DE3144199A1 - Automatische fokussiervorrichtung fuer eine kamera - Google Patents

Description

Beschreibung Automatische Fokussiervorrichtung für eine Kamera

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Fokussiervorrichtung für eine Kamera, wobei das Objektlicht gemessen und das Aufnahmeobjektiv auf der Basis des gemessenen Ausgangssignals automatisch fokussiert (scharfgestellt) wird, insbesondere auf eine automatische Fokussiervorrichtung zur Verwendung bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera, bei der das durch das Aufnahmeobjektiv hindurchgehende Licht gemessen und die Scharfstellung bewirkt wird.

Für eine automatische Fokussiervorrichtung einer Kamera gibt es zwei große Wünsche, nämlich die Fokussiergenauigkeit zu verbessern und die Antriebsgeschwindigkeit der Aufnahmelinse zu erhöhen, um den Fokussiervorgang rascher zu machen. Im Hinblick hierauf wurde vorgeschlagen, die Antriebsgeschwindigkeit des Aufnahmeobjektives herabzusetzen, wenn sich dieses innerhalb eines vorbestimmten Schärfebereichs (In-Fokus-Bereichs) in der Nahe der Scharfstellung befindet, und die Antriebsgeschwindigkeit des Aufnahmeobjektivs zu erhöhen, wenn dieses außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt. Jedoch reicht es nicht aus, die Aufnahmeobjektiv-Antriebsgeschwindigkeit

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einfach in Abhängigkeit davon zu ändern, ob sich das Aufnahmeobjektiv innerhalb oder außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs befindet. Wenn nämlich ein Fokussiervorgang durch Messen von Objektlicht bei niedriger Objekthelligkeit bewerkstelligt wird, findet dieses bei einem allgemein verringerten Ansprechverhalten der Schaltung statt. In einem solchen Fall besteht deshalb die Notwendigkeit, die Aufnahmeobjektivantriebsgeschwindigkeit herabzusetzen, um eine hohe Fokussiergenauigkeit zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine automatische Fokussiervorrichtung für eine Kamera bereitzustellen, bei der die Objektivantriebsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung des Umstandes gesteuert wird, ob sich das Aufnahmeobjektiv innerhalb oder außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs befindet und ob die Objekthelligkeit groß oder klein ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst und mit denen der Unteransprüche vorteilhaft weitergebildet.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben; es zeigen:

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Pig. 1 das optische System einer automatisch fokussierenden Kamera,

Fig. 2 das Schaltbild einer In-Fo .kus-Detektoreinrichtung, die Bestandteil einer Ausführungsform der automatischen Fokussiervorrichtung der vorliegenden Art ist,

Fig. 3 das Schaltbild einer Vorrichtung zum Vorbereiten eines Signals zur Steuerung der Aufnahmeobjektivantriebsgeschwindigkeit, wobei diese Vorrichtung Bestandteil der Ausführungsform ist,

Fig. 4 das Schaltbild einer Fokus-Detektor-Vorrichtung, die Bestandteil der Ausführungsform ist, und

Fig. 5 das Schaltbild einer dem Antrieb des Objektivs dienenden Motorantriobsvorrichtung, die Bestandteil der Ausführungsform ist.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für das optische System einer automatisch fokussierenden Kamera.

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Ein Paar erster und zweiter bildumformender Linsen 1/ und 1_2 liegen hinter der vorbestimmten Brennebene FP eines Aufnahmeobjektivs L, und diese bildumfarmenden Linsen I₁ und 1« veranlassen, daß ein Lichtstrahlenbündel, das durch den Randteil des Aufnahmeobjektivs L geht, in der Nähe von ersten und zweiten Feldern von fotoelektrischen Bauelementen

I bzw. 2 entsprechend den Linsen 1. und 1„ abgebildet wird. Bei einem solchen optischen System, wie dieses in der US-Patentanmeldung 112 350 beschrieben ist, werden die optischen Bilder auf den ersten und zweiten fotoelektrischen Bauelementfeldern 1 und 2 in der im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse der bildumformenden Linsen

I_I und 1„ verlaufenden Anordnungsrichtung der Bauelemente

in ihren Feldern entsprechend dem Abstand zwischen Aufnahmeobjekt und Aufnahmeobjektiv versetzt.

Fig. 2 zeigt eine In-Fokus-Detektoreinrichtung zum Feststellen an Hand der Ausgangssignale der ersten und zweiten fotoelektrischen Bauelementfeldern, ob das Aufnahmeobjektiv innerhalb oder außerhalb eines vorbestimmten, bei der Scharfstellung liegenden Schärfebereichs gelegen ·. ist.

Die ersten und zweiten fotoelektrischen Bauelementfelder 1 und 2 haben je eine Vielzahl fotoelektrischer Bauelemente P₁ - Pg bzw. P₁ ¹ bis Pg¹. Die Ausgänge f-'- fg/ die den fotoelektrischen Ausgangssignalen der fotoelektrischen

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Bauelemente P.. - P_g zugeordnet sind und die Ausgänge f..^J r-

f _o' , die den fotoelektrischen Ausgangs Signalen der foto·^- o

elektrischen Bauelement P..¹ - P_g' zugeordnet sind, werden als Eingänge zu ersten und zweiten Raumfrequenzkomponenten- Auskopplungsschaltungen 3 bzw. 4 zugeführt. Die erste Raumfrequenzkomponenten-Auskopplungsschaltung 3 liefert ein erstes elektrisches Signal V.. , das viel von der Information einer ersten Raumfrequenzkomponente des optischen Bildes auf dem ersten fotoelektrischen Bauelementfeld 1 enthält, sowie ein zweites elektrisches Signal V~, das viel von der Information einer zweiten Raumfrequenzkomponente des optischen Bildes enthält, \vobei die zweite Raumfrequenzkomponente von der ersten Raumfrequenzkomponente verschieden ist. Die zweite Raumfrequenzkomponente-Auskoppelschaltung 4 liefert in ähnlicher Weise erste und zweite elektrische Signale V..¹ bzw. V_?' , die vieles von der Information einer ersten Raumfrequenzrkomponente des Optischen Bildes auf dem zweiten fotoelektrischen Bauelementfeld 2 bzw. vieles von der Information einer zweiten Raumfrequenzkomponente enthalten. Die erste und zweite Raumfrequenzkomponente des optischen Bildes auf dem zweiten Feld sind dieselben wie die ersten und zweiten Raumfrequenzkomponenten des optischen Bildes auf dem ersten Feld. Details dieser ersten und zweiten Raumfrequenzkomponenten-Auskoppelschaltungen 3 und 4 sind

in der erwähnten US-Patentanmeldung 112 350 beschrieben.

Die ersten elektrischen Signale V^ und V.· sind Vektorbeträge wie Sinuswellensignale/ die eine Phaseriinformation φ* und φ* ' enthalten. Sie ändern sich, wenn die optischen Bilder auf den fotoelektrischen Bauelementfeldern 1 und in Bauelementanordnungsrichtung versetzt werden, in vorbestimmter Beziehung entsprechend der Versetzung und der Information r. und r.. ', die für die Größen der ausgekoppelten Raumfrequenzkomponenten stehen.

Die zweiten elektrischen Signale V₂ und V₂' sind in ähnlicher Weise Vektor be träge, die Phaseninformation tf~ ^un<^ ^o' und Größeninformation r~ und r₂' enthalten.

Die Additionsschaltungen 5 und 6 addieren die zugeordneten elektrischen Ausgänge f.. - f* bzw. f ₁ ' - f _ß' . Sie liefern an den Anschlüssen d und e skalare Ausgangssignale r_Q bzw. r_Q', die die Gesamtmenge des einfallenden Lichtes darstellen. Subtraktionsschaltungen 7, 8 und 9 bestimmen die Differenz zwischen den ersten elektrischen Ausgangssignalen V.. und V.', die die ersten Raumfrequenzkomponenten darstelle», die Differenz zwischen den zweiten elektrischen Signalen V₂ und Vp' , die die zweiten räumlichen Frequenzkomponenten dar<steilen, bzw. die Differenz zwischen den skalaren Ausgangs-

Signalen r„ und r»'. Absolutwertschaltungen 10, 11 und 12 liefern den Absolutwert der Ausgangssignale V- - V₁', V„ - V_' und r - r ' der Subtraktionsschaltungen 7, 8 zbw. 9, nämlich die Größen! V₁ - V₁ ^l\ und | V₂ - V₃' [ der Vektoren und den Absolutwert | r„ - r_fi' | des skalaren Ausgangssignals rQ - r~'. Eine Additionsschaltung 13 addiert die AusgangsSignale der Absolutwertschaltungen 10, 11 und 12 und erzeugt ein Ausgangssignal | V. - V ' {. + | V₂ — V„' | + I r_Q- r_Q· I . Andererseits liefern die Absolutwertschaltungen 14, 15, 16 und 17 den Absolutwert der ersten und zweiten elektrischen Ausgangssignale V₁, V~, V₁ ¹ bzw. V₅ ¹, nämlich die Größen | V₁ | = ^ , I V₂ | = r₂,. | V₁ · | = ^ · und | V₃ · J = r₂ ' der Vektoren. Eine Additionsschaltung 18 addiert die Aus-gangssignale r₁, r₂, r₁' und r₂' der Absolutwertschaltungen 14 bis 17.

Die Ausgangssignale | V₁ - V^· | , | V₃ - V₂' | und j r_Q - r_Q' J der Absolutwertschaltungen 10 bis 12 stehen in Korrelation mit der Abweichung des Aufnahmeobjektivs von der Scharfstellung derart, daß sie am kleinsten (im Idealfall gleich Null) sind, wenn sich das Aufnahmeobjektiv in der Scharfstellung befindet, und daß sie größer werden, wenn das Aufnahmeobjektiv in seiner Stellung von der Scharfstellung abweicht.

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Diese Ausgangssignale hängen auch vom Kontrast des optischen Bildes ab. Demgemäß hat auch das Ausgangssignal der Additionsschaltung 13 die vorstehend beschriebene Korrelation und hängt vom Kontrast des optischen Bildes ab.

Andererseits hängen die Ausgangssignale r., ^ri ' / ^r? und r_' auch vom Kontrast des optischen Bildes im wesentlichen wie die Ausgangssignale | V₁ - V^' | , | V₃ - V₂' | und | r. - r ' | ab. Demgemäß hängt auch das Ausgangssignal der Additionsschaltung vom Kontrast des optischen Bildes ab. Eine Divisionsschaltung

19 dividiert das Ausgangssignal der Additionsschaltung 13 durch das Ausgangssignal der Additionsschaltung 18. Mit anderen Worten, sie dividiert das Ausgangssignal ) V₁ - V₁' | +

|v₂ .- V ' J + Jr. - r₀' I durch das Ausgangssignal (r₁ +T₀ + r ' + X₂ ·). Das Ausgangssignal der Divisionsschaltung 19 ist vom Kontrast des optischen Bildes kaum abhängig und hängt nur von der Größe der Verschiebung des Aufnahmeobjektivs aus der Scharfstellung heraus ab. Eine Vergleichsschaltung

20 vergleicht das Ausgangssignal der Divisionsschaltung 19 mit einem Referenzsignal V_f3 und erzeugt ein .Großsignal (Hi-Signal) als Ausgangssignal, wenn das Ausgangssignal der Divisionsschaltung 19 kleiner ist, nämlich dann, wenn das Aufnahmeobjektiv innerhalb eines vorbestimmten Schärfebereichs in der Nähe der Scharfstellung liegt, aber ein Kleinsignal (Lo-Signal) als Ausgangssignal, wenn das Ausgangssignal der Divisionsschaltung 19 größer ist, nämlich

dann, wenn das Aufnahmeobjektiv außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt.

Auf diese Weise erzeugt die vorstehend beschriebene In-Fokus-Detektorvorrichtung ein Hi-Ausgangssignal als das Objektiv-Innerhalb-Des-Vorbestimmten-Schärfebereich-Signal am Ausgangsanschluß b der Vergleichsschaltung 20, wenn sich das Aufnahmeobjektiv L innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs in der Nähe der Scharfstellung befindet, aber ein Lo-Ausgangssignal als das Objektiv-Außerhalb-Des-Vorbestimmten-Schärfebereich-Signal am Ausgangsanschluß B, wenn das Aufnahmeobjektiv L außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt.

Figur 3 zeigt eine Schaltung, det· jedes Ausgangssignal der In-Fokus-Detektor-Vorrichtung'nach FIg. 2 als Eingangssignal zugeführt wird und die dann ein Signal zum Steuern der Antriebsgeschwindigkeit des Aufnahmeobjektivs vorbereitet. In Fig. 3 sind die Eingangsanschlüsse b, e und d mit den Ausgangsanschlüssen b, e bzw. d in Fig. 2 verbunden.

Die skalaren Ausgangssignale r_Q und r_Q ^J, die für die Gesamtmengen des Lichtes der Objektbilder auf den fotoelektrischen Bauelementfeldern 1 und 2 der in Fig. 2 dargestellten In-Fokus-Detektorvorrichtung stehen, werden als Eingangs-

Signale den Anschlüssen d bzw. e zugeführt. Komparatoren 21 und 22 vergleichen diese Signale r„, r.■ mit einer Referenzspannung V_f1 und geben ein Hi-Ausgangssignal an ein ODER-Gatter 23, wenn die skalaren Ausgangssignale r_ß und r_Q' kleiner sind als die Spannung V-- , und liefern ein Lo-Ausgangssignal zum ODER-Gatter. 23, wenn die skalaren Ausgangssignale r_n und r ' größer als die Spannung V_f1 sind. Demgemäß produziert das ODER-Gatter ein Hi-Ausgangssignal, wenn eines oder beide der skalaren

ist

Ausgangssignale r» und r_n' kleiner als die Referenzspannung V^^, nämlich dann, wenn das Objektbild dunkel wird, und liefert ein Lo-Ausgangssignal während der anderen Zeit, nämlich dann, wenn das Objektbild hell ist. Ein Hi-Objektiv-Innerhalb-Des-Vorbestimmten-Schärfebereich-Signal oder ein Lo-Objektiv-Außerhalb-Des-Vorbestimmten-Schärfebereichs-Signal wird als Eingangssignal dem Anschluß b zugeführt. Das Signal dieses Anschlusses b und das Ausgangssignal des ODER-Gatters 23 werden einem ODER-Gatter 24 zugeführt? wenn also eines oder beide dieser Signal Hi-Signale sind, nämlich dann wenn das Objekt dunkel ist und/oder wenn das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt, dann erzeugt das ODER-Gatter 24 ein Hi-Signal am Anschluß f, während es sonst ein Lo-Signal am Anschluß f erzeugt.

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Weiterhin werden das Signal des Anschlusses b und das Ausgangssignal des ODER-Gatters 23 einem UND-Gatter 25 zugeführt, und handelt es sich dabei in beiden Fällen um Hi-Signale, nämlich wenn das Objektbild dunkel ist und das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt, dann erzeugt das UND-Gatter 25 ein Hi-Ausgangssignal, ansonsten ein Lo-Ausgangssignal. Dem Anschluß a wird ein Taktimpuls zugeführt, und dieser Impuls wird in einen impuls h eines Tastverhältnisses von 50% durch ein T-Flip-Flop 26 geformt. Letzterer Impuls wird weiterhin umgeformt in einen Impuls i eines Tastverhältnisses von 50% und einer doppelt so großen Periode wie die des Impulses h. Das Tastverhältnis ist das Verhältnis von Impulsbreite zu Impulsperiode. Ein NAND-Gatter 28 empfängt die Impulse h und i als Eingangssingale und erzeugt einen Impuls j eines Tastverhältnisses von 75% und derselben Periode wie der des Impulses i. Ein UND-Gatter 29 empfängt als Eingangssignal·! das Ausgangssignal i des NAND-Gatters 28 und das Ausgangssignal des UND-Gatters 25, während das UND-Gatter 31 als Eingangssignale das Ausgangssignal des UND-Gatters 25 empfängt, wie dieses durch einen Inverter 30 und das Ausgangssignal i des T-Flip-Flop 27 invertiert ist. Ein ODER-Gatter 32 empfängt die Ausgangssignale der UND-Gatter 29 und 31 als Eingangssignale.

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(I) Das Objektbild, ist dunkel und das Aufnahmeobjektiv liegt im vorbestimmten Schärfebereich: In diesem Fall liefert das UND-Gatter 25 ein Hi-Ausgangssignal zum UND-Gatter 29, daher überträgt das UND-Gatter 29 den 75%-Tastverhältnis-lmpuls des NAND-Gatters 28 zum ODER-Gatter 32. Andererseits wird das Hi-Ausgangssignal des UND-Gatters

25 in ein Lo-Ausgangssignal durch den Inverter 30 umgewandelt und dem UND-Gatter 31 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 31 ist daher immer ein Lo-Signal. Demgemäß wird der 75%-Tastverhältnis-Impuls j des NAND-Gatters 28 zu einem Anschluß g über das ODER-Gatter 32 und das UND-Gatter 39 durchgegeben,

(II) Das Objektbild ist hell und/oder das Aufnahmeobjektiv liegt außerhalb des vorbestimmten Scharfebereichs: In diesem Fall liefert das UND-Gatter 25 ein Lo-Ausgangssignal zum UND-Gatter 29, um das Ausgangssignal dieses Gatters stets

zu einem Lo-Signal zu machen. Andererseits wird das Lo-Ausgangssignal des UND-Gatters 25 in ein Hi-Signal durch den Inverter 130 invertiert und dem UND-Gatter 31 zugeführt. Das UND-Gatter 31 überträgt daher den 50%-Tastverhältnis-Impuls i des T-Flip-Flops 27 zum ODER-Gatter 32. Demgemäß liegt der 50%-Tastverhältnis-Impuls i des Flip-Flops 27 am Anschluß g an.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall, in welchem der Schaltkontakt eines Schalters SW₁ auf den Gegenkontakt Z. umgelegt ist (Fig. 3). Der Schalter SW₁ ist manuell umschaltbar. Ist er auf den geerdeten Gegenkontakt Z₂ umgelegt, dann wird das Ausgangssignal des ODER-Gatters unterbrochen. Dieses Ausgangssignal beruht auf den skalaren AusgangsSignalen r_ und r^¹, die den gesamten, den Anschlüssen d und e zugeführten Lichtmengen des Objektbildes entsprechen. Die Fokussiergeschwindigkeitssteuerung wird daher unabhängig von der Objekthelligkeit bewerkstelligt.

Nachstehend sei eine In-Fokus-Detektoreinrichtung beschrieben, mit der festgestellt wird, ob sich das Aufnahmeobjektiv vor seiner Scharfstellung, nämlich objektseitig hiervon (Vor-Fokus-Lage) oder hinter der Scharfstellung (Hinter<r Fokus-Lage) befindet.

In Fig. 4 werden die Sinuswellensignale V.. und V.. ' derselben Periode von den Raumfrequenzkomponenten-Auskoppelschaltungen 3 und 4 in Rechteckwellen S. und S..¹ durch Signalformschaltungen 33A bzw. 33B umgewandelt. Auch V₂ und V₂' können statt dieser Sinuswellensignale V₁ und V₁' verwendet werden. Wenn das Rechteckwellensignal S₁ in der Phase dem Signal S₁' voreilt, dann stellt dieses die Vor-Fokus-Lage

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dar. Wenn andererseits das Rechteckwellensignal S₁ in der Phase gegenüber dem Signal S₁' nacheilt, dann stellt dieses die Hinter-Fokus-Lage dar. Die Scharfstellung wird dann durch den Fall repräsentiert, daß sich das Rechteckwellensignal S₁ im wesentlichen in Phase mit dem Signal S₁' befindet. Der Absolutwert der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen stellt die Größe der Abweichung von der Scharfstellung dar. Ein ODER-Gatter 34 und eine Glättungsschaltung 35 zum Glätten des Ausgangssignals des Gatters 34 erzeugen ein Gleichstrom-Ausgangssignal entsprechend der Phasendifferenz zwischen den Signalen S₁ und S₁'. Ein Komparator 36 vergleicht den Pegel dieses Gleichstromausgangssignals mit einem Referenzpegel V_f2· Ist der erstere der kleinere, dann erzeugt der Komparator 36 ein Hi-Ausgangssignal. Ein D-Flip-Flop 37 stellt fest, welches der beiden Signale S₁ und S₁' in der Phase voreilt. Es sei angenommen, daß das Flip-Flop 37 den Zustand des Signals S₁' auf dem Eingangsanschluß D beim Anstieg des Signals S. auf dem Eingangsanschluß CL festhält/ dann stellt ein Hi-Signal am Ausgangsanschluß Q die Vor-Fokus^-Lage dar, und ein Hi-Signal am Ausgangsanschluß Q die Hinter-Fokus-Lage.

Ist demgemäß das Ausgangssginal des Komparators 36 ein Hi-Signal, was für den Scharfstellung^fall gilt, dann erscheint an den ODER-Gattern 38 und 39 jeweils ein Hi-Signal,

_ 1 Q _

Ist am Ausgang des Komparators 36 ein Lo-Signal, was für eine Defokussierung steht, dann ist bei Vor-Fokus-Lage des Auf nahmeob j ektivs das Ausgangs signal am ODER^-Gatter 38 ein Hi-Signal, und am ODER-Gatter 39 ein Lo-Signal. Befindet sich umgekehrt das Aufnahmeobjektiv in der Hinter-Fokus-Lage, dann erscheint am ODER-Gatter 38 ein Lo-Ausgangssignal, und am ODER-Gatter 39 ein Hi-Ausgangssignal. Das Ausgangssignal eines NAND-Gatters 40, das die Ausgangssignale der ODER-Gatter 38 und 39 als Eimgangssignale erhält, ist ein Lo-Signal nur für den Fall der Scharfstellung und wird dem Bremssignalanschluß C des Aufnahmeobjektiv-Antriebsmotors zugeführt. Die vorstehend beschriebenen Schaltungen 3, 4, 33A, 33B und 34 bis 40 bilden zusammen die Fokus-Detektoreinrichtung.

Ein Signal, das bei außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegendem Aufnahmeobjektiv und großer Objekt-r helligkeit ein Lo-Signal und ansonsten ein Hi-Signal ist, wird als Eingangssignal dem Eingangsanschluß f von der Schaltung nach Fig. 3 zugeführt. Des weiteren wird ein Taktimpuls eines Tastverhältnisses von 75% als Eingangssignal dem Eingangsanschluß g zugeführt, wenn das Aufnahme-;-objektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt und das Objektbild dunkel ist. Ansonsten wird dem Eirtgangsanschluß g ein Taktimpuls eines Tastverhältnisses von 50%

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als Eingangssignal zugeführt.

Demgemäß erzeugt ein NAND-Gatter 41 ein Impulssignal eines Tastverhältnisses von 25%, wenn das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt und das Objektbild dunkel, ist. Es erzeugt aber ein dauerndes Hi-Signal, wenn das Aufnahmeobjektiv außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt und das Objektbild hell ist_;und einen Taktimpuls eines Tastverhältnisses von 50% während der übrigen Zeit. Ein NAND-Gatter 42 erhält als Eingangssignale das Ausgangssignal des NAND-Gatters 40, das Ausgangssignal des ODER-Gatters 38 und das Ausgangssignal des NAND-Gatters 41, Ein NAND-Gatter 43 empfängt als Eingangssignale das Ausgangssignal des NAND-Gatters 40, das Ausgangssignal des ODER-Gatters 39 und das Ausgangssignal des NAND-Gatters 41. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter 42 und 43 erscheinen auf Ausgangsanschlüssen A bzw. B über Widerstände 44 und 45.

Wenn daher das Aufnahmeobjektiv scharfgestellt ist, dann erzeugt das NAND-Gatter 40 ein Lo-Signal am Ausgangsanschluß C, während zu diesem Zeitpunkt an den Ausgangsanschlüssen A und B jeweils ein Hi-Signal erscheint. Im Falle einer Vor-Fokus-Lage wird das Ausgangssignal des NAND-Gatters 41 auf den Anschluß A über das NAND-Gatter 42 übertragen. D. h.

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es wird am Ausgangsanschluß A ein Impulssignal eines Tastverhältnisses von 75% erzeugt/ wenn das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt und das Objekt dunkel ist; es wird aber ein dauerndes Lo-Signal am Ausgangsanschluß A erzeugt, wenn das Aufnahmeobjektiv außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt und das Objekt hell ist. Während der übrigen Zeit wird am Ausgangsanschluß A ein Impulssignal eines Tastverhältnisses von 50% erzeugt. Auf beiden Ausgangsanschlüssen B und C erscheint ein Hi-Signal.

Im Falle einer Hinter-Fokus-Lage wird das Ausgangssignal des NAND-Gatters 41 zum Anschluß B über das NAND-Gatter 43 übertragen. D. h. in ähnlicher Weise wie im Fall einer Vor-Fokus-Lage werden entsprechende Signale je nach innerhalb oder außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs gelegenem Aufnahmeobjektiv und je nach hellem oder dunklem Objekt am Ausgangsanschluß B erzeugt. In diesem Fall er-* scheint ein Hi-Signal an den Ausgangsanschlüssen A und C.

Die Verknüpfungen zwischen den vorstehend beschriebenen Ausgangssignalen an den Anschlüssen A, B und C sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

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Tabelle 1

Anschlüsse	Objekt	Vor-Fokus"Lage	Scharf stellung	Hinter-Fokus-Lage	Innerhalb des vorbe stimmten Schärfebe reiches	Hi	Außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs	Hi	Hi
A	Hell	Außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs	50%-Tast- verh.- Impuls	Hi	Hi	Hi
	Dunkel	Lo	75%-Tast- verh.- Impuls	Hi	50%-Tast- verh.- Impuls	Lo
B	Hell	50%-Tastverh.- Impuls	Hi	Hi	75%-Tast- verh.- Impuls	50% Tast- verh.- impuls
C	Dunkel	Hi	Hi	Lo	Hi	Hi
Hell	Hi	Hi	Lo	Hi	Hi
Dunkel	Hi	Hi
Hi

Figur 5 zeigt eine Motorsteuerschaltung für eine Ausführungsform der vorliegenden automatisch fokussierenden Kamera.

Die Schaltung weist einen Motor 52 auf, ferner PNP Transistoren 46, 47, 48, 49 und 58, NPN Transistoren 50 und 51, Widerstände 53, 54, 55, 56 und 57 und schließlich Dioden 59, 60, 61, 62, 63 und 64.

Die Eingangsanschlüsse A, B und G der MotorSteuerschaltung nach Fig. 5 werden mit den Ausgangsanschlüssen A, B bzw. C der Schaltung nach Fig. 4 verbunden.

Nachstehend ist die Wirkungsweise dieser Motorsteuerschaltung für die Vor-Fokus-Lage, die Hinter-Fokus-Lage und die Scharfstellung beschrieben. -

(1) Vor-Fokus-Lage

(1a) Das Aufnahmeobjektiv liegt außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs und das Objekt ist hell.

Unter diesen Umständen wird ein dauerndes Lo-Signal als Eingangssignal dem Eingangsanschluß A zugeführt und wird ein Hi-Signal als Eingangssignal den Eingangsanschlüssen B und C zugeführt. Durch das Lo-Signal werden die Transistoren 46, 47 und 51 eingeschaltet und Strom fließt

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zum Motor M von links nach rechts über die Transistoren 47 und 51, so daß der Motor sich in normaler Richtung dreht und das Aufnahmeobjektiv in Richtung auf Scharfstellung angetrieben wird, Demgemäß wird bei außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs gelegenem Aufnahme- . objektiv und hellem Objekt der Motor M kontinuierlich, und zwar mit hoher Geschwindigkeit, in Richtung Scharfstellung gedreht«

(1b) Das Aufnahmeobjektiv liegt innerhalb des Schärfebereichs und das Objekt ist dunkel.

Unter diesen Umständen wird ein 75%-Tastverhälntis-Impulssignal als Eingangssignal dem Anschluß A zugeführt und wird ein Hi-Signal als Eingangssignal den Eingangsanschlüssen B und C zugeführt. Während der Lo-Intervalle am Anschluß A sind die Transistoren 46, 47 und 51 eingeschaltet, der Motor M wird daher durch einen Impulsstrom eines Tastverhältnisses von 25% angetrieben, so daß die Antriebsgeschwindigkeit niedrig wird.

(Ie) Während der übrigen Zeit.

In diesen Fällen wird ein Impulssignal eines Tastverhältnisses von 50% als Eingangssignal dem Anschluß A

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zugeführt, und der Motor wird durch einen Impulsstrom eines Tastverhältnisses von 50% angetrieben. Die Antriebsgeschwindigkeit nimmt daher einen mittleren Wert an.

(2) Fall einer Hinter-Fokus-Lage

(2a) Das Aufnahmeobjektiv liegt außerhalb des Schärfenbereichs und das Objekt ist hell.

Unter diesen Umständen wird ein Lo-Signal fortlaufend als Eingangssignal dem Eingangsanschluß B zugeführt, während ein Hi-Signal als Eingangssignal den Eingangsanschlüssen A und C zugeführt wird. Durch das Lo-Signal werden die Transistoren 48, 49 und 50 eingeschaltet, und es fließt ein Strom zum Motor M von rechts nach links über die Transistoren 48 und 50, so daß der Motor in der umgekehrten Richtung dreht. Demgemäß wird das Objektiv mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf seine Scharfstellung angetrieben, und zwar in der gegenüber dem Fall einer Vor-Fokus-Lage umgekehrten Richtung. .

(2b) Das Aufnahmeobjektiv liegt im vorbestimmten Schärfenbereich und das Objekt ist dunkel.

Unter diesen Umständen wird ein Signal eines Tastverhältnisses von 75% als Eingangssignal zum Anschluß B zugeführt, der Motor M wird daher mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben.

(2c) Während der übrigen Zeit.

In den anderen Fällen wird ein Signal eines Tastverhältnisses von 50% als Eingangssignal dem Anschluß B zugeführt, der Motor M wird deshalb mit mittlerer Geschwindigkeit angetrieben.

(3) ScharfStellungsfall

Es wird ein kontinuierliches Lo-Signal als Eingangssignal dem Eingangsanschluß C zugeführt, während ein Hi-Signal als Eingangssignal den Eingangsanschlüssen A und B zugeführt wird. Durch dieses Lo-Signal werden die Transistoren 58, 50 und 51 eingeschaltet und der Motor 52. wird durch die Transistoren 50 und 51 kurzgeschlossen und sofort angehalten. Wenn der Scharfstellring des Aufnahmeobjektivs manuell gedreht wird, wird der Motor M mitgedreht und dadurch eine elektromotorische Kraft im Motor erzeugt. Die Dioden 50 bis 53 dienen dazu, diese elektromotorische Kraft aus der Schaltung abzuleiten.

Die Geschwindigkeitssteuerbedingungeri für den im
vorstehenden beschriebenen Motor M sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs

Innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs

Scharfstellung

Helles
Objekt

Hohe Geschwindigkeit

Mittlere Geschwindigkeit

Angehalten

Dunkles
Objekt

Mittlere Geschwindigkeit

Niedrige Geschwindigkeit

Angehalten

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bei außerhalb des vorbestimmten Schärfebereich liegendem Aufnahmeobjektiv und bei dunklem Objekt das Aufnahmeobjektiv mit einer mittleren Geschwindigkeit angetrieben. Es könnte aber auch mit der
hohen Geschwindigkeit angetrieben werden. Als In-Fokus-Detektoreinrichtung kann jede Einrichtung benutzt werden,
die festzustellen vermag, ob das Aufnahmeobjektiv innerhalb oder außerhalb des in der Nähe der Scharfstellung gelegenen

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Schärfebereichs liegt, beispielsweise eine solche, die ein anderes Objektlicht als das durch das Aufnahmeobjektiv einfallende mißt und das Aufnahmeobjektiv in die Scharfstellung mit Hilfe des gemessenen Ausgangssignals und des Lagesignals des Aufnahmeobjektivs treibt.

Wie beschrieben wird die Antriebsgeschwindigkeit für das Aufnahmeobjektiv entsprechend der Information, ob das Aufnahmeobjektiv innerhalb oder außerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt, und der Objekthelligkeitsinformation gesteuert. Es können daher eine hohe Genauigkeit bei der Scharfstellung und ein rasches Erreichen der Scharfstellung bewerkstelligt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche

   ob sich das Aufnahmeobjektiv der Kamera innerhalb oder außerhalb eines vorbestimmten Schärfebereichs in der Nähe der Scharfstellung befindet, und zum Erzeugen von dementsprechenden Ausgangssignalen und

   - einer Aufnahmeobjektiv-Antriebseinrichtung zum Bewegen des Aufnahmeobjektivs in die Scharfstellung,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   - eine Objekthelligkeits-Detektoreinrichtung (1, 2, 5, 6) zum Feststellen der Helligkeit eines Objektes und Erzeugen eines der Helligkeit entsprechenden Ausgangssignals vorgesehen ist, und

   - die Aufnahmeobjektiv-Antriebseinrichtung (25-32, 41-44, 52) sowohl das Ausgangssignal der Objekthelligkeits-Detektoreinrichtung als auch das Ausgangssignal der In-Fokus-Detektoreinrichtung (3, 4, 7-20) empfängt und das Aufnahmeobjektiv mit hoher Geschwindigkeit antreibt,

   München: R. Kramer Dipl.-!ng. . W. Weser Dipl.-Phys. Or. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden; P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof Dr, jur.Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

   wenn das Objekt von hoher Helligkeit ist und das Aufnahmeobjektiv außerhalb des vorbestimmten Schärfenbereichs liegt, jedoch mit niedriger Geschwindigkeit antreibt, wenn das Objekt von niedriger Helligkeit ist und das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeobjektiv-Antriebseinrichtung das Aufnahmeobjektiv mit einer mittleren Geschwindigkeit antreibt, wenn das Objekt von hoher Helligkeit ist und das Aufnahmeobjektiv innerhalb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeobjektiv-Antriebseinrichtung das Aufnahmeobjektiv mit einer mittleren oder einer hohen Geschwindigkeit antreibt, wenn das Objekt von niedriger Helligkeit ist und das Aufnahmeobjektiv äußere halb des vorbestimmten Schärfebereichs liegt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 _f dadurch gekennzeichnet, daß

   -ik In-Fokus-Detektoreinrichtung fotoelektrische Bauelemente P₁ bis P₀, P' bis P₀ ¹) aufweist und ι öl ο

   die Objekthelligkeits-Detektoreinrichtung die Objekthelligkeit aus den Ausgangssignalen der fotoelektrischen Bauelemente bestimmt.