DE2950220A1

DE2950220A1 - Automatische fokussierungsermittlungsvorrichtung fuer eine kamera

Info

Publication number: DE2950220A1
Application number: DE19792950220
Authority: DE
Inventors: Harumi Aoki; Yoshio Sawada
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1980-07-03
Also published as: GB2040132B; DE2950220C2; US4252425A; FR2445518A1; JPS6356522B2; GB2040132A; JPS5589819A; FR2445518B1

Description

HOFFMANN · EITMS & PARTNER

PATENTANWÄLTE OR. ING. E. HOFFMANN (19301976) . DIPL.-I N C. W. E ITlE ■ D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N ■ Dl PL.-ING. W. LE H N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE ■ OR. RER. NAT. B. HANSEN AKABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) ■ D-BOOOMaNCHENSI ■ TELEFON (089) 911087 ■ TELEX 05-29419 (PATHE)

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Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera

Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung, die selbsttätig die Fokussierung einer fotografischen Linse ermittelt und die das Prinzip ausnützt, daß, wenn die fotografische Linse auf einen Gegenstand fokussiert ist, der Bildkontrast des Gegenstands ein Maximum wird.

Das von einem Gegenstand durch eine fotografische Linse erzeugte optische Bild zeigt ein Maximum an Bildkontrast, wenn das Bild genau fokussiert ist. Diese Erscheinung kann dadurch erklärt werden, daß die Lichtintensität (das Leistungsspektrum) des Bildes gegenüber jeder Raumfrequenz einen Maximalwert einnimmt, wenn das Bild genau fokussiert ist. Somit kann die Fokussierung festgestellt werden, wenn die Stelle maximalen Kontrastes auf der Grundlage der erwähnten Erscheinung ermittelt werden kann.

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Im Einklang hiermit sind ein Vielzahl von automatischen Fokussierungsermittlungsvorrichtungen bekannt, die auf der Grundlage dieses Prinzips arbeiten.

Die Verfahren zur Ermittlung von Daten bezüglich des Kontrastes können im wesentlichen in zwei Systeme unterteilt werden. Beim ersten System ist eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente auf der Abbildungsebene der fotografischen Linse angeordnet. Unter diesen mikrofotoelektrischen Elementen werden ein Paar benachbarter Elemente ausgewählt und die Differenz zwischen den fotoelektrischen Ausgangssignalen wird statistisch ermittelt, um ein Kontrastsignal zu liefern. Beim zweiten System wird das optische Bild mechanisch oder elektrisch abgetastet und ein serielles Zeitsignal, welches ein Maß für die Helligkeitsverteilung des erhaltenen Bildes darstellt, wird einer Differentiation oder einer anderen entsprechenden Signalverarbeitung unterworfen, um in dynamischer Weise ein Konstrastsignal zu erzeugen .

' In jüngster Zeit wurde eine automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung, die entsprechend dem letztgenannten System arbeitet, vorgeschlagen, wobei eine selbstabtastende Einheit fotoelektrischer Elemente (die anschließend als Fotoelementeinheit bezeichnet wird) als optische Bildabtastvorrichtung verwendet wird. Die selbstabtastende Fotoelementeinheit besteht aus einer Mehrzahl mikrofotoelektrischer Elemente und einer Abtastschaltung. In der automatischen Fokussierungsermittlungsvorrichtung befindet sich die selbstabtastende Fotoelementeinheit in einer Ebene, in der das optische Bild erzeugt wird und die fotoelektrischen Ausgangssignale der Elemente werden aufeinanderfolgend elektrisch entnommen, um ein diskretes serielles Zeitsignal zu liefern. Dieses Signal wird unter Verwendung eines Abtast- und Haltekreises und eines Glättungskreises in eine analoge Wellenform umgewandelt, wonach die analoge Wellenform in einem Differenzierkreis differenziert wird, um ein Aus-

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gangssignal entsprechend dem Gradienten der Helligkeitsverteilung des optischen Bildes zu erhalten, wobei dieses Ausgangssignal als das Kontrastsignal verwendet wird.

Die selbstabtastende Fotoelementeinheit ist insofern vorteilhaft, als sie Licht über eine gesamte Abtastperiode speichern kann, so daß eine ausreichend hohe fotoelektrische Ausgangsleistung selbst bei geringer Helligkeit erhalten werden kann. Ferner kann im Gegensatz zu bekannten Systemen, bei denen es erforderlich war, so viele Fotostrom/Spannung-Wandlerkreise oder Verstärkerkreise vorzusehen, als Paare fotoelektrischer Elemente vorhanden waren, nur ein einziger Fotostrom / Spannung-Wandlerkreis oder Verstärker die Ausgangssignale der fotoelektrischen Elemente verarbeiten, da ein serielles Zeitsignal verwendet wird. Darüber hinaus ist das System, bei welchem die Helligkeitsverteilung eines Bildes unter Verwendung einer selbstabtastenden Fotoelementeinheit einer Differentiation unterzogen wird, insofern vorteilhaft, als dank der Ladungsspeicherwirkung der Elemente Licht niedriger Intensität erfaßt werden kann. Jedoch ist das System insofern noch nachteilig, als die Differentiationswellenform so steil ist, daß es Schwierigkeiten macht, das Differentiationsausgangssignal abzutasten und zu halten, so daß es notwendig ist, eine komplexe Schaltung zum Halten des Differentiationsausgangssignals vorzusehen. Darüber hinaus wird bei dieser Vorrichtung eine diskrete Wellenform der fotoelektrischen Umwandlung an jedem mikrofotoelektrischen Element erzeugt. Um diese Wellenform in eine genaue analoge Wellenform umzuwandeln, ist es erforderlich, eine unerwünschte hochfrequente Komponente zu eliminieren. Jedoch wird in diesem Falle die notwendige hohe Raumfrequenzkomponente des optischen Bildes ebenfalls entfernt, wodurch die Genauigkeit der Fokussierungsermittlung erniedrigt wird.

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Bei dem bekannten System, bei welchem der Unterschied zwischen den fotoelektrischen Ausgangssignalen benachbarter fotoelektrischer Elemente im Gegensatz zum letztgenannten System statisch entnommen wird, ist es nicht erforderlich, eine komplexe Schaltung vorzusehen, da keine Differentiationswellenform verwendet wird. Jedoch besteht beim ersten System die Schwierigkeit, daß bei Anwendung in Verbindung mit einem bewegten Gegenstand oder bei unruhiger Kamera die Ausgangssignaldifferenz sich ändert, abhängig davon, ob der Rand der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes an ein fotoelektrisches Element gelangt oder nicht, wodurch es unmöglich ist, Daten hoher Genauigkeit bezüglich des Kontrastes zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fokussierungsermittlungsvorrichtung zu schaffen, bei der infolge der Speicherwirkung der selbstabtastenden Fotoelementeinheit eine hohe fotoelektrische Empfindlichkeit erhalten wird, und bei der kein Differentiationskreis verwendet wird und sich dennoch das Kontrastsignal nicht verändert, selbst wenn sich der Gegenstand bewegt oder die Kamera unruhig gehalten wird. Bei der erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung wird kein Differentiationsvorgang ausgeführt. Daher hat die Vorrichtung den Vorteil einer einfachen Schaltung und kompakten Anordnung. Selbst wenn die Vorrichtung in einer gewöhnlichen Kamera verwendet wird, kann sie eine automatische Fokussierungsermittlung mit hoher Genauigkeit durchführen.

Diese Aufgabe wird neben anderen Aufgabenstellungen erfindungsgemäß durch eine automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera gelöst, die eine selbstabtastende Fotoelementeinheit aufweist, die eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente,

die im wesentlichen in einer Ebene entsprechend der Abbildungsebene einer fotografischen Linse der Kamera angeordnet sind, sowie eine Abtastschaltung enthält, eine Anzahl von Einrichtungen

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zur Erzeugung von Signalen, die ein Maß für die Größendifferenz von Ausgangssignalen aus zugeordneten zweiten benachbarten Fotoelementen darstellen, und eine Einrichtung zur Erfassung des Scheitelwerts dieser Signale während jeder Abtastperiode. Unter einem zweiten benachbarten Fotoelement wird dabei jeweils jedes weitere fotoelektrische Element verstanden, beispielsweise in einer geordneten Fotoelementreihe das erste und dritte Element, das zweite und vierte Element, das dritte und fünfte Element usw. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Abtastung des Scheitelwerts eine Einrichtung zur Zeitmultiplexübertragung der den Größenunterschied darstellenden Signale auf eine einzige Signalleitung auf, sowie eine Einrichtung zur Ermittlung eines Scheitelwerts des Zeitmultiplexsignals auf der einzigen Signalleitung während jeder Abtastperiode. Ferner ist bei der bevorzugten Ausführungsform eine Abtast- und Halteeinrichtung für die Ausgangssignale eines jeden fotoelektrischen Elements vorgesehen.

Die Erfindung kann ferner durch eine automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera realisiert werden, die eine selbstabtastende Fotoelementeinheit aufweist, welche eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente die im wesentlichen in einer der Position der Abbildungsebene einer fotografischen Linse der Kamera entsprechenden Ebene angeordnet liegen, sowie eine Abtastschaltung aufweist, eine erste Speicnerschaltung um das Ausgangssignal eines mikrofotoelektrischen Elements in der selbstabtastenden Fotoelementeinheit während einer vorgegebenen Zeitspanne zu speichern, eine zweite Speicherschaltung, um das Ausgangssignal eines mikrofotoclcktrischcn zweiten Elements, welches dem mikrofotoelektrischen Element benachbart ist, dessen Ausgang durch die erste Speicherschaltung gespeichert wird, während einer vorgegebenen Zeitspanne zu speichern, eine Differenzschaltung zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Speicher-

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schaltung darstellt, und eine Einrichtung zur Ermittlung des Maximalwerts des den Unterschied darstellenden Signals zwecks Ermittlung der Fokussierung der fotografischen Linse.

Zu diesem Zweck kann eine Steuerschaltung zur Steuerung der selbstabtastenden Fotoelementeinheit vorgesehen sein, ein erster bis vierter Abtast - und Haltekreis, die zum Empfang der Ausgangssignale aus dem ersten bis vierten fotoelektrischen Element angeordnet sind, um jeweils die Ausgangssignale der Fotoelementeinheit in analoge Wellenformen umzuwandeln, eine erste Differenzschaltung zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des ersten und dritten Abtast- und Haltekreises darstellt, eine zweite Differenzschaltung zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und vierten Abtast- und Haltekreises darstellt, einen Schaltkreis, um abwechselnd die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Differenzschaltung mit einem Ausgang zu verbinden, abhängig von steuernden Taktimpulsen der selbstabtastenden Fotoelementeinheit zwecks Lieferung eines einzigen Ausgangsdifferenzsignals,und einen Absolutwertkreis zur Erfassung des Absolutwerts des Ausgangssignals des Schaltkreises, sowie einen Scheitelwert-Haltekreis zum Halten des Scheitelwerts einer durch den Absolutwertkreis in einer einzigen Abtastperiode der Fotoelementeinheit erzeugten Absolutwert-Wellenform. Ferner kann eine Einrichtung zur Erzeugung von Abtastimpulsen zum Betrieb des ersten bis vierten Abtast- und Haltekreises vorgesehen sein, damit der erste bis vierte Abtast - und Haltekreis das Ausgangssignal des 4n - ten, ues 4 (a+i) - Leu,des 4(n+2) - ten und des 4 (n+3) - Len mikrofotoelektrischen Elements in der selbstabtastenden Fotoelementeinheit jeweils speichert, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die an-

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liegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kurvendarstellung zur Beschreibung des grundlegenden Prinzips der Erfindung,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung, aus welcher die Verteilung der Scheitelwerte ersichtlich ist, die das Kontrastsignal eines beobachteten Gegenstandes darstellen, wenn sich die Linse durch die richtige Fokussierungsstellung bewegt,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Erzeugung des erfindungsgemäß verwendeten Kontrastsignals,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung,

Fig. 5A-5H Verläufe verschiedener Wellenformen abhängig von der Zeit in der erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung, wobei Fig. 5A die Ausgangssignalwellenform einer selbstabtastenden Fotoelementeinheit, Fig. 5B - 5E eine erste bis vierte Wellenform des Abtast- und Haltekreises, Fig. 5F eine zusammengesetzte Differenzwellenform, Fig. 5G eine Absolutwertwellenform und Fig. 5H eine Wellenform, bei welcher der Scheitelwert gespeichert wird, darstellt,

Fig. 6 eine Schaltung einer Ausführungsfcrm einer crfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung und

Fig. 7 Taktimpulse zur Steuerung einer selbstabtastenden Fotoelementeinheit und Impulse zur Steuerung von acht Analogschaltern, die in der erfindungsgemäßen Fokus-

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sierungsermittlungsvorrichtung verwendet werden.

Fig. 1 ist eine Kurvendarstellung, aus welcher die Beziehung zwischen den fotoelektrischen Ausgangssignalen von drei optisch ausgewählten benachbarten mikrofotoelektrischen Elementen in einer selbstabtastenden Fotoelementeinheit und der Helligkeitsverteilung des Bildes eines Gegenstandes hervorgeht. In Fig. stellen die Bezugszeichen P^ , P₂ und P^ drei verschiedene mikrofotoelektrische Elemente dar. Fig. 1 gibt die impulsförmigen diskreten Ausgangssignale an, welche erzeugt werden, wenn das Bild eines Gegenstandes, der eine Helligkeitsverteilung entsprechend der voll ausgezogenen Kurve 1 aufweist, auf die fotoelektrischen Elemente gelangt. Die Bestimmung der Differenz zwischen den Ausgangssignalen zweier benachbarter Elemente entspricht einer Ermittlung des Gradienten, wie dies durch die gestrichelte Kurve 2 dargestellt wird. Die Bestimmung der Differenz zwischen den Äusgangssignalen zweier Elemente, die jeweils unter überspringung eines Elements ausgewählt wurden, ergibt den Gradienten gemäß der strichpunktierten Linie 3.

Die Ermittlung des Unterschieds zwischen den Ausgangssignalen zweier mikrofotoelektrischer Elemente, die unter überspringen eines Elements ausgewählt sind, ist insofern vorteilhaft, als der Differentiationswert der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes, d.h. die Kontraständerung, mit höherer Genauigkeit ermittelt werden kann. Da ferner der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen größer ist, kann das Signal mühelos in der Schaltung verarbeitet werden. Darüber hinaus ist diese Verfahrensweise vorteilhaft gegenüber bekannten Anordnungen, da bei den bekannten Anordnungen der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen benachbarter Elemente sich ändert, abhängig davon, ob der Rand der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes auf einem mikrofotoelektrischen Element liegt, während der Unter-

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schied zwischen den Ausgangssignalen zweier mikrofotoelektrischer Elemente, die unter Überspringen jeweils eines Elements ausgewählt sind, nicht davon abhängt. Daher kann im letzteren Falle, selbst wenn sich der Gegenstand bewegt oder die Kamera unruhig gehalten wird, und der erwähnte Rand in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse bewegt wird, ein richtiges Kontrastsignal erhalten werden. Somit liegt ein besonders Merkmal der Erfindung darin, daß der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der beiden mikrofotoelektrischen Elemente jeweils gegenüber dem zweiten benachbarten Element ermittelt wird und zwar in Verbindung mit der Verwendung einer selbstabtastenden Fotoelementeinheit.

Der Scheitelwert des Kontrastsignals in einer Abtastperiode der selbstabtastenden Fotoelementeinheit ist ein Maximum, wenn das Bild genau fokussiert ist. Fig. 2 zeigt eine Kurvendarstellung, aus welcher hervorgeht, daß wie vorausgehend erläutert wurde, der Scheitelwert des Kontrastsignals ein Maximum aufweist, wenn die fotografische Linse in die richtige Fokussierungsposition bewegt wird.

Fig. 3 zeigt in vereinfachter Form eine Verfahrensweise zur Erzielung der Kontrastsignale. In Fig. 3 stellen die Bezugszeichen a,b,c,d,e,f und g benachbarte mikrofotoelektrische Elemente der selbstabtastenden Fotoelementeinheit dar. Der Unterschied des fotoelektrischen Ausgangssignals zwischen den Elementen a und c wird als Signal A entnommen, der Unterschied des fotoelektrischen Ausgangssignals zwischen den Elementen b und d wird als Signal B entnommen, wobei die Signale C,D,E in entsprechender Weise erhalten werden.

Fig. 4 stellt ein Blockschaltbild dar, aus welchem der Aufbau der erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung ersichtlich ist, während die Fig. 5A-5H Wellenformen darstellt, die die Verarbeitung der erfaßten Signale betreffen. Unter Be-

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zugnahrae auf Fig. 4 wird das Bild eines Gegenstands 4 auf der selbstabtastenden Fotoelementeinheit 6 mittels einer Linse 5 erzeugt. Die selbstabtastende Fotoelementeinheit 6 wird durch einen Steuerkreis 7 gesteuert, der Taktimpulse erzeugt, die eine diskrete zeitserielle Wellenform gemäß Fig. 5A entsprechend der Helligkeitsverteilung des Bildes ergeben. In Fig. 5A gibt die gestrichelte Linie die Helligkeitsverteilung des Bildes wieder. Nach Verstärkung durch einen Verstärker 8 wird die diskrete Wellenform 4 Abtast- und Haltekreisen 9,10,11 und gleichzeitig zugeführt. Die Abtastimpulse werden dem ersten Abtast- und Haltekreis 9 zu solchen Zeitpunkten zugeführt, daß der erste Abtast- und Haltekreis 9 das diskrete Ausgangssignal eines jeden vierten mikrofotoelektrischen Elements gemäß Fig. 5B speichert. Die Abtastimpulse werden dem zweiten Abtast- und Haltekreis 10 um einen Taktimpuls, entsprechend einer Fotoelementeinheit, verzögert zugeführt, bezogen auf die Abtastimpulse für den ersten Abtast- und Haltekreis 9, wodurch der zweite Abtast- und Haltekreis 10 veranlaßt wird, das diskrete Ausgangssignal eines jeden vierten mikrofotoelektrischen Elements um ein Element gegenüber dem ersten Abtast- und Haltekreis nach Fig. 5B verschoben zu halten. In ähnlicher Weise hält der dritte Abtast- und Haltekreis 11 das diskrete Ausgangssignal eines jeden vierten mikrofotoelektrischen Elements mit einer Verzögerung von einem Taktimpuls gemäß Fig. 5D und der vierte Abtast- und Haltekreis 12 hält das diskrete Ausgangssignal eines jeden vierten winzigen fotoelektrischen Elements mit einer Verzögerung von einem Taktimpuls gegenüber dem dritten Abtast- und Haltekreis gemäß Fig. 5E.

Die Ausgangswellenformen des ersten und dritten Abtast- und Haltekreises 9 und 11 werden einer ersten Differenzschaltung 13 zugeführt, in der sie in eine dem Unterschied zwischen den beiden Wellenformen entsprechende Wellenform umgewandelt werden. In ähnlicher Weise wird der Unterschied zwischen den Ausgangswellenformen des zweiten und vierten Abtast- und Haltekreises 10 und

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durch eine zweite Differenzschaltung 14 erzeugt. Diese beiden Ausgangswellenformen der ersten und zweiten Differenzschaltung 13 und 14 werden mittels Multiplex durch einen Schaltkreis 15 in ein einziges zeitserielles Signal umgeformt.

Fig. 5F zeigt die auf diese Weise zusammengesetzte Differenzwellenform. Diese Wellenform entspricht dem Unterschied zwischen den Ausgangssignalen zweier fotoelektrischer Elemente, die entsprechend Fig. 3 jeweils unter überspringen eines Elements ausgewählt wurden. Die Differenzwellenform wird in einepositive oder negative Absolutwert-Wellenform mittels eines in Fig. 5G dargestellten Absolutwertkreises 16 umgewandelt. Anschließend wird der Scheitelwert der Absolutwertwellenform während einer Abtastperiode der letzteren durch einen Scheitelwertkreis 17 erfaßt und gehalten, bis der Scheitelwert der nächsten Abtastperiode ermittelt ist. Die auf diese Weise gehaltene Scheitelwert-Ausgangswellenform ist in Fig. 5H dargestellt. Dieses Scheitelwertsignal stellt das Kontrastsignal des Bildes dar, das seinen Maximalwert erreicht, wenn das Bild genau fokussiert ist, d.h. bei der richtigen Fokussierungsposition gemäß Fig. 2.

Fig. 6 stellt ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fokussierungsermittlungsvorrichtung dar. Fig. 7 ist eine zeitabhängige Darstellung der verschiedenen Steuerimpulsströme, die den Analogschaltern S. bis Sg zugeführt werden und eines Taktimpulsstroms, der eine selbstabtastende Fotoelementeinheit steuert, wobei alle diese Bauteile in der Schaltung verwendet werden. In Fig. 7 ist mit T eine Abtastperiode angegeben.

Die selbstabtastende Fotoelementeinheit 18 wird durch einen Steuerkreis 19 gesteuert, der einen Impulsoszillator enthält, welcher diskrete zeitserielle Signale liefert, die durch einen Operationsverstärker A₁ verstärkt werden. Der Analogschalter

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S., /der durch die Impulse P.. gesteuert wird, dient zur Trennung der Ausgangssignale der mikrofotoelektrischen Elemente.

Das verstärkte diskrete Signal wird in vier Teile unterteilt, die mit Hilfe der Analogschalter S2/ S₃, S₄ und Sj. und der zugeordneten Kondensatoren C1, C2, C3 und C4 in Abtast- und Halte-Wellenformen unterteilt werden. Die Abtastimpulse P2/ P3/ P* und P₁. werden jeweils den Analogschaltern S-, S^, S. und S₅ zugeführt. Die beiden Signale, die durch die Analogschalter S~ und S. in analoge Signale umgewandelt worden sind, werden über Operationsverstärker Aj und A,, die als Pufferverstärker dienen, einem Operationsverstärker A,- zugeführt, in dem der Unterschied zwischen den beiden Signalen erzeugt wird. In ähnlicher Weise werden die durch die Analogschalter S^ und Sr gelieferten Signale über Operationsverstärker A. und A₅/ die als Pufferverstärker dienen, einem Operationsverstärker Ag zugeführt, in dem der Unterschied zwischen den beiden Signalen erzeugt wird.

Die beiden Differenz-Ausgangssignale werden durch Analogschalter S₆ und S₇ geschaltet, die durch die Impulse P_g und P₇ gesteuert werden, wodurch ein einziges zeitserielles Signal gebildet wird. Das zeitserielle Signal oder die auf diese Weise zusammengesetzten Differenzausgangssignale werden in eine positive Absolutwert-Wellenform mittels eines Operationsverstärkers Aq und Dioden D, und D- umgewandelt. Die Absolutwert-Wellenform wird durch einen Operationsverstärker A_g verstärkt und der Scheitelwert der Absolutwert-Wellenform in einer Abtastperiode wird durch eine Diode D, und einen Kondensator C₅ gespeichert. Der Analogschalter Sg, der durch den Impuls P_ß gesteuert wird, arbeitet zwecks Entladung des Kondensators bei jeder Abtastperiode. Das auf diese Weise erhaltene Scheitelwert-Ausgangs-.signal wird einem Operationsverstärker A.... zugeführt, der als Pufferverstärker arbeitet, um bei jeder Abtastperiode ein Fokussierungs- Anzeigesignal zu liefern.

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Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, liegt ein erstes vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Fokussierungsermitt lungsvorrichtung darin, daß im Gegensatz zu einer bekannten automatischen Fokussierungsermittlungsvorrichtung es unnötig ist, die Wellenform des Abtast- und Haltekreises zu glätten, die durch das diskrete fotoelektrische Umwandlungs-Ausgangssignal der selbstabtastenden Fotoelementeinheit gebildet wird. Daher wird die hohe Raumfrequenzkomponente der Gegenstände, die für eine genaue Kontrasterfassung notwendig ist, nicht verloren, und die Fokussierung kann genau ermittelt werden. Ein zweites Merkmal liegt darin, daß das Differenzausgangssignal, welches ein Maß für das Kontrastsignal bildet, nicht so steil wie die bisher verwendete Differenzwellenform ausgebildet ist, so daß der Scheitelwert während einer Abtastperiode der Differenzwellenform mühelos gespeichert und der genaue Scheitelwert der Wellenform ermittelt werden kann. Ein drittes vorteilhaftes Merkmal liegt darin, daß der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen zweier beliebiger mikrofotoelektrischer Elemente, die jeweils durch Überspringen eines benachbarten Elements ausgewählt werden, infolge der Speicherwirkung der selbstabtastenden Fotoelementeinheit mit der hohen optischen Empfindlichkeit erfaßt wird, so daß selbst wenn ein Gegenstand dunkel oder bewegt ist, oder die Kamera unruhig gehalten wird, der Bildkontrast genau ermittelt werden kann.

Die erfindungsgemäße Fokussierungsermittlungsvorrichtung v/eist eine einfache Schaltung und einen kompakten Aufbau auf, und kann mit einer Vielzahl von Kameraanordnungen verwendet werden.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera, die eine selbstabtastende Fotoelementeinheit aufweist, die eine Mehrzahl winziger fotoclektrischer Elemente enthält, die in einer Ebene entsprechend der Position der Abbildungsebene der fotografischen

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Linse der K/imera angeordnet sind. Die Fotoelementeinheit wird abgetastet und die Ausgangssignale der Einheit werden abgenommen und während einer Abtastzeitperiode gehalten. Die Ausgangssignale von benachbarten, jeweils durch überspringen eines der fotoelektrischen Elemente ausgewählten fotoelektrischen Elemente sind mit Differenzschaltungen verbunden, deren Ausgänge durch Mulitplex auf eine einzige Ausgangsleitung geführt sind. Der Scheitelwert des durch Multiplex übertragenen Signals wird ermittelt. Weist der Scheitelwert seinen Maximalwert auf, so hat die Kamera die richtige Fokussierung.

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Claims

HOFFMANN · ΕΙΤΙ,Ε & PARTNER PAT E N TAN W ALT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930 1976) ■ DIPL.-ING. W.EITIE · DK. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. IEHN DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN AItABEUASTRASSE < (STERNHAUS) . D-βΟΟΟ MÖNCHEN SI · TELEFON (089) 9110B7 . TELEX 05-29419 (PATHE) 32 853/4 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera Patentansprüche :

1. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch eine selbstabtastende Fotoelementeinheit (6), die eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente, die im wesentlichen in einer Ebone entsprechend der Position der Abbildungsebene einer fotografischen Linse der Kamera liegen, sowie eine Abtastschaltung (9-12) aufweist, eine Anzahl von Einrichtungen (13, 14) zur Erzeugung von Signalen, die den Größenunterschied der Ausgangssignale einander unter Überspringen jeweils eines fotoelektrischen Elements zugeordneter benachbarter fotoelektrischer Elemente darstellen, und durch eine Einrichtung (17) zum Erfassung des Scheitelwerts dieser Signale während

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jeder Abtastperiode.

2. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) zur Ermittlung des Scheitelwerts eine Einrichtung zur Abgabe der Signale durch Zeitmultiplex auf eine einzige Signalleitung aufweist, sowie eine Einrichtung zur Erfassung eines Scheitelwerts des Zeitmultiplexsignals auf der einzigen Signalleitung während jeder Abtastperiode.

3. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Abtast- und Haltekreis (9 - 12) um die Signale von jedem der fotoelektrischen Elemente abzutasten und zu speichern.

4. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch eine selbstabtastende Fotoelementeinheit (6), die eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente, die im wesentlichen in einer Ebene entsprechend der Position der Abbildungsebene einer fotografischen Linse der Kamera liegen sowie eine Abtastschaltung (9-12) aufweist, eine erste Speicherschaltung (9 - 12) zur Speicherung des Ausgangssignals eines mikrofotoelektrischen Elements in der selbstabtastenden Fotoelementeinheit (6) während einer vorgegebenen Zeitspanne, einen zweiten Speicherkreis (11, 12) zur Speicherung des Ausgangssignals eines mikrofotoelektrischen Elements, welches unter überspringen eines mikrofotoelektrischen Elements dem mikrofotoelektrischen Element benachbart ist, dessen Ausgangssignal durch den ersten Speicherkreis gespeichert wird, und eine Differenzschaltung (13,14) zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des ersten und zweiten Speicherkreises (9,11;10,12) bildet und eine Einrichtung (17) zur Bestimmung des Maximalwerts des Signals, das den genannten Unterschied darstellt, zwecks Ermittlung der

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Fokussierung der fotografischen Linse.

5. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch eine selbstabtastende Fotoelementeinheit (6), die eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente aufweist, die im wesentlichen in einer Ebene entsprechend der Position der Abbildungsebene einer fotografischen Linse der Kamera angeordnet sind, sowie eine Abtastschaltung, einen Steuerkreis (7) zur Steuerung der selbstabtastenden Fotoelementeinheit (6), einen ersten, zweiten, dritten und vierten Abtast- und Haltekreis (9 bis 12) zur Aufnahme der Ausgangssignale vom ersten bis vierten geordnet angebrachten mikrofotoelektrischen Element, um jeweils die Ausgangssignale der Fotoelementeinheit (6) in analoge Wellenformen umzuwandeln, eine erste Differenzschaltung (13) zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des ersten und dritten Abtast- und Haltekreises darstellt, eine zweite Di'fferenzschaltung (1 4) zur Erzeugung eines Signals, das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des zweiten und vierten Abtast- und Haltekreises darstellt, einen Schaltkreis (15), um abwechselnd die Ausgangssignale der ersten und zweiten Differenzschaltung abhängig von den Steuerimpulsen der Fotoelementeinheit (6) einem Ausgang zuzuführen, um dort ein einziges Differenzausgangssignal zur Verfügung zu stellen, einen Absolutwertkreis (16) zur Ermittlung des Absolutwerts des Ausgangssignals des Schaltkreises (15) und einen Scheitelwertkreis (17), um den Scheitelwert einer vom Absolutwertkreis während einer Abtastperiode der selbstabtastenden Fotoelementeinheit (6) erzeugten Absolutwert-Wellenform zu speichern.

6. Automatische Fokussierungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Abtastimpulsen zum Betrieb des ersten bis vierten Abtast- und Haltekreises (9 - 12), so daß der erste, der zweite, der dritte und der vierte Abtast- und Haltekreis die

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Ausgangssignale des 4n - ten, 4 (n+l)-ten, 4 (n+2) - ten und 4 (n+3) - ten winzigen fotoelektrischen Elements in der selbstabtastenden Fotoelementeinheit (6) jeweils speichern, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

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