausgangssignal der Schaltung 10 entsprechend seinem Pegel bewertet. Das Ausgangssignal der nichtlinearen Umformerschaltung 11 wird einer Integrierschaltung 12 zugeführt, die gemäß der Darstellung in Fig. 2(f) ein Ausgangssignal erzeugt, das schließlich einen Signalpegel Ve erreicht. Die Integrierschaltung 12 wirkt mit der Ablaufsteuerschaltung 4 zusammen und wird mittels des Schiebeimpulses SH aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 rückgesetzt. Wenn sich der Bildschärfegrad von "niedrig" auf "hoch" verändert, wie es durch die gestrichelten bzw. die ausgezogenen Kurven in Fig. 2(a) gezeigt ist, steigt der Pegel des Ausgangssignals Ve der Integrierschaltung 12 und erreicht bei der Scharfeinstellung des Bilds einen Spitzenwert gemäß der Darstellung in Fig. 3, in der die Ordinate das Ausgangs signal Ve darstellt und die Abszisse das Ausmaß der axialen Bewegung des Objektivs 1 darstellt, wobei die ausgezogene Kurve zur Darstellung des Zustands angenommen ist, bei dem ein optisches Wegläpgen-Anderungselement 31 gemäß der Darstellung in Fig. 1 in dem optischen Weg an der Rückseite des Objektivs 1 bzw. an der Vorderseite des Bildsensors 3 liegt. Wenn dieses Element 31 aus dem optischen Weg zurückgezogen wird, ändert sich die Länge des optischen Wegs um L (d. h., wird die optische Weglänge verkürzt), wobei die sich dann ergebende Kurve durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Änderungselement 31 zur Änderung der optischen Weglänge wird mittels einer Antriebsvorrichtung 32 angetrieben bzw. verstellt, die mit der Ablaufsteuerschaltung 4 so zusammenwirkt, daß sie das Element in einer vorgeschriebenen Zeitgabe in den optischen Weg hinein und aus dem optischen Weg herausbewegt. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß das Auslesen des Ausgangssignals aus dem Bildsensor 3 synchron mit dem Zyklus des Eindringens bzw. Zurückziehens des Anderungselements 31 in die optischen Weg bzw. aus dem optischen Weg abläuft.
  • Nachstehend wird anhand der Fig. 4 die Funktion des optischen Weglängen-Änderungselements 31 erläutert. Nimmt man nun an, daß das Element 31 in der in Fig. 4(a) gezeigten zurückgezogenen Stellung steht und daß das Objektiv 1 genau auf ein (nicht gezeigtes) Objekt so scharf gestellt ist, daß das schärfste Bild des Objekts an einer Brennebene 0 entsteht, so wird beim Einsetzen des Anderungselements 31 zum Einnehmen einer Stellung für die Überschneidung mit dem optischen Weg gemäß der Darstellung in Fig. 4(b) die Ebene der schärfsten Einstellung nach hinten ZU zu einer Stelle 0' verschoben. Der Abstand zwischen den Stellen 0 und 0' kann zu t(1 - 1/n) bestimmt werden, wobei n der Brechungsindex des Materials ist, aus dem das Element 31 hergestellt ist, während t die axiale Dicke des Elements 31 ist. Durch das Bewegen des Elements 31 wird der Bildschärfegrad an dem Bildsensor 3 verändert, während das Objekt, das Objektiv 1 und der Bildsensor 3 in ihrer Lage verbleiben. Dieses Ergebnis ist äquivalent zu einem Ergebnis, das dann erzielt wird, wenn ohne Verwendung des Elements 31 die Lage des Bildsensors 3 nach vorne zu zu einer durch die gestrichelten Linien 3' in Fig. 4(c) dargestellten Stelle verändert wird. Da offensichtlich L = t(1 - 1/n) ist, wird bei Anordnung des Bildsensors 3 in einem Abstand b/2 hinter der Soll-Brennebene P des Objektivs 1 dann, wenn gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 5(a) die Ebene der schärfsten Einstellung mit der Brennebene P zusammenfällt, d. h. der Zustand schärfster Einstellung erzielt ist, das Bildschärfeausmaß an dem Bildsensor 3 gleich demjenigen an der Ebene 3', die als Ergebnis des Einfügens des Elements 31 in den optischen Weg zu der- jenigen des Bildsensors 3 äquivalent ist. Wenn gemäß der Darstellung in Fig. 5(b) ein Bild vor der Soll-Brennebene P scharf abgebildet wird (was als Vor-Defokussier-Zustand bezeichnet wird), wird das Bild an der äquivalenten Ebene 3' schärfer als dasjenige an der tatsächlichen Ebene des Bildsensors 3. Wenn im Gegensatz dazu gemäß der Darstellung in Fig. 5(c) eine Scharfeinstellung hinter der Soll-Brennebene P erfolgt (was als Hinter-Defokussier-Zustand bezeichnet wird), wird das Bild an der tatsächlichen Ebene des Bildsensors 3 schärfer als dasjenige an der äquivalenten Ebene 3'. Diese drei verschiedenen Fokussierzustände gemäß den Fig. 5(a), (b) und (c) können in anderer Weise nach Fig. 3 bei (a), (b) bzw. (c) dargestellt werden. Im Hinblick auf das Ausgangssignal Ve ist daher ersichtlich, daß dann, wenn die von der wirksamen bzw. unwirksamen Stellung des optischen Weglängen-Änderungselements 31 abhängigen beiden Ve-Werte miteinander verglichen und als gleich ermittelt werden, die Ermittlung eines Scharfeinstellungszustands an der Soll-Brennebene P angezeigt wird, und daß dann, wenn die beiden Werte einander nicht gleich sind, die Ermittlung eines Vor- bzw. Hinter-Defokussier-Zustands in Abhängigkeit davon angezeigt werden kann, welcher der Werte größer ist. Daher ist es bei Verwendung des Bildsensors in einer Kamera, deren Filmebene oder hierzu äquivalente Ebene mit der vorgeschriebenen bzw. Soll-Brennebene P zusammenfällt, durch Vergleich der vorstehend beschriebenen beiden Ve-Werte möglich, den Scharfeinstellungszustand sowie bei unscharfer Einstellung des Bilds die Richtung anzuzeigen, in der eine Einstellung vorgenommen werden muß, um das Bild scharf einzustellen.
  • Nachstehend werden in Verbindung mit der Fig. 1 ein Verfahren für den gegenseitigen Vergleich dieser Ve-Werte und ein Verfahren zur Benützung des Vergleichsergebnisses bei der selektiven Anzeige der unterschiedlichen Fokussierzustände des Objektivs 1 oder zur automatischen Scharfeinstellung des Objektivs 1 erläutert.
  • Das Ausgangssignal der Integrierschaltung 12 wird mittels einer Abfrage-Halte-Schaltung 13 abgefragt und gespeichert, wenn das optische Weglängen-Änderungselement 31 in dem optischen Weg liegt, sowie mittels einer Abfrage-Halte-Schaltung 14, wenn das Element in der aus dem optischen Weg zurückgezogenen Stellung steht. Die in den Schaltungen 13 und 14 gespeicherten Werte sollen nunmehr mit unterschiedlichen Zusätzen, d. h. als Vel bzw. Ve2 bezeichnet werden (siehe auch Fig. 3). Die Abfrage- und Speicherfunktion der beiden Schaltungen 13 und 14 wird mittels der Ablaufsteuerschaltung 4 entsprechend dem Einbringen des Elements 31 in den optischen Weg bzw. dem Zurückziehen des Elements 31 aus dem optischen Weg gesteuert. Ferner wirken zwei zusätzliche Abfrage-Halte-Schaltungen 15 und 16 mit der Ablaufsteuerschaltung 4 so zusammen, daß dann, wenn ein jeweiliger Zyklus der Betätigung des optischen Weglängen-Änderungselements 31 abgeschlossen worden ist, der mit dem Eintreten in den optischen Weg beginnt und mit dem Herausziehen aus dem optischen Weg endet, die Ausgangssignale Vel und Ve2 der Abfrage-Halte-Schaltungen 13 bzw. 14 abgefragt werden und dann während des nächstfolgenden Zyklus in den Schaltungen 15 und 16 gespeichert werden.
  • Im Ansprechen auf die Ausgangssignale Vel und Ve2 aus den Abfrage-tlalte-Schaltungen 15 und 16 erzeugen Rechenverstärkerschaltungen 17 und 18 für die Subtraktion bzw.
  • die Addition der Ausgangssignale ihrerseits Ausgangssignale, die (Ve1 - Ve2) bzw. (Vel + Ve2) entsprechen.
  • Das Ausgangssignal (Vel - Ve2) wird zwei Vergleichern 20 und 21 an dem invertierenden Eingang bzw. dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt, wobei die entgegengesetzten Eingänge der Vergleicher über eine nichtinvertierende Verstärkerschaltung 22 bzw. eine invertierende Verstärkerschaltung 23 und über ein gemeinsames Potentiometer 19 an das Ausgangssignal (Vel + Ve2) der Rechenverstärkerschaltung 18 angeschlossen sind. Da das Potentiometer 19 ein Ausgangssignal abgibt, das #(Ve1 + Ve2) darstellt, wobei 0 < # < 1 ist, erzeugen bei - (Ve1 + Ve2)Ve1 - Ve2 # (Ve1 + Ve2) die beiden Vergleicher 20 und 21 Ausgangssignale des gleichen Pegels (d. h. hohen Pegels). Wenn 8 (Vel + Ve2)< Vel - Ve2 ist, erzeugt der Vergleicher 21 das Ausgangssignal hohen Pegels, während das Ausgangssignal des Vergleichers 20 auf niedrigen, Pegel wechselt. Wenn im Gegensatz dazu Vel - Ve2 < - # (Vel + Ve2) gilt, bleibt das Ausgangssignal des Vergleichers 20 auf hohem Pegel, während das Ausgangssignal des Vergleichers 21 niedrigen Pegel annimmt. Damit wird eine Kombination der Ausgangssignale der Vergleicher 20 und 21 funktionell in Abhängigkeit davon gewählt, welche der Bedingungen - # (Ve1 + Ve2) # Vel - Ve2 <- # (Vel + Ve2), Vel - Ve2 ># (Vel + Ve2), und Vel - Ve2 < - 33 (Vel + Ve2) erfüllt ist; dadurch ist es möglich, zwischen Scharfeinstellung, Vor-Defokussierung und Hinter-Defokussierung zu unterscheiden. Im einzelnen entspricht gemäß der vorstehenden Beschreibung das Ausgangssignal Vel der Abfrage-Halte-Schaltung 15 dem Ausgangssignal der Integrierschaltung 12, das sich abschließend ergibt, wenn das optische Weglängen-Änderungselement 31 im optischen Weg liegt (Fig. 4(b)), und das Ausgangssignal Ve2 der Abfrage-Halte-Schaltung 16 dem Ausgangssignal der Integrierschaltung 12, das sich abschließend ergibt, wenn das Element 31 aus dem optischen Weg entfernt ist (Fig. 4(a)). Danach werden diese beiden Ausgangssignale Vel und Ve2 mittels der Vergleicher 20 und 21 verglichen. Wenn das Vergleichsergebnis ergibt, daß die Ausgangssignale der Vergleicher 20 und 21 gleichen bzw. hohen Pegel haben, wird die Erfüllung der Beziehung - # (Vel + Ve2) # Vel - Ve2 m (Vel + Ve2) angenommen, was bedeutet, daß gemäß der Darstellung in Fig. 5(a) das Objektiv 1 auf das (nicht gezeigte) Objekt scharf eingestellt ist. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 20 niedrigen Pegel und das Ausgangssignal des Vergleichers 21 hohen Pegel hat, ist die Beziehung Vel - Ve2 > # # (Ve1 + Ve2) erfüllt, was bedeutet, daß gemäß der Darstellung in Fig. 5(b) das Objektiv 1 in dem Vor-Defokussier-Zustand steht. Wenn andererseits das Ausgangssignal des Vergleichers 20 hohen Pegel und das Ausgangssignal des Vergleichers 21 niedrigen Pegel hat, ist die Beziehung Vel - Ve2 < 3 (Ve1 + Ve2) erfüllt, was bedeutet, daß gemäß der Darstellung in Fig. 5(c) das Objektiv 1 die Hinter-Defokussier-Stellung einnimmt. Mit diesem Schaltungsaufbau und dieser Anordnung wird insgesamt ermittelt, ob Ve1 - Ve2 Vel + Ve? in den Bereich + m fällt. Es ist daher ersichtlich, daß mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens während einer erheblichen Änderung der einzelnen Größe der Ausgangssignale Ve1 und Ve2 mit einer Helligkeitsänderung und dem Bildkontrast deren Einflüsse auf die Ausgangssignale Vel und Ve2 vollkommen ausgeschaltet werden, was zu einer beträchtlichen Steigerung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Erkennung des Scharfeinstellungszustands oder des Vor-Defokussier-Zustands sowie des Hinter-Defokussier-Zustands führt. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der Scharfeinstellungszustand nicht durch die andere härtere Bedingung Vel - Ve2 = 0 definiert wird. Das heißt, das Bildschärfeausmaß wird nicht nur dann als annehmbar angesehen, wenn Ve1 = Ve2 gilt, sondern auch dann, wenn - t (Vel + Ve2) s Vel - Ve2 < (Ve1 + Ve2) gilt.
  • In diesem Sinne bildet daher + t (Vel + Ve2) einen Bereich von Bildschärfegraden, die als optimale Schärfe annehmbar sind. Das heißt, es ist an sich ideal, wenn nur Vel = Ve2 für die optimale Scharfeinstellung gilt. In der Praxis führt dies jedoch zu eher unerwünschten Problemen. Vom Standpunkt der praktischen Anwendung gesehen ist es daher vorzuziehen, bei der Ermittlung des schärfsten Einstellungszustands eine bestimmte Toleranz vorauszusetzen. Aus diesem Grund muß die vorstehend definierte Konstante m unter Berücksichtigung der Schärfentiefe des Objektivs auf einen geeigneten Wert eingestellt werden.
  • Im Ansprechen auf die Ausgangssignale der Vergleicher 20 und 21 steuert eine Anzeigesteuerschaltung 24 die Einschalt-Wahl von zwei Anzeigevorrichtungen in Form von Leuchtdioden 26 und 27 in der Weise, daß bei Scharfeinstellung des Bilds beide Leuchtdioden 26 und 27 eingeschaltet werden. Wenn das Bild nicht scharf eingestellt ist, wird in Abhängigkeit von der Vor- oder der Hinter-Defokussierung eine der Leuchtdioden 26 oder 27 eingeschaltet. Die Vorrichtung wurde bisher in Verbindung mit den wesentlichen Teilen ihres Ausführungsbeispiels beschrieben. Bei der praktischen Anwendung zur Scharfeinstellung von optischen Geräten wie Kameras ist es sehr wahrscheinlich, daß ein großer Anteil der anzutreffenden Aufnahmesituationen ungünstig für die Messung des Bildschärfegrades ist, weil das gegebene Objekt extrem hohe oder extrem niedrige Helligkeit und Kontrast hat oder im Objekt sehr komplizierte Fein-Muster vorhanden sind. In der folgenden Beschreibung wird daher ein Gegenkopplungssystem, das zur automatischen Nachstellung der notwendigen Schaltungsparameter auf derartige extreme Umstände anspricht, und ein System erläutert, das im Ansprechen auf das Auftreten einer Be- leuchtung bzw. Lichtstärke außerhalb des Bereichs die Funktion der Anzeigesteuerschaltung 24 in anderer Weise steuert, um damit eine Warnung abzugeben, wie beispielsweise durch intermittierendes Schalten der Leuchtdioden.
  • Das Gegenkopplungssystem enthält die Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28, die das Ausgangssignal der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 aufnimmt und im Ansprechen auf die Erfassung des Spitzenpegels desselben einen Schiebeimpuls SH für den Bildsensor 3 in einer solchen zeitlichen Beziehung zu dem Entladeimpuls ICG erzeugt, daß die Ladeintegrationsdauer des Bildsensors 3 nicht verändert wird, wenn der Spitzenpegel des Ausgangssignals innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, wenn der Spitzenpegel die obere Grenze dieses Bereichs übersteigt bzw. die Objekthelligkeit sehr hoch ist, wird diese Integrationsdauer verkürzt. Im Gegensatz dazu wird bei einem Spitzenpegel unterhalb der unteren Grenze des Bereichs die Integrationsdauer verlängert. Diese Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 ist so geschaltet, daß sie mit der Ablaufsteuerschaltung 4 in einer später in größeren Einzelheiten beschriebenen Weise zusammenwirkt; die Auswerteschaltung 28 gibt auch weitere Ausgangs signale ab, mit denen die Funktionen einer Kontrast-Auswerteschaltung 29, einer Integrationswert-Erfassungsschaltung 30 und einer Warnschaltung 25 in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert werden. Die Kontrast-Auswerteschaltung 29 arbeitet auf den Empfang eines Steuersignals aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 und eines Steuersignals aus der Ablaufsteuerschaltung 4 so, daß die Verstärkung der Differenzverstärkerschaltung 9 entsprechend dem Auswerteergebnis der Steuersignale gesteuert wird, die die Verlängerung oder Verkürzung der Integrationsdauer aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 und den Spitzenpegel des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 darstellen; durch diese Steuerung nimmt das Aus- gangssignal der Absolutwert-Umformerschaltung 10 einen für die spätere Verarbeitung des Signals geeigneten Pegel an. Weitere Einzelheiten hiervon werden später beschrieben. Die Integrationswert-Erfassungsschaltung 30, die das Ausgangssignal der Integrierschaltung 12 aufnimmt und auf Steuersignale aus der Ablaufsteuerschaltung 4, der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 und der Kontrast-Auswerteschaltung 29 anspricht, steuert die Integrationszeitkonstante der Integrierschaltung 12.
  • Obgleich die Funktion und der praktische Aufbau der Schaltung30 später in größeren Einzelheiten beschrieben wird, seien sie hier kurz umrissen. Bei Empfang des die Änderung der Integrationsdauer darstellenden Signals aus der Lichtdichte-Auswerteschaltung 28, des Verstärkungssteuersignals für die Differenzverstärkerschaltung 9 aus der Kontrast-Auswerteschaltung 29 und des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 bewertet die Schaltung 30 diese Signale und steuert die Integrationszeitkonstante der Integrierschaltung 1 2 entsprechend dem Bewertungsergebnis in der Weise, daß von der Integrierschaltung 12 ein optimales Ausgangssignal abgegeben wird. Die Warnschaltung 25, die die Steuersignale aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28, der Kontrast-Auswerteschaltung 29 und der Integrationswert-Erfassungsschaltung 30 aufnimmt, setzt diese Signale zusammen und betätigt beispielsweise dann, wenn die Helligkeit und der Kontrast des Objekts extrem hoch oder extrem niedrig außerhalb des dynamischen Bereichs der vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Steuerschaltungen liegen, die Anzeigesteuerschaltung 24, wobei beispielsweise beide Leuchtdioden 26 und 27 oder eine von diesen Leuchtdioden zum intermittierenden Leuchten gebracht wird, um auf diese Weise einen Warnvorgang herbeizuführen. Bei diesem Beispiel dient das Ausgangssignal der Anzeigesteuerschaltung 24 zum Anzeigen der Erfassung des Scharfeinstellungszustands, des Vor-Defokussierzustands, des Hinter-De- fokussierzustands oder des Warnzustands in Form unterschiedlicher Kombinationen der Zustände der Leuchtdioden 26 und 27; das Ausgangssignal kann jedoch auch zum automatischen Scharfeinstellen des Objektivs 1 mit Hilfe eines Servomotors herangezogen werden.
  • Die Ablaufsteuerschaltung 4 dient dazu, die Funktion des Schaltungssystem nach Fig. 1 in einer später in grösseren Einzelheiten beschriebenen Weise dadurch zu steuern, daß sie Steuersignale M1, M2 für die Antriebsvorrichtung 32 des Änderungselements zur Anderung der optischen Weglänge, verschiedene Impulssignale ICG, 61 bis b4 und RS für den Bildsensor 3, ein Steuersignal DH für die Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5, Steuersignale P1 und P2 für die Verzögerungsschaltung 8, ein Steuersignal Al für die Integrierschaltung 12, Steuersignale H1, 112 und H3 für die Abfrage-Halte-Schaltunqen 13, 14, 15 und 16 und ein Steuersignal C3 für die Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 erzeugt. Von diesen Steuersignalen dienen die Steuersignale M1, ICG, Al, C3, 112 und H3 zur Steuerung der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28, der Kontrast-Auswerteschaltung 29, der Integrationswert-Erfassungsschaltung 30 und der Warnschaltung 25.
  • Die folgende Beschreibung betrifft Einzelheiten des praktischen Aufbaus der Hauptteile des Schaltungssystems in geeigneter Aufeinanderfolge.
  • In den Fig. 6 und 7 ist ein Beispiel des praktischen Aufbaus und der Anordnung des Bildsensors 3, der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 und der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 zusammen mit den zeitlichen Zusammenhängen der Steuersignale dieser Schaltungen gezeigt. In Fig. 6 hat der durch eine strichpunktierte Linie umrahmte Bildsensor 3 eine Bildempfangsfläche aus pn-Übergängen 33 in Form einer Anordnung einer großen Anzahl N einzelner photoelektrischer Wandlerelemente, wobei zur Verdeut- lichung bei diesem Beispiel N gleich 7 ist, ein Entlade-Schaltglied zum Abgeben unnötiger Ladung (Überstrahlungs-Schutzschaltglied) 34, das auf den Entladeimpuls ICG aus der Ablaufsteuerschaltung 4 durch Entladen von unnötigen Ladungen anspricht, die an den pn-Ubergängen 33 erzeugt und gespeichert worden sind, ein Schiebe-Schaltglied 35, das auf den Schiebeimpuls SH aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 durch Übertragung wirksamer Ladungen, die an den pn-Ubergängen erzeugt und angesammelt sind, zu dem Ladungsübertragungs- bzw. Analogschieberegister 36 anspricht, welches aus Ladungsübertragungs-Elementen wie CCD-Elementen oder BBD-Elementen zusammengesetzt ist, und eine Ausgangsstufe 37, in welcher Ladungssignale aus den Sensorelementen bzw. pn-Ubergängen 33 in Spannungssignale mittels eines (nicht gezeigten) Kondensators umgesetzt werden, der im Ansprechen auf den Rücksetzimpuls RS aus der Ablaufsteuerschaltung 4 jedesmal entladen wird, wenn die Ladung für einen jweiligen Punkt bzw. ein jeweiliges Bildelement in dem Bild übertragen wird. Da bei diesem Ausführungsbeispiel, wie schon vorstehend ausgeführt wurde, ein jedes einzelne Bildsignal synchron mit der jeweiligen Einstellung des optischen Weglängen-Änderungselements 31 in die unwirksame bzw. wirksame Lage gemäß der Darstellung in Fig.
  • 4(a) bzw. (b) ausgelesen werden muß, muß das Entlade-Steuersignal ICG bei der Abgabe aus der Ablaufsteuerschaltung 4 geringfügig gegenüber einem jeweiligen Steuersignal M1 und M2 für die Antriebsvorrichtung 32 des Änderungselements 31 verzögert sein. Es ist hier angenommen, daß die Steuersignale M1 und M2 die Einstellungen des optischen Weglängen-Änderungselements 31 befehlen, wobei beispielsweise das Steuersignal M1 das Eintreten des Elements in den optischen Weg verursacht, während das Steuersignal M2 das Bewegen des Elements aus dem optischen Weg heraus bewirkt. Der zeitliche Zusammenhang dieser Befehls-Signale M1 und M2 und des Entlade-Steuerimpulses ICG ist in den Fig.
  • 7(a), (b) bzw. (c) gezeigt. Hierzu ist anzumerken, daß in diesem Fall eine Periode, in welcher das Paar aus den Steuersignalen M1 und M2 auftritt, einen Zyklus des Systems bildet, der mit T bezeichnet ist. Der Lösch-bzw. Entlade-Steuerimpuls ICG dient auch zum Rücksetzen der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 in einen Ausgangs zustand, wobei ein Binärzähler 46 mit dezimaldecodierter Ausgabe rückgesetzt wird, ein RS-Flipflop 47 rückgesetzt wird und ein UND-Glied 48 kurzzeitig geschaltet wird.
  • Der Ausgang des UND-Glieds 48 ist über ein UND-Glied 58 mit dem Taktimpulseingang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 40 mit dezimaldecodierter Ausgabe verbunden, der einen Anfangszustand für die Einstellung beispielsweise einer Minimal-Integrationsdauer zu dem Zeitpunkt annimmt, zu dem der Schaltungsaufbau in Betrieb gesetzt wird. Es sei nun angenommen, daß die Schaltung 28 diesen Anfangszustand einnimmt. Durch Eintreffen einer Impulsfolge C3 mit einer Frequenz, die gleich der doppelten Frequenz der Folge der Taktimpuls 1 ist, beginnt dann der Binärzähler 46 gemäß der Darstellung in Fig. 6 die Impulse C3 zu zählen. Wenn die gezählte Anzahl der Impulse C3 den Wert N, d. h. in diesem Fall den Wert 7 erreicht hat, ist eine Zeitdauer abgelaufen, die gleich dem n/2-fachen der Periode der Taktimpulse #1 ist.
  • Da während dieser Zeitdauer der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 einen Befehl für die Minimal-Integrationsdauer in Form einer Spannung hohen Pegels an einem Eingang des in einer Gruppe 41 von UND-Gliedern nach Fig.
  • 6 am weitesten links liegenden UND-Glieds erzeugt, gibt dieses UND-Glied dann, wenn an dem Binärzähler 46 das Ausgangssignal mit dem geringsten Stellenwert (an dem am weitesten linken Ausgangsanschluß) auf hohen Pegel wechselt, d. h., wenn ein Impuls C3 gezählt wurde, ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, das über ein ODER- Glied an ein RS-Flipflop 47 angelegt wird, wodurch dessen Ausgangssignal Q auf hohen Pegel wechselt. Dieses Ausgangssignal wird an den D-Eingang eines D-Flipflops 43 angelegt. Beim Eintreffen des nächsten Impulses C3 wechselt das Ausgangssignal Q des Flipflops 43 auf hohen Pegel.
  • Beim Eintreffen des dritten Impulses C3 wechselt das Ausgangssignal Q eines Flipflops 44 auf niedrigen Pegel, so daß ein UND-Glied 45 ein Ausgangssignal erzeugt, das nur während'einer Periode des Impulses C3 auf hohem Pegel gehalten wird. Der mit dem Taktimpuls 01 synchrone Impuls hohen Pegels aus dem UND-Glied 45 wird als (in Fig. 7(d) gezeigter) Schiebeimpuls SH dem Schiebe-Schaltglied 35 des Bildsensors 3 zugeführt, woraufhin die an den pn-Ubergängen 33 angesammelten Ladungen zu dem Register 36 übertragen werden. Es ist anzumerken, daß in einer Zeitdauer nach dem Anlegen des Entladeimpulses ICG an das Entlade-Schaltglied 34 bis zum Anlegen des Schiebeimpulses SH an das Schiebe-Schaltglied 35 (genau genommen beginnend mit der abfallenden Flanke des Entlade-Steuerimpulses ICG und endend mit der abfallenden Flanke des Schiebeimpulses SH) die pn-Ubergänge 33 Ladungen erzeugen und diese Ladungen an ihnen gesammelt werden. Daher bildet das Zeitintervall zwischen diesen beiden Impulsen ICG und SH die Integrationsdauer, wie sie in Fig. 7(d) durch ti bezeichnet ist. Dann werden den Ladungskoppelungs-Elektroden in dem Bildsensor 3 von der Ablaufsteuerschaltung 4 die Impulse bzw. Taktimpulse j 2, 03 und 04 zugeführt. Dadurch werden die Ladungs-Päckchen nach rechts bewegt, wobei sie die Ausgangsstufe 37 erreichen, wo sie in Spannungen umgesetzt werden, die an dem Ausgangsanschluß als Photosignale bzw. Bildabtastsignale erscheinen. Jedesmal, wenn ein Photosignal ausgelesen wurde, wird in der Ausgangsstufe 37 im Ansprechen auf den Rücksetzimpuls RS aus der Ablaufsteuerschaltung 4 der (nicht gezeigte) Ladungs-Spannungs-Umsetz-Kondensator entladen, so daß er für die Aufnahme des nächsten Ladungs-Päckchens bzw.
  • der nächsten Ladungsmenge bereit ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Reihe in der Bildsensor-Anordnung für das erste Bild zu einem Zeitpunkt ausgelesen ist, der durch einen Impuls A1 gemäß der Darstellung in Fig. 7(e) definiert ist. Die Folge der Photosignale aus dem ersten Bild ist in Fig. 7(f) als das Bildabtastsignal bzw. Bildsignal dargestellt. Dieses Bildsignal wird in die Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 eingegeben, wo es einerseits an einen Spannungsteiler aus Widerständen R1 und R2 und andererseits an eine Abfrage-Halte-Schaltung 38 bekannter Art angelegt wird. Die Abfrage-Halte-Schaltung 38 nimmt ein Dunkelstrom-Signal aus den gegenüber dem Licht abgeschirmten pn-Ubergängen der pn-Obergänge 33 im Ansprechen auf einen Steuerimpuls DH aus der Ablaufsteuerschaltung 4 auf, sobald in der auf diese Weise eingestellten zeitlichen Beziehung zu dem Steuerimpuls DH das Dunkelstrom-Signal an dem Ausgangsanschluß des Bildsensors 3 auftritt, und speichert das Dunkelstrom-Signal bis zum Abschluß des Auslesens des Bildsignals. Da dieser gegenüber Licht abgeschirmte pn-Übergang an dem rechten Ende der Reihe liegt, tritt kurz nach dem Einleiten der Ladungsübertragung an der Ausgangsstufe 37 das Dunkelstrom-Signal auf. Das Ausgangssignal der Abfrage-Halte-Schaltung 38 wird dann an eine Differenzverstärkerschaltung aus den Widerständen R1 und R2, Widerständen R3 und R4 und einem Verstärker 39 an einem Eingang angelegt, während der andere Eingang mit dem Ausgangssignal des Bildsensors 3 gespeist wird, um das Bildsignal gemäß Fig. 7(f) aus dem Dunkelstrom-Hintergrund herauszuheben; auf diese Weise stellt das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung ein Rein-Bildsignal gemäß der Darstellung in Fig. 7(h) dar, das an einem Anschluß VD abgegeben wird. Dieses Ausgangs- signal wird mittels der Verzögerungsschaltung 8 und der Differenzverstärkerschaltung 9 nach Fig. 1 zur Messung der Differenz zwischen den Leuchtdichten jeweils zweier benachbarter Punkte in dem Bild verarbeitet, wie es schon vorstehend beschrieben wurde.
  • In der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 ist 60 ein Rechenverstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang der vorstehend beschriebenen Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 verbunden ist und dessen Ausgang über eine Diode D1 an einen Halte- bzw. Speicherkondensator HC1 angeschlossen ist, wobei diese Teile eine Spitzenwert-Detektorschaltung zur Erfassung des Spitzenpegels des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 darstellen. Zur Steuerung der Dauer des Eingangssignals des Rechenverstärkers 60 im Ansprechen auf ein mittels eines Inverters IV1 invertierten Signals aus dem Signal Al ist ein Schalttransistor Tr1 vorgesehen. Parallel zu dem Kondensator HC1 ist ein Schalttransistor Tr2 geschaltet, der mittels eines Impulssignals H3 (Fig. 7(1)) aus der Ablaufsteuerschaltung 4 durchgeschaltet wird, um den Speicherwert an dem Kondensator HC1 zum Zeitpunkt des Abschlusses eines jeweiligen Zyklus T auszutauschen. Zur Speicherung der Spannung an dem Kondensator HC1, die unmittelbar vor dem Entladen des Kondensators HC1 auftritt, ist eine Abfrage-Halte-Schaltung 61 bekannter Art vorgesehen, deren Funktion synchron mit der abfallenden Flanke des Befehls-Signals M2 (Fig. 7(b)) und mittels eines vor dem vorstehend beschriebenen Impulssignal H3 erzeugten Impulssignals H2 (Fig. 7(k)) gesteuert wird. Solange der Bildabtast-Steuerimpuls A1 auf hohem Pegel verbleibt, ist daher bei jedem Zyklus T der Transistor Tr1 gesperrt, während das Ausgangssignal der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 während dieser Zeitdauer einen Spitzenpegel erreichen kann, der dann in dem Kondensator HC1 gespeichert wird. Dieser Spitzenpegel wird in der Abfrage-Halte- Schaltung 61 gespeichert, da diese durch das Impulssignal H2 in Synchronisierung mit der abfallenden Flanke des Befehls-Signals M2 für die Änderung der optischen Weglänge gesteuert wird. Wenn danach der Transistor Tr2 mittels des Impulssignals H3 durchgeschaltet wird, wird der Kondensator HC1 entladen. Vergleicher 49 und 50 bilden einen sog. Fenster-Vergleicher, wobei der nichtinvertierende Eingang des Vergleichers 49 und der invertierende Eingang des Vergleichers 50 an den Ausgang der Abfrage-ilalte-Schaltung 61 angeschlossen sind, während die zweiten Eingänge der Vergleicher 49 und 50 mit Bezugsspannungen Vref.1 bzw. Vref.2 gespeist werden.
  • Die Bezugsspannung Vref.1 entspricht der oberen Grenze eines Spannungsbereichs, der als Spitzenpegel des Bildsignals annehmbar ist, während die Bezugsspannung Vref.2 der unteren Grenze des Spannungsbereichs entspricht und positiv ist. Damit gilt Vref.1 > Vref.2 > O. Zwischen eine Spannungsquelle +V und die Ausgänge der Vergleicher 49 und 50 sind Widerstände R5 bzw. R6 geschaltet, deren Widerstandswerte so gewählt sind, daß sie die Ausgangspegel der Vergleicher 49 und 50 auf einen bestimmten Spannungspegelbereich einschränken. UND-Glieder 51 und 52 sind so geschaltet, daß sie die Impulse C3 aus der Ablaufsteuerschaltung 4 und die jeweiligen Ausgangssignale der Vergleicher 49 bzw. 50 aufnehmen. Wenn bei dieser Anordnung der Spitzenpegel des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 niedriger als die Bezugsspannung Vref.2 ist, erzeugt in zeitlicher Beziehung zu dem Impuls C3 das UND-Glied 52 einen Impuls hohen Pegels. Wenn andererseits der Spitzenwert des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 höher als die Bezugsspannung Vref.l ist, erzeugt in zeitlicher Beziehung zu dem Impuls C3 das UND-Glied 51 einen Impuls hohen Pegels. Die Impulse hohen Pegels aus den UND-Gliedern 51 und 52 werden an Trigger-D-Flipflops 53 bzw.
  • 54 angelegt, deren D-Eingänge mit der Spannung +V ge- speist sind. Die Ausgänge Q der Flipflops 53 und 54 sind jeweils an einen Eingang von UND-Gliedern 55 bzw. 56 angeschlossen, deren Gegen-Eingänge so geschaltet sind, daß sie die invertierten Ausgangssignale der Ausgangsstufen für die minimale bzw. die maximale Integrationsdauer in dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 aufnehmen. Nur wenn der in dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 eingestellte Wert der Integrationsdauer jenseits entweder des Maximal-Werts oder des Minimal-Werts liegt, nimmt eines der UND-Glieder 55 bzw. 56 das Ausgangssignal hohen Pegels aus dem Flipflop 53 oder 54 auf und erzeugt ein Signal C1 oder C2 mit hohem Pegel, das an ein ODER-Glied 57 angelegt wird. Das Ausgangssignal C1 hohen Pegels aus dem UND-Glied 55 wird nachstehend als Integrationsdauer-Verkürzungsbefehl bezeichnet, während das Ausgangssignal C2 hohen Pegels aus dem UND-Glied 56 nachstehend als Integrationszeit-Verlängerungsbefehl bezeichnet wird.
  • Im Ansprechen auf das gleichzeitige Auftreten des Phasenbefehl-Signals M1 und des Entlade-Signals ICG erzeugt das UND-Glied 48 einen Impuls hohen Pegels, der an das UND-Glied 58 angelegt wird. Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung eines der Ausgangssignale der UND-Glieder 55 und 56 hohen Pegel annimmt, schaltet das Ausgangssignal hohen Pegels aus dem ODER-Glied 57 das UND-Glied 58 durch, so daß dieses den Entlade-Impuls ICG durchläßt, der damit als Impuls C4 (Fig. 7(i)) dient, der an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 angelegt wird, wodurch dieser um eine Zählung in Vorwärts- oder in Rückwärts-Richtung in Abhängigkeit davon fortschreitet, ob das Ausgangssignal C2 des UND-Glieds 56 hohen oder niedrigen Pegel hat. Der Grund, warum der vorstehend beschriebene Impuls C4 an den Zähler 40 in zeitlichem Zusammenhang mit dem gleichzeitigen Auftreten des Phasenbefehls-Signals M1 und des Entlade-Impulses ICG angelegt wird, liegt darin, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die Phasenbefehls-Signale M1 und M2 jeweils einmal wiederholt wurden, d. h., der jeweilige Betriebszyklus des optischen Weglängen-Änderungselements 31 abgeschlossen worden ist, der Vergleich der beiden Bilder hinsichtlich des Schärfegrads unter Änderung der Integrationsdauer des Bildsensors 3 vorgenommen werden muß. Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, wurden nämlich bis zum Zeitpunkt des gleichzeitigen Auftretens die letzten beiden Bilder ausgelesen, so daß zu diesem Zeitpunkt ein Befehl für eine Änderung der Integrationsdauer um eine Stufe zur Verwendung bei dem nächsten Zyklus abgegeben werden muß. Wenn im einzelnen der Spitzenwert des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 niedriger als die Bezugsspannung Vref.2 ist, wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 in die Vorwärts-Zählbetriebsart gestellt, so daß er durch das Eintreffen des Impulses C4 aus dem UND-Glied 58 um einen Zählstand vorwärts fortschreitet.
  • Als Folge davon wird die Integrationsdauer um eine Stufe verlängert. Wenn im Gegensatz dazu der Spitzenwert des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 höher als die Bezugsspannung Vref.1 ist, wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 auf die Rückwärts-Zählbetriebsart geschaltet, wobei in diesem Fall das Ausgangssignal Q des Flipflops 53 hohen Pegel hat; das Eintreffen des Impulses C4 aus dem UND-Glied 58 bewirkt, daß der Inhalt des Zählers 40 um eine Stufe verringert wird.
  • Als Folge davon dient der Befehl aus dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 zur Verkürzung der Integrationsdauer um eine Stufe. Nimmt man nun an, daß bei dem vorhergehenden Zyklus der Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 40 das Minimum oder das Maximum erreicht hat, dann wird bewirkt, daß die UND-Glieder 55 und 56 beide Ausgangssignale niedrigen Pegels abgeben. Wie ersichtlich ist, erfolgt in ersterem Fall bei dem folgenden Zyklus selbst bei einem zu niedrigen erfaßten Pegel des Bildsignals keine weitere Verlängerung der Integrationsdauer, während im letzteren Fall selbst bei zu hohem erfaßten Bildsignalpegel keine weitere Verkürzung der Integrationsdauer erfolgt. Nimmt man alternativ an, daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 eine Integrationsdauer mit einem Zwischenwert zwischen dem Maximum und dem Minimum befiehlt, so werden nach dem Anlegen des Entlade-Impulses ICG zum Rücksetzen des Binärzählers 46 und des Flipflops 47 dann, wenn die Anzahl der mittels des Binärzählers 46 gezählten Impulse C3 einen so großen Wert erreicht, daß diejenige der Ausgangsstufen des Binärzählers 46, die mit dem durch das Ausgangssignal des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 40 durchgeschalteten UND-Glied der Gruppe 41 verbunden ist, ein Signal hohen Pegels erzeugt, durch dieses Signal die Flipflops 47, 43 und 44 geschaltet, wodurch das UND-Glied 45 den Schiebeimpuls SH abgibt, wie es vorangehend beschrieben wurde. Auf diese Weise wird der notwendige Wert für die Integrationsdauer gebildet. Danach erzeugt im Ansprechen auf das logische Produkt aus dem Schiebeimpuls SH und dem Phasenbefehl-Signal M1 ein UND-Glied 59 ein Ausgangssignal hohen Pegels, das zum Rücksetzen der D-Flipflops 53 und 54 angelegt wird, so daß diese damit rückgeführt bzw. zurückgeschaltet werden.
  • Während im vorstehenden der Aufbau und die Anordnung der unterschiedlichen Schaltungselemente zugleich mit ihren Funktionen und ihrem Anteil an der Betriebsweise gesondert beschrieben wurden, wird im folgenden ein tatsächlicher Betriebsablauf unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Wie schon ausgeführt wurde, besteht zu Betriebsbeginn des Schaltungssystems der Befehl für die Minimal-Integrationsdauer, so daß die Reihe der Übergänge bzw. photoelektrischen Wandler 33 vor dem Auslesen für die Minimal-Integrationszeitdauer mit dem Licht des darauf abgebildeten Bilds bestrahlt wird.
  • Wenn dann an dem Bildsignal ein bis dahin zu niedriger Pegel festgestellt wird, d. h., wenn das Ausgangssignal der Abfrage-Halte-Schaltung 61 niedriger als die Bezugsspannung Vref.2 ist, nimmt das Ausgangssignal des Ver- gleichers 50 hohen Pegel an, bei welchem das Q-Ausgangssignal des D-Flipflops 54 hohen Pegel hat. Andererseits ist in diesem Zustand das Inversionseingangssignal des UND-Glieds 56 aus dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 zu diesem Zeitpunkt auf niedrigem Pegel. Daher nimmt das Ausgangssignal des UND-Glieds 56 hohen Pegel an.
  • Danach gibt im Ansprechen auf den Ausgangsimpuls des UND-Glieds 48 das UND-Glied 58 den Impuls C4 ab. Bei diesem Zustand ist der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 durch das Ausgangssignal hohen Pegels aus dem UND-Glied 56 auf die Vorwärts-Zählart geschaltet, so daß daher der Zähler im Ansprechen auf den Impuls C4 aus dem UND-Glied 58 um eine Zählung bzw. Stufe fortschreitet.
  • Als Folge wird der Befehl zur Verlängerung der Integrationsdauer um eine Stufe (wie z. B. auf das Doppelte) abgegeben. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 läuft daher der nächste Zyklus mit dieser verlängerten Integrationsdauer ab. Dadurch wird der Bildsignalpegel gesteigert.
  • Dies ist an der linken Seite der Bruchlinie in Fig.
  • 7 gezeigt. Dieser Vorgang tritt nicht nur bei dem Anfangszustand auf, sondern auch jedesmal dann, wenn der Spitzenwert des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 gemäß der Ermittlung unter die Bezugsspannung Vref.2 sinkt. An der rechten Seite der Bruchlinie in Fig. 7 ist gezeigt, wie bei einem übermäßig hohen Bildsignalpegel die Integrationsdauer verkürzt wird, wobei der Pegel verringert wird. Das heißt, wenn der Spitzenpegel des Ausgangssignals der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 die Bezugsspannung Vref.1 übersteigt, da der Bildsignalpegel erhöht ist, wechselt das Ausgangssignal Q des D-Flipflops 53 auf hohen Pegel. Da in diesem Fall das Ausgangssignal des UND-Glieds 56 niedriqen Pegel hat, ist der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 40 auf die Rückwärts-Zählart geschaltet, so daß der Zähler bei Eintreffen des Impulses C4 aus dem UND-Glied 58 um eine Stufe zurückschreitet, wodurch ein Befehl für eine Verkürzung der Integrationsdauer um eine Stufe (auf die Hälfte) abgegeben wird. Als Folge davon läuft der nächste Zyklus unter Erzeugung eines Bildsignals ab, dessen Pegel auf einen geeigneten Pegel abgesenkt ist.
  • Die Fig. 8 und 9 zeigen ein praktisches Beispiel der vorstehend genannten Verzögerungsschaltung 8 sowie die Art und Weise, wie diese Schaltung zur Signalverzögerung arbeitet. In der Fig. 8 sind zwei durch gestrichelte Linienblöcke umrahmte Abfrage-Halte-Schaltungen 62 und 63 mit gleichem bekannten Aufbau gezeigt, die gemäß der Darstellung in der Figur jeweils einen Rechenverstärker OA, drei Analog-Schaltqlieder AG1, AG2 und AG3, einen Inverter IV und einen Abfrage-bzw. Speicher-Kondensator aufweisen. Die erste Abfrage-Halte-Schaltung 62 wird mit einem Halte-Impuls P1 aus der Steuerschaltung 4 gespeist, während die zweite Abfrage-Halte-Schaltung 63 mit einem Halte-Impuls P2 aus der gleichen Ablaufsteuerschaltung 4 gespeist wird.
  • Die beiden Abfrage-Halte-Schaltungen 62 und 63 bilden zusammen die vorstehend beschriebene Verzögerungsschaltung 8. Das heißt, in diesem Fall ist der an die erste Abfrage-Halte-Schaltung 62 angelegte Halte-Impuls P1 gegenüber dem an den Bildsensor 3 angelegten Rücksetzimpuls RS um eine Halbperiode verschoben, wie es aus den Fig. 9(a) und (c) ersichtlich ist. Daher erzeugt die erste Abfrage-Halte-Schaltung 62 im Ansprechen auf die in Fig. 9(b) gezeigten Eingangssignale an ihrem Eingangsanschluß 8a Ausgangssignale, die gemäß der Darstellung in Fig. 9(d) um genau ein halbes Bit verzögert sind und an dem Ausgangsanschluß 62a auftreten.
  • Andererseits wird die zweite Abfrage-Halte-Schaltung 63 mit den Impulsen P2 gespeist, die die gleiche Phase wie die Rücksetzimpulse RS haben, wie es aus dem Vergleich der Fig. 9(a) und 9(e) ersichtlich. (Daher sind die Halte-Impulse P2 gegenüber den Halte-Impulsen P1 um eine Halbperiode verschoben, wie es aus dem Vergleich der Fig. 9(c) und 9(e) ersichtlich ist.) Danach erzeugt im Ansprechen auf die in Fig. 9(d) gezeigten Ausgangsimpulse der ersten Abfrage-Halte-Schaltung 62 die zweite Abfrage-Halte-Schaltung 63 Ausgangssignale, die gemäß der Darstellung in 9(f) um ein weiteres halbes Bit verzögert sind und an dem Ausgangsanschluß 8b auftreten. Daher sind die an dem Ausgangsanschluß 8b der Gesamt-Verzögerungsschaltunq 8 auftretenden Ausgangssignale nach Fig. 9(f) in bezug auf die an den Eingangsanschluß 8a angelegten Eingangssignale nach Fig. 9(b) gerade um ein Bit verzögert. Obgleich bei diesem Beispiel eine Verzögerung um ein Bit gezeigt ist, ist es natürlich möglich, die Ausgangssignale der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 um eine gewünschte Anzahl von Bits dadurch zu verzögern, daß eine entsprechende Anzahl von Ein-Bit-Verzögerungsschaltungen mit dem in Fig. 8 gezeigten Aufbau verwendet wird.
  • Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Verzögerungsschaltung mit der Ein-Bit-Verzögerung verwendet wird, ist es aus den Fig. 2(b) und (c) ersichtlich, daß durch die Verzögerungsschaltung 8 in diesem Aufbau in Zusammenwirkung mit der Differenzverstärkerschaltung 9 solche zwei photoelektrischen Wandlerelemente bzw. pn-Obergänge, die einander benachbart angeordnet sind, aufeinanderfolgend in Form einer Differenz zwischen den Lichtstärken von jeweiligen zwei mit den Lagen der photoelektrischen Wandlerelemente übereinstimmenden Bildpunkten ausgelesen werden. In diesem Sinne bilden daher die Verzögerungsschaltung 8 und die Differenzverstärkerschaltung 9 eine Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Erfassen von Änderungen bzw. Unterschieden zwischen den Leuchtdichten der beiden aufeinanderfolgenden Bildpunkte.
  • Wie schon im vorangehenden ausgeführt wurde, kann ander- weitig diese Leuchtdichteänderungs-Detektorvorrichtung in der Form einer Differenzierschaltung oder einer Hochpaßfilterschaltung aufgebaut werden. Es ist ferner anzumerken, daß als Abfrage-Halte-Schaltungen 13, 14, 15 und 16 in Fig. 1, Schaltung 38 in der Dunkelstrom-Entzugsschaltung 5 nach Fig. 6 und Schaltung 61 in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6 der Aufbau der Abfrage-Halte-Schaltung 62 (bzw. 63) ohne irgendeine weitere Änderung verwendet werden kann.
  • Die Fig. 10 und 11 zeigen ein praktisches Beispiel der vorstehend genannten Absolutwert-Umformerschaltung 10 bzw. eine Eingangs-Ausgangs-Ansprechkennlinie derselben. Die Schaltung nach Fig. 10 hat bekannten Aufbau und weist zwei Rechenverstärker OA, vier Dioden D und drei Widerstände R auf. Mittels dieser Schaltung wird ein an einen Eingangsanschluß 1Oa angelegtes Signal in einen Absolutwert umgesetzt, der unabhängig von dem Vorzeichen des Eingangssignals entsprechend der graphisch in Fig. 11 dargestellten Funktion als positives Signal an einem Ausgangsanschluß 1Ob auftritt.
  • Die Fig. 12 und 13 zeigen ein erstes praktisches Beispiel der nichtlineare Umformerschaltung 11 bzw.
  • die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie derselben. Die Schaltung nach Fig. 12 ist in Form einer Quadrier-Schaltung 64 aufgebaut, die auf Eingangssignale X und Y durch Erzeugung eines Ausgangssignals Z aufgrund der Gleichung Z = X.Y anspricht, was in Fig. 13 graphisch dargestellt ist. Daher wird zur Erzeugung eines Ausgangssignals an einem Anschluß 11b ein Eingangssignal an einem Eingangsanschluß 11a mit sich selbst multipliziert, d. h. beim Durchlaufen der Schaltung 64 einer nichtlinearen Umformung unterzogen.
  • Die Fig. 14 und 15 zeigen ein zweites praktisches Beispiel für die nichtlineare Umformerschaltung 11 bzw.
  • die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie derselben. Die Schaltung nach Fig. 14 hat die Form einer bekannten Polygonallinien-Näherungs-Schaltung, die einen Rechenverstärker OA, zwei Dioden D und sieben Widerstände R aufweist.
  • Ein Eingangssignal an einem Anschluß lla wird nichtlinear entsprechend einer in Fig. 15 graphisch dargestellten Funktion umgeformt, so daß an einem Anschluß 11b ein Ausgangssignal auftritt.
  • Von diesen beiden Beispielen für die Schaltung 11 ist die Verwendung der Quadrier-Schaltung 64 nach Fig. 12 aufgrund ihrer Quadrat-Funktion besonders insofern vorteilhaft, als die Quadrier-Schaltung 64 nicht nur die nichtlineare Umformung, sondern auch die Absolutwert-Umformung bewirkt, so daß die Absolutwert-Umformerschaltung 10 unnötig wird. Als nichtlineare Umformerschaltung 11 können neben den vorstehend genannten auch Potenzierschaltungen zur Potenzierung in höherer Ordnung verwendet, wie eine Kubier-Schaltung, eine Potenzierschaltung zum Erheben in die vierte Potenz oder dergl. In diesem Fall ist es vorzuziehen, eine Schaltung zum Erheben in eine geradzahlige Potenz zu wählen, da dann die Absolutwert-Umformerschaltung 10 nicht notwendig ist. In Verbindung mit Fig. 14 ist anzumerken, daß das Ausgangssignal dieser Schaltung als invertiertes Signal gewonnen wird, so daß es notwendig ist, eine hier nicht gezeigte Inversionsschaltung bekannten Aufbaus hinzuzufügen, deren Eingang an den Ausgangsanschluß llb angeschlossen ist.
  • Die Fig. 16 zeigt ein praktisches Beispiel für die Gegenkopplungs-Anordnung zum Steuern der Verstärkung der Differenzverstärker 9 entsprechend dem mittels der vorstehend beschriebenen Kontrast-Auswerteschaltung 29 ermittelten Bildkontrast. Die von dem strichpunktierten Linienblock umrahmte Differenzverstärkerschaltung 9 weist einen Rechenverstärker 65, zwei Festwiderstände R7 und R8 und zwei für die Verstärkungseinstellung veränderbare Widerstände VR1 und VR2 auf. Die in dem strichpunktierten Linienblock umrahmte Kontrast-Auswerteschaltung 29 hat einen Rechenverstärker 66, der das Ausgangssignal der Absolutwert-Umformerschaltung 10 aufnimmt, einen Schalttransistor Tr3 zur Eingangssteuerung des Rechenverstärkers 66, eine an den Ausgangsanschluß des Rechenverstärkers 66 angeschlossen Diode D2, einen Kondensator HC2 zum Speichern des Spitzenwerts des Ausgangssignals des Rechenverstärkers 66, einen Schalttransistor Tr4 , dessen Kollektor-Emitter-Strecke parallel zu dem Kondensator HC2 geschaltet ist, und einen Inverter IV2, wobei diese Teile eine Spitzenwert-Detektorschaltung ähnlich derjenigen in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6 bilden. Mit dieser Anordnung wird der Spitzenwert des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 erfaßt. An den Inverter IV2 wird der Bildbegrenzungs-Impuls Al angelegt, während an den Transistor Tr4 das Impulssignal H3 angelegt wird. Die Schaltung 29 weist ferner eine Abfrage-Halte-Schaltung 67 auf, die gleichen Aufbau wie die Abfrage-Halte-Schaltungen 38 und 61 in Fig.
  • 6 hat und die im Ansprechen auf das Impulssignal H2 das Ausgangssignal des Kondensators HC2 speichert; weiterhin hat die Schaltung 29 zwei Vergleicher 70 und 71, die mit dem nichtinvertierenden bzw. dem invertierenden Eingang an den Ausgang der Abfrage-Halte-Schaltung 67 angeschlossen sind und einen Fenster-Vergleicher bilden.
  • Der invertierende Eingang des Vergleichers 70 wird mit einer Bezugsspannung Vref.3 gespeist, während der nichtinvertierende Eingang des Vergleichers 71 mit einer Bezugsspannung Vref.4 gespeist wird. Wenn das Ausgangs- signal der Abfrage-Halte-Schaltung 67 die Bezugsspannung Vref.3 übersteigt (d. h., wenn der Spitzenwert des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 die Bezugsspannung Vref.3 übersteigt), nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 70 hohen Pegel an, während dann, wenn das Ausgangssignal der Abfrage-Halte-Schaltung 67 unter die Bezugsspannung Vref.4 absinkt, das Ausgangssignal des Vergleichers 71 hohen Pegel annimmt. Die notwendigen Werte für die Bezugsspannungen Vref.3 und Vref.4 bilden jeweils die obere Grenze bzw.
  • die untere Grenze eines Spannungsbereichs, der als Spitzenpegel des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 annehmbar ist, wobei die Beziehung Vref.3 > Vref.4 > 0 erfüllt wird. Wenn der Spitzenwert des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 aus dem durch die Bezugsspannungen Vref.3 und Vref.4 gebildeten Bereich fällt, wird die Verstärkung der Differenzverstärkerschaltung 9 über die nachfolgenden Zwischenglieder verändert. R9 und R10 sind Widerstände, die zwischen die gemeinsame Spannungsquelle +V und die Ausgänge der Vergleicher 70 bzw. 71 geschaltet sind, um die Ausgangspegel der Vergleicher 70 und 71 auf einen bestimmten Spannungsbereich zu begrenzen. Die Ausgänge der Vergleicher 70 und 71 sind jeweils an einen Eingang von UND-Gliedern 70' bzw. 71' angeschlossen, deren Gegen-Eingänge das Impulssignal C3 (Fig. 6) aufnehmen.
  • Die Ausgänge der UND-Glieder 70' und 71' sind jeweils an Trigger-D-Flipflops 72 bzw. 73 angeschlossen, deren D-Eingänge an die Spannungsquelle +V angeschlossen sind, so daß bei Eintreffen von Impulsen hohen Pegels aus den UND-Gliedern 70' und 71' die Ausgänge Q der Flipflops von niedrigem auf hohen Pegel wechseln. Die Ausgänge Q der Flipflops 72 und 73 sind mit jeweils einem Eingang von UND-Gliedern 74 bzw. 75 verbunden, deren zweite Eingänge jeweils das invertierte Signal aus dem Ausgangssignal C1 des UND-Glieds 55 in der Leuchtdichte- Auswerteschaltung 28 in Fig. 6 bzw. das invertierte Signal aus dem Ausgangssignal C2 des UND-Glieds 56 in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 in Fig. 6 aufnehmen.
  • Wenn daher das Ausgangssignal der Abfrage-Halte-Schaltung 67 oberhalb der Bezugsspannung Vref.3 liegt und zu diesem Zeitpunkt die Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 kein Signal C1, d. h. keinen Integrationsdauer-Kürzungsbefehl abgibt, erzeugt das UND-Glied 74 ein Signal C5 hohen Pegels. Wenn ferner das Ausgangssignal der vorstehend beschriebenen Abfrage-Halte-Schaltung 67 unterhalb der Bezugsspannung Vref.4 liegt und zu diesem Zeitpunkt die Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 kein Signal C2, d. h.
  • keinen Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl abgibt, erzeugt das UND-Glied 75 ein Signal C6 hohen Pegels. Das Ausgangs signal C5 hohen Pegels aus dem UND-Glied 74 wird nachstehend als Kontrastverringerungs-Befehl bezeichnet, während das Ausgangssignal C6 hohen Pegels aus dem UND-Glied 75 als Kontraststeigerungs-Befehl bezeichnet wird.
  • Die Ausgangssignale C5 und C6 werden über ein ODER-Glied 76 an ein UND-Glied 77 angelegt. Wenn das Ausgangssignal des ODER-Glieds 76 hohen Pegel hat und ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler 78 kein Schnellübertrags- (oder Borgen-) Ausgangssignal erzeugt, wird dem Takteingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 78 ein Impuls aus dem UND-Glied 77 zu der Zeit zugefuhrt,zu der der Lösch- bzw. Entladeimpuls ICG und das Phasenbefehl-Signal M1 gleichzeitig an den jeweiligen Eingängen eines UND-Glieds 79 auftreten, und zwar deshalb, weil des UND-Glieds 79 mit dem dritten Eingang des UND-Glieds 77 verbunden ist. Wenn das Signal C5 hohen Pegels auftritt, wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 78 in die Rückwärts-Zählart geschaltet, so daß bei Erzeugung des Signals C5 hohen Pegels, d. h.
  • dann, wenn kein Integrationsdauer-Verkürzungsbefehl C1 abgegeben wird, und bei übermäßig hohem Ausgangspegel der Absolutwert-Umformerschaltung 10 (was bedeutet, daß wegen des Haltens der Integrationsdauer auf dem Minimum trotz des übermäßig hohen Spitzenpegels des Ausgangs- signals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 der Pegel des Bildsignals durch die Integrationsdauer-Steuerung nicht weiter abgesenkt werden kann ), der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 78 um eine Zählung zurückschreitet und damit einen Befehl für die Verstärkungsverringerung an eine Steuereinrichtung 81 für einen (nicht gezeigten) Multiplexer abgibt, wodurch die veränderbaren Widerstände VR1 und VR2 in der Differenzverstärkerschaltung 9 nachgestellt werden. Auf diese Weise wird die Verstärkung der Differenzverstärkerschaltung 9 verringert, um damit eine scheinbare Verringerung des Bildkontrasts zu bewerkstelligen. Die Verstärkungs-Einstellvorrichtung der Differenzverstärkerschaltung 9 ist zwar in einfacher Weise durch die veränderbaren Widerstände VR1 und VR2 dargestellt, sie besteht jedoch in der Praxis aus einer Mehrzahl von Festwiderständen mit Analog-Schaltern, deren Schaltfunktion mittels des Multiplexers gesteuert wird. Wenn andererseits im Gegensatz dazu das Signal C6 hohen Pegels erzeugt wird, d. h. kein Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl C2 erzeugt wird und das Ausgangssignal der Absolutwert-Umformerschaltung 10 außerordentlich niedrig ist (was bedeutet, daß wegen des Beibehaltens der maximalen Integrationsdauer des Bildsensors 3 trotz des außerordentlich niedrigen Spitzenpegels des Ausgangssignals der Absolutwert-Umformerschaltung 10 der Bildsignalpegel nicht weiter durch die Steuerung der Integrationsdauer gesteigert werden kann), wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 78 in die Vorwärts-Zählart geschaltet, so daß er um eine Zählung fortschreitet und einen Befehl für die Verstärkllngssteigerung an die Steuervorrichtung 81 für den Multiplexer abgibt, wodurch der Kontrast scheinbar gesteigert wird. Bei Vorliegen der Signale C1 und C2 wird diese Funktion nicht ausgeführt, da sich sonst ein übermäßiges Steuerergebnis ergeben würde. Wenn andererseits der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 78 das Schnellübertrag- (oder Borgen-) Ausgangssignal erzeugt, wird der vorstehend beschriebene Betriebsablauf gesperrt, da die Steuerung außerhalb des Bereichs ist.
  • 80 ist ein UND-Glied, das zum Zurückschalten der D-Flipflops 72 und 73 auf das gleichzeitige Auftreten des Schiebeimpulses SH und des Phasenbefehl-Signals M1 anspricht.
  • Die Fig. 17 zeigt ein tatsächliches Beispiel der Gegenkopplungsanordnung für die Steuerung der Integrationszeitkonstante der Integrierschaltung 12 entsprechend dem mittels der Integrationswert-Erfassungsschaltung 30 erfaßten integrierten Wert. Die in einem Block aus strichpunktierten Linien eingerahmte Integrierschaltung 12 hat einen Rechenverstärker 68, einen Analogschalter 69A für die Eingangssteuerung, der mittels des Bildbegrenzungs-Impulses Al aus der Ablaufsteuerschaltung 4 durchgeschaltet wird, einen Integrations-Kondensator CI, veränderbare Widerstände VR3 und VR4 für die Einstellung der Integrationszeitkonstante und einen Löschsteuerungs- bzw. Entladesteuerungs-Analogschalter 69B, der mittels des Schiebeimpulses SH aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 durchgeschaltet wird. Die mit einem strichpunktierten Block umrahmte Integrationswert-Erfassungsschaltung bzw. -Bewertungsschaltung 30 hat einen Rechenverstärker 82, der das Ausgangssignal der Integrierschaltung 12 aufnimmt, einen Schalttransistor Tr5 für die Eingangssteuerung des Rechenverstärkers 82, eine an den Ausgang des Rechenverstärkers 82 angeschlossene Diode D3, einen Kondensator HC3 zur Speicherung des Spitzenwerts des Ausgangssignals des Rechenverstärkers 82, einen Transistor Tr6 zur Steuerung des Entladens bzw. Entleerens des Kondensators HC3 und einen Inverter IV3, wobei diese Teile eine Spitzenwert-Detektorschaltung bilden, die im Aufbau derjenigen in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6 oder in der Kontrast-Auswerteschaltung 29 nach Fig. 16 gleichartig ist.
  • Mittels dieser Anordnung kann der Spitzenwert des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 ermittelt werden. An den Inverter IV3 wird der Bildbegrenzungs-Impuls Al angelegt, während an den Transistor Tr6 das Impulssignal H3 angelegt wird. Die Schaltung 30 hat ferner eine Abfrage-Halte-Schaltung 83, die zur Speicherung des Ausgangssignals des Kondensators HC3 auf das Impulssignal H2 anspricht, und zwei Vergleicher 84 und 85 mit Bezugsspannungen Vref.5 bzw.
  • Vref.6, die der Beziehung Vref.5 A Vref.6> 0 genügen.
  • Wenn der Ausgangspegel der Abfrage-Halte-Schaltung 83 die Bezugsspannung Vref.5 übersteigt, erzeugt der Vergleicher 84 ein Signal hohen Pegels. Wenn andererseits der vorstehend genannte Ausgangspegel unter die Bezugsspannung Vref.6 absinkt, erzeugt der Vergleicher 85 ein Signal hohen Pegels. Die notwendigen Werte der Bezugsspannungen Vref.5 und Vref.6 bilden jeweils die obere bzw. die untere Grenze eines Bereichs von Spannungen, die als Spitzenpegel des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 annehmbar sind. Wenn der Spitzenpegel des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 aus dem Spannungsbereich fällt, muß die Integrationszeitkonstante der Integrierschaltung 12 über die folgenden Zwischenelemente geändert werden: R11 und R12 sind Widerstände, die zwischen die gemeinsame Spannungsquelle +V und die Ausgänge der Vergleicher 84 bzw. 85 geschaltet sind, um die Ausgangspegel der Vergleicher 84 und 85 auf einen bestimmten Spannungsbereich einzugrenzen. Die Ausgänge der Vergleicher 84 und 85 sind jeweils an einen Eingang von UND-Gliedern 84' bzw. 85' angeschlossen, deren entgegengesetzte Eingänge das Impulssignal C3 aufnehmen (Fig. 6). Die Ausgänge der UND-Glieder 84' und 85' sind zur Triggerung von D-Flipflops 86 bzw. 87 geschaltet, deren D-Eingänge an die Spannungsquelle +V angeschlossen sind. Ein UND-Glied 88 nimmt das Ausgangssignal Q des D-Flipflops 86, das invertierte Signal aus dem Integrationsdauer-Kürzungsbefehl aus dem UND-Glied 55 in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6 sowie das invertierte Signal aus dem Kontrastverringerungs-Befehl C5 aus dem UND-Glied 74 in der Kontrast-Auswerteschaltung 29 nach Fig. 16 auf und erzeugt ein Ausgangssignal C7 mit hohem Pegel, das nachstehend als Zeitkonstanten-Verringerungs-Befehl bezeichnet wird. Ein UND-Glied 89 nimmt das Ausgangssignal Q des D-Flipflops 87, das invertierLe Signal aus dem Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl aus dem UND-Glied 56 in der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6 sowie das invertierte Signal aus dem Kontraststeigerungs-Befehl C6 aus dem UND-Glied 75 in der Kontrast-Auswerteschaltung 29 nach Fig. 16 auf und erzeugt ein Ausgangssignal C8 mit hohem Pegel, das nachstehend als Zeitkonstanten-Vergrößerungs-Befehl bezeichnet wird. Die Ausgangs signale C7 und C8 werden über ein ODER-Glied 90 an ein UND-Glied 91 angelegt. Wenn der Spitzenpegel des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 über die Bezugsspannung Vref.5 steigt und kein Integrationsdauer-Kürzungsbefehl C1 sowie kein Kontrast-Verringerungsbefehl C5 erzeugt werden, wird daher von dem UND-Glied 88 der Zeitkonstanten-Vergrößerungsbefehl C7 erzeugt.
  • Wenn der Spitzenpegel des Ausgangssignals der Integrierschaltung 12 unter die Bezugsspannung Vref.6 sinkt und kein Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl C2 sowie kein Kontrast-Steigerungsbefehl C6 erzeugt werden, wird von dem UND-Glied 89 der Zeitkonstanten-Verringerungsbefehl C8 erzeugt. Wenn das Signal C7 erzeugt wird, wird ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler 92 auf die Rückwärts-Zählart geschaltet. Ein UND-Glied 91, das das Ausgangssignal des ODER-Glieds 90 und das invertierte Signal aus dem Schnellübertrags-Ausgang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 92 aufnimmt und das auf das gleichzeitige Auftreten des Entlade impulses ICG und des Phasenbefehl-Signals M1 an einem UND-Glied 94 anspricht, erzeugt einen Impuls, der an den Takteingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 92 angelegt wird, wodurch dieser bei Erzeugung des Zeitkonstanten-Vergrößerungsbefehls C7 um eine Zählung abgestuft wird, falls von dem Zähler 92 kein Übertragssignal erzeugt wird. Wenn andererseits der Zeitkonstanten-Verringerungsbefehl C8 erzeugt wird, wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 92 in die Vorwärts-Zählart geschaltet, so daß er um eine Zählung fortschreitet, falls kein Obertragssignal vorhanden ist. Im Ansprechen auf den Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 92 steuert eine Steuervorrichtung 93 für einen (nicht gezeigten) Multiplexer die veränderbaren Widerstände VR3 und VR4 für die Einstellung der Zeitkonstante der Integrierschaltung 12. Das heißt, wenn der Zeitkonstanten-Vergrößerungsbefehl C7 erzeugt wird, werden die veränderbaren Widerstände VR3 und VR4 so eingestellt, daß die Zeitkonstante größer wird.
  • Wenn dagegen der Zeitkonstanten-Verringerungsbefehl C8 erzeugt wird, werden die Widerstände so eingestellt, daß die Zeitkonstante kleiner wird. Die Einstellung der Zeitkonstante der Integrierschaltung 12 ist in einfacher Weise durch veränderbare Widerstände VR3 und VR4 dargestellt, jedoch werden in der Praxis mehrere Festwiderstände zusammen mit jeweiligen Analog-Schaltern verwendet, deren Funktion mittels des Multiplexers gesteuert wird. Es ist anzumerken, daß keine Möglichkeit zur Erzeugung des Zeitkonstanten-Vergrößerungsbefehls C7 besteht, solange der Integrationsdauer-Verkürzungsbefehl C1 und der Kontrast-Verringerungsbefehl C5 vorliegen. Solange der Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl C2 und der Kontrast-Steigerungsbefehl C6 vorliegen, besteht keine Möglichkeit, den Zeitkonstanten-Verringerungsbefehl C8 zu erzeugen. Wie schon im Zusammenhang mit der Kontrast-Auswerteschaltung 29 ausgeführt wurde, kann daher ein Steuerungs-Übermaß verhindert werden.
  • Wenn der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 92 das Obertrags-Signal erzeugt, wird der vorstehend beschriebene Vorgangsablauf gesperrt, da die Steuerung außerhalb des Bereichs liegt. 95 ist ein UND-Glied, das zum Zurückschalten der D-Flipflops 86 und 87 auf das gleichzeitige Auftreten des Schiebeimpulses SH und des Phasenbefehl-Signals M1 anspricht.
  • Die Fig. 18 zeigt den Aufbau und die Anordnung der vorangehend beschriebenen Warnschaltung 25 und der Anzeigesteuerschaltung 24. Die Warnschaltung 25 hat ein ODER-Glied 98, das den Integrationsdauer-Kürzungsbefehl C1 und den Integrationsdauer-Verlängerungsbefehl C2 aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28, den Kontrast-Verringerungsbefehl CS und den Kontrast-Steigerungsbefehl C6 aus der Kontrast-Auswerteschaltung 29 sowie den Zeitkonstanten-Verringerungsbefehl C8 und den Zeitkonstanten-Vergrößerungsbefehl C7 aus der Integrationswert-Erfassungsschaltung bzw. -Bewertungsschaltung 30 empfängt.
  • Der Umstand, daß die Erzeugung irgendeines der Befehlssignale C1, C2 und C5 bis C8 andauert, hat die Bedeutung, daß selbst bei Inbetriebnahme der unterschiedlichen genannten Steuersysteme die Grenzen des Dynamikbereichs der Steuerung erreicht sind, so daß es daher schwierig oder unmöglich ist, den Bildschärfegrad mit der notwendigen Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu messen.
  • Hierbei wird auf die Erfassung eines derartigen abnormalen Zustands die Anzeigesteuerschaltung 24 zur Abgabe eines Warnsignals geschaltet. Hierzu wird das Ausgangssignal des ODER-Glieds 98 an den D-Eingang eines D-Flipflops 99 angelegt. Wenn irgendeines der Steuersignale erzeugt wird und das Phasenbefehl-Signal M1 sowie der Entladeimpuls ICG gleichzeitig auftreten, d. h. ein jeweiliger Zyklus eingeleitet wird, wird das D-Flipflop 99 getriggert, so daß sein Ausgangssignal Q auf hohen Pegel wechselt. Ein UND-Glied 100 ist dafür vorgesehen, den Triggerimpuls an das Flipflop 99 in zeitlichem Zusammenhang mit dem gleichzeitigen Auftreten des Phasenbefehl-Signals M1 und des Entlade impulses ICG anzulegen. Sobald das Flipflop 99 getriggert ist, erzeugt es beispielsweise für ungefähr eine Sekunde ein Ausgangssignal Q hohen Pegels. Während dieser Zeit wird ein Kondensator 101 auf eine Spannung aufgeladen, bei der ein Pufferverstärker 103 ein Ausgangssignal C9 hohen Pegels abgibt. Wenn das Ausgangssignal Q des Flipflops 99 auf niedrigen Pegel wechselt, wird der Kondensator 101 schnell über eine Diode 102 entladen.
  • Damit wird zum Abschluß der Dauer der bestimmten Zeitperiode, in welcher das System unter dem Extrem-Zustand arbeitet, ein Warnsteuersignal in Form eines Ausgangssignals C9 hohen Pegels aus dem Pufferverstärker 103 erzeugt. Da andererseits das Ausgangssignal aus dem Potentiometer 19 nach Fig. 1 dem Wert 2+(Ve1 + Ve2) entspricht, wird dieses Ausgangssignal unter den vorbestimmten Pegel abgesenkt, wenn die Schärfe extrem gering ist oder wenn das gewählte Objekt oder die Aufnahmesituation ungünstig ist. In einem solchen Fall besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Arbeitens des Systems. Daher ist ein Vergleicher 104 für einen Vergleich mit einer Bezugsspannung Vref.7 vorgesehen. Wenn 11(Vel + Ve2) = Vref.7 ist, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 104 auf hohen Pegel, so daß ein Ausgangssignal C10 erzeugt wird. Zur Begrenzung des Ausgangspegels des Vergleichers 104 auf einen Spannungsbereich ist zwischen die Spannungsquelle +V und den Ausgang des Vergleichers 104 ein Widerstand 105 geschaltet. Im Ansprechen auf eines der Ausgangssignale C9 und C10 mit hohem Pegel aus dem Pufferverstärker 103 bzw. dem Vergleicher 104 erzeugt ein ODER-Glied 106 ein Ausgangssignal hohen Pegels, das dann zum Triggern an eine Oszillatorschaltung 118 für beispielsweise 3 bis 5 Hz angelegt wird.
  • In der Fig. 18 sind auch die Vergleicher 20 und 21 aus Fig. 1 gezeigt. Diese Vergleicher 20 und 21 erzeugen Ausgangssignale, die beide hohen Pegel annehmen, wenn - \ (Vel + Ve2) - Vel # Ve2 = ) (Vel + Ve2) gilt, niedrigen bzw. hohen Pegel annehmen, wenn ,\ (Vel + Ve2) '; Vel # Ve2 gilt und hohenbzw. niedrigen Pegel annehmen,wenn Vel - Ve2 <: - 0(Ve1 + Ve2) gilt, wobei diese drei verschiedenen Kombinationen der Ausgangssignale der Ermittlung der Scharfeinstellung, der Vor-Defokussierung bzw. der Hinter-Defokussierung entsprechen. Zwischen die gemeinsame Spannungsquelle +V und die Ausgänge der Vergleicher 20 bzw. 21 sind Widerstände 107 bzw. 107' geschaltet, um damit die Ausgangssignale der Vergleicher 20 und 21 auf einen vorbestimmten Spannungsbereich zu begrenzen.
  • Die Anzeigesteuerschaltung 24 weist UND-Glieder 108 und 109 zur Erzeugung von Ausgangssignalen auf, die den Vor-Defokussierzustand bzw. den Hinter-Defokussierzustand darstellen. Das UND-Glied 108 nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 20, das invertierte Ausgangssignal aus dem Vergleicher 21 und das invertierte Ausgangssignal aus dem ODER-Glied 106 der Warnschaltung 25 auf. Das UND-Glied 109 nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 21, das invertierte Ausgangssignal des Vergleichers 20 und das invertierte Ausgangssignal des ODER-Glieds 106 auf. Der Grund für das invertierte Zuführen des Ausgangssignals des ODER-Glieds 106 besteht darin, daß bei Erzeugung des Warnsignals die Scharfeinstellungs-Anzeige unterbrochen wird. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 108 und 109 sind an ein NOR-Glied 110 angelegt. Bei dieser Anordnung nimmt das Ausgangssignal des NOR-Glieds 110 nur dann hohen Pegel an, wenn beide UND-Glieder 108 und 109 niedrigen Pegel haben, wobei dieses Ausgangssignal hohen Pegels als Scharfeinstellungs-Signal dient. Wenn andererseits die UND-Glieder 108 und 109 getrennt voneinander hohen Pegel annehmen, werden jeweils das Vor-Defokussiersignal bzw. das Hinter-Defokussiersignal erzeugt. Die Ausgangssicjnale der Schaltglieder 110, 108 und 109 werden über Gegenstrom-Sperrdioden 113 bis 117 an die Basis entweder eines von Transistoren 111 und 112 oder beider Transistoren 111 und 112 angelegt, die in Abhängigkeit von dem Pegel der Ausgangssignale das Einschalten der Leuchtdioden 26 bzw. 27 steuern.
  • Wenn beiden Leuchtdioden 26 und 27 aufleuchten, stellt dies eine Anzeige für die Ermittlung des Scharfeinstellungszustands dar. Wenn nur die Leuchtdiode 26 aufleuchtet, wird damit die Ermittlung eines Vor-Defokussierzustands angezeigt, während die Ermittlung eines Hinter-Defokussierzustands angezeigt wird, wenn nur die Leuchtdiode 27 aufleuchtet. Wenn andererseits das Ausgangssignal des ODER-Glieds 106 in der Warnschaltung 25 auf hohen Pegel wechselt, wird die Scnarfeinstellungs-Anzeige beendet, während statt dessen beide Leuchtdioden 26 und 27 intermittierend auf leuchten, so daß sie daher das Warnsignal abgeben. Folglich zeigt diese Schaltungsanordnung nicht nur an, wenn das Bild scharf eingestellt ist, sondern auch bei nicht scharf eingestelltem Bild die Richtung, in welcher das Objektiv 1 nach Fig. 1 verstellt werden muß, um das Bild scharf einzustellen; wenn ferner die notwendige Genauigkeit der Scharfeinstellungs-Ermittlung nicht gewährleistet ist, zeigt das Schaltungssystem diesen Umstand an.
  • Die Fig. 19 zeigt die Einzelheiten der Ablaufsteuerschaltung 4 mit einem Oszillator 4(,1 4)1 0 Erzeugung einer Bezugs-Taktimpuis-iolge, eic Seasor-Treiber 402, der zur Erzeugung der Obertragungs-Taktimpulse 1 bis 4 und des Rücksetzimpulses RS auf die Bezugs-Taktimpulse aus dem Oszillator 4L anspricht, einem Frequenz teiler 403, der zur Erzeugung unterschiedlicher Zeitsteuerungsimpulse die Bezugs-Takt- impulse aufnimmt, einem logischen Schaltglied 404 zur Erzeugung der Steuersignale M1, M2, ICG, C3, H1, H2 und H3 aufgrund der Ausgangs impulse des Frequenzteilers 403, einem Binärzähler 405, der die Anzahl der Rücksetzimpulse RS aus dem Sensor-Treiber 402 zählt und mit dem lialpuls Sll aus Qer Schaltung 28 gelöscht wird und einer programmierbaren logischen Anordnung 406, deren Speicherinhalt so voreingestellt ist, daß aufgrund des Ausgangssignals des Zählers 405 die Steuersignale Al und DH erzeugt werden. In dieser Anordnung werden daher die Steuersignale 01 bis 04, RS, ICG, M1, M2, C3 und H1 bis H3 in gegenseitig festem zeitlichen Zusammenhang erzeugt, während die Steuersignale Al und DH in veränderbarem zeitlichen Zusammenhang mit dem Schiebeimpuls SH aus der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 erzeugt werden. In diesem Zusammenhang ist bei diesem Ausführungsbeispiel ferner anzumerken, daß die Integrationsdauer ti des Bildsensors 3 irgendeinen Wert bis zu einem Maximum annehmen kann, das gleich der Dauer des hohen Pegels des Phasenbefehl-Signals M1 oder M2 ist.
  • Die Fig. 20 bis 22 zeigen drei verschiedene Beispiele für Modifikationen des Scharfeinstellungs-Anzeigesystems.
  • In der Fig. 20 ist das erste Beispiel einer Modifikation des Scharfeinstellungs-Anzeigesystems gezeigt, bei der Eingangsanschlüsse 119 und 120 mit den Ausgangssignalen der Abfrage-Halte-Schaltungen 15 bzw. 16, d. h.
  • den Spannungen Vel bzw. Ve2 gespeist werden. Aus den Spannungen Vel und Ve2 werden durch jeweilige Potentiometer 121 bzw. 122 Signale mit der El-fachen Größe abgeleitet. Die Werte Vel und 11 Ve2 werden mittels eines Vergleichers 123 verglichen, während die Werte Ve2 und Vel mittels eines Vergleichers 124 verglichen werden.
  • Die Eingangsanschlüsse 119 und 120 sind auch bor je- weilige Dioden 131 bzw. 132 an einen Pufferverstärker 134 angeschlossen. Zwischen eine Negativ-Spannungsquelle -V und den jeweiligen Ausgang der Dioden 131 und 132 ist ein Widerstand 133 geschaltet, so daß der Strom aus den Dioden 131 und 132 in eine Spannung an diesem Widerstand 133 umgesetzt wird. Die Dioden 131 und 132 wirken so zusammen, daß sie von den Spannungen Vel und Ve2 die jeweils größere durchlassen. Das heißt, die Größere der Spannungen Vel und Ve2 wird zu dem Pufferverstärker 134 durchgelassen. Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 134 wird mittels eines Vergleichers 135 mit einer Bezugsspannung Vref.8 verglichen. Wenn der Ausgangspegel des Pufferverstärkers 134 oberhalb der Bezugsspannung Vref.8 liegt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 135 hohen Pegel an. Wenn dagegen der Ausgangspegel unterhalb der Bezugs spannung Vref.8 liegt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 135 niedrigen Pegel an. Zwischen die Spannungsquelle +V und den Ausgang des Vergleichers 135 ist ein Widerstand 136 geschaltet, um damit den Ausgangspegel des Vergleichers 135 auf einen vorbestimmten Spannungsbereich zu begrenzen. Auf gleichartige Weise wirken Widerstände 125 und 126 an den Ausgangssignalen der Vergleicher 123 und 124. Sobald die größere der Spannungen Vel und Ve2 über der Bezugsspannung Vref.8 liegt, erzeugt der Vergleicher 123 ein Ausgangssignal hohen Pegels, wenn Ve1 )> ))Ve2 ist, während das Ausgangssignal des Vergleichers 124 niedrigen Pegel annimmt, wenn Ve2 elVe1 ist. Wenn dagegen die Bedingungen Ve2 Vel und Vel « # Ve2 gleichzaitig erfüllt sind, nehmen die beiden Ausgangssignale der Vergleicher 123 und 124 die entgegengesetzten Pegel an. Diese Ausgangssignale sind Ermittlungssignale zur Darstellung der Vor-Defokussierung und der Hinter-Defokussierung.
  • Mittels der Ausgangssignale von UND-Gliedern 127 und 128 wird jeweils eine von Leuchtdioden 129 bzw. 130 eingeschaltet. Wenn andererseits die Bedingungen Vel 11Ve2 und Ve2 II 'l Vel gleichzeitig erfüllt sind, d. h., wenn Vel i Ve2 gilt, erzeugen beide Vergleicher 123 und 124 Ausgangssignale hohen Pegels, bei welchen beide Leuchtdioden 129 und 130 aufleuchten. Sobald andererseits die größere der Spannungen Vel und Ve2 niedriger als die Bezugsspannung Vref.8 ist, d. h., wenn das Bild außerordentlich unscharf ist, wechseln die Ausgangssignale der UND-Glieder 127 und 128 aufgrund der Änderung der Ausgangssignals des Vergleichers 135 unabhängig vom Ausgangspegel der Vergleicher 123 und 124 auf niedrigen Pegel, so daß beide Leuchtdioden 129 und 130 ausgeschaltet werden, wodurch der Betrachter auf den abnormalen Zustand aufmerksam gemacht wird.
  • Mittels dieser einfachen Schaltung erfolgt daher die Anzeige der Ermittlung der Scharfeinstellung, der Vor-Defokussierung, der Hinter-Defokussierung oder des Warnzustands.
  • In der Fig. 21 ist das zweite Beispiel für eine Modifikation des Scharfeinstellungs-Anzeigesystems gezeigt. In dieser Figur sind 15 und 16 die Abfrage-Halte-Schaltungen nach Fig. 1, die jeweils die Ausgangssignale Vel bzw. Ve2 erzeugen, welche jeweils an die Rechenverstärkerschaltungen 17 und 18 nach Fig. 1 angelegt werden, an denen die Subtraktion bzw. die Addition der Signale Vel und Ve2 ausgeführt wird. Nach Fig. 21 weist die Rechenverstärkerschaltung 17 Festwiderstände 137, 138, 139 und 140 auf, die an einen Rechenverstärker 141 angeschlossen sind. Die zweite Rechenverstärkerschaltung 18 weist Festwiderstände 142, 142' und 143 auf, die an einen Rechenverstärker 144 angeschlossen sind.
  • Ein Teiler 145 dient zur Bildung eines Signals, das das Verhältnis der Größe des Differenz-Signals aus der Rechenverstärkerschaltung 17 zur Größe des Additions- Signals aus der Rechenverstärkerschaltung 18 darstellt.
  • Das Ausgangssignal des Teilers 145 wird an den nichtinvertierenden Eingang eines Vergleichers 147 und an den invertierenden Eingang eines Vergleichers 148 angelegt, während den zweiten Eingängen der Vergleicher jeweils Bezugsspannungen Vref.10 bzw. Vref.11 zugeführt werden, wobei Vref.10 < 0 O X Vref.11 gilt. Folglich nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 147 hohen Pegel an, wenn Ve1-Ve2 -> Vref.10 Vel+Ve2 gilt. Wenn Ve1-Ve2 < Vref.11 Ve1+Ve2 gilt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 148 hohen Pegel an. Wenn Ve1-Ve2 Vref.11 < < Vref.10 Ve1+Ve2 gilt, haben die Ausgangssignale der Vergleicher 147 und 148 beide niedrigen Pegel. Auf diese Weise können die Signale für die Vor-Defokussierung, die Hinter-Defokussierung und die Scharfeinstellung erzielt werden. Im Ansprechen auf die Ausgangssignale niedrigen Pegels der Vergleicher 147 und 148, d. h., bei Scharfeinstellung erzeugt ein NOR-Glied 152 ein Ausgangssignal hohen Pegels.
  • Die Schaltung nach Fig. 21 weist ferner einen Vergleicher 146 auf, dessen invertierender Eingang mit einer Bezugsspannung Vref.9 gespeist ist und dessen nichtinvertieren- der Eingang an den Ausgang der Rechenverstärkerschaltung 18 angeschlossen ist. Wenn Vel + Ve2 I Vref.9 ist, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 146 hohen Pegel an, der an UND-Glieder 153, 154 und 155 angelegt wird, so daß in Abhängigkeit von den Kombinationen des Ausgangssignals des Vergleichers 147, des Ausgangssignals des NOR-Glieds 152 und des Ausgangssignals des Vergleichers 148 eine von Leuchtdioden 156, 157 und 158 angewählt wird. Das heißt, bei Ermittlung der Scharfeinstellung leuchtet die Leuchtdiode 157 auf, bei Ermittlung der Vor-Defokussierung leuchtet die Leuchtdiode 156 auf und bei Ermittlung der Hinter-Defokussierung leuchtet die Leuchtdiode 158 auf. Zwischen die Spannungsquelle +V und die Ausgänge der Vergleicher 146, 147 bzw. 148 sind Widerstände 149, 150 bzw. 151 geschaltet, um die Ausgangssignale dieser Vergleicher auf einen vorbestimmten Spannungsbereich zu begrenzen. Es ist hierbei anzumerken, daß dann, wenn Vel + Ve2 < Vref.9 gilt, d. h., der Bildschärfegrad stark abgesunken ist, das Ausgangssignal des Vergleichers 146 auf niedrigen Pegel wechselt, bei welchem alle UND-Glieder 153 bis 155 gesperrt sind, so daß daher alle Leuchtdioden 156 bis 158 ausgeschaltet bleiben, was eine Warnung für den Betrachter darstellt.
  • In Fig. 22 ist das dritte Beispiel für die Modifikation des Scharfeinstellungs-Anzeigesystems gezeigt. In dieser Figur werden Eingangsanschlüsse 159 und 160 mit den Ausgangssignalen der Rechenverstärkerschaltungen 17 und 18 nach Fig. 1, d. h. mit den Signalen Vel - Ve2 bzw.
  • Vel + Ve2 gespeist. Das Signal Vel + Ve2 wird mittels des Potentiometers 19 in das Signal 1 (Vel + Ve2) umgesetzt, das dann an den invertierenden Eingang eines Vergleichers 161 angelegt wird, dessen nichtinvertierender Eingang das Signal Vel - Ve2 empfängt. Daher vergleicht der Vergleicher 161 die Signale 7) (Vel + Ve2) und Vel + Ve2. Das Ausgangssignal i) (Vel + Ve2) des Potentiometers 19 wird andererseits an eine Inversions- verstärkerschaltunu aus Widerständen 163, 164 und 165 und einem Verstärker 166 angelegt, durch die das Vorzeichen umgekehrt wird, so daß sich das Ausgangssignal - )A(Ve1 + Ve2) ergibt, das an den nichtinvertierenden Eingang eines Vergleichers 162 angelegt wird. Der invertierende Eingang dieses Vergleichers 162 wird mit dem Signal Vel - Ve2 gespeist. Daher wird - #(Ve1 + Ve2) mit Vel - Ve2 verglichen. 167 ist ein Vergleicher, der an seinem invertierenden Eingang eine Bezugsspannung Vref.12 aufnimmt und an seinem nichtinvertierenden Eingang das Signal # (Ve1 + Ve2) aufnimmt, um diese beiden Signale miteinander zu vergleichen. Wenn das Signal ;l (Ve1 + Ve2) unter die Bezugsspannung Vref.12 absinkt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 167 niedrigen Pegel an, wodurch UND-Glieder 172, 173 und 174 gesperrt werden. Auf diese Weise werden Leuchtdioden 175, 176 und 177 alle ausgeschaltet, um damit eine Warnung herbeizuführen. Zwischen die Spannungsquelle +V und die jeweiligen Ausgänge der Vergleicher 167, 161 und 162 sind Widerstände 168, 169 bzw. 170 geschaltet, um damit die Ausgangspegel der Vergleicher 167, 161 und 162 auf einen bestimmten Spannungsbereich zu begrenzen. Nimmt man nun an, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 167 hohen Pegel hat, d. h., das Signal i(Ve1 + Ve2) größer als die Bezugsspannung Vref.12 ist, dann nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 161 hohen Pegel an, wenn l(Ve1 + Ve2) < Vel t Ve2 gilt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 162 niedrigen Pegel an. Wenn dagegen Vel * Ve2 < - (Ve1 + Ve2) gilt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 162 hohen Pegel an, während das Ausgangssignal des Vergleichers 161 niedrigen Pegel annimmt. Wenn ferner -9(Vel+Ve2) < Vel-Ve2 < n(Vel+Ve2) gilt, haben die Ausgangssignale der Vergleicher 161 und 162 beide niedrigen Pegel. Daher nimmt zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal eines NOR-Glieds 171 hohen Pegel an, bei welchem das Ausgangssignal des UND-Glieds 172 hohen Pegel annimmt, wodurch die Leuchtdiode 176 eingeschaltet wird, um damit die Ermittlung der Scharfeinstellung anzuzeigen. Wenn andererseits einer der Vergleicher 161 und 162 ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt, erzeugt das entsprechende UND-Glied 172 bzw.
  • 174 ein Ausgangssignal hohen Pegels, durch das die entsprechende Leuchtdiode 175 bzw. 177 eingeschaltet wird, um damit die Erfassung des Vor-Defokussierzustands bzw. des Hinter-Defokussierzustands anzuzeigen. Wenn abweichend hiervon n(Vel+Ve2) < Vref.12 gilt, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers 167 auf niedrigen Pegel, bei welchem die Ausgangssignale der UND-Glieder 172 bis 174 alle niedrigen Pegel erhalten, wodurch zur Warnung alle Leuchtdioden 175 bis 177 abgeschaltet werden.
  • Die Fig. 23 zeigt ein Beispiel einer Schaltung, mit der die Lichtstärke einer jeweiligen Anzeigevorrichtung wie der Leuchtdioden gemäß den Fig. 18 und 20 bis 22 entsprechend der Umgebungs-Beleuchtungsstärke so geregelt wird, daß bei der Anwendung im Sucher einer Kamera oder eines ähnlichen optischen Geräts es immer für den Betrachter leicht ist, die vorliegenden Anzeige zu erkennen, ohne daß er durch Änderungen der Umgebungsbeleuchtung gestört ist. In der Fig. 23 sind 40 und 41 der Vorwärts-Rückwärts-Zähler und die UND-Glieder-Gruppe der Leuchtdichte-Auswerteschaltung 28 nach Fig. 6. Der Zähler 40 hat eine Mehrzahl von Ausgangsstufen, von denen in Abhängigkeit von dem erforderlichen Wert für die Inte- grationsdauer gleichzeitig nur eine einen Zustand hohen Pegels annimmt. Die Ausgangsanschlüsse des Zählers 40 sind über jeweilige Widerstände 250, deren Widerstandswerte mit einer Verkürzung der Integrationsdauer fortschreitend kleiner sind, an einen Eingangsanschluß eines Verstärkers 253 angeschlossen. 251 ist ein Gegenkopplungswiderstand; 252 ist ein Widerstand am zweiten Eingang des Verstärkers 253. Bei diesem Aufbau ist die Verstärkung der Inversions-Verstärkerschaltung aus dem Verstärker 253 und den Widerständen 250, 251 und 252 um so kleiner, je länger die Integrationsdauer ist. Je kürzer die Integrationsdauer ist, um so größer ist die Verstärkung. Der Ausgang des Verstärkers 253 ist über jeweilige Widerstände 254, 255 bzw. 256 mit den Basen von pnp-Transistoren 257, 258 bzw. 259 verbunden. An die Emitter der pnp-Transistoren 257, 258 und 259 sind die Kathoden von Leuchtdioden 260, 261 bzw. 262 angeschlossen, deren Anoden mit den Ausgängen von UND-Gliedern 263, 264 bzw. 265 verbunden sind. Wie vorangehend angeführt wurde, nimmt beispielsweise das UND-Glied 263 ein Vor-Defokussiersignal FF an einem Anschluß 268 auf, das UND-Glied 264 ein Scharfeinstellungssignal JF an einem Anschluß 269 auf und das UND-Glied 265 ein Hinter-Defokussiersignal BF an einem Anschluß 270 auf. Wenn das über den Vergleicher 146 nach Fig. 21 oder den Vergleicher 167 nach Fig. 22 zugeführte Warnsteuersignal hohen Pegel hat, sind alle UND-Glieder 263 bis 265 gesperrt. Um die Scharfeinstellungs-Anzeige zu unterbrechen, wenn das Lichtmeßsystem in Betrieb ist, wird an einen Eingangsanschluß 266 ein entsnrechendes Steuersignal angelegt und über einen Inverter 267 allen UND-Gliedern 263, 264 und 265 zugeführt, um diese damit zu sperren. Diese Maßnahme ist besonders bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera sehr vorteilhaft, da sonst das Licht aus der eingeschalteten Leuchtdiode den Lichtmeßvorgang stören würde, wodurch die Genauigkeit der Belichtungssteuerung herabgesetzt wäre.
  • Wenn bei der Schaltung nach Fig. 23 die Umgebungsbeleuchtung steigt, wobei die Integrationsdauer des Bildsensors 3 abnimmt, wird die Verstärkung des Inversions-Verstärkers gesteigert, wodurch die Lichtstärke der Leuchtdioden gesteigert wird, so daß die Scharfeinstellungs-Anzeige,für den durch den Sucher schauenden Betrachter trotz der starken Umgebungsbeleuchtung deutlich sichtbar ist. Wenn andererseits die Umgebungsbeleuchtung abnimmt, wobei die Integrationsdauer ansteigt, wird die Verstärkung des Inversions-Verstärkers verringert, was zur Folge hat, daß die Lichtstärke der Anzeigevorrichtung herabgesetzt wird. In diesem Fall ist das Sucherbildfeld dunkler, so daß auch bei abgesenkter Lichtstärke der Anzeigevorrichtung die Scharfeinstellungs-Anzeige leicht erkennbar ist.
  • Als nächstes werden mehrere praktische Beispiele von optischen Weglängen-Änderungselementen der vorangehend beschriebenen Art sowie von Vorrichtungen zu deren Antrieb beschrieben.
  • Die Fig. 24 zeigt ein erstes praktisches Beispiel des optischen Weglängen-Änderungselements 31, das in Form einer halbkreisförmigen Scheibe aus durchsichtigem Material wie Glas oder Acrylharz aufgebaut ist, die unmittelbar vor dem Bildsensor 3 angebracht ist und aufgrund der Festlegung an einer Ausgangswelle 179 eines Elektromotors 178 gedreht wird. Das Element 31 ist in einer aus dem optischen Weg zu dem Bildsensor 3 zurückgezogenen Stellung gezeigt. An der Ausgangswelle 179 ist ferner eine halbkreisförmige undurchlässige Scheibe 180 befestigt, die um eine geeignete Phase zu dem Änderungselement 31 in Abstand steht. In der Bewegungsbahn der undurchsichtigen Scheibe 180 sind zwei Photokoppler 181a und 181b angeordnet, die voneinander in einem derartigen Winkelabstand stehen, daß von ihnen Impulse M'1 und M'2 mit verschiedener Phase erzeugt werden, wenn an ihnen abwechselnde Unterbrechungen hervorgerufen werden. Diese Anordnung kann unter der Voraussetzung, daß die Ausgangssignale der Photokoppler 181a und 181b zu einer Motorsteuerschaltung zurückgeführt sind, die Phasenbefehl-Signale M1 und M2 gemäß den Fig. 7(a) und 7(b) liefern.
  • Die Fig. 25 zeigt ein zweites praktisches Beispiel eines optischen Weglängen-Änderungselements 31' in Form einer zweistufigen Platte mit unterschiedlicher axialer Dicke, die zusammen mit einer Antriebsspule 184 und einer Fühlspule 185 an einem Element 186 gehaltert ist und die in einem Zwischenraum zwischen dem Bildsensor und einer Streulichtblende 182 mit einer Mittelöffnung 182a so angeordnet ist, daß sich der verdickte Teil der Platte 31' in den optischen Weg zum Bildsensor 3 und von dem optischen Weg weg bewegt, sobald das Halterungselement 186 um eine Achse 187 schwenkt. Die Anordnung aus der Antriebsspule 184 und der Fühlspule 185 wird von einem Paar von Permanentmagneten 183a und 183b umgeben, die so ausgerichtet sind, daß der Nordpol des Permanentmagneten 183 nach unten zeigt, während der Nordpol des Permanentmagneten 1 83b nach oben zeigt.
  • Wenn über Zuleitungsdrähte an die Antriebsspule 184 ein Gleichstromimpuls eines bestimmten Vorzeichens angelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die das Halterungselement 186 zu einer Drehbewegung um die Achse 187 antreibt, wie beispielsweise im Uhrzeigersinn gemäß der Darstellung in Fig. 25(b). Wenn danach ein Impuls mit dem entgegengesetzten Vorzeichen angelegt wird, wird zu diesem Zeitpunkt eine elektromagnetische Kraft in der Gegenrichtung erzeugt, so daß das Halterungselement zu einer Drehung um die Achse 187 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird. ienn eine Folge von Impulsen, deren Vorzeichen mit einer Frequenz wechseln, die dem Zyklus der Phasenbefehl-Signale M1 und M2 entspricht, an die Antriebsspule 184 angelegt wird, schwingt daher das Halterungselement 86 und aufgrund dessen das optische Weglängen-Änderungselement 31' in der Weise, daß in den optischen Weg abwechselnd ein dicker Teil 31'a und ein dünner Teil 31'b eintreten, wodurch bei jedem einzelnen Zyklus der Bewegung des Elements 31' zwei Bilder verschiedener Schärfe erzeugt werden. Da in dem Magnetfeld auch die Fühlspule 185 in Schwingungen versetzt wird, werden die vorstehend beschriebenen Impulse M1 und M2 erzeugt, die an den Anschlüssen von Zuleitungsdrähten 188 auftreten.
  • Die Fig. 26 zeigt ein drittes praktisches Beispiel für ein optisches Weglängen-Änderungselement 31", das aus einer Substanz wie Quarz oder Rochelle-Salz besteht, dessen Brechkraft sich durch einen elektrooptischen Effekt mit einer Änderung einer quer daran angelegten Spannung ändert. Als kürzlich entwickeltes Material ist LiTaO3-Kristall zu erwähnen. Bei diesem Beispiel brauchen keinerlei mechanisch bewegte Teile verwendet werden. Ein weiteres Merkmal liegt in der geringen Zeitverzögerung zwischen dem Anlegen der Spannung und der Änderung der Brechkraft. Es ist anzumerken, daß die Antriebs spannung für dieses optische Weglängen-Änderungselement 31" entsprechend den Phasenbefehl-Signalen M1 und M2 geregelt wird.
  • Die Fig. 27 zeigt ein Beispiel für die Anwendung der vorstehend beschriebenen Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera.
  • 190 ist ein Gehäuse der einäugigen Spiegelreflexkamera.
  • An der Vorderseite des Gehäuses 190 ist ein Objektiv 191 in einer Objektivfassung 190a gezeigt. Das Kamera- gehäuse enthält eine Scharfeinstellungs-Mattscheibe 192, ein Pentagonalprisma 193 und ein Okular 194. Vor einem Film 196 ist ein Verschluß 195 angeordnet.
  • Ein Reflexspiegel 198 ist unter einem Winkel von 450 zu der optischen Achse 197 des Objektivs angeordnet und mittels eines Metalleienents 201 gehalten, das an einem Stift 199 so angelenkt ist, daß der Reflexspiegel 198 mittels einer nicht gezeigte Vorrichtung nach oben geschnellt werden kann. Ein paraxialer Bereich des Reflexspiegels 198 bildet einen Halbspiegel mit einem Durchlaß von beispielsweise ungefähr 50 Ó. Der Halbspiegel-Bereich 200 ist in der Zeichnungsebene relativ schmal und in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene relativ lang, wie es in Fig. 28 gezeigt ist; mit dem Halbspiegel-Bereich 200 wird ein Teil des über das Objektiv eintretenden Lichts zu einem Hilfsspiegel 203 hin abgezweigt und von diesem nach Durchlaufen einer Öffnung 190b, die durch die Wandung der Bodenplatte des Kameragehäuses hindurch ausgebildet ist, zu dem Bildsensor 3 reflektiert. Der Hilfsspiegel 203 ist mittels eines Metallelements 205 abgestützt, das an einer Welle 204 angelenkt ist. 31 und 32 bezeichnen das optische Weglängen-Änderungselement bzw. die Antriebsvorrichtuny hierfür. Zur Vereinfachung sind die Einzelheiten der in Verbindung mit der Fig. 24 beschriebenen Antriebsvorrichtung weggelassen und nur schematisch dargestellt.
  • 208 bezeichnet das in Verbiiideng mit der Fig. 1 und den betreffenden anderen Figuren beschriebene Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Schaltungssystem. Es sei angenommen, daß dieses System ii Form einer integrierten Schaltungseinheit aufgebaut ist und elektrisch mit einer Anzeigevorrichtung bzw. einer Leuchtdiode 21 über einen Kanal verbunden ist, der schematisch durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Leuchtdiode 211 wirkt mit einem vor den Okular 144 angeordneten Ilaibspiegel 210 so zusammen, daß der durch das Okular 194 blickende Betrachter die Scharfeinstellungs-Anzeige in dem Sucherbildfeld sieht. 209 ist ein in der Vorderwand des Kamera- gehäuses an dem unteren Bereich desselben angebrachter Anschluß, der dazu dient, das Steuersignal aus dem vorstehend beschriebenen Schaltungssystem 208 einem später beschriebenem Servo-Steuersystem für das Objektiv zuzuführen. Obgleich dies nicht gezeigt ist, ist eine gemeinsame elektrische Stromversorgung für das Schaltungssystem und ein (nicht gezeigtes) Belichtungssteuersystem vorgesehen.,Die Funktionsweise der einäugigen Spiegelreflexkamera mit der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung ist folgende: Zunächst schaltet der Photograph einen (nicht gezeigten) Stromversorgungsschalter ein und richtet die Kamera auf ein aufzunehmendes Objekt.
  • Sobald ein Fokussierring um die optische Achse gedreht wird, bewirkt das Scharfeinstellungs-Ermittlungs-System mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau die Anzeige der Ermittlung eines Scharfeinstellungszustands, eines Vor-Defokussierzustands oder eines Hinter-Defokussierzustands mittels der Leuchtdiode 211. Daher kann der die Leuchtdiode 211 beobachtende Photograph eine schnelle Scharfeinstellung des Objektivs 191 erzielen. Nach der Anzeige des Scharfeinstellungszustands wird ein (nicht gezeigtes) Kameraauslöseelement betätigt, wodurch mittels eines (nicht gezeigten) Schnellrückkehr-Mechanismus der Reflexspiegel 198 und der Hilfsspiegel 203 aus dem optischen Weg herausbewegt werden, bevor der Verschluß öffnet. Wenn eine Belichtung abgeschlossen ist, kehren die beiden Spiegel 198 und 203 in ihre dargestellten Anfangsstellungen zurück. Auf diese Weise ist die Kamera für die nächste Scharfeinstellung und den nächsten Belichtungsvorgang bereit.
  • Die Fig. 29 zeigt ein praktisches Beispiel für ein Servo-Scharfeinstellungs-Objektiv, das zusammen mit dem Kameragehäuse nach Fig. 27 als ein Objektiv verwendet werden kann, das im Ansprechen auf die Steuersignale aus dem Anschluß 209 an dem Kameragehäuse 190 mit Hilfe eines Elektromotors automatisch scharf eingestellt wird.
  • Es ist offensichtlich, daß zur Antriebssteuerung des Motors für das Objektiv die Steuersignale für die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung bzw. Leuchtdioden-Vorrichtung verwendet werden können. Bei diesem Beispiel wird eine automatische Scharfeinstell-Vorrichtung für die einäugige Spiegelreflexkamera geschaffen. Nach Fig.
  • 29 wird ein Objektiv-System 231 in einem Tubus 232 gehalten. Der Objektiv-Tubus 232 ist ohne einen Außentubus 233 längs der optischen Achse 234 verschiebbar und an einem Teilbereich mit einer Zahnstange 232a versehen. Diese Zahnstange 232a ist in Eingriff mit einem Ritzel 213, das an einer Ausgangswelle eines umsteuerbaren Motors 214 befestigt ist. Sobald der Motor 214 in Vorwärts- oder in Gegenrichtung dreht, wird der innere Tubus 232 nach vorne zu oder zurückbewegt. Eine Motorsteuerschaltung 215 nimmt über einen mit dem Anschluß 209 an dem Kameragehäuse 290 verbundenen Anschluß 217 die Ausgangssignale der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Schaltung 208 in dem Kameragehäuse 190 auf und steuert die Drehung des Motors 214. 216 ist eine elektrische Stromquelle bzw. Batterie für den Motor 214 und die Motorsteuerschaltung 215. Es ist natürlich möglich, anstelle dieser Batterie die Batterie im Kameragehäuse 190 zu benutzen. Der Außentubus 233 ist mit einem Adapter 233a für den Eingriff in die Objektivfassung 190a des Kameragehäuses 190 versehen. Wenn das Servo-Scharfeinstellungs-Objektiv nach Fig. 29 unter Verbinden des Anschlusses 217 mit dem Anschluß 209 des Kameragehäuses 190 an dem Kameragehäuse 190 nach Fig. 27 angebracht wird, die Kamera auf das aufzunehmende Objekt gerichtet wird und das erforderliche elektrische Schaltungssystem in Betrieb gesetzt wird, wird das Objektiv-System 231 selbsttätig auf das Objekt scharf eingestellt, wobei die Ermittlung des Scharfeinstellzustands im Sucherbildfeld mittels der Leuchtdiode bzw. der Leuchtdioden-Vorrichtung 211 angezeigt wird. Wenn ein sich bewegendes Objekt aufgenommen wird, wird mit einer Bildschärfe- änderung automatisch die tage des Objektiv-Systems 231 nachgestellt, das damit so nachfolgt, daß die Anderung kompensiert wird.
  • Die Fig. 30 zeigt ein praktisches Beispiel einer Motorsteuerschaltung der vorstehend beschriebenen Art.
  • In dieser Figur sind 235 und 236 sowie 237 und 238 Schalttransistoren, die zueinander gemäß der Darstellung in der Figur komplementär geschaltet sind, wobei die Transistoren 235 und 237 npn-Transistoren sind, während die Transistoren 236 und 238 pnp-Transistoren sind.
  • Der vorstehend beschriebene Objektivantriebs-Motor 214 ist mit einem Wicklungsende an einen Verbindungspunkt a zwischen den Emittern der Transistoren 235 und 238 angeschlossen und mit dem anderen Wicklungsende an einen Verbindungspunkt b zwischen den Emittern der Transistoren 236 und 237 angeschlossen. Die Basen der Transistoren 235 und 238 werden aus der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Schaltung 208 nach Fig. 27 über ein Verbindungselement 217 mit dem Vor-Defokussiersignal FF gespeist, während die Basen der Transistoren 236 und 237 aus der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Schaltung 208 über ein weiteres Verbindungselement 217 mit dem Hinter-Defokussiersignal BF gespeist werden.
  • Wenn bei dem Betrieb der Schaltung nach Fig. 30 das Objektiv-System 231 in der Vor-Defokussierstellung für ein (nicht gezeigtes) Objekt steht, nimmt das Vor-Defokussiersignal FF hohen Pegel an, bei dem der Transistor 235 durchgeschaltet wird, während der Transistor 238 gesperrt wird. Bei diesem Zustand hat das Hinter-Defokussiersignal BF niedrigen Pegel, bei dem der Transistor 237 gesperrt wird, während der Transistor 236 durchgeschaltet wird. Daher führt die Ermittlung der Vor-Defokussierung dazu, die Transistoren 235 und 236 durchzuschalten, um über diese den Motor 214 zu speisen, wodurch dieser beispielsweise in Vorwärtsrichtung dreht.
  • Wenn andererseits die Hinter-Defokussierstellung besteht, nimmt das Vor-Defokussiersignal FF niedrigen Pegel an, während das Iiinter-Defokussiersignal BF hohen Pegel annimmt, so daß die Transistoren 237 und 238 durchgeschaltet werden und der Motor 214 in Gegenrichtung dreht.
  • Wenn der Scharfeinstellungszustand erzielt ist, haben das Vor-Defokussiersignal FF und das Hinter-Defokussiersignal BF beide niedrigen Pegel, bei dem die Transistoren 235 und 237 gesperrt sind, so daß der Motor 214 anhält. Wenn der Motor 214 in Vorwärtsrichtung dreht, wird das Objektiv-System 231 axial nach hinten zu (d. Ii. nach rechts in Fig. 29) bewegt, während bei Drehung in der Gegenrichtung das System axial nach vorne zu (d. h. nach links in Fig. 29) bewegt wird, da die Ausgangswelle des Motors 214 über den Verzahnungsmechanismus mit dem Ritzel 213 an den Zahnstangen-Bereich 232a des Objektivtubus 232 angeschlossen ist.
  • Die Fig. 31 zeigt ein Beispiel für die Anwendung der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung bei einer Fernsehkamera, wobei zur Bezeichnung von Teilen, die den in den vorangehenden Figuren gezeigten gleichartig sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und eine ausführliche Beschreibung dieser Teile weggelassen ist. In der Fig. 31 ist 219 ein Fokussier-Linsenelement, das bei Antrieb mittels eines Motors 220 über einen Mechanismus wie beispielsweise den in Fig. 29 gezeigten längs der optischen Achse 218 bewegbar ist. Dem Fokussier-Linsenelement 219 folgt eine Variatorlinse 221, eine Kompensatorlinse 222 und eine afokale Linse 223.
  • Unmittelbar hinter der afokalen Linse 223 ist ein Strahlenteiler 224 angeordnet, der einen Teil des über die vorgeschalteten Linsen 219 bis 223 einfallenden Lichts 7d einer Objektivlinse 226 in dem Suchersystem abspaltet, in welchem in der vorangehend beschriebenen Beziehung zu der vorgeschriebenen bzw. Soll-Brennebene der Linse 226 der Bildsensor 3 angeordnet ist. 225 ist eine Abbildungslinse. An der Brennebene der Linse 225 ist eine Bildaufnahmeröhre 227 angeordnet. Wenn die Fokussier-Linse 219 entsprechend dem Ausgangssignal des Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Systems eingestellt wird, wird ein scharfes Bild des Objekts auf der lichtempfindlichen Fläche der Bildaufnahmeröhre 227 erzeugt. Es ist natürlich möglich, statt der Bildaufnahmeröhre eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zu verwenden. Die Photosignale aus der Bildaufnahmeröhre 227 werden mittels einer bekannten Video-Aufbereitungsschaltung 228 in Videosignale umgesetzt. Im Ansprechen auf die Ausgangssignale dieser Video-Aufbereitungsschaltung 228 erzeugt eine Lichtmeßschaltung 230 Ausgangssignale, die den Lichtwert darstellen. Entsprechend dem Ausgangssignal der Lichtmeßschaltung 230 wird mittels einer Blendensteuerschaltung 231 die Öffnungsgröße einer Irisblende 232 gesteuert.
  • 229 ist ein Ausgangsanschluß, aus welchem die Videosignale entnommen werden. Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung ist es möglich, eine Fernsehkamera zu schaffen, bei der das Objektiv-System in vollem Sinne automatisch scharf eingestellt wird.
  • Wie aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich ist, genügt bei der Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Vorrichtung eine einzige Bildabtastvorrichtung, so daß unterschiedlichen Unzulänglichkeiten völlig vermieden werden, die sich sonst aus der Anwendung zweier Bildabtastvorrichtungen ergeben würden, wie der komplizierte Aufbau des optischen Scharfeinstellungs-Ermittlungs-Systems, die Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund unvermeidbarer Unterschiede zwischen den Kennlinien der beiden Bildabtastvorrichtungen und die zeitraubende und schwierige ilandhabung der beiden Bildabtastvorrichtungen zum Erzielen einer Feineinstellung ihrer Relativlage; demgegenüber können immer mit verbesserter Genauigkeit nicht nur der Scharfeinstellullc3sztlstalld, sondern auch die Richtuny, in der eine Linstellung vorgenommen werden muß, um den Scharfeinstellungszustand herbeizuführen, d. h. der Vor-Defokussierzustand und der Hinter-Defokussierzustand erfaßt- werden. Die Vorrichtung ist auch vom wirtschaftlichen Standpunkt äußerst vorteilhaft.
  • Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erfassung des Scharfeinstellungszust;lnds eines optischen Abbildungssystems für ein Objekt geschaffen. Bei dieser Vorrichtung wird das mittels des optischen Abbildungssystems erzeugte Bild mit einer Bildabtastvorrichtung abgetastet; die gleichzeitig bzw. laufend aus der Bildabtastvorrichtung erzielten Bildabtastsignale werden an eine Beleuchtungsänderungs- bzw. Leuchtdichteänderungs-Detektorvorrichtung angelegt, in der in zeitlicher Aufeinanderfolge Leuchtdichteänderungen zwischen jeweils zwei in dem Bild einander naheliegenden Bildbereichen erfaßt werden.
  • Die Leuchtdichte-Änderungssignale aus dieser Leuchtdichteänderungs-Detektorvorrichtung werden nach Umsetzung in einen nicht linear umgeformten Absolutwert mittels einer nichtlinearen Absolutwert-Umformervorrichtung in einer Integriervorrichtung integriert, so daß damit diese Integriervorrichtung ein Ausgangssignal abgibt, das die Bildschärfe darstellt. Bei dieser Vorrichtung ist ferner die Bildabtastvorrichtung zum Empfangen des mittels des optischen Abbildungssystems erzeugten Objektbilds geringfügig hinter einer Soll-Brennebene des optischen Abbildungssystems angeordnet und eine optische Weglängen-Änderungsvorrichtung vorgesehen, die durch selektive Vergrößerung der Länge eines optischen Wegs zwischen dem optischen Abbildungssystem und der Bildabtastvorrichtung bewirkt, daß die Bildabtastvorrichtung das mittels des optischen Abbildungssystems erzeugte Objektbild geringfügig vor der Soll-Brennebene oder äquivalent hierzu empfängt; der Vergleich des Aus- gangssignals der Integriervorrichtung, das auftritt, wenn die Änderungsvorrichtung in der wirksamen Stellung ist, mit dem Ausgangssignal der Integriervorrichtung, das auftritt, wenn die Änderungsvorrichtung in der unwirksamen Stellung steht, macht es dabei möglich, nicht nur zu erfassen, ob der Scharfeinstellungszustand erzielt ist oder nicht, sondern auch die Richtung zu ermitteln, in welcher die Einstellung vorgenommen werden muß, um die Scharfeinstellung des Bilds herbeizuführen, d. h. zu ermitteln, ob das Bild in dem Vor-Defokussierzustand oder in dem llinter-Defokussierzustand ist, nämlich vor oder hinter der Soll-Brennebene scharf abgebildet wird.
  • L e e r s e i t e

Claims (20)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Ermittlung der Lagebeziehung eines mittels eines optischen Abbildungssystems erzeugten Bilds in bezug auf eine vorbestimmte Brennebene, gekennzeichnet durch eine Bildabtastvorrichtung (3) mit einer Mehrzahl von Abtastelementen zum Abtasten des vom optischen System (1) erzeugten bilds für das Erzeugen eines Bildabtastsignals, die zur Aufnahme des von dem optischen System erzeugten Bilds an einer Stelle angeordnet ist, die um einen vorbestimmten Abstand hinter der vorbestimmten Brennebene liegt, eine Bildebenen-Verschiebevorrichtung (31, 32), die wahlweise zu einer derartigen Verschiebung der Bildebene betätigbar ist, daß die Bildabtastvorrichtung das Bild in äquivalenter Weise an einer Stelle empfängt, die um den vorbestimmten Abstand vor der vorbestimmten Brennebene liegt, eine Abtaststeuervorrichtung (4), die im Ansprechen auf die Betätigung der Bildebenen-Verschiebevorrichtung die Bildabtastvorrichtung so steuert, daß von der Bildabtastvorrichtung selektiv ein erstes Bildabtastsignal bei einem Zustand, bei dem die Verschiebevorrichtung die Bildebenen-Verschiebung verursacht, und ein zweites Bildabtastsignal bei einem Zustand erzeugt werden, bei dem die Verschiebevorrichtung keine Bildebenen-Verschiebung verursacht, und ein Schaltungssystem (8 bis 18), das das erste und das zweite Bildabtastsignal aus der Bildabtastvorrichtung auf- nimmt und aufgrund der Bildabtastsignale die Lagebeziehung des mittels des optischen Systems erzeugten Bilds in bezug auf die vorbestimmte Brennebene ermittelt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssystem eine Änderungs-Detektorvorrichtung (8, 9), die das erste und das zweite Bildabtastsign,al zur Erzeugung eines Anderungssignals aufnimmt, das die Änderung jeweiliger kleiner Teile der Bildabtastsignale angibt, eine nichtlineare Umformervorrichtung (11) zum nichtlinearen Umformen des von der Änderungs-Detektorvorrichtung erzeugten Änderungssignals, eine Integriervorrichtung (12) zum Integrieren des mittels der Umformervorrichtung nichtlinear umgeformten Signals und eine Vergleichsvorrichtung (13 bis 18) zum Vergleichen eines das erste Bildabtastsignal betreffenden ersten Ansprech-Ausgangssignals der Integriervorrichtung mit einem das zweite Bildabtastsignal betreffenden zweiten Ansprech-Ausgangssignal der Integriervorrichtung aufweist, wobei ein Ausgangssignal der Vergleichsvorrichtung die Lagebeziehung des mittels des optischen Systems (1) erzeugten Bilds in bezug auf die vorbestimmte Brennebene anzeigt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) das von der Xnderungs-Detektorvorrichtung (8, 9) erzeugte Änderungssignal entsprechend dem Absolutwert-Pegel desselben unterschiedlich anhebt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) das Änderungssignal um so stärker anhebt, je höher der Absolut-Pegel des Änderungssignals ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssystem (8 bis 18) eine elektrisch mit der Änderungs-Detektorvorrichtung (8, 9) verbundene Absolutwert-Umsetzvorrichtung (10) aufweist, die das von der Anderungs-Detektorvorrichtung erzeugte Änderungssignal zu einem Absolutwert umsetzt, und daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) elektrisch mit der Absolutwert-Umsetzvorrichtung verbunden ist, so daß das mittels der Absolutwert-Umsetzvorrichtung in einen Absolutwert umgesetzte Signal einer nichtlinearen Umformung unterzogen wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) eine Polygonlinien-Näherungs-Schaltung ist (Fig. 14).
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) eine Potenzierschaltung ist, die das Eingangssignal zu der (m+1)-ten Potenz erhebt, wobei m eine positive Zahl ist und das Eingangssignal nichtlinear umgeformt wird (Fig. 12).
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Umformervorrichtung (11) eine Potenzierschaltung ist, die das Eingangssignal zu der 2n-ten Potenz erhebt, wobei n eine positive ganze Zahl ist, so daß das Eingangssignal nichtlinear umgeformt und in einen Absolutwert umgesetzt wird (Fig. 12).
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungs-Detektorvorrichtung (8, 9) eine Verzögerungsschaltung (8), die das von der Bildabtastvorrichtung (3) erzeugte Bildabtastsignal aufnimmt und es verzögert, und eine Differenz-Detektorschaltung (9) aufweist, die durch Ermittlung der Differenz zwischen dem mittels der Verzögerungsschaltung verzögerten Bildabtastsignal und dem unverzögerten Bildabtastsignal das Änderungssignal erzeugt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Cas Schaltungssystem eine Verstärkungssteuervorrichtung (29) zur Steuerung der Verstärkung der Differenz-Detektorschaltung (9) aufgrund des Pegels des Ausgangssignals derselben aufweist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungssteuerschaltung (29) die Verstärkung der Differenz-Detektorschaltung (9) aufgrund des Spitzenpegels des Ausgangssignals der Differenz-Detektorschaltung steuert.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssystem eine Integrationskonstanten-Steuerschaltung (30) zur Steuerung der Integrationskonstante der Integriervorrichtung (12) aufgrund des Pegels des Ausgangssignals der Integriervorrichtung aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationskonstanten-Steuervorrichtung (30) die Integrationskonstante der Integriervorrichtung (12) aufgrund des Spitzenpegels des Ausgangssignals der Integriervorrichtung steuert.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildabtastvorrichtung (3) eine Signalintegrations-Bildabtastvorrichtung ist und daß das Schaltungssystem eine Signalintegrationszeit-Steuervorrichtung (28) zur Steuerung der Signalintegrationszeit der Bildabtastvorrichtung aufgrund des Pegels des von der Bildabtastvorrichtung erzeugten Bildabtastsignals aufweist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalintegrationszeit-Steuervorrichtung (28) eine Spitzenwert-Detektorschaltung (60, 61) zur Erfassung des Spitzenpegels des von der Bildabtastvorrichtung (3) erzeugten Bildabtastsignals und eine Zeitsteuerschaltung (40 bis 45, 47) zur Steuerung der Signalintegrationszeit der Bildabtastvorrichtung aufgrund des mittels der Spitzenwert-Detektorschaltung erfaßten Spitzenpegels aufweist.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssystem eine erste Haltevorrichtung (13, 15) zum Speichern des ersten Ansprech-Ausgangssignals der Integriervorrichtung (12), eine zweite Haltevorrichtung (14, 16) zum Speichern des zweiten Ansprech-Ausgangssignals der Integriervorrichtung und eine Halte-Steuervorrichtung (404) aufweist, die die erste und die zweite Haltevorrichtung so steuert, daß in der ersten bzw. der zweiten Haltevorrichtung das erste bzw. das zweite Ansprech-Ausgangs signal der Integriervorrichtung gespeichert wird, und daß die Vergleichsvorrichtung (17, 18) elektrisch mit der ersten und der zweiten Haltevorrichtung verbunden ist, so daß das erste und das zweite Ansprech-Ausgangssignal der Integriervorrichtung miteinander verglichen werden, die in der ersten bzw. der zweiten Haltevorrichtung gespeichert sind.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtaststeuervorrichtung (4) die Bildabtastvorrichtung (3) in der Weise steuert, daß diese die ersten und die zweiten Bildabtastsignale aufeinanderfolgend abgibt, und daß die Haltesteuervorrichtung (404) so ausgebildet ist, daß die erste und die zweite Haltevorrichtung (13, 15 bzw. 14, 16) aufgrund der jeweiligen Zeitsteuerung der Bildabtastvorrichtung zur Abgabe des ersten bzw. des zweiten Bildsignals gesteuert werden.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebenen-Verschiebevorrichtung (31, 32) eine optische Vorrichtung (31), die zum wahlweisen Verlängern der optischen Weglänge zwischen dem optischen Abbildungssystem (1) und der Bildabtastorrichtung (3) betätigbar ist und die vor der Bildabtastvorrichtung bewegbar ist, und eine Antriebsvorrichtung (32) zum Bewegen der optischen Vorrichtung aufweist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (32) einen Antriebsmotor (178) zum Drehen der optischen Vorrichtung (31) vor der Bildabtastvorrichtung (3) parallel zu der Bildempfangsfläche der Bildabtastvorrichtung aufweist.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (32) eine Schwingvorrichtung (183 bis 186) aufweist, die die optische Vorrichtung (31) vor der Bildabtastvorrichtung (3) parallel zur Bildempfangsfläche der Bildabtastvorrichtung in Schwingungen versetzt.
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