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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein automatisches Fokussiersystem nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere ein automatisches Fokussiersystem,
das in einer Kamera oder einem Vergrößerer verwendbar ist, in welchen das Objektiv
mit einer veränderlichen Geschwindigkeit in Abhängigkeit davon, wie weit es defokussiert
war, automatisch scharf eingestellt werden kann.
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Ein autoamtisches Fokussiersystem für eine Kamera oder einen Vergrößerer
ist bekannt. In Kameras mit einer automatischen Scharfeinstellung wird der Fokussiervorgang
im allgemeinen dadurch durchgeführt, daß ein Motorantrieb zum Bewegen des Objektivs
entsprechend den Ausgang einer eine unscharfe Einstellung fühlenden und feststellenden
Einrichtung gesteuert wird. Bei einer einfachen Ausführungsform einer solchen Kamera
mit einer automatischen Scharfeinstellung wird das Objektiv zuerst in der von dem
Kameragehäuse am weitesten entfernten Stelle'festgelegt, und das Objektiv wird dann
entsprechend einem unscharfen Signal näher zu dem Kameragehäuse hin bewegt, bis
es scharf eingestellt ist.
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Bei einer anderen Ausführungsform einer Kamera mit automatischer Scharfeinstellung
kann das Objektiv am Anfang des Fokussiervorgangs in einer beliebigen Stellung festgelegt
sein. Um das Objektiv scharf einzustellen, wird es in Bbhängigkeit von seiner Ausgangsstellung
und in Abhängigkeit von der Entfernung Zu dem interessierenden Gegenstand entweder
näher auf das Kameragehäuse zu oder weiter von diesem weg bewegt. Folglich muß der
Antriebsmotor zum Bewegen
des Objektivs ein umkehrbarer Motor sein.
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Eine übliche herkömmliche Steuerschaltungomit welcher der Motorantrieb
gesteuert wird, ist in Fig.1 dargestellt. Die Motorsteuerschaltung steuert die Richtung
eines Stroms,der durch einen durch eine Wicklung dargestellten Gleichstrommotor
1 fließt, und sie weist ferner vier Transistoren 2 bis 5 auf. Die Steuerschaltung
weist ferner einen Transistor 6, welcher das Ein-Ausschalten des Transistors 5 steuert,
und einen Schalter 7 auf, welcher den Betriebszustand der Transistoren 4 und 6 steuert.
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Wenn während des Betriebs der Schalter 7 angeschaltet wird, erhält
der Motor 1 einen in der Richtung eines Pfeils A fließenden Stroms und dreht sich
folglich in normaler Richtung. Wenn dagegen der Schalter 7 abgeschaltet wird, dreht
sich der Motor 1 in der umgekehrten Richtung, da er einen Strom erhält, der in der
durch einen Pfeil B angegeben Richtung fließt, welche der durch den Pfeil A angegebenen
Richtung entgegengesetzt ist.
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Beim Ein-schalten des Schalters 7 werden die Transistoren 3 und 4
angeschaltet, und- gleichzeitig wird der Transistor 6 abgeschaltet, da seine Basis
über einen niedrigwertigen Widerstand 8 und den Schalter 7, der nunmehr geschlossen
ist, mit Erde verbunden wird. Unter dieser Voraussetzung werden dann die Transistoren
2 und 5 abgeschaltet. Folglich fließt aer elektrische Strom über die Transistoren
3 und 4, welche angeschaltet sind, durch den Motor 1 in der durch den Pfeil A angegebenen
Richtung. Beim Ausschalten oder Öffnen des Schalters 7 werden dagegen die Transistoren
3 und 4 abgeschaltet, so daß der Transistor 6 angeschaltet wird. Unter dieser Voraussetzung
werden dann die Transistoren 2 und 5 angeschaltet, so daß ein Strom durch den Motor
1 in der durch den Pfeil B angezeigten Richtung fließt.
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Wie vorstehend beschrieben, kann über die in Fig.1 dargestellte Steuerschaltung
durch Einschalten oder Auschalten bzw. öffnen des Schalters 7 der Motor 1 in zwei
Richtungen, nämlich der Normal- und der Umkehrrichtung, angetrieben und gedreht
werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß die von der Steuerschaltung der Fig.1
gelieferte Steuerfunktion nur in der Änderung der Drehrichtung des Motors 1 besteht,
und daß der Pegel des dem Motor 1 zugeführten Stroms nicht so gesteuert wird, daß
die Drehzahl des Motors 1 konstant bleibt. Folglich kann die in Fig.1 dargestellte
Steuerschaltung nicht ohne Schwierigkeiten unmittelbar bei dem automatischen Fokussiersystem
einer Kamera u.ä. angewendet werden.
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Die Erfindung soll daher ein automatisches Fokussiersystem schaffen,
welches bei Kameras, und zwar insbesondere bei Kameras mit einem Wechselobjektiv,
anwendbar ist, und bei welchem das Objektiv mit einer hohen Genauigkeit und Vollkommen
stoßfrei in eine Stellung gebracht werden kann, in welcher es scharf eingestellt
ist. Darüber hinaus ist gemäß der Erfindung ein automatisches Fokussiersystem geschaffen,
bei welchem das Objektiv in Abhängigkeit von dem Grad, wie weit es unscharf eingestellt
ist, mit veränderlichen Geschwindigkeiten bewegt werden kann, um dadurch den Fokussiervorgang
zu verbessern. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem automatischen Fokussiersystem
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein automatisches
Fokussiersystem eine Motorsteuerschaltung auf, welche nicht nur die Drehrichtung
eines Motors zum VerschieLen eines Objektivs, sondern auch dessen Drehzahl steuert.
Folglich kann-das Objektiv sehr genau und stoßfrei in eie Stellung gebracht werden,
in welcher
es scharf eingestellt ist.
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Bei der Erfindung werden die Vorteile vorzugsweise dadurch erhalten,
daß ein Fühler zum Abgeben eines einer unschar -fen Einstellung entsprechenden Signals,
(das der Einfachheit halber im folgenden auch als unscharfes Signal bezeichnet wird)!
welches sich in Abhängigkeit von dem Grad einer unscharfen Einstellung ändert, eine
Motorsteuerschaltung zum Abgeben eines Ansteuersignals entsprechend dem unscharfen
Signal, wobei die Motorsteuerschältung eine erste Steuereinrichtung zum Steuern
der Richtung des Ansteuersignals und eine-zweite Steuereinrichtung zum Steuern des
Pegels des Ansteuersignals aufweist, und ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer
Motor vorgesehen sind, welcher angesteuert wird, damit er sich entsprechend dem
von der Motorsteuerschaltung zugeführten Ansteuersignal dreht, um so ein zugeordnetes
Objektiv in eine einer scharfen Einstellung entsprechende Lage zu bringen.
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Vorzugsweise kann das unscharfe Signal vier getrennte Signale aufweisen:
ein einer zu kurzen bzw. zu nahen Einstellungentsprechendes Signal, das im folgenden
als das zunaheSignal bezeichnet wird, ein einer zu weiten Einstellung entsprechendes
Signal, das im folgenden als das zu weite Signal bezeichnet wird, ein einer richtigen
Einstellung entsprechendes Signal, das als scharfes Signal bezeichnet wird, und
ein sogenanntes Kommandosignal. In diesem Fall weist dann die erste Steuereinrichtung
zum Steuern der; Richtung des Ansteuersignals ein Paar Schalteinrichtungen auf,
von denen die eine durch das zu nahe Signal und das andere durch das zu weite Signal
betätigt wird. Die zweite Steuereinrichtung zum Steuern des Pegels des Ansteuersignals
weist ein Paar den Stromfluß steuernder Einrichtungen auf, welche durch. das Kommandosignal
betätigt werden. Vorzugsweise weisen die beiden Schalteinrichtungen und die beiden
den Stromfluß steuernden Einrichtungen Transistoren auf; die beiden Schalteinrichtungen
können auch Thyristoren
aufweisen. Bei größeren Stromwerten können
vorzugsweise Darlington-Transistoren verwendet werden. Das sogenannte unscharfe
Signal und insbesondere das Kommandosignal können entweder ein analoges oder ein
digitales Signal sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der ErEindung ist ein automatisches
Fokussiersystem geschaffen, welches einen Eingangsanschluß zum Aufnehmen eines unscharfen
Signals, das sich in Abhängigkeit von dem Grad der unscharfen Einstellung ändert,
eine Absolutwert-Umsetzschaltung, die zum Umsetzen des unscharfen Signals in ein
absolutes Signal mit dem Eingangsanschluß verbunden ist, einen Impulsgenerator,
welcher das absolute Signal aufnimmt und ein impulsförmiges Signal mit einem veränderlichen
Tastverhältnis abgibt, welches durch die Größe bzw. Amplitude des absoluten Signals
festgelegt wird, einen Vergleicher, der mit dem Eingangsanschluß verbunden ist,
um das unscharfe Signal aufzunehmen und um es mit einem einer Scharfeinstellung
entsprechenden Bezugswert zu vergleichen, um ein Ausgangssignal abzugeben, und eine
Motorsteuerschaltung aufweist, die das impulsförmige Signal von dem Impulsgenerator
und das Ausgangssignal des Vergleichers aufnimmt und ein Ansteuersignal an den in
seiner Drehrichtung umkehrbaren Motor abgibt, worauf sich dann der Motor entsprechend
dem Ansteuersignal dreht, um ein zugeordnetes Objektiv in eine scharfe Einstellung
zu bringen. Folglich legt das impulsförmige Signal, das von dem Impulsgenerator
an die Motorsteuerschaltung angelegt worden ist, den Pegel des Ansteuersignals und
somit die Drehzahl des Motors fest. Andererseits legt das Ausgangssignal, das von,
dem Vergleicher an die Motorsteuerschaltung angelegt worden ist, die Polarität oder
Richtung des Ansteuersignals oder des Stroms an dem Motor und folglich die Drehrichtung
des Motors fest.
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Eine solche Anordnung ist insbesondere bei Kameras mit Wechselobjektiven
anwendbar, da die Anzahl von Kontaktstellen zwischen dem Kameragehäuse und dem Wechselobjektiv
auf
ein Minimum herabgesetzt werden kann. Folglich weist die Absolutwert-Umsetzschaltung
einen Operationsverstärker mit einem invertierenden Eingang, einem nichtinvertierenden
Eingang und einem Ausgang, eine erste Diode, deren Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers
verbunden ist, und eine zweite Diode auf, deren Anode mit dem nichtinvertierenden
Eingang des Operationsverstärkers und dessen Kathode mit der Kathode der ersten
Diode verbunden ist.
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Vorzugsweise weist der Impulsgenerator eine integrierende Schaltung,
eine Tastverhältnis-Steuerschaltung und einen monostabilen Multivibrator auf, wobei
der monostabile Multivibrator durch den Ausgang der integrierenden Schaltung ausgelöst
wird, um ein impulsförmiges Signal mit einem Tastverhältnisfaktor zu erzeugen, der
durch die Tastverhältnis-Steuerschaltung festgelegt-ist. Die Vergleicheranordnung
weist vorzugsweise einen ersten Vergleicher, welcher ein Ausgangs signal nur dann
abgibt, wenn das unscharfe Signal über einem ersten Bezugswert liegt,~und einen
zweiten Vergleicher auf, welcher ein Ausgangssignal nur dann abgibt, wenn das unscharfe
Signal unter einem zweiten Bezugswert liegt.
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Der Impulsgenerator kann auch durch eine integrierende Schaltung,
die einen Operationsverstärker aufweist, und durch eine Schwingschaltung gebildet
werden, die einen Operationsverstärker und einen Transistor aufweist. Eine Absolutwert-Umsetzschaltung
kann einen invertierenden Operkionsverstärker und einen Differenzverstärker aufweisen.
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Ferner kann das sogenannte unscharfe Signal in einigen Anwendungsfällen
vorzugsweise ein Stromsignal, sein. Wenn das Fokussiersystem bei Kameras mit Wechselobjektiven
angewendet wird, bei welchen das Kameragehäuse und das Objektiv gesonderte Spannungsquellen
haben, wird der Fokussiervorgang'kaum beeinflußt, selbst wenn die Versorgungsspannung
auf der Ojcktivseitc merklich abfällt, wenn ein Stromsignal als das unscharfe Signal
benutzt wird. In diesem
Fall muß jedoch ein Strom-Spannungs-Umsetzer
zwischen dem Eingangsanschluß und der Absolutwert-Umsetzschaltung oder der Vergleicheranordnung
vorgesehen sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine Schaltung einer herkömmlichen Motorsteuerschaltung; Fig.2 eine schematische
Darstellung einer Ausführungsform eines automatischen Fokussiersystems gemäß der
Erfindung; Fig.3 ein Zeitdiagramm mit verschiedenen Wellenformen, welche in dem
in Fig.2 dargestellten System verwendet werden; Fig.4 ein Schaltbild einer Motorsteuerschaltung
die bei dem System der Fig.2 anwendbar ist; Fig.5 ein Schaltbild einer weiteren
Motorsteuerschaltung, die bei dem System der Fig.2 anwendbar ist; Fig.6 ein Schaltbild
noch einer weiteren Motorsteuerschaltung, die bei dem System der Fig.2 und insbesondere
bei größeren Stromsignalen verwendbar ist; Fig.7 ein Zeitdiagramm mit verschiedenen
Wellenformen, welche den Signalzustand an verschiedenen Stellen der Schaltung der
Fig.6 wieqergeben; ,Fig.8 ein Blockschaltbild noch einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung; Fig.9 eine ins einzelne gehende Schaltung der Ausführungsform in
Fig.8; Fig.10 verschiedene Wellenformen an entsprechenden Stellen in der Schaltung
der Fig.9; Fig.11 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Impulsgenerators (33),
welcher einen-Teil der in Fig.9 dargestellten Schaltung bildet; Fig.12 ein Schaltbild
einer Absolutwert-Umsetzschaltung (31), welche einen Teil der in Fig.9 dargestellten
Schaltung bildet; Fig.13 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, wenn das sogeannte unscharfe Signal als Stromsignal zugeführt wird; Fig.14
eine Schaltung eines Strom-Spannungs-Umsetzcrs, der bei der in Fig.13 dargestell--ten
Schaltung anwendbar ist; Fig.15 ein Schaltbild noch einer weiteren Absolutwert-Umsetzschaltung,
wenn das unscharfe Signal als ein Stromsignal zugeführt wird; Fig.16 ein Schaltbild
eines abgewandelten Teils der Schaltung in Fig.9, wenn das unscharfe Signal als
ein Stromsignal zugeführt wird; Fig.17 eine Schaltung noch einer weiteren Ausführungsform
eines Impulsgenerators (33);
Fig.18 ein Zeitdiagramm mit verschiedenen
Wellenformen an entsprechenden Stellen in der Schaltung der Fig.17; Fig.19 eine
Schaltung noch einer weiteren Ausführungsform eines Impulsgenerators (33); Fig.20
ein Zeitdiagramm mit verschiedenen Wellenformen an entsprechenden Stellen der Schaltung
der Fig.19; Fig.21 eine Schnittdarstellung durch den Aufbau eines herkömmlichen
Objektivtubus mit einem doppelten schrauben förmigen Mechanismus; Fig.2 eine Schnittansicht
durch eine erste Ausführungsform eines verbesserten Objektiv tubus und Fig.23 eine
Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines verbesserten Objektivtubus.
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In Fig.2 ist ein automatisches Fokussiersystem mit einem Fühler oder
Sensor 9 dargestellt, welcher den Zustand einer unscharfen Einstellung fühlt und
ein sogenanntes unscharfes Signal, das sich aus einem.zu nahen Signal a, einem scharfen
Signal b, einem zu weiten Signal c und einem Kommandosignal d zusammensetzt, an
eine Motorsteuerschaltung 10 anlegt. Ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer Motor
1 erhält ein Ansteuersignal von der Schaltung 10 und das Ansteuersignal weist ein
eine Drehbewegung i; Uhrzeigersinn bewirkendes Ansteuersignal a' und ein eine Drehbewegung
entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkendes Ansteuersignal c' auf. Der Motor 1 gibt an
die Schaltung l0ein Zustandssignal
ab, welches den gegenwärtigen
Drehzustand des Motors 1 anzeigt und welches ein eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn
anzeigendes Signal a" und ein eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn anzeigendes
Signal c" enthält.
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Ein Objektiv 11 ist vorgesehen, das entsprechend der Drehrichtung
des Motors 1 in den beiden Richtungen verschiebbar ist, die durch einen mit zwei
Spitzen versehenen Pfeil angezeigt ist.
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Der Zustand jedes der Signale a bis.d ist in Fig.3 als Funktion einer
Abweichung des Objektivs 11 von der scharfen Einstellung X dargestellt. Das zu nahe
Signale a bleibt hoch, bis das Objektiv die scharfe .Einstellung X erreicht oder
über diese hinausgeht. Das scharfe Signal b wird nur hoch, wenn das Objektiv in
die scharfe Einstellung X kommt.
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Das zu weite Signal c bleibt hoch, solange das Objektiv 11 in dem
zu weiten oder fernen Bereich bleibt. Folglich kann der augenblickliche Fokussierzustand
des Objektivs 11 aus dem Zustand der Signale a bis c ermittelt werden. Das Kommandosignal
d ist als ein analoges Signal dargestellt, das ausgehend von der Scharfeinstellung
X allmählich im Pegel ansteigt. Folglich zeigt der Pegel des Kommandosignals d an
einer bestimmten Stelle an, wie weit das Objektiv weg von der Scharfeinstellung
X angeordnet ist. Das Kommandosignal d könnte auch ein digitales Signal sein.
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In Fig.4 ist eine Ausführungsform der Motorsteuerschaltung 10 dargestellt,
an welche die in Fig.3 dargestellten Signale a bis d angelegt werden können, um
den Lauf des Motors 1 zu steuern, um das Objektiv 11 schnell, gleichmäßig und genau
in die scharfe Einstellung X zu bringen. Zu diesem Zweck werden das zu nahe Signal
a und das zu weite Signal c verwendet, um die Drehrichtung des Motors 1 im oder
entgegen dem Uhrzeigersinn festzulegen. Das Kommandosignal d wird dann verwendet,
um den Pegel des dem Motor 1 zugeführten Ansteuerstroms zu steuern.
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Wie dargestellt, ist eine Zentraleinheit oder ein Prozessor 12 vorgesehen,
um die Signal a bis d aufzunehmen, und er ist mit dem Eingang von zwei Digital-Analog-(D/A)Umsetzern
13 und 14 verbunden, welche ihrerseits mit den invertierenden Eingängen von Operationsverstärkern
15 bzw. 16 verbunden sind Die Ausgänge der Verstärker 15 und 16 sind mit den Basen
von PNP-Transistoren 17 bzw. 18 verbunden, deren Emitter jeweils mit einer Versorgungsspannung
+B verbunden sind. Die Kollektoren der PNP-Transistoren 17 und 18 sind über den
Motor 1 miteinander verbunden. Der Kollektor des PNP-Transistbrs 17 ist auch mit
dem Kollektor eines NPN-Transistors 19 verbunden, dessen Basis das spgenannte zu
nahe Signal a als die Drehrichtung im Uhrzeigersinn steuerndes Signal a' aufnehmen
kann, während der Kollektor des Transistors 18 mit dem Kollektor eines weiteren
NPN-Transistors 20 verbunden ist, dessen Basis das sogeannte zu weite Signal c als
ein die Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn steuerndes Signal c aufnehmen kann.
Die Emitter der beiden Transistoren 19 und 20 sind gemeinsam mit Erde verbunden.
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Während des Betriebs wird ein Kommandosignal b in diesem Fall in Form
eines digitalen Signals erhalten, und über den Prozessor 12 an einen der D/A-Umsetzer
13 und 14 angelegt.
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Nach dem Umsetzen in ein analoges Kommandosignal wird dies an den
Analogaddieren 15 oder 16 angelegt. Das auf diese Weise erhaltene analoge Kommandosignal,
dessen Pegel dem Grad der Abweichung des Objektivs 11 von der scharfen Einstellung
X anzeigt, wird dann an die Basis des PNP-Transistors 17 oder 18 angelegt. Gleichzeitig
werden das zu nahe Signal a und das zu weite Signal c an die.Basis der Transistoren
19 bzw. 20 angelegt.
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Wenn unter dieser Bedingung sich das Objektiv 11 in dem zu nahen Bereich
b"findet, wird das zu nahe Signal a hoch und das zu weite Signal c wird niedrig,
so daß der Transistor 19 an und der Transistor 20abgeschaltet wird.
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Gleichzeitig wird der Transistor 18 leitend, so daß der Grad seiner
Leitfähigkeit dem Grad einer Abweichung aus der scharfen Einstellung entspricht.
Folglich erhält der Motor 1 einen Ansteuerstrom, der in der durch den Pfeil D angezeigten
Richtung über die Transistoren 18 und 19 fließt, wodurch der Wert oder Pegel des
Ansteuerstroms durch den Leitfähigkeitsgrad des Transistors 18 reguliert wird. Folglich
wird der Motor 1 so angetrieben, daß er sich im Uhrzeigersinn dreht, um dadurch
das Objektiv 11 näher zu der scharfen Einstellung X hin zu verschieben.
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Wenn sich das Objektiv 11 näher zu der scharfen Einstellung X hin
bewegt, wird der dem Motor 1 zugeführte Strom in seinem Pegel ver-ringert, um dadurch
die Drehzahl der Motors 1 zu verringern. Sobald das Objektiv 11 in die scharfe Einstellung
X kommt, ändert das zu nahe Signal a seinen Zustand auf einen niedrigen Pegel, sp
daß der Transistor 19 abgeschaltet wird,und die Stromzufuhr zu dem Motor 1 unterbrochen
wird. Folglich bleibt der Motor 1 stehen. Der Transistor 17 bleibt während des vorbeschriebenen
Vorgangs ausgeschaltet.
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Wenn sich das Objektiv 11 anfangs dagegen in dem zu weiten bzw. zu
fernen Bereich befindet, wird das zu weite Signal c hoch, und das zu'nahe Signal
a wird niedrig, so daß der Transistor 20 an-'und der Transistor 19 ausgeschaltet
wird. Gleichzeitig wird der Transistor i7 leitend, so daß der Leitfähigkeitsgrad
dem Grad einer zu weiten Abweichung von der scharfen Einstellung entspricht. Folglich
erhalt in diesem Fall der Motor 1 einen Ansteuerstrom, der in der durch den Pfeil
E angezeigten Richtung fließt, und der Motor 1 wird dann entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht, um das Objektiv 11 näher zu der scharfen Einstellung X hin zu bewegen.
Der Transistor 18 bleibt während des vorbeschriebenen Vorgangs nichtleitend. Selbstverständlich
steuert die Motorsteuerschaltung 10 der Fig.4 nicht nur die Drehrichtung des Motors
1sondern auch dessen Drehzahl, so daß das Objektiv 11 schnell und gleichmäßig mit
hoher Genauigkeit
in die einer scharfen Einstellung entsprechende
Stellung gebracht werden kann.
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In Fig.5 ist eine abgewandelte Motorsteuerschaltung 10 dargestellt,
bei welcher ein analoges Kommandosignal d direkt von dem Fühler 9 aus angelegt wird.
Die Schaltung in Fig.5 entspricht der in Fig.4, und mit gleichen Bezugszeichen sind
auch gleiche Teile bezeichnet. Wie dargestellt, sind zwei PNP-Transistoren 21 und
22 vorgesehen, an deren Basis ein analoges Kommandosignal d angelegt werden kann
und deren Emitter geerdet sind. Der Kollektor des Transistors 21 ist mit der Versorgungsspannung
+B und auch mit der Basis des Transistors 17 verbunden. In ähnlicher Weise ist der
Kollektor des Transistors 21 mit der Versorgungsspannung +B und auch mit der Basis
des Transistors 18 verbunden. Thyristoren 23 und 24 sind anstelle der'Transistoren'19
bzw. 20 in der Schaltung der Fig.4 vorgesehen.
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Das an die Schaltung der Fig.4 anzulegende Kommandosignal d muß so
beschaffen sein, daß es sich auf einem Nullpegel befindet, wenn sich das Objektiv
11 in der scharfen Einstellung befindet, und sein Pegel steigt allmählich in der
einen Richtung an, wenn das Objektiv 11 sich in einer Richtung weiter von der scharfen
Einstellung entfernt, während sein Pegel allmählich in der entgegengesetzten Richtung
ansteigt, wenn sich das Objektiv 11 weiter in der entgegengesetzten Richtung aus
der scharfen Einstellung entfernt. In dem vorliegenden Fall ist angenommen, daß
das an die Schaltung der Fig.5 angelegte Kommandosignal d so ist; wie in Fig.3 dargestellt.
Das heißt, der Pegel des Kommansignals d steigt in negativer Richtung an, wenn die
in einem zu nahen Bereich erfolgende Abweichung des Objektivs 11 aus der scharfen
Einstellung X heraus zunimmt, während der Pegel des Kommandosignals D in positiver
Richtung ansteigt, wenn die einem zu fernen Bereich entsprechende Abweichung des
Objektivs 11 aus der scharfen Einstellung X zunimmt. Wenn das Objektiv 11 in der
scharfen Einstellung
angeordnet ist, wird der Pegel des Kommandosignals
d null.
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Das Kommando signal d von dem Fühler 9 wird gleichzeitig an die Basen
der Transistoren 21 und 22 angelegt. Jedoch wird das Kommandosignal d an die Basis
des Transistors 21 direkt von dem Fühler 9 aus angelegt, während es (9) nach Umkehr
seiner Polarität an die Basis des Transistors 22 angelegt wird. Während das Objektiv
11 in dem zu fernen Bereich verbleibt, wird folglich der Transistor 21 an- und der
Transistpr 22 abgeschaltet; solange das Objektiv 11 in dem zu nähen Bereich verbleibt,
wird der Transistor 21 ab und der Transistor 22 angeschaltet. Wenn in diesem Fall
der Transistor 21 oder 22 angeschaltet ist, entspricht der Leitfähigkeitsgrad dem
Grad der Abweichung von der scharfen Einstellung.
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Die Arbeitsweise der in Fig.5 dargestellten Schaltung ist sehr ähnlich
der der in Fig.4- dargestellten Schaltung, so daß eine ins einzelne gehende Erläuterung
nicht wiederholt zu werden braucht. Kurz gesagt wirdr solange sich das Objektiv
11 in dem zu nahen Bereich befindet, der Thyristor 23 angeschaltet, da das sogenannte
zu nahe Signal a hoch ist, und die Transistoren 18 und 22 werden angeschaltet, da
das an die Basis des Transistors 22 angelegte Kommandosignal d einen positiven Wert
hat, wodurch ein Ansteuerstrom über den Motor 1 von der Spannungsquelle +B üder
den Transistor 18 und den Thyristor 23 zur Erde fließt. Der Pegel des Ansteuerstroms
itt durch den Pegel des Kommandosignals d festgelegt, das an den Transistor 22 angelegt
wird. Folglich geht der Pegel des Ansteuerstroms nach unten, wenn das Objektiv 11
sich der scharfen Einstellung X nähert, und der Strom wird null, wenn das Objektiv
11 in die einer scharfen Einstellung entsprechende Stellung gebracht ist, worauf
dann die Drehbewegung des Motors und die Verschiebung des Objektivs 11 gestoppt
werden. Wenn dagegen das Objektiv 11 sich in dem zu weiten Bereich befindet,
wird
der Thyristor 24 angeschaltet, da das zu weite Signal c hoch ist, und die Transistoren
17 und 21 werden angeschaltet, so daß ein Ansteuerstrom über den Transistor 17 und
den Thyristor 24 durch den Motor 1 fließt, wodurch dieser (1) in der entgegengesetzten
Richtung gedreht wird.
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Das Objektiv 11 wird dann in ähnlicher Weise in die einer scharfen
Einstellung entsprechende Stellung gebracht.
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In Fig.6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
in welcher Darlington-Transistorpaare verwendet sind, damit größere Ansteuerströme
über-den Motor gezpgen werden können. Vier Darlington-Transistorpaare sind durch
PNP-Transistoren Trl und Tr2 sowie Tr3 und Tr4 und NPN-Transistoren Tr5 und Tr6
sowie Tr7 und Tr8 gebildet.
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Die Transistoren Tr1, Tr4, Tr5 und Tr8 sind so geschaltet, daß sie
ein eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn bewirkendes Signal X1, ein eine Drehbewegung
entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkendes Signal X2, ein entgegen dem Uhrzeigersinn
wirkendes, impulsförmiges Ansteuersignal X3 bzw. ein im Uhrzeigersinn wirkendes,
impulsförmiges Ansteuersignal. X4 erhalten. Diese Signale X1 bis X4 sind in Fig.7
als Funktion einer Abweichung von der scharfen Einstellung dargestellt. Das Signal
X1 entspricht dem zu fernen Signal c und das Signal X2 entspricht dem zu nahen Signal
a Die impulsförmigen Ansteuersignale X3 und X4 können aus dem Kommandosignal d erhalten
werden. Die Impulsbreite wird geringer je näher die scharfe Einstellung kommt.
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Wenn das Signal X1 hoch ist, wird der Transistor Tr1 an-und der Transistor
Tr2 abgeschaltet; wenn -das Signal X1 niedrig ist, wird der Transistor Tr1 aus-
und der Transistor Tr2 angeschaltet, und gleichzeitig wird das impulsförmige Signal
X4 an den Transistor Tr8 angelegt, um den Transistor Tr7 abwechselnd an- und auszuschalten.
Folglich werden intermittie:-ende Ströme über den Motor 1 gezogen, um ihn im Uhrzeigersinn
zu drehen, wodurch dann das Objektiv links herum und näher der scharfen Einstellung
ver-
schoben wird. Wenn dagegen das Signal X2 niedrig ist, wird
der Transistor Tr4 ab- und folglich der Transistor Tr3 angeschaltet. Gleichzeitig
wird das impulsförmige Signal X3 an den Transistor Tr5 angelegt, wodurch der Transistor
Tr6 abwechselnd an- und ausgeschaltet wird. Folglich erhält der Motor 1 intermittierende
Ströme für ein Ansteuern in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß das
Objektiv ii- nach -rechts und näher zu der scharfen Einstellung verschoben wird.
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Selbstverständlich erfordert die Motorsteuerschaltung 10 gemäß der
Erfindung nur das Kommandosignal d als ein sogenanntes unscharfes Signal. Die übrigen
Signale können aus dem Kommandosignal d mit Hilfe von Vergleichern u.ä. abgeleitet
werden.
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Anhand von Fig.8 wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wenn sie bei einer Kamera angewendet wird, kann sie so ausgelegt werden, daß die
Schaltung der Fig.8 in dem Objektivteil vorgesehen ist,und ein sogenanntes unscharfes
Signal von dem Kameragehäuse erhält, um den Drehzustand des Motors zu steuern. Das
unscharfe Signal ist so ausgebildet, daß es sich hinsichtlich der Stellung des Objektivs
außer über einen bestimmten Bereich, welcher den Brennpunkt enthält, fortlaufend
von unendlich auf null ändert. Ein derartiger Bereich wird hier als die scharfe
Einstellung bzw. Scharfeinstellung bezeichnet, und entspricht in einem Servomechanismus
einem unempfindlichen Bereich.
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Wie dargestellt, weist die Motorsteuerschaltung einen Eingangsanschluß
Vin zum Aufnehmen eines unscharfen Signals auf, wie auf der linken Seite in Fig.8
dargestellt ist.
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Der Eingangsanschluß 29 ist mit dem Eingang eines Spannungsverstärkers
30 verbunden, dessen Ausgang mit einer Absolutwert-Umsetzschaltung 31 verbunden
ist, die wiederum über einen Impulsgenerator 33 mit einer Objektivmotor-An-
steuerschaltung
34 verbunden ist. Der Ausgang des Spannungsverstärkers 30 ist auch mit einer Vergleicherschaltung
32 verbunden, welche wiederum mit der Ansteuerschaltung 34 verbunden ist. Wenn während
des Betriebs das unscharfe Signal Vf an den Eingangsanschluß Vin angelegt wird,
liegt das invertierte Signal VfÄ, das durch Invertieren des unscharfen Signals Vf
bezüglich einer Bezugsspannung Verhalten wird, an dem Ausgang des Spannungsverstärkers
3,0 an. Das invertierte Signal Vf' wird an die Absolutwert-Umsetzschaltung 31 angelegt,
welches dann ein-absolutes Signal f,Vfl als Ausgang abgibt. Das absolute Signal
kfl wird durch Invertieren des Teils des invertierten Signals Vf' in dem zu nahen
Bereich ausgebildet, so daß es bezüglich der scharfen Einstellung symmetrisch ist.
Wenn das absolute Signal lVfl an den Impulsgenerator 33 angelegt wird,wird ein Impulssignal
Vp mit einer veränderlichen Impulsbreite oder einem Tastverhältnis, das von dem
Pegel des absoluten Signals IVfl abhängt, um mit einer konstanten Impulsamplitude
an die Ansteuerschaltung 34 angelegt. Dieses impulsförmige Signal Vp wird dann dazu
verwendet, um die Drehzahl des Motors 1 zu. steuern.
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Das-invertierte Signal Vf' wird für einen Vergleich mit einem Bezugssignal
auch an die Vergleicherschaltung 32 angelegt, deren Ausgang dann an die Ansteuerschaltung
34 angelegt wird. Der Ausgang der Vergleicherschaltung 32 enthält eine Information,
um die Drehrichtung des Motors im oder entgegen dem Uhrzeigersinn festzulegen. Wenn
beispielsweise der Motor 1 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Objektiv 11 nach
rechts bewegt, während, wenn der Motor 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird,
das Objektiv 11 nach links bewegt wird.
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Wie in Fig.9 im einzelnen dargestellt, weist der Spannungsverstärker
30 einen Operationsverstärker OA1 auf, an dessen invertierenden Eingang das unscharfe
Signal Vf von dem Eingangsanschluß Vin aus angelegt wird. Das unscharfe Sig-
nal
(Wellenform Ca in Fig.10) ist außer in einem bestimmten Bereich um die scharfe Einstellung
herum ein sich ständig änderndes Signal, und es wird durch den Spannungsverstärker
30 in ein invertiertes Signal Vf' geändert, wobei die scharfe Einstellung auf eine
Bezugsspannung z.B.
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+1,5V eingestellt ist, wie durch eine Wellenform z in Fig. 10 dargestellt
ist.
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Die Absolutwert-Umsetzschaltung 31 weist einen invertierenden Verstärker
mit einer Verstärkung von eins auf, welcher einen Operationsverstärker OA2, eine
Diode D1, deren Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OA2 verbunden ist,
und eine weitere Diode D2 aufweist, deren Kathode mit der Kathode der Diode D1 und
deren Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OA1 verbunden ist, welcher
wiederum über einen Wieder stand mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OA2 verbunden ist.
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Folglich wird das absolute Signal IVfl (Wellenform 0 in Fig.10) am
Ausgang der Schaltung 31 erhalten.
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Der Impulsgenerator 33 erhält das absolute Signal jVf1 als Eingangssignal,
und weist eine integrierende Schaltung mit einem Operationsverstärker OA3, einen
monostabilen Multivibrator mit einem weiteren Operationsverstärker OA4 und eine
Tastverhältnis- oder Impulsbreiten-Steuerschaltung mit einem Transistor Q1 auf.
Das absolute Signal (Vfj wird an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OA3 angelegt, dessen Ausgang ein integriertes Signal ist, das wiederum an den integrierenden
Eingang des Operationsverstärkers OA4 angelegt wird, welcher einen Teil des monostabilen
Multivibrators darstellt. Der monostabile'Mulitvibrator wird jedesmal dann angesteuert,
wenn der Integratorausgang auf oder unter einen vorbestimmten Wert abfällt, um ein
impulsförmiges Signal zu erzeugen (Wellenform 0.
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in Fig.10). Der Ausgang der Schaltung 31 wird auch an den Kollektor
des Transistors Q1 angelegt, dessen Emitter mit der Versorgungsspannung Vcc und
dessen Basis mit dem Aus-
gang des Operationsverstärkers OA4 verbunden
ist. Der Transistor Q1 stellt einen Teil der Tastverhältnis- oder Impulsbreitensteuerschaltung
dar, und folglich wird das impulsförmige Signal mit einem gesteuerten Tastverhältnis
an die Steuerschaltung der Ansteuerschaltung 34 angelegt.
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Der Ausgang des Spannungsverstärkers 30 wird auch an die Vergleicherschaltung
32 angelegt, welche ein Paar Vergleicher CM1 und CM2 aufweist. Der Vergleicher CM1
ist so ausgelegt, daß er ein Signal mit niedrigem Pegel zuführt, wenn das invertierte
Signal Vf' über den Wert von (1;5+VV) ansteigt, während der andere Vergleicher CM2
so ausgelegt ist, daß er ein Signal mit einem niedrigen Pegel anlegt, wenn das invertierte
Signal Vf' unter den Wert von (1,5-V ) abnimmt, wie durch Wellenformen h bzw. t
in Fig.'10 dargesetllt ist. Die Ausgangssignale der Vergleicher CM1 und CM2 werden
an die Basen von Transistoren Q1 bzw.
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Q2 angelegt, um ih-re Kenndaten zu invertieren. Wenn folglich das
Signal Vf' über den Pegel von (1,5+VV) ansteigt1 gibt der Vergleicher CM1 ein Signal
mit niedrigem Pegel an -die Basis des Transistors Q2 ab, der ein Ausgangssignal
mit hohem Pegel liefert (Wellenform in Fig.10); gleichzeitig gibt der Vergleicher
CM2 ein Signal mit hohem Pegel an die Basis des Transistors Q3 ab, der ein Ausgangssignal
mit niedrigem Pegel (Wellenform Qh in Fig.10) an die Steuerschaltung der Ansteuerschaltung
34 abgibt. Wenn das Signal Vf' unter den Pegel von (1,5-VL) geht, werden gleichzeitig
ein Signal mit niedrigem Pegel (Wellenform in in Fig.10) und ein Signal mit hohem
Pegel (Wellenform Q in Fig.10) an die Steuerschaltung der Ansteuerschaltung 34 angelegt.
Die Ansteuerschaltung34 weist vier Transistoren Q4 bisQ7 auf, welche in Form einer
Brücke geschaltet sind. Die Transistoren Q4 bis Q7 werden wahlweise angeschaltet,
um einen Ansteuerstrom mit einer geforderten Polarität und einem entsprechenden
Pegel dem Motor 1 zuzuführen. Das Eingangssignal von der Vergleicherschaltung 32
legt die Poiarität oder Drehrichtung des Motors 1 fest,
während
das Eingangssignal vor dem Impulsgenerator 33 die Drehzahl des Motors 1 festlegt.
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In Fig.11 ist-eine weitere Ausführungsform des Impulsgenerators 33
dargestellt, der im vorliegenden Fall eine integrierende Schaltung mit einem Operationsverstärker
OA und eine Schwingschaltung mit einem Operationsverstärker OA12 und einen Transistor
Q10 aufweist. Ähnlich wie die Schaltung der Fig.10 gibt auch diese Schaltung ein
Ausgangssignal mit einer sich ändernden Frequenz und einem sich ändernden Tastverhältnis
entsprechend dem Zustand eines angelegten Eingangssignals ab. In Fig.12 ist eine
Abwandlung der Absolutwert-Umsetzschaltung 31 dargestellt.
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In diesem Fall weist die Schaltung 31 einen invertierenden Verstärker
mit einem Operationsverstärker OA21 und einen Differenzverstärker mit Transistoren
Q21 und Q22 auf. Im Aufbau entspricht der invertierende Verstärker in'Fig.12 dem
in Fig.9; die Differenzschaltung ist in der Schaltung derFig.12 anstelle der beiden
Dioden D1 und D2 in Fig.9 vorgesehen.
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Nunmehr wird anhand der Fig.13 bis 16 beschrieben, wie das sogenannte
unscharfe Signal anstelle eines Spannungssig-' nals als ein Stromsignal angelegt
wird. In Fig.13 ist der allgemeine Aufbau dargestellt, wobei eine Strom-Spannungs-Umsetzschaltung
35 als Vorstufe des Vergleichers 32 vorgesehen ist. In dem in Fig.13 dargestellten
Beispiel ist die Absolutwert-Umsetzschaltung 31 abgewandelt und besitzt eine Strom-Spannungs-Umsetzfunktion.
Ein derartiger Aufbau ist insbesondere bei Kameras mit Wechselobjektiv verwendbar,
welche -getrennte Stromquellen für den Kameragehäuseteil und den Wechselobjektivteil
aufweisen. Wenn jedoch die Energiequelle des Objektivteils stark abfällt, kann der
Einstellvorgang nur mit etwas ungünstigen Wirkungen richtig durchgeführt werden.
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In Fig.14 ist ein Beispiel eines Strom-Spannungs-Umsetzers
15
dargestellt, welcher einen- Operationsverstärker OA30 aufweist, dessen Ausgang über
einen Widerstand auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, und an dessen
nichtinvertierenden Eingang eine Bezugs spannung angelegt ist. Folglich kann ein
Spannungsausgang durch Zuführen eines Stroms 1. an den invertierenden Eingang erhalten
in werden.
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In Fig.15 ist der Aufbau der Absolutwert-Umsetzschaltung 31 in Fig.13
im einzelnen dargestellt. Wie dargestellt, wird das unscharfe Signal If in Form
eines Stroms an eine Diodenbrücke aus Dioden D31 bis D34 über Eingangsanschlüsse
1. urid 1.
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Iina und Iinb für eine Vollweggleichrichtung angelegt. Der Ausgang
der Diodenbrücke wird an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers
OA31 angelegt, der einen Strom-Spannungs-Umsetzer 35 darstellt. Das dadurch erhaltene
Spannungssignal wird dann an den invertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers
OA32 angelegt, um ein absolutes Signal |Vf| zu zu erzeugen, das an den Impulsgenerator
33 anzulegen ist Das dem Eingang Iina zugeführte Stroms nal wird auch an den Strom-Spannungs-Umsetzer
35 angelegt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das an den Vergleicher 32 in Fig.13
anzulegen ist.
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In Fig.16 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wenn das unscharfe
Signal in Form eines Stromsignals If angelegt wird. In diesem Fall ist die Absolutwert-Umsetzschaltung
31 entsprechend ausgelegt, um einen Stromausgang an den Impulsgenerator 33' anzulegen,
welcher einen Ausgangsimpuls direkt aus dem von der Schaltung 31 zugeführten Stromsignal
erzeugt.Folglich weist die Absolutwert-Umsetzschaltung 31 nur eine Diodenbrücke
aus vier Dioden D41 bis D44 auf. Der Impulsgenerator 33' weist in diesem Fall eine
Stromsignale integrierende Schaltung mit einem Operationsverstärker OAq-, einem
monostabilen Multivibrator mit einem weiteren Operationsverstärker °A32 und eine
Tastverhältnis-Steuerschaltung mit einem Transistor Q41 auf. Die
Schaltung
33 weist auch einen Transistor Q42 auf, und das 42 Ausgangssignal der Schaltung
33' wird von dem Kollektor des Transistors Q42 an die Ansteuerschaltung 34 angelegt.
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In-Fig.l7 ist noch ein weiteres Beispiel des Impulsgenerators 33 dargestellt,
welcher das absolute Signal (Vfi in Form eines Spannungssignals erhält. Die Schaltung
der Fig.17 gibt ein Ausgangsimpulssignal mit einem veränderlichen Verhältnis mit
einer konstanten Frequenz ab. Wie dargestellt, weist der Impulsgenerator 33 der
Fig.17 ein erstes Paar über Kreuz verbundene Transistoren Q5j Q52 welche einen monostabilen
Multivibrator bilden, ein zweites Paar über Kreuz verbundener Transistoren Q53 und
Q54, welche einen astabilen Multivibrator bilden, und einen Transistor Q55 auf,
der einen Teil eines Differenzierverstärkers bildet. Wenn das absolute Signal iVft
an den Kollektor des Transistors Q51 angelegt wird, wird das Tastverhältnis des
monostabilen Multivibrators entsprechend der Größe oder Amplitude des angelegten
absoluten Signals lVfI gesteuert. Da andererseits der astabile Multivibrator mit
dem monostabilen Multivibrator über den Transistor Q55 verbunden ist, wird der monostabile
Multivibrator ausgelöst, wenn er das impulsförmige Signal mit konstanter Frequenz
erhält, das von dem astabilen Multivibrator über den Transistor Q55 angelegt wird.
Folglich ist der Ausgangsimpuls von dem monostabilen Multivibrator derart, daß er
entsprechend dem Pegel des absoluten Signals Vf ein sich änderndes Tastverhältnis
aber eine konstante Frequenz hat. Mit anderen Worten, der Ausgangsimpuls hat entsprechend
dem Pegel des absoluten Signals tVfl einen sich ändernden Tastverhältnisfaktor In
Fig.18 sind mehrere Wellenformen an entsprechenden Punkten in der Schaltung der
Fig.17 dargestellt. Wenn das Ausgangssignal Q von dem astabilen Multivibrator an
den Differenzierverstärker angelegt wird, wird ein Triggerimpuls zu erhalten, welcher
an dem monostabilen Multivi-
brator angelegt wird. Wenn das absolute
Signal |V£II ein allmählich abnehmendes Signal Ol ist, ändert sich die Basisspannung
des Ausgangstransistors Q52' der einen Teil des monostabilen Multivibrators darstellt,
entsprechend dem Pegel des absoluten Signals |Vf| . Folglich hat der von dem monostabilen
Multivibrator aus angelegte Ausgangs impuls ein sich änderndes Tastverhältnis entsprechend
der Größe des absoluten Signals (Vfl mit einer konstanten Frequenz.
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In Fig.19 ist ein weiteres Beispiel des ImpulsgenErator dargestellt,
welcher einen integrierenden Operationsverstärker OA60 und ein Paar über Kreuz verbundene
Transistoren Q61 und Q62 aufweist, die einen monostabilen Multivbrator bilden. Das
absolute Signal |Vf| wird an einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OA60 angelegt, dessen Ausgang mit der Basis des Ausgangstransistors Q62 verbunden
ist.
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In Fig.20 sind mehrere Wellenformen an verschiedenen Stellen in der
Schaltung der Fig.19 dargestellt. Bei einer Überprüfung der Wellenformen Qr , welche
der Wellenform in in Fig.18 entspricht, ergibt sich, daß sich die Steigung der ansteigenden'
Spannung mit der Pegeländerung der Wellenform oder des absoluten Signals (VfB ändert,
obwohl das Ende der abfallenden Spannung im Unterschied zu der Wellenform (i3) in
Fig.18 konstant bleibt.
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Folglich-hat das Ausgangssignal (i) des monostabilen Multivibrators
ein sich änderndes Tastenverhältnis mit einer konstanten Frequenz. In Fig.20 entspricht
die Wellenform t einem Triggerimpuls, welcher beispielsweise mittels des Signals
mit konstanter Frequenz erhalten werden kann, das von einem astabilen Multivibrator
über eine Differenzierschaltung zugeführt worden ist. Die Wellenform Qq zeigt ein
invertiertes Signal, das durch Invertieren der Wellenform p oc1er des absoluten
Signals |Vt| i bezüglich einer Bezugsspannung erhalten worden ist.
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In Fig.21 ist ein-herkömmlicher Linsentubus dargestellt,-welcher ein
verschiebbares Objektiv 52 aufweist, das links- oder rechtsherum gedreht werden
kann, um die geforderte Scharfeinstellung zu erhalten, um dadurch ein scharfes Bild
auf einem (nicht dargestellten) Schirm zu erhalten. Das Objektiv 52 in Fig.21 bis
23 entspricht dem in Fig.2 dargestellten Objektiv 11 und folglich kann das Objektiv
52, das durch den Motor 1 angetrieben wird, automatisch in die einer Scharfeinstellung
entsprechende Stellung gebracht werden.
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Der in Fig 21 dargestellte Objektivtubus hat vorzugsweise die Form
eines Wechselobjektivs, welches abnehmbar an einem Kameragehäuse gehaltert ist.
Der Objektivtubus der Fig.21 hat einen doppelten schraubenförmigen Aufbau, welcher
zwei bewegliche Teile bezüglich der Objektivtubushalterung oder eines ortsfesten
Teils aufweist. Wie dargestellt, weist der Objektivtubus eine Objektivfassung 41
und einen an der Fassung 41 befestigen stationären Ring 42 auf. Ein schraubenförmiges
Gewinde 43 ist auf der Innenfläche des stationären Rings 42 ausgebildet. Ein Einstellring
44 und ein Außenzylinder 45 bilden einen integrierten Aufbau, und der Außenzylinder
45 ist auf seiner Außenfläche mit einem schraubenförmigen Gewinde 46 versehen, das
mit dem schraubenförmigen Gewinde 43 kämmt. Auf seiner Innenfläche weist der Außenzylinder
45 ein schraubenförmiges Gewinde 47 auf, das mit einem schraubenförmigen Gewinde
49 in Eingriff steht, das an der Außenfläche eines Innenzylinders 48 vorgesehen
ist. Der Innenzylinder 48 weist einen Schlitz 50 auf, welcher in Längsrichtung parallel
zu dem Strahlengang des Objektivtubus verläuft. Ein Teil 51, das fest an dem stationären
Ring 42 angebracht ist, ist in den Schlitz 50 eingesetzt, wodu-rch verhindert ist,
daß der Innenzylinder 48 gedreht wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das durch den Innenzylinder
48 gehaltene Objektiv 52, wenn der Einstell-
ring 44 im oder entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht wird, infolge des Unterschieds in der Führung zwischen
den bei den schraubenförmigen Gewinden auf dem Außenzylinder 45 nach links oder
rechts gedreht werden. Der Einstellring 44 kann, falls es gewünscht wird, von Hand
gedreht werden.
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In einem automatischen Fokussiersystem wird jedoch der Einstellring
44 durch den Motor 1 angetrieben und dadurch gedreht, wie in Fig.2 dargestellt ist.
In einem derartigen automatischen Fokussiersystem sollte der Einstellring 44 ein
verhältnismäßig niedriges Drehmoment erfordern und bei Temperaturschwankungen sollten
unregelmäßigkeiten, in der Drehbewegung und Drehmomentschwankungen verhindert werden.
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In dem herkömmlichen Objektivtubus mit einem doppelten schraubenförmigen
Aufbau, wie er in Fig.21 dargestellt ist, ist jedoch ein verhältnismäßig großes
Drehmoment erforderlich, um den Einstellring 44 zu drehen. Außerdem wird das Drehmoment
noch größer, wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, da dann das Schmiermittel zwischen
den ineinanderpassenden Gewinden dickflüssiger wird. Dies ist nachteilig, da dann
ein Motor mit einer höheren Leistung erforderlich ist, welcher wiederum mehr Energie
verbraucht.
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Ferner gibt es noch andere Nachteile, wie beispielsweise eine längereAnsprechzeit.
In einigen Fällen erheben sich sogar Schwierigkeiten bei einer manuellen Betätigung.
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Die Nachteile des herkömmlichen Aufbaus sind beseitigt, wenn eines
der doppelten schraubenförmigen Gewindeein--.
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griffe durch ein Kugellager ersetzt wird, wie in Fig.22 und 23 dargestellt
ist. Wie in Fig.22 dargesellt , ist die Innefläche des stationären Rings 42 mit
einer Aussparung 54 versehen, und die Außenfläche des Außenzylinders 45 ist mit
einer entsprechenden Vertiefung 55 versehen, wodurch ein Raum zur Aufnahme von Kugeln
53 gebildet ist. Ein Kugelhaltering 56 ist auf das offene Ende des stationären Rings
52 geschraubt, wodurch die Kugeln 53 in der vorgesehenen Lage gehalten werden. Folglich
können die Kugeln
in dem durch die Vertiefungen 54 und 55 festgelegten
Raum abrollen. In Fig.23 ist ein weiterer verbesserter Aufbau dargestellt, welcher
dem in Fig.22 dargestellten Aufbau entspricht, außer daß dort ein zusätzliches Kugellager
vorgesehen ist.
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Wenn der'Einstellring 44 von Hand-oder mittels eines Motors gedreht
wird, wird der Außenzylinder 45 über die Kugeln 53 bezüglich-des stationären Rings
42 gedreht. Wenn der Außenzylinder 45 gedreht wird, wird dessen Drehkraft auf den
Innenzylinder 48 ausgeübt. Da jedoch der Innenzylinder 48- durch das Eingreifen
des Teils 51 am Drehen gehindert ist, wird die aufgenommene Drehkraft in eine Translationskraft
entlang des Strahlengangs umgesetzt, so daß der Innenzylinder 48 in- Abhängigkeit
von der Drehrichtung des Einstellrings 44 nach links oder rechts bewegt wird.
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Da, wie vorstehend beschrieben, bei dem verbesserten Objektivtubus
eines der beiden schraubenförmigen Gewinde durch ein Kugellagerteil ersetzt ist,
ist ein erheblich geringeres Drehmoment erforderlich, und das Objektiv 52 kann mit
einer ausgezeichneten Genauigkeit und Gleichmäßigkeit bewegt bzw. verschoben werden.
Dies ist bei einem automatischen Fokussiersystem besonders vorteilhaft, da dann
ein Motor kit'innerer Leistung verwendet werden kann und der Energieverbrauch auf
ein Minimum herabgesetzt werden kann. Da bei einem Kugellagerteil kein Schmiermittel,
wie beispielsweise Fett erforderlich ist, bleibt das erforderliche Drehmoment, um
den Einstellring 44 zu drehen, im Vergleich zu dem herkömmlichen Aufbau ziemlich
konstant, selbst wenn die Umgebungstemperatur schwankt.
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Ende der Beschreibung