DE3225467A1

DE3225467A1 - Verfahren und anordung zur steuerung der akkumulati onszeit fuer ein mit signalakkumulation arbeitendes strahlungsfuehlgeraet

Info

Publication number: DE3225467A1
Application number: DE19823225467
Authority: DE
Inventors: Kazuya Kunitachi Tokyo Hosoe; Takao Tokyo Kinoshita; Shinji Sakai; Nobuhiko Shinoda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE3225467C2; JPS587984A; US4633075A; JPH0230631B2

Description

OrUPE - ftLLMANN " QraMS '^P' °⁹'

Dipl.-Ing. R. Kinne - ~'j - Dipl.-Ing. P. Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann ~ j 9 c/C 7 Dipl.-Ing. K. Grams

^ ' Bavariaring 4, Postfach

8000 München 2 Tel.: 089-53 96 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent Mür

7. Juli 1982 DE 2291

CANON KABUSHIKI KAISHA Tokyo, Japan

Verfahren und Anordnung zur Steuerung der AklcumulationGzeit für ein mit Signalakkumulation arbeitender. Sbrahlungsfühlgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung der Akkumulationszeit für ein mit Strahlungsakkuraulatioii arbeitendes Strahlungsfühlgerät, das ein elektrisches Signal entsprechend der einfallenden Strahlungsmenge erzeugt und es akkumuliert.

Bei der Verwendung einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung wie zum Beispiel eines Bildfühlgeräts vom ladungsgekoppelten Typ (CGD-BiIdsensor), wie sie in den letzten Jahren entxtfiekelt wurden, muß zur Erzielung eines guten Bildausgangssignals bekanntlich die für die Signalakkumulation vorgesehene Zeitdauer in richtiger Weise abhängig von der Lichtmenge gesteuert werden, die auf die lichtempfangende Oberfläche des Geräts fällt. Es sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen vorgeschlagen worden, um diese Akkumulat ions zeit zu oteiiern. Wenn co jedoch beispielsweise bei einem solchen Festkörper-Bildfühlgerät not-

ORIGINAL INSPECTED

Dresdner Bank (München) Kto. 3 939 S44 Baysr Veremsbank (München) KIo. 508 941 Postscheck (München) KtO 670-43-804

; . . COPY ,

wendig ist, die Akkumulationszeit in starkem Maß au ändern wie zum Beispiel bei der Einschaltung des Betriebs des Geräts, dann wird eine ziemlich lange Zeit benötigt, bis der richtige Zeitwert entsprechend der auf die lichtempfangende Oberfläche des Geräts fallenden Lichtmenge erreicht ist, und es ergibt sich ein Problem hinsichtlich des Stabilisierungsvermögens, wenn das System irgendeine Operation nach dem Erhalt eines Bildsignals durchführt. Speziell in einer Kamera oder dergleichen, die ein solches Festkörper-Bildfühlgerät verwendet (nicht nur zur Bildaufnahme sondern zum Beispiel auch zur Scharfpunkterfassung), ist die benötigte Zeit von der Einschaltung des Betriebs bis zum normalen Betriebszustand des Systems ein sehr wichtiger Faktor für das Leistungsvermögen des Systems, und je kürzer diese Zeit ist, umso vorteilhafter ist es. Im Falle einer mit Rückkopplung arbeitenden Steuerung beispielsweise, bei welcher der Ausgangspegel des Bildfühlgeräts mit einem vorbestimmten Schwellenwert (oberer und unterer Grenzwert) verglichen und die Akkumulationszeit auf der Basis des Vergleichsergebnisses im nächsten Betriebszyklus eingestellt xd.rd, ist das oben erwähnte Problem der Stabilisierungszeit beim Einschalten des Betriebs des Systems besonders schwerwiegend. In dieser Hinsicht gibt es noch Raum für Verbesserungen.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem mit Signalakkumulation arbeitenden Strahlungsfühlgerät eine schnelle und richtige Einstellung der Akkumulationszeit zu ermöglichen, auch wenn diese Zeit beträchtlich geändert werden muß wie zum Beispiel im Falle, daß der Betrieb des Geräts (z.B. eines Festkörper-Bildfühlgeräts oder dergleichen) eingeschaltet wird oder daß sich während des Gebrauchs des Geräts die Intensität der einfallenden Strahlung stark ändert,

Insbesondere soll mit der Erfindung erreicht werden, daß die Einstellung der Akkumulationszeit auf einen sich vom bisherigen Wert stark unterscheidenden neuen Wert rasch genug erfolgt, um sie auf der Grundlage des Ausgangspegels des

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Geräts im nächsten Betriebszylclus vornehmen zu können.

Die gestellte Aufgabe wird er findungs gemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Herkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der Erfindung wird zur Steuerung der Akkumulationszeit die Technik schrittweiser Näherung angewandt. Hierdurch erreicht die Akkumulationszeit im Falle einer starken vorzunehmenden .änderung ihren richtigen Wert viel schneller als _; beim Stand der Technik. *1

Vorzugsweise sollte eine erfindungsgemäße Anordnung so aus- '^: gelegt werden, daß die Steuerung der Akkumulationszeit durch die erwähnte schrittweise Näherung bei der Einschaltung des Betriebs des Systems erfolgt und daß anschließend die Akkumulationszeit zum Beispiel durch normale Folgeregelung geregelt wird. Auf diese Weise erhält man eine stabile Eegelung, nachdem die Akkumulationszeit einmal auf einen richtigen Wert eingestellt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

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Figuren 1A bis 1C veranschaulichen in schematischen Darstellungen das Prinzip einer Scharfpunkt-Erfassungseinrichtung, in v/elcher die Erfindung angewandt werden kann; im einzelnen zeigt die Fig. 1A die optisehe Anordnung dieser Erfassungseinrichtung, Fig. 1B zeigt die Konfiguration lichtempfangender Teile des in Fig. 1 dargestellten photoelektrischen Wandlers, und die Fig. 1C zeigt Änderungen der Schärfe des Bildes an drei Punkten der Fig. 1A;

Tö

Fig. 2 zeigt in Blockform die elektrische Schaltung einer mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgestatteten

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Ι Sohnr:rpunkt-Erfnr;r.im[\\^riolnricht\mß, die gemäß dem

^; -ι 'ion Figuren 1A bin 10 veranschaulichten Prinzip htbei Get;

Fig. J'ist ein Teilschaltbild einer Aus führ ungs form der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 enthaltenen Balance-Einstellschaltung;

Figuren 4A bis 40 zeigen Signalformen zur Erläuterung der Funktion des in der Schaltungsanordnung nach Fig. verwendeten Fenstervergleichers, der feststellt, ob die Akkumulationszeit richtig ist;

Figuren 5A bis 5F zeigen die Form der Ausgangssignale an den Hauptblöcken der Schaltungsanordnung nach Fig.

Fig. 6 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau des in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verwendeten Zeitsignalgenerators ;
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Fig. 7 zeigt in einem Zeitdiagramm die vom Zeitsignalgenerator nach Fig. 6 erzeugten Zeitsteuersignale zur Steuerung verschiedener Vorgänge;

Fig. 8 zeigt in Blockform als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schaltung zur Steuerung der Akkumulationszeit für den Fall, daß diese Steuerung in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 erfolgt.

In der Fig. 1A ist eine Abbildungslinse 1 mit einer optischen Achse 1' dargestellt. Im optischen Wege der Abbildungslinse 1 befindet sich ein Strahlteiler 2, der teildurchlassige Abschnitte 2' und 2" sowie einen total-reflektierenden Abschnitt 2 "' aufweist. Wie in Fig. 1A zu erkennen, fällt das aus der Abb il dungs linse 1 austretende Licht auf den teildurchlässigen Abschnitt 2' des Strahlteilers 2 und wird an diesem Abschnitt sowie am teildurchlässigen

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Abschnitt 2" und "am total-reflektierenden Abschnitt 2"' in insgesamt drei getrennte Lichtstrahlen 3₃ M- und 5 aufgespalten. Wenn der Strahlteiler 2 so ausgebildet ist, daß am Abschnitt 2' etwa ein Drittel des einfallenden Lichts durchgelassen und die restlichen zwei Drittel reflektiert werden und daß am Abschnitt 2" etwa die Hälfte des dort auftreffenden Lichts durchgelassen und die andere Hälfte reflektiert wird, dann ist die Lichtenergie für die drei austretenden Teilstrahlen praktisch gleich. Hinter dem Strahlteiler 2 befindet sich ein photoelektrischer Wandler wie zum Beispiel ein Festkörper-Bildfühlgerät mit drei lichtempfangenden Teilen 6¹ , 6" und 6"' .

Wenn der durch die Abbildungslinse Λ gebildete Konvergierungspunkt des Lichtstrahls 3 am Ort 7 liegt, dann befinden sich die Konvergierungspunkte der Teilstrahlen 4- und 5 am Ort 7' bzw. 7"· Fällt der Konvergierungspunkt des vom teildurchlässigen Abschnitt 2" abgespaltenen Teilstrahls M- mit dem Ort des Lichtempfangsteils 6" zusammen, dann liegt der Konvergierungspunkt 7 des auf den Lichtempfangsteil 6' gerichteten Teilstrahls 3 hinter diesem Lichtempfangsteil 6', und der Konvergierungspunkt 7" des auf den Lichtempfängsteil 6"'fallenden Teilstrahls 5 liegt vor dem Lichtempfängsteil 6" Die Versetzung dieser Konvergierungspunlcte gegenüber den Lichtempfangsteilen ist jeweils gleich, wenn der Abstand zwischen den teildurchlassigen Abschnitten 2' und 2" genau so groß ist wie der Abstand zwischen dem Abschnitt 2" und dem total-reflektierenden Abschnitt 2"¹ . Somit wird die Schärfe des Bildes auf dem Lichtempfangsteil 6" maximal, während die Bilder auf den Lichtempfangsteilen 6' und 6'" geringere, jedoch jeweils gleiche Schärfe bekommen.

Wenn die Abbildung-slinse 1 entlang der optischen Achse 1' verschoben wird, dann ändert sich die Schärfe der Bilder auf den Lichtempfangsteilen 6' , G" und 6'" , wie es in Fig. 1C gezeigt ist. Die Kurven 8', 8" und 8'" , welche die Schärfe der Bilder auf den Lichtempfangsteilen 6', 6" und 6"' sowie

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deren Änderungen darstellen, bilden drei nebeneinanderliegende Scheitel. Die Abszisse gibt die Verschiebung der Abbildungslinse 1 wieder (eine Verschiebung der Linse nach rechts in Fig. 1A entspricht auch einer Verschiebung entlang der Abszisse nach rechts in Fig. 1C), während der Ordinatenwert die Schärfe wiedergibt. Der in Fig. 1A dargestellte Zustand entspricht dem Punkt 9 in Fig. 1C. Wenn die lichtempfangende Oberfläche des Lichtsempfängsteils 6" des photoelektrischen Wandlers 6 so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen mit einer vorgegebenen Brennebene der Abbildungslinse 1 zusammenfällt (z.B. mit der Filmoberfläche im Falle, einer Kamera), dann ist der Scharfpunkt der Abbildungslinse 1 für die in Fig. 1A dargestellte Situation richtig eingestellt; das heißt die Scharfpunkteinstellung ist rich-"bis? wenn die Schärfen der Bilder auf den Licht empfangsteilen G¹ , 6" und 6'" in der bei 9 in Fig. 1C dargestellten Relation zueinander stehen. Anhand der Fig. 10 läßt sich erkennen, daß wenn die Abbildungs ebene der Linse 1 vor dem Lichtempfangsteil 6" liegt, die Relation zwischen den Schärfen 8' und 8'" umgekehrt ist gegenüber dem Fall, daß sich die Abbildungsebene hinter dem Lichtempfangsteil 6" befindet. Somit läßt sich ermitteln, ob die Abbildungslinse 1 bezüglich der vorbestimmten Brennebene eine zu nahe oder eine zu weite Scharfpunkteinstellung hat.

Die Fig. 1B ist eine D:?aufsieht auf den photoelektrischen Wandler 6, dessen Licht empfangsteile 6', 6" und 6'" im dargestellten Fall aus geradlinigen Streifen ladungsgekoppelt er Elemente (CCD-Schaltungen) besteht. Die Gestalt der Lichtempfangsteile ist jedoch nicht auf diese Streifenforra beschränkt.

Der Strahlteiler ? und der photoelektrische Wandler 6 mit den drei Licht empfangsteil en 6' , 6" und 6'" sind Bestandteil eines Scharfpunkt-Erfassungssystems. Die Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche Bildsignale aus den Licht empfangsteil en 6', 6" und

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6'" ausliest, Bildschärfesignale von diesen Bildsignalen ableitet und den Betrag der Schärfe der Bilder an drei Punkten ermittelt. Viele der in Fig. 2 dargestellten Blöcke sind bekannter Bauart und in Einzelheiten in "bereits liinterlegten Patentanmeldungen beschrieben (vgl. zum Beispiel die Deutschen Offenlegungsschriften 29 30 636 und 30 19 908). Daher werden nachstehend nur diejenigen Teile näher er3_äutert, die in besonderem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen. In der Fig. 2 ist links oben der in Fig. 1 gezeigte photoelektrische Wandler 6 noch einmal dargestellt. Dieser Wandler bestehe aus einer Anordnung ladungsgekoppelter Elemente (ein sogenanntes CCD-Bildfühlgerät, im folgenden kurz "CCD-Fühler" genannt), aus denen die drei Lichtempfangsteile 6', 6" und 6'" zusammengesetzt sind. Eine Reihe von Taktsignalen zum Betreiben des CCD-Fühlers 6 wird von einem Taktimpuls tr eiber CLKT geliefert. Die Taktsignale werden dazu herangezogen, um verschiedene Operationen des CCD-Fühlers 6 wie zum Beispiel die Ladungsakkumulation, die Ladungsübertragung, die Rücksetzung, usw. in einer vorbestimmten Reihenfolge zu steuern, wie es an sich bekannt ist. Die im CCD-Fühler 6 über eine vorbestimmte Zeitdauer gespeicherte und dann übertragene Ladung, wird am Ausgang des CCD-Fühlers in eine entsprechende Spannung umgewandelt und dann als Bildsignal über einen der Rauschunterdrückung dienenden Kondensator C auf eine Balance-Einsteilschaltung BA gegeben. Diese Bildsignale, welche den drei Lichtempfängsteilen 6', 6" und 6'" des CCD-Fühlers 6 entsprechen, werden zeitlich hintereinander in einer Reihenfolge ausgelesen, die durch den Aufbau des CCD-Fühlers 6 bestimmt ist.

Die BaI ance-Einr, teil sch al tung BA int in näheren Einzelheiten in Fig. 3 dargestellt und enthält einen !Multiplexer 11 bekannter Bauart und drei zusammengeschaltete veränderbare Widerstände 12, 13 und 14. Die vorstehend erwähnten Bildsigna-Ie werden an einer Eingangskiemrae 10 zugeführt und über die veränderbaren Widerstände 12, 13 und 14 auf den Multiplexer 11 gekoppelt. Der Hultiplexcr 11 empfängt von einer Klemme

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ein Signal zur zeitlichen Steuerung don Einkoppeina der den Lichtempfangsteil en 6', 6" und 6'" entsprechenden Bildsignale und gibt diese Signale an einen Verstärker 17 weiter. Die veränderbaren Widerstände 12, 13 und 14 steuern die Balance der von den Licht empfängst eil en 6', 6" und 6'" stammenden Bildsignale. Die Ausgangssignale von den Widerständen 12, 15 und 14- gelangen zum Verstärker 17? worin ihre Verstärkungsfaktoren über einen Rückkopplungswiderstand 18 entsprechend ihrem gegenseitigen Verhältnis geregelt werden, um dann zur nächsten elektrischen Schaltung zu gelangen. Die Balance-Einstellung der Bildsignale ist zweckmäßig, wenn ein Ungleichgewicht zwischen den drei vom Strahlteiler 2 gebildeten Teilstrahlen 5, ¹V und 5 besteht. Das von der Klemme 16 gelieferte synchronisierende Zeitsteuersignal kommt von einem Zeitgeber TMGE, der weiter luaten ausführlicher beschrieben \vird. Während bei der hier beschriebenen Ausführungsform drei veränderbare Widerstände vorgesehen sind, ist es natürlich auch möglich, zwei veränderbare Widerstände zu verwenden, um zwei Bildsignale gegenüber dem dritten

20 Bildsignal auszubalancieren.

Die Signalverarbeitung in der dargestellten Schaltungsanordnung muß unter der Steuerung einer Reihe von Synchronsignalen erfolgen, die vom Zeitgeber TMGE geliefert werden.

Ausgelöst durch ein Betriebsbefehlssignal SWAI? (im Falle einer Kamera ein Signal, das gleichzeitig mit dem Drücken eines Verschluß-Auslöseknopfs in eine erste Position erzeugt wird) und ein Einschaltlöschsignal PUC liefert der Zeitgeber TMGE die verschiedenen Synchronesierungs-

>0 signale in einer vorbestimmten Reihenfolge an die verschiedenen Blöcke der Schaltungsanordnung. Der Zeitgeber TMGE kann bekannter Bauart sein und braucht nur die Gruppe von Synchronisierungssignalen zu erzeugen, die zum Betrieb der Schaltungsanordnung der laier beschriebenen Ausfuhrungsform benötigt wird. Der Takbimpulstreiber CLKD steht ebenfalls unter dem Einfluß eines Synchronesierungssignals vom Zeitgeber TMGE.

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Die in der Balance-Einstellschal tung ΒΛ Jug L'i er ten Bildsignale werden auf eine erste Abfrage- und Halteschaltung SHA gegeben, welche zur Formgebung der Bildsignale dient. Als Antwort auf einen Abfrageimpula, der vom Zeitgeber TMGE synchron mit der Ausgabe der Bildsignale vom CCD-Fühler G geliefert wird, fragt die erste Abfrage- und Halteschaltung SHA den Pegel des Jeweils eintreffenden Bildsignals ab und hält ihn fest.

Die Temperatur und die Akkumulationszeit des CCD-Fühlers bestimmen den Dunkelstrom, da der CCD-Fühler eine Halbleiteranordnung ist. Daher besteht das tatsächliche Bildsignal aus der Überlagerung des Dunlcelstrompegels mit dem Signal, welches der tatsächlichen einfallenden Lichtmenge entspricht. Das Bildsignal enthält also, so wie es vorliegt, eine Storkomponente. Aus diesem Grund xirird ein Teil des lichterapfangenden Abschnitts des CCD-Fühlers durch eine Aluminium maske oder dergleichen abgedeckt und ein von diesem Teil abgeleitetes Ausgangssignal wird als Dunkelstrominformation herangezogen. Um den Einfluß des Dunkelstroms zu eliminieren, wird die Differenz zwischen der Ausgangsgröße des unmaskierten Lichtempfangsbereichs und der Ausgangsgröße des maskierten Bereichs (das heißt dem Wert des Dunkelstroms) gebildet. Die Dunkelstrom inform at ion (nicht dargestellt) xvird am Ende Jedes der drei Lichtempfangsteile 6¹, 6" und 6'" des CCD-Fühlers 6 eingefügt, so daß diese Information als erstes ausgegeben wird. Eine zweite Abfrage- und Halteschaltung SHB dient dazu, diese Dunkelstrominformationen abzufragen und festzuhalten. Die zweite Abfrage- und Halteschaltung SHB hält unter Steuerung durch ein vom Zeitgeber TMGE kommendes Befehlssignal diese Information für eine vorbestimmte Dauer fest. Ein Differenzverstärker DIF empfängt das Ausgangssignal der Abfrage- und Halteschaltung SIIA und das Aus gangssignal der Abfrage- und Haitecchaltung SHB, um die Differenz zwischen diesen beiden Signalen zu bilden. Der Ausgang des Differenzverstärkers DIF liefert also Signale, in denen

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die Dunkelstromkomponente ausgelöscht ist und die genau der Menge des einfallenden Lichts entsprechen.

Das Ausgangesignal des Differenzverstärkers DIF wird auf den Eingang eines Hochpaßfilters HPJ? sowie auf zwei Vergleicher COI-IPA und COIlPB gegeben. Dem Vergleicher COMPA wird eine Referenzspannung VA und dem Vergleicher COMPB eine Referenzspannung VB angelegt. Die beiden Vergleicher COMPA und COIiPB bilden geraeinsam einen sogenannten Fenstervergleicher.

Die Arbeitsweise dieses Fenstervergleichers sei nachstehend anhand der Fig. 4- erläutert. Die Figuren 4-A, 4B und 4C zeigen die Beziehung zwischen dem von der Dunkelstromkomponente befreiten Bildsignal und den Referenzspannungen VA und VB, wobei längs dor Abszisse die Zeit und längs der Ordinate die Spannung aufgetragen ist. Die mit den Doppelpfeilen 6'" , 6" und 6' in Fig. 4a angedeuteten Bereiche stellen die Zeitborciche dar, in denen die Bildsignale von den Lichtempfangsteilen G"¹, 6" und 6' des CCD-Bildfühlers ausgegeben werden. In der Fig. MA überschreitet ein Teil des dunkelstrombefreiten Signals (ein Teil des 6"-Signals) die Referenzspannungen VA und VB, was einen zu hohen Sigiialpegel bedeutet. In diesem Fall sind die Ausgänge beider Vergleicher COMPA und COIIPB auf hohem Pegel. In Fig. 4B ist das dunkelstrombefreite Signal in allen Bereichen niedriger als die Referenzspannung VB, das heißt der Signalpegel ist zu niedrig. In diesem Fall sind die Ausgänge beider Vergleicher COMPA und COMPB auf niedrigem Pegel. In der Fig. 4C liegt der

JO Spitzenwert des dunkelstrombefreiten Signals zwischen den Referenzspannungen VA und VB, das heißt das Signal hat richtigen Pegel. In diesem Fall ist nur der Ausgang des Vergleichers COrIPB hoch, während der Ausgang des Vergleichers COMPA niedrig ist. Wenn die Referenzspannungen VA und VB so gewählt sind, daß der für die vorliegende Schaltungsanordnung richtige Pegel dos dunkelstrombefreiten Sxgnals zwischen ihnen liegt, dann läßt sich an der Kombination hoher und

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niedriger Pegel an den Aus gong en der Vergleicher COHPA und COHPB erkennen, ob der tatsächliche Pegel des dunkelatrombefreiten Signals diesem richtigen Pegel entspricht oder nicht. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist VA > VB, und wenn in diesem Fall die Ausgänge beider Vergleicher COMPA und COiIPB hoch sind, dann bedeutet dies, daß das dunkeis tr ombefr ei te Signal einen zu hohen Pegel hat (z.B. Sättigungsaustand). Wenn die Ausgänge beider Vergleicher COHPA und COHPB niedrig sind, dann hat das dunkelstrombefreite Signal au niedrigen Pegel. Hur wenn der Ausgang des Vergleichers COHPA niedrig und der Ausgang des Vergleichers COHPB hoch ist, hat das dunkelstrombefreite Signal einen richtigen Pegel.

Die Aiisgangssignale der Vergleicher COHPA und COHPB v/erden auf eine Akkumulationszeit-Steuerschaltung AGC gekoppelt, welche den richtigen Pegel des dunkeistrοrabefreiten Signals aufrecht verhält, indem sie die Akkuraulationsaeit dec CCD-Fühlers 6 im Falle eines zu hohen Pegels verkürzt und im Falle eines zu niedrigen Pegels verlängert. Der Betrieb der Steuerschaltung AGC zum Unterscheiden der Ausgangszustände der Vergleicher COIIPA und COHPB wird durch ein vom Zeitgeber THGE gesendetes Synchronisierungssignal zu demjenigen Zeitpunkt aktiviert, in vrelcliera die dunkelstrombefreiten Signale von den Lichtempfangsteilen 6', 6" und 6'" ausgegeben v/erden. Auf der Grundlage der Aus gangs zustände der Vergleicher COMPA xmä. COHPB liefert die Steuerschaltung AGC an den Zeitgeber -¹THGE einen Befehl zur Verkürzung oder Verlängerung der Akkumulationszeit. Abhängig von diesem Befehl beeinflußt der Zeitgeber TMGE den Takt impuls treib er CLO derart, daß die Ajdaimulationr.seit des CCD-Fühlers 6 verkürzt oder verlängert wird, wenn das nächste Ausgangssignal des CCD-Fühlern ausgelesen wird.

Das Hochpaßfilter HPF wertet das Haß der .Änderung im Bild

aus. Ein erster Schritt besteht darin, daß das Hochpaßfilter Ermittlung der Schärfe des Bildes die hochfrequenten

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Komponenten don Bildsignals extrahiert. Der Zeitgeber TMGE liefert an das Hochpaßfilter HPF ein Synchronsignal, das gleichzeitig mit dem Zeitpunkt ist, zu welchem die den Lichtempfangstellen 6', 6" und 6"' des CCD-Fühlers 6 entsprechenden Bildsignale eingegeben werden. Hiermit soll verhindert werden, daß das Ho chp aß XiIt er HPIi¹ ein Aus gangs sign al erzeugt, das unabhängig von der Schärfe des Bildes ist und durch eine abrupte Änderung im Signal zur Anfangszeit verursacht werden kann. Dieses Synchronsignal setzt das Ho clip aß filter IIPF zeitweilig zurück.

Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters xvird über eine Absolutwert schaltung ABS auf eine Quadrierungsschaltung SQR gegeben. Die Absolutwertschaltung ABS bildet den Absolutwert des Ausgangssignals des Hochpaßfilters HPP. Da sowohl positive als auch negative Änderungen im Bildsignal vorkommen können (von hell nach dunkel und von dunkel nach hell), könnten sich die Ausgangssignale, wenn man den Ausgang des Hochpaßfilters HPP direkt auf eine (später noch zu beschreibende) integrierende Schaltung INT koppeln würde, bei manchen Bildmustern einander auslöschen und dazu führen, daß das die Schärfe des Bildes darstellende Signal den Wert Null bekommt. Die AbsolutwertSchaltung ABS dient dazu, dies zu verhindern. Die Quadrierungsschaltung SQR kann zum Beispiel dadurch realisiert werden, daß man die nichtlineare Übertragungscharakteristik zwischen Eingang und Ausgang eines Halbleiterelements ausnutzt. Die Quadrierungsschaltung SQR hat in der hier beschriebenen Schaltungsanordnung die Punktion, den Spitzenwert des Ausgangssignals des Hochpaßfilters HPP zu betonen (anzu-

^O heben) und auszuwerten, das heißt den Zustand, in welchem die Änderung des Bildsignals mit der Zeit groß und die Schärfe hoher ist. Die Quadrierung schaltung SOJR wirkt mit einem Penstergenerator V/IN zusammen. Dieser P ens t er gener at or sor-gt dafür, daß das Gewicht für die Auswertung der Schärfe des Bildes nahe dem Rand des Sichtfeldes reduziert wird und dadurch Fehler in der normalen Auswertung der Schärfe vermieden werden, wenn ein atißerhalb des Sichtfeldes liegendes

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Bild als Teil des unscharfen Bildes in das Sichtfeld eintritt. Der Fenstergenerator verhindert auch das Entstehen eines Übergangsfehlers, wenn infolge einer durch Bewegung verursachten Verwischung des von der Abbildungslinse 1 gebildeten Bildes ein anderes Bild in das Sichtfeld eintritt. Das Aus gangs signal des Fenstergenerators WIlT steuert die Verstärkung der Quadrierungsnchaltung SQR so, daß sie am Rand des Sichtfeides niedrig und in der Hitte des Sichtfeldes hoch wird. Unter dem Einfluß des Zeitsteuersignals, das der Zeitgeber I¹HGE synchron mit der Einschaltung des Betriebs der Lichtempfangsteile 6', 6" und 6'" des CCD-Fühlers 6 und mit der Auslesung jedes Elements des CCD-Fühlers sendet, steuert der Penntergenerator WIN die Verstärkung des Quadriorungsschaltung SQR. in Abhängigkeit von der Lage des im Augenblick verstärkten Signalelements innerhalb der Auslesezeit (entsprechend der Lage des betreffenden Bildelements innerhalb des Sichtfeldes).

Das die betonte Schärfeinformation enthaltende Ausgangs— signal der Quadrierungsschaltung SQR wird einer integrierenden Schaltung IHT angelegt, die das Signal über den gesamten Bereich der Lichtempfangsteile integriert und am Ausgang Signale liefert, welche die Scharfe des Bildes an jedem der Lichtempfangsteile darstellen. Die integrierende Schaltung IMi empfängt außerdem ein Synchronisierungssignal vom Zeitgenerator TMGE, welches dafür sorgt, daß die Integration und deren Rucksetzung zeitlich richtig auf die Lichtempfangsteile 6', 6" und 6"' abgestimmt ist. Auf diese Weise liefert der Ausgang der integrierenden Schaltung HTT elektrische Signale, welche in der gleichen Reihenfolge, wie die Licht empfängst eile 6', 6" und 6'" des CCD-Fühlers ausgelesen werden, die Schärfe der jeweils ausgelesenen Bilder wiedergeben.

Das analoge Ausgangssignal der integrierenden Schaltung UJT wird auf einen herkömmlichen Analοg/Digital-Wandler (A/D-Wandler) gegeben, um es in einen Digitalwert umzuwan-

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dein, damit die Signale in einer Zentraleinheit CPlT verarbeitet werden können, um festzustellen, ob der Scharfpunkt der Abbildungslinse 1 richtig, zu nah oder zu weit eingestellt ist.

Die Figuren 5A bis 5F aeigen die Ausgangssignale verschiedener Blöcke der Schaltungsanordnung nach Fig. 2, um die analoge Verarbeitung der für die Bildschärfe charakteristischen Signale zu veranschaulichen, beginnend mit der Auslesung der Bildsignale aus den Lichtempfangsteilen 6', 6" und 6"' des CCD-Fühlers G (d.h. aus den Sichtfeldern für die drei Bilder) und endend mit der Integration in. der integrierenden Schaltung HTT. In den Figuren 5A bis 5Ϊ¹ stellen die Abszissen die Zeit dar, während die Ordinaten Spannungen oder Ströme in willkürlichen Einheiten angeben. Die mit den Pfeilen 6', 6" und 6'" in Fig. 5 angezeigten Bereiche sind die Zeiten, in denen die von den Lichtempfängsteilen 6', 6" und 6'" des CCD-Fühlers 6 stammenden Signale ausgelesen und verarbeitet werden. Die dargestellten Kurven gelten für den Fall, daß der Scharfpunkt der Abbildungslinse 1 richtig eingestellt ist, das heißt daß die Schärfe des Bildes auf dem Lichtempfangsteil 6" am größten ist (Linsenposition entsprechend dem Punkt 9 in Fig. 1C). Die Darstellung in Fig. 5 umfaßt nur eine Signalauslesung aus dem CCD-Fühler 6, in Wirklichkeit werden die gezeigten Signale wiederholt ausgelesen.

Die Fig. 5A zeigt das aus dem CCD-Fühler 6 ausgelesene Bildsignal nach dem Durchlauf durch die Abfrage- und Halteschal-

JO tung SIIA. Zunächst erscheint das vom Lichtempfangsteil 6'" ausgeleseno Signal, dann das vom Teil 6" ausgelesone Signal und als letztes das vom Teil 6¹ ausgelesene Signal. Der mit D bezeichnete Spannung wert ist der Dunkelstrompegel, der als erstes ausgegeben und von der Abfrage- und Halteschaltung SIIB festgehalten wird. Die Fig. 5B zeigt das Ausgangssignal des Differonsvcrsbarkers DIF, das heißt das dunkelstrombefreite Signal, in welchem der Dunkelstrompegel D

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ausgelöscht ist. Die Fig. 'jC ac igt das Aus gangs signal do::, Hochpaßfilters HPF. In Fig. 5D ist das Ausgangssignal dor Absolutwertschaltung ABS dargestellt. Die Fig. ^E zeigt das Aus gang s signal der Quadrierungsschaltung SQLi, wobei die gestrichelten Trapeze veranschaulichen, wie sich die Verstärkung der Quadrierungsschaltung SQR" innerhalb des Sichtfeldes entsprechend der Form des vom Fenstergenerator WIN erzeugten Fensters ändert. In der Fig. 5F ist das Ausgangssignal der integrierenden Schaltung IM dargestellt, wobei die Werte A (8"'}, B (8") und C (S') der Bildschärfe an den Licht empfängst eil en 6'" , 6" und 6' entsprechen. Im einzelnen entsprechen die Werte A, B und C in Fig. 5F den Werten der Kurven 8"' , 8" und 8' am Punkt 9 in Fig. 1C.

Die Werte A, B und C werden im A/D-Wandler in Digitalform umgexvandelt und auf die Zentraleinheit CPU gegeben. Die Zentraleinheit CPU ermittelt anhand der zwischen den V/er ten A, B und C bestehenden Beziehungen entsprechend vorher eingestellter Kriterien, ob der Scharfpunkt richtig, zu nail oder zu weit eingestellt ist und ob die Erfassung unterbrochen wird. Bei richtiger Scharfpunkteinsteilung sind die Bedingungen B>A, B>C und A = C erfüllt. Bei zu naher Scharfpunkteinstellung ist die Bedingung C>A erfüllt, und bei zu weiter Scharfpunkteinstellung ist die Bedingung A> C erfüllt. Die Zentraleinheit stellt fest, welche Gruppe von Bedingungen jeweils erfüllt ist, und liefert ein Signal, welches den jeweiligen der drei Einstellzuotände anzeigt, ^un geeigneter Algorithmus für die Zentraleinheit CPU ist zum Beispiel beschrieben in der Deutschen Patentanmeldung P 50 19 901.0 oder in der US-Patentanmeldung No. 510,575 "Focusing State Discriminating System", die am 9· Oktober 1981 im Namen Sakai u.a. eingereicht wurde (in beiden Fällen ist der Anmelder der gleiche wie bei der vorliegenden Erfindung) .

Das Ausgangssignal der Zentraleinheit CPU wird auf eine nachgcschaltete Anzeigeschaltung DISP gegeben. Die Anzci-

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schaltung DISP besteht im Grunde aus einer logischen Schaltung und einer Treiberschaltung zur Ansteuerung von Anzeigcelementen wie zum Beispiel Leuchtdioden. Beim hier beschriebenen Beispiel spricht die Anzeigeschaltung DIoP auf die Befehle von der Zentraleinheit CPU an, um im Falle richtiger Scharfpunkteinstellung eine Leuchtdiode LEDA su erregen, im Falle einer zu. nahen Scharfpunkteinstellung eine Leuchtdiode LEDB zu erregen und im Falle einer zu weiten Scharfpunkteinstellung eine Leuchtdiode.LEDC zu erregen, so daß der entsprechende Einst eilzustand der Abbildungslinse 1 angezeigt wird. Ein Schutzwiderstand R dient zum Schützen der Leuchtdioden LEDA bin LEDG, wenn eine Spannung V an sie gelegt wird. Statt der beschriebenen Leuchtdioden können auch Flüssigkristall-Anzeigeelemente, ElektrοChrominanzeigen oder dergleichen verwendet werden.

Der Aufbau des Zeitgenerators I¹MGE sei nachstehend anhand der Figuren 6 und 7 erläutert.

In der Anordnung nach Fig. 6 bilden ein Zähler CIiT 1, eine programmierbare Logjkmatrix PLA1 und ein ODER-Glied G;> einen Schaltungsteil, der hauptsächlich zur Regelung der Akkumulationszeit des CCD-Fühlers 6 dient. Der Zähler CM¹I zählt die Impulse einer aus einem Impulsgenerator PG kommenden Impulsreihe A. Wenn der Zählwert im Zähler CITTI einen vorbestimmten Wert erreicht, der durch den Ausgang der noch zu beschreibenden Akkumulationszeit-Steuerschaltung AGC eingestellt wird, dann erzeugt die programmierbare Logikmatric PLA1 einen Zeitsteuerimpuls, der über das ODER-Glied Gj> ausgegeben wird. Das Aus gangs signal des ODER-Gliedes GJ> wird auf den Taktinjmlstroiber CLKD gegeben, der daraufhin einen Startimpuls (Schicbeimpuls) erzeugt, um die Ausgabe der Signale aus dem CCD-Fühler 6 su beginnen. Der Startimpuls wird also an den CCD-Fühler 6 gelegt. Die Wellenform des Ausgangssignals des ODER-Gliedes Gp ist in der Fig. 7 (b) dargestellt.

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Ein Rücksetz/Setz-Flipflop (RS-Flipflop) FF1 erzeugt ein Steuersignal an den Takt impuls treib er CLICD, um den CCD-Fühler 6 normalerweise im Gelöschten Zustand zu halten •und diesen Zustand nur während derjenigen Zeitspanne aufzuheften, in welcher die Signalintegration stattfinden soll. Das RS-Flipflop FF1 wird gesetzt durch das bereits oben erwähnte Betriebsbefehlssignal SVAI?, das über ein ODER-Glied G4 zugeführt wird, oder durch ein Impulssignal zur Wiederholung des Betriebs, das zu einer vorbestimmten Zeit v/i ο

ΊΟ noch zu beschreiben erzeugt wird. Die Rücksetzung des Flipflops FF1 erfolgt durch das Aus gangs signal des ODER-Gliedes G3. Das in Fig. 7 (a) dargestellte Signal vom Q-Ausgang des RS-FlipIlops FF1 wird als ein Steuersignal auf den Taktimpulstreiber CLKD gegeben. Der CCD-Fühler 6 hat eine zu einem Abfluß führende Überlauf-Torelektrode, die entsprechend dem Zustand des Q-Ausgangs des RS-Flipflops FF1 geöffnet oder geschlossen wird (dieses Üb erlauf-I¹ or ist "offen", das heißt durchlässig, wenn der Q-Ausgang auf hohem Pegel ist, und bei niedrigem Pegel des Q-Auogangs ist das Tor geschlossen). Durch Öffnen und Schließen "des Überlauf-Tors wird die Integration (d.h. die Ansammlung oder Akkumulation) von Signalladung im CCD-Fühler 6 gesteuert. Das in der Fig. 7 (a) dargestellte Intervall, während dessen der Q-Ausgang des RS-Flipflops FF1 auf niedrigem Pegel ist, entspricht der Akkumulationsζext für die Signalladung, und beginnt zum vorbestimmten Zeitpunkt des Setzens des RS-Flipflops FF1 und dauert bis zur Erzeugung des Impulses vom ODER-Glied G3. Da der Zeitpunkt, zu welchem der Impuls vom ODER-Glied G;-; abgegeben wird, durch das Ausgangssignal der Akkuraulationszeit-

J>0 Steuerschaltung AGC bestimmt wird, wird die Akkumulationszeit der Signalladtuig des CCD-Fühlers 6 durch den Ausgang der Steuerschaltung AGC geregelt. Das Signal vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FFI wird als Rückstellsignal an den fühler C1TT1 gelegt. Daher zählt der Zähler C1TT1 nur während desgenigen Intervalls, in welchem der C^-Ausgang des Flipflops FF1 auf niedrigem Pegel ist, ansonsten bleibt der Zähler zurückgestellt.

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Dera'orugo Schal Inuigsboi] , dor einen Zähler CNTP, ei/no programmierbare Logikmatrix PLA2, ODER-Glieder G]? bis G8 und RG-Üipflopr. FF2 bis FF5 umfaßt, dient hauptsächlich zur Steuerung der verschiedenen Teile und der gesamten Betriebsabfolge der Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Der Zähler CET 2 zählt die Impulse einer vom Impulsgenerator PG kommenden Impulsreihe B. Bei der hier beschriebenen Ausfuhrungsform ist der CCD-Fühler 6 vom einphasig gesteuerten Typ. Die Impulsreihe B wird außerdem an den Taktimpulstreiber CLKD gelegt, der daraus Übertragungs-Taktimpulse zur Steuerung des Betriebs des CCD-Fühlers 6 bildet. Der Zählwert im Zähler CMD2 und die Ladungsübertragung im CCD-Fühler 6 entsprechen einander im Verhältnis 1:1. Die Impulsreihe B wird außerdem an die Abfrage- und Halteschaltung SHA gelegt, um die Abfrageimpulse für diese Schaltung zu bilden. Der Inhalt der programmierbaren Logikmatrix PLA2 ist so programmiert, daß unter der Steuerung des Zählwertausgangs des Zählers CKl¹2 einzelne Impulse an den Ausgängen a bis η zu den in den Figuren 7

(a) bis 7 (n) mit den entsprechenden Buchstaben angezeigten Zeitpunkten erzeugt v/erden, nachdem der Impuls vom ODER-Glied G3 geliefert worden ist. Als Antwort auf die Signale von den Ausgängen a, e und i der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied G5 jeweils ein Ausgangssignal, das an die Setzeingänge der RS-Flipflops FF2 und FF5 gelegt wird. Als-Antwort auf die Signale von den Ausgängen b, f und j der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied GG ein Ausgangssignal, das an den Rucksetseingang des RS-Flipflops FF3 und an den Setseingang des RS-Flipflops FF^zl· gelegt wird.

Als Antwort auf die Signale von den Ausgängen c, g und k der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied G7 ein Ausgangssignal, das an die Rucks et seingange der RS-Flipflops. FF2 und FF'-!· und an den Setzeingang des Ro-Fl ip flops FF5 gelegt wird. Als Antwort auf die Signale von den Ausgängen d, h und 1 der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied G8 ein Aus gang Pi signal, das auf den Rucks et ζ eingang des RS-Flipflops FF5 gegeben wird. Die Signale von den Q-Ausgängen

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der ES-El ip ΓΙ ope FF2 bis FFH und vom Q-Ausgang dec RS-Flipflops FF4 sind in den Figuren 7 (c) bis 7 (g) dargestellt, und man erkennt ihre zeitliche Relation gegenüber denjenigen Zeitspannen (in Fig. 7 ("b) dargestellt) ,in denen die Bildsignale von den jeweiligen Lichtempfangsteilen 6'" , 6" und 6' des CCD-Fühlers 6 ausgegeben werden. Das vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FF2 kommende Signal (in Fig. 7 (c) dargestellt) wird an die Balance-Einstellschaltung BA gelegt. Das Intervall hohen Pegels am Q-Ausgang des RS-Flipflops FFJ (in Fig. 7 (d) dargestellt) entspricht der Zeit der Dunkelstrominformation am Ende jeder Signalausgabe von den Lichtempfangsteilen 6"' , 6" und 6' und wird als Abfrageimpuls an die Abfrage- und Halteschaltung SHB gelegt. Das Q-Ausgangssignal des RS-Flipflops FFJ wird außerdem als

Ί5 Rückstellsignal an die integrierende Schaltung HTT gelegt. Das Intervall niedrigen Pegels des Q-Ausgangs des RS-Flipflops FF4 (in Fig. 7 (e) dargestellt) entspricht der Zeit effektiver Bildsignalinformation im Alis gangs signal jedes Lichtempfangsteils 6'", 6" und G' und wird als Rückstellsignal an das Hochpaßfilter HPF gelegt. Auf diese Weise erfolgt die Freimachung des Hochpaßfilters HPF aus seinem rückgestellten Zustand nur während der Zeit niedrigen Pegels am Q-Ausgang des RS-Flipflops FF4. Das Signal vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FF4 (in Fig. 7 (f) gezeigt) wird als Integrations-Befehlssignal an die integrierende Schaltung INT gelegt. Das Signal vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FF5 (in Fig. 7 ((O dargestellt) \iird als A/D-Umwandlungsbefehl an den Analοg/Digital-Wandler A/D gelegt. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes G5 wird dem Wandler A/D als

JO Rucksetζsignal zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes GJ wird an die Zentraleinheit CPU gelegt, xrorin es als Abtastimpuls wirkt, um das Ausgangssignal des A/D-Wandlers zu speichern.

J5 Das in Fig. 7 (h) dargestellte Ausgangssignal vom Ausgang m der programmierbaren Logikmatrix PLA2 gelangt zum einen an die Akkumulat;ionf;;:oit-Stouerschaltimf;; AGC als Abtar/L-

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im pul π für eine darin bo. rind Ii ehe Gruppe noch zu beschreibender, verschiedene Akkumulationszeitdaten speichernder D-Pl ip flop s lind zum andern an die Zentraleinheit CFU als Verriegelungsimpuls, um die Ausgangssignale der Zentraleinheit zu verriegeln (das heißt vorübergehend festzuhalten). Das vom Ausgang η dor Logikmatrix PLA2 kommende Ausgangssignal (in Fig. 7 (i) dargestellt) wird über das ODER-Glied G4 als Setzsignal auf das ES-Fl ip flop FF1 gegeben und gelangt außerdem an ein noch zu beschreibendes Fühl-Flipflop, um dieses zurückzusetzen. Das Signal vom Q-Ausgang des Flipflops PP1 (das -heißt die invertierte Form des in Fig. 7 (a) dargestellten Q-Ausgangssignals dieses Flipflops) wird als Rückstellsignal an den Zähler CITT2 gelegt. Wenn der Zähler CITT1 im eingeschalteten Zustand (Zählbereitschaft) ist, dann befindet sich der Zähler CIJT2 im zurückgestellten Zustand. Ist der Zähler CHT1 im zurückgestellten Zustand, dann ist der Zähler CNT2 für Zählbctrieb eingeschaltet. Der Zählwert des Zählers CITT2 wird auf den Fenntergenerator VIN gegeben, der abhängig von diesem Zählwert die Verstärkung der Quadrierungsschaltung SOJ? so ändert, wie es in Fig. 7 (θ) dargestellt ist. Der Fenstergenerator VIIT kann von einer Bauform sein, wie sie in der Deutschen Patentanmeldung P JO 19 9Ο8.7 beschrieben ist, die vom gleichen Anmelder stammt wie die vorliegende Erfindung.

Nachstehend sei anhand der Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für die Akkumulationszeit-Steuerschaltung AGC beschrieben, v;elche die Akkumulationszeit des CCD-Fühlers 6 schnell während des Starts des Fühlgeräts auf einen richtigen Wert ein-

50 stellen kann.

In der Fig. 8 sind mit 1'j xuid 20 zwei RS-Flipflops bezeichnet. Das Flipflop 19 wird durch hohen Pegel vom Ausgang des Vergleichers COHPA gesetzt, und das Flipflop 20 wird durch hohen Pegel vom Ausgang des Vergleichers COI-IPB gesetzt.

Diese beiden Flipflops sind so geschaltet, daß sie über das ODER-Glied 21 zurückgesetzt werden, wenn das Leistungs- Ein-

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scbaltsignal PUC erscheint, oder wenn das in Pig. 7 (i) dargestellte Signal vom Ausgang η der programmierbaren Logikmatrix PLA2 des in i'ig. 6 dargestellten Zeitgenerators THGE hohen Pegel hat. Die Steuerschaltung AGC enthält ferner einen Festwertspeicher (EOM) 22 und eine insgesamt mit 23 bezeichnete Gruppe von D-Flipflops in 6~Bit-Konstruktion. ^ΰ1ο Eingänge Aq "bin A_r des ROM-Speichern 22 empfangen die Ausgangssignale der Flipflopgruppe 23, und die Eingänge A^ und A₇ des ROM-Speichers 22 empfangen die Signale von den Q-Ausgängen der Flipflops 20 und 19· Die Ausgänge Dq "bis D₂, des ROM-Speichers 22 liefern Aus gangs daten, die durch die Zustände der Q-Ausgänge der Flipflops 20 und 19 und durch die Zustände an den Eingängen Aq bis A, bestimmt sind. Dq ist ein Ausgang, der einen weiteren Befehl zur sukzessi-"ven Näherung oder zur Nachlaufregelung sendet. Die Ausgänge Dq bis Dj- des ROM-Speichers 22 sind mit den Eingängen der D-Flip flop gruppe 23 verbunden. Bei jedem AkkumulatiQnsseit-Abtastimpuls vom Zeitgenerator TMGE (hoher Pegel am Ausgang m der programmierbaren Logilanatrix PLSA2 nach Fig. 6, vgl.

Fig. 7 (iO) .werden die Signale von den Ausgängen Dq bis Dtin der Flip flop gruppe 2"3 verriegelt (das heißt zwischengespeichert) und als Akkumulationszeit-Steuersignal an den Zeitgenerator TMGE geliefert und außerdem als Eingangsdaten auf die Eingänge Aq bis Ac- des ROM-Speichers 22 rück-

gekoppelt. Das Einschaltlöschsignal PUC wird erzeugt,

xtfenn der die Leistungsversorgung einschaltende Hauptschalter des Systems geschlossen wird, und dieses Signal löscht die D-Flipflopgruppe 23. Wenn das Signal PUC an den Eingang des ROM-Speichers 22 gelegt wird, bekommen die Signa-Ie an den Eingängen Aq bis A₁- des Speichers den Zustand "0",

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Akkumulationszeit-Steuerschaltung AGC sei anhand der am Ende der Be-Schreibung angefügten Tabelle I erläutert, welche den Wechsel der Zustände an den Eingängen und Ausgängen angibt.

i - 24- -

BAD ORIGINAL

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In der Tabelle I gibt die Zeile COHPA (A])R?) den Zustand des Q-Ausgangs des FlipIMops 19 und die Zeile GOI-IPB (ADR6) den Zustand des Q--Ausgangs dos Flip flops 20 wieder, wobei diese Zustände den Ausgängen der Vergleicher COHPA und COHPB entsprechen. Das heißt, wenn "beide genannte Ausgänge den Zustand "0" haben, dann zeigt dies an, daß die Akkumulationszeit zu kurz ist und daß das Bildsignal unzureichenden Pegel hat. Venn beide erwähnte Ausgänge den Zustand "1" haben, dann zeigt dies an, daß die Akkumulationszeit zu lang und das Bildsignal gesättigt ist. Die Kombination COMPB = "1" und COI-IPA = "0" zeigt an, daß ein passendes Bildsignal erhalten wird. Die Zeile UD/SA (ADR5) gibt die Jeweilige Betriebsart der Steuerung an, "0" bedeutet Steuerung durch sukzessive Annäherung, und "1" bedeutet Nachlaufsteuerung. In den nachfolgenden Zeilen bedeuten die Zahlen i = 0,1,2,..., 31 insgesamt zweiunddreißig verschiedene Akkumulationszeitwerte, wobei die Akkumulationszeit umso langer ist, je höher der betreffende Zahlenwert i ist. Jede der zweiunddreißig möglichen Informationen i ist bestimmt durch jeweils eine besondere Zustandskombination der Eingänge Aq bis A^, des ROM-Speichers 22. Die Tabelle I veranschaulicht, wie die Steuerung vor sich geht, jeweils abhängig davon, welcher Akkuraul ations ζ ei tvrort als alte Information (OLD DATA) bei der vorherigen Abtastung an den Eingangsadressen Aq bis

2S Am (ADRO-/-!-) eingestellt war. Im einzelnen geben die Daten i in jeder Zeile und Spalte an, auf Vielehen neuen Akkumulationszeitwert (gegenüber dem bisherigen Wert) übergegangen werden soll, und zwar gemäß der durch die augenblicklichen Zustände der Daten COHPA und COMPB und UD/SA dargestellten

;;0 Betriebsart. Von den -jeweils nachgesetzten Klammer ausdrucken (D5 = 0) und (D5 -· 1) bedeutet der erst ere den Befehl zur Aufrecht erhaltung des Iläherungsbetriebs und der letztere den Befehl zum Übergang auf die Nachlaufsteuerung.

;>5 Wenn zum Beispiel am Beginn des Betriebs das Einschaltlöschsignal PUC an die D-Flipflopgruppe 2p gelegt wird, nehmen alle Eingänge Aq bis A^ den Zustand "0" an (in der

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ersten Gj)alte mit OL]J DATA (AD.RO-4) = 0 angegeben). Jn diesem Zustand ir.t D_r- = 0, und daher erfolgt "Annäherung:·. "betrioli. Ungeachtet der Zug bände der Signale COIIPA und COMPB wird dann die Akkumulations zeit vorn Wert i = 0 auf i = 16 in der nächsten Abtastung verlängert, wobei der Näherungsbetrieb immer noch gilt (Pfeil A). Venn in diesen Zustand COMPA = COMPB = 0 ist, das heißt wenn, die Akkumulationszeit noch zu kurz ist, dann wird die Akkumulationszeit auf "24" in der nächsten Abtastung verlängert (Pfeil B) Die Aklcuraulationsze.it wird also nicht Schritt um Schritt ver längert sondern springt zuerst auf die Mitte aller zweiunddreißig Schritte und rückt dann von dieser Mitte bis halbwegs zum "längeren" Ende, das heißt auf "24". Wenn bei der nächsten Abtastung COPIPA = COMPB = 1 ist, das heißt wenn die Akkumulationszeit zu lang wird, dann wird sie bei der nächsten Abtastung auf "20" gestellt (Pfeil C). Dies ist die Mitte zwischen dem vorherigen Zyklus ("24") und dem davor liegenden Zyklus ("16"), und man erkennt, daß die Akkumulationszeit "iterativ" (sukzessive Näherung)geregelt wird. Wenn im zuletzt beschriebenen Zustand COMPA = 0 und COMPB = 1 ist, was eine richtige Einstellung anzeigt, liegt die Akkumulationszeit auch bei der nächsten Abtastung auf "20" und D5 = 1, der Betrieb geht also auf die Nachlaufrcgelung über. Sobald dieser Übergang auf die Nachlaufregelung erfolgt ist, wird die Akkumulationszeit Schritt für Schritt entsprechend der Zustandskombination der Ausgangssignale der Vergleicher COMPA und COMPB geregelt.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, ist die sukzessive Annäherung eine Steuermethode, bei welcher der eingestellte Wert allmählich in Richtung auf einen bekannten richtigen Wert geändert wird, derart daß die Differenz zum unbekannten Wert immer kleiner wird. Das heißt, der eingestellte Wert wird zuerst stark und dann von mal zu mal weniger geändert, bis der richtige Wert erreicht

ist. Die nachlaufsteuerung ist cino Schrittmethode: wenn ■ COMPA = 0 und COMPB = 1, dann wird wie beim Stand der Toch-

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nik der cingosbellbo Wort nicht verändert, aber wenn COHPA - ΟΟΓΙΓΒ = 0, dann wir·- dor eingestellte Wort um einen Schritt erhöht (das heißt die Akkumulationszeit wird um einen Schritt verlängert), und wenn COMPA = COMPB = 1, dann wird der eingestellte Wort um einen Schritt vermindert (das heißt die Akkumulationszeit wird um einen Schritt verkürzt).

Das Propjramm flor; R0M-Spe:i ehern P.P /,um Erreichen der; vorstehend beschriebenen Steuerungsbetriebs ist in der am Ende der Beschreibung angefügten Tabelle II veranschaulicht. Anhand der Tabellen I und II läßt sich der Gesamtbetrieb der Akkumulationszeit-Stouorschaltung AGC nach I¹Ig. 8 nachvollzieh cn.

Wie vorstehend ausführlich erläutert wurde, kann mit der Erfindung die Zeit von der Einschaltung des Systems bis zum richtigen Betrieb der. Systems viel kurzer gemacht v/erden als im Falle, daß die Akkumulationszeit ausgehend von einem vorbestimmten Anfangswert Einzelschritt um Einzelschritt verlängert oder verkürzt wird. Die richtige Akkumulationszeit kann also -in einer sehr kurzen Zeitspanne erreicht werden, so daß die Betriebsgeschwindigkeit des Systems erhöht wird. Anstelle des vorstehend beschriebenen ROM-Speichers können auch andere Il it toi verwendet v/erden, zum Beispiel eine programmierbare Logiknatrix oder eine fest verdrahtete Logikschaltung. Außerdem sei erwähnt, daß sich eine ähnliche Methode auch realisieren läßt durch Verwendung einer Kombination eines Sukzessiv-Annäherungs-Registers, wie es unler der Modellbezeichnung 7^kS502 von der

ZQ Firma TI Inc. angeboten wird, und eines rückstellbaren umkehrbaren Zählers, wie or beispielsweise von der gleichen Firma unter der Hodcllbe^oichnung 7^3161 angeboten wird.

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TABELLE

	,.OLD	COMPB(ADR6)	)= o	16	0	16	1	16	1	1	0	0	1	0	- 1
	/ OLD	COMPA(ADR7)	)= 1	0	0	1	0	0	1	2	0	1	0	0	1
	/ OLD	UD/SA(ADR5)	)= 2	0	0	2	0	0	0	3	1	2	1	1	1
	/ OLD	DATA (ADRO-4	)= 3	0	(D5=0)	3	(D5=0)	0	(D5=0)	4	(D5=D	3	(D5 = D	2	(D5 = 1
	/ OLD	DATA (ADRO-4	)= 4	6	(D5=0)	4	(D5=1)	2	(D5=0)	5	(D5=1)	4	(D5=1)	3	(D5 = 1
	/ OLD	DATA (ADRO-4	)"= 5	0	(D5=0)	5	(D5=1)	0	(D5=0)	6	(D5 = D	5	(D5=1)	4	(D5 = 1
	OLD	DATA(ADR0-4	)= 6	0	(D5=0)	6	(D5=1)	0	(D5=0)	7	(D5=1)	6	(D5 = D	5	(D5=1
	OLD	DATA (ADRO-4	)= 7	0	(D5=1)	7	(D5=1)	0	(D5=1)	8	(D5=1)	7	(D5=1)	6	(D5=1
	A \ OLD	DATA (ADRO-4	)= 8	12	(D5=0)	8	(D5=1)	4	(D5=0)	9	(D5=1)	8	(D5=1)	7	(D5 = 1
	OLD	DATA (ADRO-4	)= 9	0	(D5=0)	9	(D5=1)	0	(D5=0)	10	(D5=D	9	(D5=D	8	(D5 = 1
	OLD	DATA (ADRO-4	)=10	0	(D5=0)	10	(D5=l)	0	(D5=0)	11	(D5 = D	10	(D5=1)	9	(D5 = 1
	; OLD	DATA(ADR0-4	) =11	0	(D5=0)	11	(D5=1)	0	(D5=0)	12	(D5=D	11	(D5=D	10	(D5 = 1
	OLD	DATA (ADRO-4	)=12	14	(D5=0)	12	(D5=1)	10	(D5=0)	13	(D5 = D	12	(D5=D	11	(D5=1
	\ OLD	DATA (ADRO-4	)=13	0	(D5=0)	13	(D5=1)	0	(D5=0)	14	(D5 = D	13	(D5-D	12	(D5=1
	' OLD	DATA (ADRO-4	) = 14	0	(D5=0)	14	(D5=1)	0	(D5=0)	15	(D5=D	14	(D5=D	13	(D5 = 1
	■ OLD	DATA(ADRO-4	)=15	0	(D5=1)	15	(D5=1)	0	(D5 = D	16	(D5 = D	15	(D5=1)	14	(D5 = 1
	? OLD	DATA (ADRO-4	) = 16	24	(D5=0)	16	(D5=1)	8	(D5=0)	17	(D5=D	16	Cd5 = 1 )	15	(D5= 1
	/ OLD	DATA(ADR0-4	)=17	0	(D5=0)	17	(D5=D	0	(D5=0)	18	(D5=D	17	(D5 = D	. 16	(D5 = 1
	/ OLD	DATA (ADRO-4	)=18	0	(D5=0)	18	(D5=1)	0	(D5=0)	19	(D5 = D	18	(D5=D	17	(D5=1
	/ OLD	DATA (ADRO-4	)=19	0	(D5=0)	19	(D5=D	0	(D5=0)	20	(D5 = D	19	(D5=D	18	(D5=l
	3 OLD	DATA(ADR0-4	)=20	22	(D5=0)	20	(D5=D	18	(D5=0)	21	(D5=1)	20	(D5=1)	19	(D5 = 1
	L / OLD	DATA(ADRO-4	)=21	0	(D5=0)	21	(D5=D	0	(D5=0)	22	(D5 = D	21	(D5=D	20	(D5=l
	Π OLD	DATA (ADRO-4	)=22	0	(D5=0)	22	(D5 = D	0	(D5=0)	23	(D5 = D	22	(D5=1)	21	(D5=1
	\\ OLD	DATA (ADRO-4	)=23	0	(D5=1)	23	(D5 = D	0	(D5=D	24	(D5 = D	23	(D5=1)	22	(D5 = 1
	' ^^VOLD	DATA(ADRO-4	)=24	28	(D5=0)	24	(D5 = D	20	(D5=0)	25	(DS = D	24	(D5=D	23	(D5=1
	OLD	DATA(ADR0-4	)=25	0	(D5=0)	25	(D5=D	0	(D5=0)	26	(DS = D	25	(D5=D	24	(D5 = 1
	OLD	DATA (ADRO-4	)=26	0	(D5=0)	26	(D5=D	0	(D5=0)	27	(D5=D	26	(D5=1)	25	(D5 = l
	OLD	DATA (ADRO-4	)=27	0	(D5=0)	27	(D5 = D	0	(D5=0)	28	(D5=D	27	(D5=1)	26	(D5=1
	OLD	DATA(ADR0-4	)=28	30	(D5=0)	28	(D5=D	26	(D5=0)	29	(D5=D	28	(D5 = D	27	(D5=1
	OLD	DATA (ADRO-4	)=29	0	(D5=0)	29	(D5 = D	0	(D5=0)	30	(D5 = D	29	(D5=D	28	(D5=l
I	OLD	DATA (ADRO-4	)=30	0	(D5=0)	30	(D5 = D	0	(D5=0)	31	(D5=D	30	(D5 = D	29	(D5 = 1
PJ	OLD	DATA (ADRO-4	)=3-1	0	(D5=1)	■34	(D5 = D	0	(D5 = D	3 Λ	(D5=D	η	(D5 = D	3 0	(D5=1
Co	DATA (ADRO-4		(D5=0)	(D5 = D	(D5=0)	(D5 = D	(D5 = D	(D5=1
1	DATA(ADR0-4		(D5=0)	(D5=D	(D5=0)	(D5=D	(D5=D	(D5=1
	DATA (ADRO-4		(D5=0)	(D5=1)	.(DS = O.)	.(D5=.D	(DS=A.)	(DS=I

TABELLE II

(EOM ein )

(ROM aus )

1

O (

A₇AcA₅AiA₃A₂A₁Aj

O

I

B )

DATA-

■ 1

2

6 (

D₅D₄D₃D₂D₁D₀

1

O

B

ADDRES

1

1 (

O

1

B )

DATA-

■

O (

O

B

ADDRES

1

2 (

O

1

O

B )

DATA =

a

O (

O

B

ADDRES

1

3 (

O

1

I

B )

DATA-

O (

O

B

ADDRES

1

4 (

O

1

O

B )

DATA=

= 3

5

■ 8 (

O

1

O

B

ADDRES

1

5 (

O

1

O

1

B )

D ATA =

O (

1

O

B

ADDRES

1

6 (

O

1

O

B )

DATA =

O (

O

B

ADDRES

1

7 (

O

1

B )

DATA =

O (

O

B

ADDRES

1

8 (

O

1

O

B )

DATA-

■ 1

2

2 (

O

1

O

B

ADDRES

1

9 (

O

1

O

1

B )

DATA=

E

O (

O

B

ADDRES

2

O (

O

1

O

1

O

B )

DATA =

O (

O

B

ADDRES

2

1 (

O

1

O

1

B )

DATA =

O (

O

B

ADDRES

2

2 (

O

1

O

B )

DATA =

■■ 4

6

6 (

O

1

O

B

ADDRES

2

3 (

O

1

O

1

B )

DATA-

I

O (

1

O

B

ADDRES

2

4 (

O

1

O

B )

DATA=

O (

O

B

ADDRES

2

5 (

O

1

B )

DATA =

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B

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ORIGINAL INSPECTED

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ADDRES S = ADDRESS-ADDRES S = -ADDRESS = ADDRES S = ADDRES S = ADDRES S = ADDRES S-ADDRES S = ADDRES S = ADDRES S-ADDRESS-= ADDRESS-AD D R E S S ADDRESS-ADDRESS·- A D D R K S S ADDR E SS ' ADDRESS-ADDRESS=-

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ORSGiNAL INSPECTED

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17 9(1

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- 33 -

- 53 -

Λ I) D K K S S = 2 1 ß ( I 1 O 1 1 O O O B ) D A T A -> 2 O ( O 10 1 0 (J B )

Λ I) DRESS -217(11011001B) DATA= 0(000000B)

ADDRE S S --=218(110 1101 OB) DATA- 0(000 0 00 B)

ADDRESS»219( 1101 101 IB) DATA= 0(000000 B)

ADDRESS=220(ll011100B) DATA=58(lll0l0B)

ADDRESS=221(11O111O1B) DATA= 0(000000B)

A D D R B S S -= 2 2 2 ( 1 1011 1 10B) DATA- 0(000-0 00B)

ADDRESS = 223( 1 101 1 1 1 IB) DATA- 0(000000B)

ADDEESS>224( 1 1 IOOOOOB) D ATA = 3 2 ( 100000B)

ADDRESS =22 5 ( 11 100001B) DATA = 32( IOOOOOB)

ADDRESS = 226(11100010-/B) DATA = 33( 100001B)

ADDRESS=-227( 1110001 IB) D A T A =-3 4 ( 10001UB)

ADdRES S - 2 2 8 ( 1 1 100 1 00B) D A T A = 3 5 ( 100011B)

ADdRESS = 229(11100101B) D ATA-36( 1 O 0 1 0 Ο Β )

ADDRESS = 230( 111001 10B) DATA = 37(l0 0101B)

ADDRESS = 231( 11100111B) DATA-38(l00110B)

ADDRESS = 232( 1 1 101 000B ) DATA=39( 1001 1 IB)

ADDRESS = 233(111O1OO1B) D ATA-40 ( 1 0 1 O O 0 B )

ADDRESS = 234(111O1O1OB) D ATAH 1 ( 1 0 1 0 0 1 B )

ADDRESS-235(11101011B) D ATA = 42( 1 0 1 O 1 O B )

ADDRESS = 23 6-( 11101 100B) D ATA = 4 3 ( 101011B)

ADdRESS = 237(11101101B) DATA=44( 10110OB)

ADDRESS = 238(111O111OB) D ATA=4 5( 1 0 1 1 0 1 B )

ADDRESS = 2 3 9( 1 1 1 0 1 1 ι 1 B ) D A T A = 4 6 ( 1 0 1 1 1 0 B )

ADDRESS=-24O(1111OOOOB) D ΑΤΛΗ 7 ( 1 0 1 1 1 1 B )

ADDRESS-241( 1 1 1 1 00 0 1 B) D ATA = 4 8 ( 1 1 0000B) 'ADDRESS = 242( 1 1 1 1 O 0 10 B ) " D AT A = 4.9 ( 1 1 0 0 0 1 B )

ADDRESS = 243(1111OO11B) D ATA=5 0( 1 1 0 0 1 O B )

ADDRESS = 244(1111O1OOB) D ATA = 5 1 ( 1 1 0 O 1 1 B )

ADDRESS = 245(1111O1O1B) D ATA = 52( 1 1 O 1 O O B )

ADDRESS = 246(l 1110110B) DATA-53( Π O 1 0 1 B )

ADDRESS-247(1111O111B) D ATA=54( 1 1 0 1 1 0 B )

ADDRE S-S = 248(1I11IOOOB) DATA=55(ll0111B)

ADdRESS = 249( 1 1 1 1 1 00 1 B) D ATA = 5 6 ( 1 1 1 00OB)

ADDRESS=25O(lillioiOB) DATA=57(lll00lB)

ADDRESS-251C11111011B) D ATA=58( 1 1 1 O 1 0 B )

ADDRESS = 252( 1 1 1 1 1 1 00B) DATA=59( 1 1 l 01 IB)

ADDRESS = 253( 1 1 1 1 1 1 0 IB) DATA=60( 1 1 l 100B)

ADDRESS=254( 1 1 1 1 1 1 χ OB) DATA=61( 1 1 ι I₀ IB)

ADDRESS =255( 1 1 1 1 1 1 ι IB) DATA = 62( 1 11 1 1 OB)

INSPECTED

ι 3Κ

Leerseite

ORIGINAL INSPECTED

Claims

⁷->0

Pat ent an s pr üch e

Strahlungsfühlendes System, gekennzeichnet durch:

ein Strahlungsfühlgerät (6), das durch Akkumulation einfallender Strahlung über eine gewählte Akkumulationszeit ein elektrisches Signal erzeugt;

eine den Pegel den vom Strahlungsfühlgerät erzeugten elektrischen Signals auswertende Diskriminatoreinrichtung (COIIPA, COMPB) zur Erzeugung einer ersten charakteristischen Ausgangsgröße, wenn der Pegel des elektrischen Signals innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt; und

eine Steuereinrichtung (AGC), welche die Akkumulationszeit des Strahlungsfühlgeräts einstellt, indem
sie aus einer Vielzahl verschiedener gewählter Akkumulationszeiten durch sukzessive Näherung in verschiedenen Intervallen diejenige ermittelt, bei welcher die Diskriminatoreinrichtung die erste charakteristische Ausgangsgröße liefert.

ORIGINAL INSPECTED

COPY

— 2 —

Dresdner Bank (München) Kto. 3 939844

Posischeck (München) Kto. 670-43-804
2. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminatoreinrichtung (COMPA und COMPB) eine zweite und eine dritte charakteristische Ausgangsgröße liefert, wenn der Pegel des vom Strahlungsfühlgerät (6) erzeugten elektrischen Signals außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und daß die Steuereinrichtung (AGC) auf die erste, die zweite und die dritte charakteristische Ausgangsgröße der Diskriminatoreinrichtung ansprechen kann und, nachdem sie die Akkumulationszeit für das Strahlungsfühlgerät einmal eingestellt hat, die Akkumulationszeit Schritt für Schritt auf der Basis der zweiten und dritten Ausgangsgröße regelt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eirischalteinrichtung zum Einschalten des Betriebs des Systems vorgesehen ist und daß die Steuereinrichtung (AGC) auf die Einschalteinrichtung anspricht, um die Akkumulationszeit für das Strahlungsfühlgerät (6) sukzessiv an die richtige Akkumulationszeit heranzuführen, bis die Diskriminatoreinrichtung (COMPA, COMPB) die erste charakteristische Ausgangsgröße liefert.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (AGC) einen programmierten Festwert-

25 speicher (22) enthält.

5- System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (AGC) einen programmierten Festwertspeicher (22) enthält.
30

copy j