DE3225467C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Bildsignalakkumulation bei einem Bildsensor, der bei Beaufschlagung mit einem Objektbild ein dem aufgenommenen Objektbild entsprechendes Bildsignal akkumuliert, mit einer Einstellschaltung zur Einstellung der Akkumulationszeit des Bildsensors, mit einer Detektorschaltung zur Ermittlung des vom Bildsensor nach Ablauf der von der Einstellschaltung eingestellten Zeitdauer akkumulierten Bildsignalpegels zur Abgabe eines ersten Signals zur Verkürzung der Akkumulationszeit bei einem oberhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Bildsignalpegel und zur Abgabe eines zweiten Signals zur Verlängerung der Akkumulationszeit bei einem unterhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegenden Bildsignalpegel, und mit einer Einstellzeit-Steuerschaltung zur Verkürzung der von der Einstellschaltung eingestellten Akkumulationszeit um einen vorgegebenen Betrag bei Vorliegen des ersten Signals oder Verlängerung der von der Einstellschaltung eingestellten Akkumulationszeit um einen vorgegebenen Betrag bei Vorliegen des zweiten Signals, wobei die Bildsignalakkumulation wiederholt für die Dauer der eingestellten Akkumulationszeit durchgeführt, die Akkumulationszeit für den jeweils nächsten Akkumulationsvorgang hierbei in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektorschaltung bei Beendigung eines jeden Akkumulationsvorgangs bestimmt und der akkumulierte Bildsignalpegel derart eingestellt wird, daß er innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt.

Aus der DE 30 19 908 A1 ist eine Scharfeinstellungs- Ermittlungseinrichtung für eine Kamera bekannt, die einen vom Kameraobjektiv mit Objektbildern beaufschlagten Bildsensor aus einer Vielzahl von signalintegrierenden photoelektrischen Bildelementen und eine Scharfeinstellungs- Detektorschaltung zur Ableitung und Verarbeitung der von den photoelektrischen Bildelementen integrierten Bildsignale und Erzeugung eines den Scharfeinstellzustand des Kameraobjektivs repräsentierenden Ausgangssignals aufweist. Zur Erzielung einer objekthelligkeitsabhängigen Auswertung der Bildsignale ist eine Signalauswerteschaltung vorgesehen, die in einer ersten Betriebsart die von den jeweiligen photoelektrischen Bildelementen integrierten Bildsignale einzeln ableitet und in einer zweiten Betriebsart einen Summenwert der Bildsignale einer jeweiligen Anzahl von Bildelementen bildet, wobei eine Wählschaltung in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit eine Auswahl zwischen diesen beiden Betriebsarten trifft.

Auf diese Weise kann bei der Auswertung der Bildsignale in Abhängigkeit von der jeweiligen Objekthelligkeit eine Entscheidung dahingehend getroffen werden, ob bei ausreichender Objekthelligkeit die einzelnen Bildsignale der photoelektrischen Bildelemente unabhängig voneinander direkt zur Weiterverarbeitung freigegeben werden können oder ob bei geringer Objekthelligkeit zunächst eine Summenbildung der Bildsignale einer bestimmten Anzahl von photoelektrischen Bildelementen vor der Signalverarbeitung zur Scharfeinstellungsermittlung zu erfolgen hat, wodurch sich der Signalauswertungspegel anheben und damit die zur Scharfeinstellungsermittlung erforderliche Integrationsdauer in einem solchen Fall verkürzen läßt.

Die Bildsignal-Integrationszeit wird hierbei von einer Steuerschaltung derart eingestellt, daß bei Überschreiten eines geeigneten, vorgegebenen Bildsignalpegels die Auswertezeit um einen konstanten Betrag verkürzt und entsprechend bei Unterschreiten dieses vorgegebenen Bildsignalpegels um einen konstanten Betrag verlängert wird, bis der Bildsignalpegel einen vorgegebenen Wert erreicht. Auf diese Weise sind jedoch unter Umständen zahlreiche Steuervorgänge erforderlich, bis Koinzidenz vorliegt, was z. B. zur Scharfeinstellungsermittlung etwa im Falle einer Kamera nachteilig ist.

Weiterhin ist aus der DE 31 41 936 A1 eine Bildsignalverarbeitungseinrichtung mit einem von Objektbildern beaufschlagten Lichtsensor mit einer Vielzahl von Bildelementen zur Akkumulation von den einfallenden Objektbildern entsprechenden Bildsignalen, einer Leseschaltung zum seriellen Auslesen der akkumulierten Bildsignale der Bildelemente und einer Steuereinrichtung zur Einstellung einer Bildsignal-Akkumulationszeit und Bestimmung von Störunterdrückungs- Schwellenwerten für die von der Leseschaltung jeweils ausgelesenen Bildsignale bekannt, bei der eine Einstellschaltung zur Einstellung der Störunterdrückungs- Schwellenwerte auf einen gemeinsamen Schwellenwert für jedes der aus den einzelnen Bildelementen ausgelesenen Bildsignale vorgesehen ist, wobei dieser gemeinsame Schwellenwert in Abhängigkeit von der mittels der Steuerschaltung bestimmten Bildsignal-Akkumulationszeit oder in Abhängigkeit von der mittels einer Temperatur-Detektorschaltung ermittelten Umgebungstemperatur variabel einstellbar ist. Auf diese Weise lassen sich auf Umgebungstemperaturschwankungen und unterschiedlicher Bildsignal- Akkumulationszeit beruhende Störsignalanteile bei sämtlichen Bildelementen gleichzeitig unterdrücken.

Auch hier wird die Bildsignal-Akkumulationszeit von der Steuerschaltung derart eingestellt, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Bildsignalpegels bei einem Akkumulationsvorgang die Bildsignal-Akkumulationszeit um einen konstanten Betrag verkürzt und bei Unterschreiten dieses vorgegebenen Bildsignalpegels um einen konstanten Betrag entsprechend verlängert wird, bis der vorgegebene Wert des Bildsignalpegels erreicht ist. Auch dieses bekannte Iterationsverfahren erfordert somit eine Vielzahl von Auswertungsvorgängen, bis Koinzidenz vorliegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß durch gezielte Steuerung der Bildsignal- Akkumulationszeit des Bildsensors eine kürzere Bildsignalauswertung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstellzeit-Steuerschaltung eine vorgegebene Zeitdauer als erste Akkumulationszeit einsteuert, in Abhängigkeit vom ersten oder zweiten Signal als zweite Akkumulationszeit eine Zeitdauer einsteuert, die sich von der vorgegebenen Zeitdauer um einen Änderungsbetrag unterscheidet, der dem halben Zeitwert der im ersten Akkumulationsvorgang eingestellten vorgegebenen Zeitdauer entspricht, und bei anschließenden Akkumulationsvorgängen als jeweilige Akkumulationszeit eine Zeitdauer einsteuert, die sich von der Akkumulationszeit im jeweils vorhergehenden Akkumulationsvorgang um einen neuen Änderungsbetrag unterscheidet, der der Hälfte des jeweils vorherigen Änderungsbetrages entspricht.

Auf diese Weise kann die Bildsignalauswertung zunächst mit einem sehr hohen Akkumulationszeit-Änderungsbetrag begonnen und sodann bei jedem aufeinanderfolgenden Akkumulationsvorgang der Akkumulationszeit-Änderungsbetrag verringert werden, was eine erhebliche Verkürzung des zur Einsteuerung einer korrekten Bildsignal-Akkumulationszeit und damit zur Erzielung einer korrekten Bildsignalauswertung erforderlichen Zeitintervalls ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustands eines Objektivs auf ein Objekt,

Fig. 1B eine schematische Darstellung eines photoelektrischen Bildsensors der optischen Anordnung gemäß Fig. 1A,

Fig. 1C Veränderungen der Bildschärfe an drei Positionen des photoelektrischen Bildsensors gemäß Fig. 1B in Abhängigkeit von einer Objektivverstelllung bei der optischen Anordnung gemäß Fig. 1A,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Bildsensors gemäß Fig. 1B, bei der das in den Fig. 1A bis 1C veranschaulichte Prinzip der Scharfeinstellungsermittlung Anwendung findet,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Abgleichschaltung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 4A bis 4C Signalverläufe zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Fenstervergleichers der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 5A bis 5F Ausgangssignalverläufe bei wesentlichen Bauelementen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Zeitsteuergenerators der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 7 Ablauf-Steuersignale des Zeitsteuergenerators gemäß Fig. 6, und

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung zur Steuerung der Akkumulationszeiteinstellung des Bildsensors, die bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 Verwendung findet.

In Fig. 1A ist ein Abbildungsobjektiv 1 mit einer optischhen Achse 1′ dargestellt. Im Strahlengang des Abbildungsobjektivs 1 befindet sich ein Strahlenteiler 2, der teildurchlässige Abschnitte 2′ und 2′′ sowie einen totalreflektierende Abschnitt 2′′′ aufweist. Gemäß Fig. 1A fällt das aus dem Abbildungsobjektiv 1 austretende Licht auf den teildurchlässigen Abschnitt 2′ des Strahlenteilers 2 und wird an diesem Abschnitt 2′ sowie am teildurchlässigen Abschnitt 2′′ und am total-reflektierenden Abschnitt 2′′′ in insgesamt drei getrennte Lichtstrahlen 3, 4 und 5 aufgespalten. Wenn der Strahlenteiler 2 so ausgebildet ist, daß am Abschnitt 2′ etwa ein Drittel des einfallenden Lichts hindurchtritt und die restlichen zwei Drittel reflektiert werden und daß am Abschnitt 2′′ etwa die Hälfte des dort auftreffenden Lichts hindurchtritt und die andere Hälfte reflektiert wird, dann ist die Lichtenergie für die drei austretenden Teilstrahlen praktisch gleich. Hinter dem Strahlenteiler 2 befindet sich ein photoelektrischer Wandler wie zum Beispiel ein Festkörper-Bildsensor 6 mit drei Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′.

Wenn der vom Abbildungsobjektiv 1 gebildete Konvergierungspunkt des Lichtstrahls 3 am Ort 7 liegt, befinden sich die Konvergierungspunkte der Teilstrahlen 4 und 5 am Ort 7′ bzw. 7′′. Fällt der Konvergierungspunkt des vom teildurchlässigen Abschnitt 2′′ abgespalteten Teilstrahls 4 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 Lichtempfangsteil 6′′′ fallenden Teilstrahls 5 liegt vor dem Lichtempfangsteil 6′′′. Die Versetzung dieser Konvergierungspunkte gegenüber den Lichtempfangsteilen ist jeweils gleich, wenn der Abstand zwischen den teildurchlässigen Abschnitten 2′ und 2′′ genau so groß ist wie der Abstand zwischen dem Abschnitt 2′′ und dem total reflektierenden Abschnitt 2′′′. 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 aufweisen.

Wenn das Abbildungsobjektiv 1 entlang der optischen Achse 1′ verstellt wird, ändert sich die Schärfe der Bilder auf den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ 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 deren Änderungen darstellen, bilden drei nebeneinanderliegende Scheitel. Die Abszisse gibt die Verschiebung des Abbildungsobjetivs 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 lichtempfangene Oberfläche des Lichtsempfangsteils 6′′ des Bildsensors 6 so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen mit einer vorgegebenen Brennebene des Abbildungsobjektivs 1 zusammenfällt (z. B. mit der Filmebene im Falle einer Kamera), dann ist das Abbildungsobjektiv 1 für die in Fig. 1A dargestellte Situation scharf eingestellt; das heißt, eine korrekte Scharfeinstellung liegt vor, wenn die Schärfe der Bilder auf den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ die bei 9 in Fig. 1C dargestellte Relation zueinander aufweist. Anhand von Fig. 1C läßt sich erkennen, daß wenn die Bildebene des Abbildungsobjektivs 1 vor dem Lichtempfangsteil 6′′ liegt, die Relation zwischen den Schärfen 8′ und 8′′′ umgekehrt ist gegenüber dem Fall, daß sich die Bildebene hinter dem Lichtempfangsteil 6′′ befindet. Somit läßt sich ermitteln, ob das Abbildungsobjektiv 1 bezüglich der vorbestimmten Brennebene eine zu nahe oder eine zu weite Fokussierung hat.

Fig. 1B ist eine Draufsicht auf den photoelektrischen Bildsensor 6, dessen Lichtempfangsteile 6′, 6′′ und 6′′′ im dargestellten Fall aus geradlinigen Streifen ladungsgekoppelter Elemente (CCD-Schaltungen) besteht. Die Gestalt der Lichtempfangsteile ist jedoch nicht auf diese Streifenform beschränkt.

Der Strahlenteiler 2 und der photoelektrische Bildsensor 6 mit den drei Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ sind Bestandteile eines Scharfeinstellungs-Erfassungssystems. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche Bildsignale aus den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ ausliest, Bildschärfesignale von diesen Bildsignalen ableitet und den Betrag der Schärfe der Bilder an drei Punkten ermittelt. Eine Reihe von Taktsignalen zum Betreiben des Bildsensors 6 wird von einem Taktimpulstreiber CLKT geliefert. Die Taktsignale werden dazu herangezogen, um verschiedene Operationen des Bildsensors 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 Bildsensor 6 über eine vorbestimmte Zeitdauer gespeicherte und dann übertragene Ladung, wird am Ausgang des Bildsensors 6 in eine entsprechende Spannung umgewandelt und dann als Bildsignal über einen der Rauschunterdrückung dienenden Kondensator C auf eine Abgleichschaltung BA gegeben. Diese Bildsignale, welche den drei Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ des CCD-Fühlers 6 entsprechen, werden zeitlich hintereinander in einer Reihenfolge ausgelesen, die durch den Aufbau des Bildsensors 6 bestimmt ist.

Die Abgleichschaltung BA ist in näheren Einzelheiten in Fig. 3 dargestellt und enthält einen Multiplexer 11 bekannter Bauart und drei zusammengefaltete veränderbare Widerstände 12, 13 und 14. Die Bildsignale werden einem Eingang 10 zugeführt und über die veränderbaren Widerstände 12, 13 und 14 auf den Multiplexer 11 gekoppelt. Der Multiplexer 11 empfängt über einen weiteren Eingang 16 ein Signal zur zeitlichen Steuerung des Einkoppelns der den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ entsprechenden Bildsignale und gibt diese Signale an einen Verstärker 17 weiter. Die veränderbaren Widerstände 12, 13 und 14 steuern den Abgleich der von den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ stammenden Bildsignale. Die Ausgangssignale von den Widerständen 12, 13 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. Dieser Abgleich der Bildsignale ist zweckmäßig, wenn ein Ungleichgewicht zwischen den drei vom Strahlenteiler 2 gebildeten Teilstrahlen 3, 4 und 5 besteht. Das über den Eingang 16 gelieferte synchronisierende Zeitsteuersignal kommt von einem Zeitgeber TMGE, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Obwohl bei der hier beschriebenen Ausführungsform drei veränderbaren Widerstände vorgesehen sind, ist es natürlich auch möglich, zwei veränderbare Widerstände zu verwenden, um zwei Bildsignale gegenüber dem dritten Bildsignal abzugleichen.

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 SWAF (im Falle einer Kamera ein Signal, das gleichzeitig mit dem Drücken eines Verschluß-Auslöseknopfs in eine erste Betätigungsstufe erzeugt wird) und ein Einschaltlöschsignal PUC liefert der Zeitgeber TMGE die verschiedenen Synchronisierungssignale 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 hier beschriebenen Ausführungsform benötigt wird. Der Taktimpulstreiber CLKD steht ebenfalls unter dem Einfluß eines Synchronisierungssignals vom Zeitgeber TMGE.

Die in der Abgleichschaltung BA justierten Bildsignale werden auf eine erste Abtast/Speicherschaltung SHA gegeben, welche zur Formgebung der Bildsignale dient. Als Antwort auf einen Abfrageimpuls, der vom Zeitgeber TMGE synchron mit der Ausgabe der Bildsignale vom Bildsensor 6 geliefert wird, fragt die erste Abtast/Speicherschaltung SHA den Pegel des jeweils eintreffenden Bildsignals ab und hält ihn fest.

Die Temperatur und die Akkumulationszeit des Bildsensors 6 bestimmen den Dunkelstrom, da der Bildsensor 6 eine Halbleiteranordnung ist. Daher besteht das Bildsignal aus der Überlagerung des Dunkelstrompegels mit dem Signal, welches der tatsächlich einfallenden Lichtmenge entspricht. Das Bildsignal enthält also, so wie es vorliegt, eine Störkomponente. Aus diesem Grund wird ein Teil des Lichtempfangsbereichs des Bildsensors 6 durch eine Aluminiummaske oder dergleichen abgedeckt und ein von diesem Bereich abgeleitetes Ausgangssignal 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 Dunkelstrominformation (nicht dargestellt) wird am Ende jedes der drei Lichtempfangsteile 6′, 6′′ und 6′′′ des Bildsensors 6 eingefügt, so daß diese Information als erstes ausgegeben wird. Eine zweite Abtast/Speicherschaltung SHB dient dazu, diese Dunkelstrominformationen abzufragen und festzuhalten. Die zweite Abtast/Speicherschaltung 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 Abtast/Speicherschaltung SHA und das Ausgangssignal der Abtast/Speicherschaltung SHB, um die Differenz zwischen diesen beiden Signalen zu bilden. Der Ausgang des Differenzverstärkers DIF liefert also Signale, in denen die Dunkelstromkomponente unterdrückt ist und die genau der Menge des einfallenden Lichts entsprechen.

Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers DIF wird auf den Eingang eines Hochpaßfilters HPF sowie auf zwei Vergleicher COMPA und COMPB gegeben. Dem Vergleicher COMPA wird eine Referenzspannung VA und dem Vergleicher COMPB eine Referenzspannung VB zugeführt. Die beiden Vergleicher COMPA und COMPB bilden gemeinsam einen sogenannten Fenstervergleicher.

Die Arbeitsweise dieses Fenstervergleichers sei nachstehend anhand von Fig. 4 erläutert. Die Fig. 4A, 4B und 4C zeigen die Beziehung zwischen dem von der Dunkelstromkomponente befreiten Bildsignal und den Referenzspannungen VA und VB, wobei längs der 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 Zeitbereiche dar, in denen die Bildsignale von den Lichtempfangsteilen 6′′′, 6′′ und 6′ des Bildsensors 6 abgegeben werden. In Fig. 4A überschreitet ein Teil des dunkelstrombefreiten Signals (ein Teil des 6′′-Signals) die Referenzspannungen VA und VB, was einen zu hohen Signalpegel bedeutet. In diesem Fall sind die Ausgangssignale beider Vergleicher COMPA und COMPB 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 Ausgangssignale beider Vergleicher COMPA und COMPB auf niedrigem Pegel. In Fig. 4C liegt der Spitzenwert des dunkelstrombefreiten Signals zwischen den Referenzspannungen VA und VB, das heißt das Signal hat richtigen Pegel. In diesem Fall ist nur das Ausgangssignal des Vergleichers COMPB hoch, während das Ausgangssignal des Vergleichers COMPA niedrig ist. Wenn die Referenzspannungen VA und VB so gewählt sind, daß der für die vorliegende Schaltungsanordnung richtige Pegel des dunkelstrombefreiten Signals zwischen ihnen liegt, läßt sich an der Kombination hoher und niedriger Pegel an den Ausgängen der Vergleicher COMPA und COMPB erkennen, ob der tatsächliche Pegel des dunkelstrombefreiten Signals diesem richtigen Pegel entspricht oder nicht. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist VA< VB, und wenn in diesem Fall die Ausgangssignale beider Vergleicher COMPA und COMPB hoch sind, bedeutet dies, daß das dunkelstrombefreite Signal einen zu hohen Pegel hat (z. B. Sättigungszustand). Wenn die Ausgangssignale beider Vergleicher COMPA und COMPB niedrig sind, hat das dunkelstrombefreite Signal zu niedrigen Pegel. Nur wenn das Ausgangssignal des Vergleichers COMPA niedrig und das Ausgangssignal des Vergleichers COMPB hoch ist, hat das dunkelstrombefreite Signal einen richtigen Pegel.

Die Ausgangssignale der Vergleicher COMPA und COMPB werden auf eine Einstellzeit-Steuerschaltung AGC gekoppelt, welche den richtigen Pegel des dunkelstrombefreiten Signals aufrechterhält, indem sie die Akkumulationszeit des Bildsensors 6 im Falle eines zu hohen Pegels beschränkt und im Falle eines zu niedrigen Pegels verlängert. Der Betrieb der Einstellzeit-Steuerschaltung AGC zum Unterscheiden der Ausgangssignalzustände der Vergleicher COMPA und COMPB wird durch ein vom Zeitgeber TMGE abgegebenes Synchronisierungssignal zu demjenigen Zeitpunkt aktiviert, in welchem die dunkelstrombefreiten Signale von den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ abgegeben werden. Auf der Grundlage der Ausgangssignalzustände der Vergleicher COMPA und COMPB liefert die Einstellzeit-Steuerschaltung AGC an den Zeitgeber TMGE einen Befehl zur Verstärkung oder Verlängerung der Akkumulationszeit. Abhängig von diesem Befehl beeinflußt der Zeitgeber TMGE den Taktimpulstreiber CLKD derart, daß die Akkumulationszeit des Bildsensors 6 verkürzt oder verlängert wird, wenn das nächste Ausgangssignal des Bildsensors 6 ausgelesen wird.

Das Hochpaßfilter HPF wertet das Maß der Änderung im Bild aus. Ein erster Schritt besteht darin, daß das Hochpaßfilter HPF zur Ermittlung der Schärfe des Bildes die hochfrequenten Komponenten des Bildsignals extrahiert. Der Zeitgeber TMGE liefert an das Hochpaßfilter HPF ein Synchronsignal gleichzeitig mit dem Zeitpunkt, zu welchem die den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ des Bildsensors 6 entsprechenden Bildsignale eingegeben werden. Hiermit soll verhindert werden, daß das Hochpaßfilter HPF ein Ausgangssignal 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 Hochpaßfilter HPF zeitweilig zurück.

Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters HPF wird über eine Absolutwertschaltung ABS auf eine Quadrierungsschaltung SQR gegeben. Die Absolutwertschaltung ABS bildet den Absolutwert des Ausgangssignals des Hochpaßfilters HPF. 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 das Ausgangssignal des Hochpaßfilters HPF direkt einer nachstehend näher beschriebenen Integrierschaltung INT zugeführt würde, bei manchen Bildmustern gegenseitig 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 Funktion, den Spitzenwert des Ausgangssignals des Hochpaßfilters HPF zu betonen (anzuheben) und auszuwerten, das heißt den Zustand, in welchem die Änderung des Bildsignals mit der Zeit groß und die Schärfe höher ist. Die Quadrisierungsschaltung SQR wirkt mit einem Fensterfunktionsgenerator WIN zusammen. Dieser Fensterfunktionsgenerator sorgt 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 außerhalb des Sichtfeldes liegendes Bild als Teil eines unscharfen Bildes in das Sichtfeld eintritt. Der Fensterfunktionsgenerator verhindert auch das Entstehen eines Übergangsfehlers, wenn infolge einer durch Bewegung verursachten Verwischung des von Abbildungsobjektiv 1 abgebildeten Bildes ein anderes Bild in das Sichtfeld eintritt. Das Ausgangssignal des Fensterfunktionsgenerator WIN steuert die Verstärkung der Quadrierungsschaltung SQR so, daß sie am Rand des Sichtfeldes niedrig und in der Mitte des Sichtfeldes hoch wird. Unter dem Einfluß des Zeitsteuersignals, das der Zeitgeber TMGE synchron mit der Einschaltung des Betriebs der Lichtempfangsteile 6′, 6′′ und 6′′′ des Bildsensors 6 und mit der Auslegung jedes Elements des Bildsensors 6 sendet, steuert der Fensterfunktionsgenerator WIN die Verstärkung der Quadrierungsschaltung 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 Ausgangssignal der Quadrierungsschaltung SQR wird einer Integrierschaltung INT zugeführt, die das Signal über den gesamten Bereich der Lichtempfangsteile integriert und am Ausgang Signale liefert, welche die Schärfe des Bildes an jedem der Lichtempfangsteile darstellen. Die Integrierschaltung INT empfängt außerdem ein Synchronisierungssignal vom Zeitgenerator TMGE, welches dafür sorgt, daß die Integration und deren Rücksetzung zeitlich richtig auf die Lichtempfangsteile 6′, 6′′ und 6′′′ abgestimmt ist. Auf diese Weise liefert die Integrierschaltung INT elektrische Signale, welche in der gleichen Reihenfolge, wie die Lichtempfangsteile 6′, 6′′ und 6′′′ des Bildsensors 6 ausgelesen werden, die Schärfe der jeweils ausgelesenen Bilder wiedergeben.

Das analoge Ausgangssignal der Integrierschaltung INT wird einem üblichen Analog/Digital-Wandler A/D (A/D-Wandler) zugeführt, um es in einen Digitalwert umzuwandeln, damit die Signale in einer Zentraleinheit CPU für die Feststellung verarbeitet werden können, ob das Abbildungsobjektiv 1 scharf, zu nah oder zu weit eingestellt ist.

Die Fig. 5A bis 5F zeigen 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 Bildsensors 6 (d. h. aus den Sichtfeldern für die drei Bilder) und endend mit der Integration in der Integrierschaltung INT. In den Fig. 5A bis 5F 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 angezeigte Bereiche sind die Zeiten, in denen die von den Lichtempfangsteilen 6′, 6′′ und 6′′′ des Bildsensors 6 stammenden Signale ausgelesen und verarbeitet werden. Die dargestellten Kurven gelten für den Fall, daß das Abbildungsobjektiv 1 scharf eingestellt ist, das heißt, daß die Schärfe des Bildes auf dem Lichtempfangsteil 6′′ am größten ist (Objektivstellung entsprechend dem Punkt 9 in Fig. 1C). Die Darstellung in Fig. 5 umfaßt nur eine Signalauslesung aus dem Bildsensor 6, tatsächlich werden die gezeigten Signale wiederholt ausgelesen.

Fig. 5A zeigt das aus dem Bildsensor 6 ausgelesene Bildsignal nach seiner Verarbeitung durch die Abtast/Speicherschaltung SHA. Zunächst erscheint das vom Lichtempfangsteil 6′′′ ausgelesene Signal, dann das vom Teil 6′′ ausgelesene Signal und als letztes das vom Teil 6′ ausgelesene Signal. Der mit D bezeichnete Spannungswert ist der Dunkelstrompegel, der als erstes ausgegeben und von der Abtast/Speicherschaltung SHB festgehalten wird. Fig. 5B zeigt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers DIF, das heißt das dunkelstrombefreite Signal, in welchem der Dunkelstrompegel D unterdrückt ist. Fig. 5C zeigt das Ausgangssignal des Hochpaßfilters HPF. In Fig. 5D ist das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung ABS dargestellt. Fig. 5E zeigt das Ausgangssignal der Quadrierungsschaltung SQR, wobei die gestrichelten Trapeze veranschaulichen, wie sich die Verstärkung der Quadrierungsschaltung SQR innerhalb des Sichtfeldes entsprechend der Form des vom Fensterfunktionsgenerator WIN erzeugten Fensters ändert. In Fig. 5F ist das Ausgangssignal der Integrierschaltung INT dargestellt, wobei die Werte A (8′′′), B (8′′) und C (8′) der Bildschärfe an den Lichtempfangsteilen 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 umgewandelt und auf die Zentraleinheit CPU gegeben. Die Zentraleinheit CPU ermittelt anhand der zwischen den Werten A, B und C bestehenden Beziehungen entsprechend vorher eingestellten Kriterien, ob scharf, zu nah oder zu weit eingestellt ist und ob die Erfassung unterbrochen ist. Bei richtiger Scharfeinstellung sind die Bedingungen B<A, B<C und A=C erfüllt. Bei zu naher Fokussierung ist die Bedingung C<A erfüllt, und bei zu weiter Fokussierung ist die Bedingung A<C erfüllt. Die Zentraleinheit CPU stellt fest, welche Bedingungen jeweils erfüllt sind, und liefert ein Signal, welches den jeweiligen der drei Einstellzustände anzeigt.

Das Ausgangssignal der Zentraleinheit CPU wird einer nachgeschaltete Anzeigeschaltung DISP zugeführt. Die Anzeigeschaltung DISP besteht im Grunde aus einer logischen Schaltung und einer Treiberschaltung zur Ansteuerung von Anzeigeelementen wie zum Beispiel Leuchtdioden. Beim hier beschriebenen Beispiel spricht die Anzeigeschaltung DISP auf die Befehle von der Zentraleinheit CPU an, um im Falle richtiger Scharfeinstellung eine Leuchtdiode LEDA zu erregen, im Falle einer zu nahen Fokussierung eine Leuchtdiode LEDB zu erregen und im Falle einer zu weiten Fokussierung eine Leuchtdiode LEDC zu erregen, so daß der entsprechende Einstellzustand des Abbildungsobjektivs 1 angezeigt wird. Ein Schutzwiderstand R dient zum Schutz der Leuchtdioden LEDA bis LEDC, wenn eine Spannung V an sie angelegt wird. Statt der beschriebenen Leuchtdioden können auch Flüssigkristall-Anzeigeelemente, Elektrochrominanzeigen oder dergleichen verwendet werden.

Der Aufbau des Zeitgenerators TMGE wird nachstehend anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben.

In der Anordnung nach Fig. 6 bilden ein Zähler CNT1, eine programmierbare Logikmatrix PLA1 oder ein ODER-Glied G3 einen Schaltungsteil, der hauptsächlich zur Regelung der Akkumulationszeit des Bildsensors 6 dient. Der Zähler CNT1 zählt die Impulse einer von einem Impulsgenerator PG abgegebenen Impulsreihe A. Wenn der Zählwert im Zähler CNT1 einen vorbestimmten Wert erreicht, der vom Ausgangssignal der noch zu beschreibenden Einstellzeit-Steuerschaltung AGC eingestellt wird, erzeugt die programmierbare Logikmatrix PLA1 einen Zeitsteuerimpuls, der über das ODER-Glied G3 abgegeben wird. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes G3 wird auf den Taktimpulstreiber CLKD gegeben, der daraufhin einen Startimpuls (Schiebeimpuls) erzeugt, um das Auslesen der Signale aus dem Bildsensor 6 zu beginnen. Der Startimpuls wird somit an den Bildsensor 6 angelegt. Der Verlauf des Ausgangssignals des ODER-Gliedes G3 ist in Fig. 7 (b) dargestellt.

Ein RS-Flipflop FF1 erzeugt ein Steuersignal für den Taktimpulstreiber CLKD, um den Bildsensor 6 normalerweise im gelöschten Zustand zu halten und diesen Zustand nur während derjenigen Zeitspanne aufzuheben, in welcher die Signalintegration stattfinden soll. Das RS-Flipflop FF1 wird gesetzt durch das bereits beschriebene Betriebsbefehlssignal SWAF, das über ein ODER-Glied G4 zugeführt wird, oder durch ein Impulssignal zur Wiederholung des Betriebs, das zu einer vorbestimmten Zeit erzeugt wird. Die Rücksetzung des Flipflops FF1 erfolgt durch das Ausgangssignal des ODER-Gliedes G3. Das in Fig. 7(a) dargestellte Signal vom -Ausgang des RS-Flipflops FF₁ wird als Steuersignal auf den Taktimpulstreiber CLKD gegeben. Der Bildsensor 6 hat ein Überlauf-Schaltglied, das entsprechend dem Zustand des -Ausgangssignals des RS-Flipflops FF1 geöffnet oder geschlossen wird (dieses Überlauf-Schaltglied ist "offen", wenn das -Ausgangssignal auf hohem Pegel ist, und bei niedrigem Pegel des -Ausgangssignals ist das Schaltglied geschlossen). Durch Öffnen und Schließen dieses Überlauf-Schaltglieds wird die Integration (d. h. die Akkumulation) von Signalladungen im Bildsensor 6 gesteuert. Das in Fig. 7(a) dargestellte Intervall, während dessen das -Ausgangssignal des RS-Flipflops FF1 auf niedrigem Pegel ist, entspricht der Akkumulationszeit für die Signalladung, 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 G3 abgegeben wird, durch das Ausgangssignal der Einstellzeit- Steuerschaltung AGC bestimmt wird, wird die Akkumulationszeit der Signalladung des Bildsensors 6 vom Ausgangssignal der Einstellzeit-Steuerschaltung AGC geregelt. Das Signal vom -Ausgang des RS-Flipflops FF1 wird als Rückstellsignal an den Zähler CNT1 angelegt. Daher zählt der Zähler CNT1 nur während desjenigen Intervalls, in welchem das -Ausgangssignal des Flipflops FF1 auf niedrigem Pegel ist, ansonsten bleibt der Zähler CNT1 zurückgestellt.

Ein Schaltungsteil mit einem Zähler CNT2, einer programmierbaren Logikmatrix PLA2, ODER-Gliedern G5 bis G8 und RS-Flipflops FF2 bis FF5, dient hauptsächlich zur Steuerung der verschiedenen Teile und der gesamten Betriebsabfolge der Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Der Zähler CNT2 zählt die Impulse einer vom Impulsgenerator PG abgegebenen Impulsreihen B. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist der Bildsensor 6 vom einphasig gesteuerten Typ. Die Impulsreihe B wird außerdem an den Taktimpulstreiber CLKD angelegt, der daraus Übertragungs- Taktimpulse zur Steuerung des Betriebs des Bildsensors 6 bildet. Der Zählwert im Zähler CNT2 und die Ladungsübertragung im Bildsensor 6 entsprechen einander im Verhältnis 1 : 1. Die Impulsreihe B wird außerdem an die Abtast/ Speicherschaltung SHA gelegt, um Abfrageimpulse für diese Schaltung zu bilden. Der Inhalt der programmierbaren Logikmatrix PLA2 ist so programmiert, daß unter der Steuerung des Zählwertausgangs des Zählers CNT2 einzelne Impulse an den Ausgängen a bis n zu den in den Fig. 7 (a) bis 7(n) mit den entsprechenden Buchstaben angezeigten Zeitpunkten erzeugt werden, 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 FF3 gelegt wird. Als Antwort auf die Signale von den Ausgängen b, f und j der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied G6 ein Ausgangssignal, das an den Rücksetzeingang des RS-Flipflops FF3 und an den Setzeingang des RS-Flipflops FF4 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 Rücksetzeingänge der RS-Flipflops FF2 und FF4 und an den Setzeingang des RS-Flipflops FF5 gelegt wird. Als Antwort auf die Signale von den Ausgängen d, h und l der Logikmatrix PLA2 erzeugt das ODER-Glied G8 ein Ausgangssignal, das auf den Rücksetzeingang des RS-Flipflops FF5 gegeben wird. Die Signale von den Q-Ausgängen der RS-Flipflops FF2 bis FF5 und vom -Ausgang des RS- Flipflops FF4 sind in den Fig. 7(c) bis 7(g) dargestellt, zur Veranschaulichung ihrer zeitlichen Relation gegenüber denjenigen Zeitspannen (in Fig. 7(b) dargestellt), in denen die Bildsignale von den jeweiligen Lichtempfangsteilen 6′′′, 6′′ und 6′ des Bildsensors 6 ausgegeben werden. Das vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FF2 kommende Signal (in Fig. 7(c) dargestellt) wird an die Abgleichschaltung BA angelegt. Das Intervall hohen Pegels des Q-Ausgangssignals des RS-Flipflops FF3 (in Fig. 7(d) dargestellt) entspricht der Zeit dfer Dunkelstrominformation am Ende jeder Signalausgabe von den Lichtempfangsteilen 6′′′, 6′′ und 6′ und wird als Abfrageimpuls an die Abtast/Speicherschaltung SHB angelegt. Das Q-Ausgangssignal des RS-Flipflops FF3 wird außerdem als Rückstellsignal an die Integrierschaltung INT angelegt. Das Intervall niedrigen Pegels des -Ausgangssignals des RS-Flipflops FF4 (in Fig. 7(e) dargestellt) entspricht der Zeit effektiver Bildsignalinformation im Ausgangssignal jedes Lichtempfangsteils 6′′′, 6′′ und 6′ und wird als Rückstellsignal an das Hochpaßfilter HPF angelegt. Auf diese Weise erfolgt die Freigabe des Hochpaßfilters HPF aus seinem rückgestellten Zustand nur während der Zeit niedrigen Pegels des -Ausgangssignals des RS-Flipflops FF4. Das Signal vom Q- Ausgang des RS-Flipflops FF4 (in Fig. 7(f) gezeigt) wird als Integrations-Befehlssignal an die Integrierschaltung INT angelegt. Das Signal vom Q-Ausgang des RS-Flipflops FF5 (in Fig. 7(g) dargestellt) wird als A/D-Umwandlungsbefehl an den Analog/Digital-Wandler A/D angelegt. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes G5 wird dem Wandler A/D als Rücksetzsignal zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER- Gliedes G3 wird an die Zentraleinheit CPU angelegt, worin es als Abtastimpuls wirkt, um das Ausgangssignal des A/D-Wandlers A/D zu speichern.

Das in Fig. 7(h) dargestellte Ausgangssignal vom Ausgang m der programmierbaren Logikmatrix PLA2 gelangt einerseits zur Einstellzeit-Steuerschaltung AGC als Abtastimpuls für eine darin befindliche Gruppe hoch zu beschreiben, verschiedene Akkumulationszeitdaten speichernder D-Flipflops und andererseits zur Zentraleinheit CPU als Zwischenspeicherimpuls, um die Ausgangssignale der Zentraleinheit zwischenzuspeichern. Das vom Ausgang n der Logigmatrix PLA2 abgegebene Ausgangssignal (in Fig. 7(i) dargestellt) wird über das ODER- Glied G4 als Setzsignal auf das RS-Flipflop FF1 gegeben und gelangt außerdem zu einem noch zu beschreibenden Flipflop, um dieses zurückzusetzen. Das Signal vom Q-Ausgang des Flipflops FF1 (das heißt die invertierte Form des in Fig. 7(a) dargestellten -Ausgangssignals dieses Flipflops) wird als Rückstellsignal an den Zähler CNT2 angelegt. Wenn der Zähler CNT1 im eingeschalteten Zustand (Zählbereitschaft) ist, befindet sich der Zähler CNT2 im zurückgestellten Zustand. Ist der Zähler CNT1 im zurückgestellten Zustand, dann ist der Zähler CNT2 für Zählbetrieb eingeschaltet. Der Zählwert des Zählers CNT2 wird dem Fenstergenerator WIN zugeführt, der abhängig von diesem Zählwert die Verstärkung der Quadrierungsschaltung SQR so ändert, wie es in Fig. 7(j) dargestellt ist.

Nachstehend wird anhand von Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel der Einstellzeit-Steuerschaltung AGC beschrieben, welche die Akkumulationszeit des Bildsensors 6 schnell auf einen richtigen Wert einstellen kann.

In Fig. 8 sind mit 19 und 20 zwei RS-Flipflops bezeichnet. Das Flipflop 19 wird durch einen hohen Pegel des Ausgangssignals des Vergleichers COMPA gesetzt, während das Flipflop 20 durch einen hohen Pegel des Ausgangssignals des Vergleichers COMPB gesetzt wird. Diese beiden Flipflops sind so geschaltet, daß sie über das ODER-Glied 21 zurückgesetzt werden, wenn das Einschalt-Löschsignal PUC erscheint, oder wenn das in Fig. 7(i) dargestellte Signal vom Ausgang n der programmierbaren Logikmatrix PLA2 des in Fig. 6 dargestellten Zeitgenerators TMGE hohen Pegel hat., Die Einstell-Steuerschaltung AGC enthält ferner einen Festwertspeicher (ROM) 22 und eine insgesamt mit 23 bezeichnete Gruppe von D-Flipflops mit 6-Bit-Aufbau. Die Eingänge A₀ bis A₅ des ROM-Speichers 22 empfangen die Ausgangssignale der Flipflopgruppe 23, und die Eingänge A₆ und A₇ des ROM-Speichers 22 empfangen die Signale von den Q-Ausgängen der Flipflops 20 und 19. Die Ausgänge D₀ bis D₄ des ROM-Speichers 22 liefern Ausgangsdaten, die durch die Zustände der Q-Ausgänge der Flipflops 20 und 19 und durch die Zustände an den Eingängen A₀ bis A₅ bestimmt sind. D₅ ist ein Ausgang, der einen weiteren Befehl zur sukzessiven Näherung oder zur Nachlaufregelung abgibt. Die Ausgänge D₀ bis D₅ des ROM-Speichers 22 sind mit den Eingängen der D-Flipflopgruppe 23 verbunden. Bei jedem Akkumulationszeit- Abtastimpuls vom Zeitgenerator TMGE (hoher Pegel am Ausgang m der programmierbaren Logikmatrix PLSA2 nach Fig. 6, vgl. Fig. 7(h)) werden die Signale von den Ausgängen D₀ bis D₅ in der Flipflopgruppe 23 zwischengespeichert, als Akkumulationszeit-Steuersignal an den Zeitgenerator TMGE geliefert und außerdem als Eingangsdaten auf die Eingänge A₀ bis A₅ des ROM-Speichers 22 rückgekoppelt. Das Einschaltlöschsignal PUC wird erzeugt, wenn ein die Stromversorgung einschaltender Hauptschalter geschlossen wird, und dieses Signal löscht die D-Flipflopgruppe 23. Wenn das Signal PUC an den Eingang des ROM-Speichers 22 gelegt wird, nehmen die Signale an den Eingängen A₀ bis A₅ den Zustand "0" an.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Einstellzeit- Steuerschaltung AGC wird nun anhand der am Ende der Beschreibung angefügten Tabelle I erläutert, welche den Wechsel der Zustände an den Eingängen und Ausgängen angibt.

In Tabelle I gibt die Zeile COMPA (ADR7) den Zustand des Q-Ausgangssignals des Flipflops 19 und die Zeile COMPB (ADR6) den Zustand des Q-Ausgangssignals des Flipflops 20 wieder, wobei diese Zustände den Ausgangssignalen der Vergleicher COMPA und COMPB entsprechen. Das heißt, wenn die beiden Ausgangssignale den Zustand "0" haben, zeigt dies an, daß die Akkumulationszeit zu kurz ist und daß das Bildsignal unzureichenden Pegel hat. Wenn die beiden Ausgangssignale den Zustand "1" haben, zeigt dies an, daß die Akkumulationszeit zu lang und das Bildsignal gesättigt ist. Die Kombination COMPB ="1" und COMPA="0" zeigt an, daß ein passendes Bildsignal erhalten wird. Die Zeile UD/ (ADR5) gibt die jeweiligen Betriebsart der Steuerung an, "0" bedeutet Steuerung durch sukzessive Annäherung, und "1" bedeutet Nachlaufregelung. In den nachfolgenden Zeilen bedeuten die Zahlen i=0, 1, 2, . . ., 31 insgesamt zweiunddreißig verschiedene Akkumulationszeitwerte, wobei die Akkumulationszeit umso länger ist, je höher der betreffende Zahlenwert i ist. Jede der zweiunddreißig möglichen Informationen i ist bestimmt durch jeweils eine besondere Zustandskombination der Eingänge A₀ bis A₄ des ROM-Speichers 22. Die Tabelle I veranschaulicht, wie die Steuerung vor sich geht, jeweils abhängig davon, welcher Akkumulationszeitwert als alte Information (OLD DATA) bei der vorherigen Abtastung an den Eingangsadressen A₀ bis A₄ (ADRO-4) eingestellt war. Im einzelnen geben die Daten i in jeder Zeile und Spalte an, auf welchen neuen Akkumulationszeitwert (gegenüber dem bisherigen Wert) übergegangen werden soll, und zwar gemäß der durch die augenblicklichen Zustände der Daten COMPA und COMPB und UD/ dargestellten Betriebsart. Von den jeweils nachgesetzten Klammerausdrücken (D5=0) und (D5=1) bedeutet der erstere den Befehl zur Aufrechterhaltung des Näherungsbetriebs und der letztere den Befehl zum Übergang auf die Nachlaufregelung.

Wenn zum Beispiel am Beginn des Betriebs das Einschaltlöschsignal PUC an die D-Flipflopgruppe 23 angelegt wird, nehmen alle Eingänge A₀ bis A₄ den Zustand "0" an (in der ersten Spalte mit OLD DATA (ADRO-4)=0 angegeben). In diesem Zustand ist D₅=0, und daher erfolgt Annäherungsbetrieb. Ungeachtet der Zustände der Signale COMPA und COMPB wird dann die Akkumulationszeit vom Wert i=0 auf i=16 in der nächsten Abtastung verlängert, wobei der Näherungsbetrieb immer noch gilt (Pfeil A). Wenn in diesem Zustand COMPA=COMPB=0 ist, das heißt wenn die Akkumulationszeit noch zu kurz ist, wird die Akkumulationszeit auf "24" in der nächsten Abtastung verlängert (Pfeil B). Die Akkumulationszeit wird also nicht Schritt um Schritt verlängert 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 COMPA=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"). Die Akkumulationszeit wird somit "iterativ" (sukzessive Näherung) geregelt.

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 Nachlaufregelung 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 vorstehenden 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 Nachlaufregelung ist eine Schrittmethode: wenn COMPA=0 und COMPB=1 ist, wird wie beim Stand der Technik der eingestellte Wert nicht verändert, wenn aber COMPA =COMPB=0 ist, wird der eingestellte Wert um einen Schritt erhöht (das heißt die Akkumulationszeit wird um einen Schritt verlängert), und wenn COMPA=COMPB=1 ist, wird der eingestellte Wert um einen Schritt vermindert (das heißt die Akkumulationszeit wird um einen Schritt verkürzt).

Das Programm des ROM-Speichers 22 zum Erreichen des vorstehenden beschriebenen Steuerungsbetriebs ist in der angefügten Tabelle II veranschaulicht. Anhand der Tabelle I und II läßt sich somit der Gesamtbetrieb der Einstellzeit-Steuerschaltung AGC nach Fig. 8 nachvollziehen.

Wie vorstehend ausführlich beschrieben, kann somit die Zeit vom Einschaltzeitpunkt bis zum richtigen Betrieb des Bildsensors 6 viel kürzer gehalten werden als wenn 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 Mittel verwendet werden, zum Beispiel eine programmierbare Logikmatrix oder eine fest verdrahtete Logikschaltung. Außerdem läßt sich eine ähnliche Wirkungsweise auch durch Verwendung einer Kombination eines Sukzessiv-Annäherungs-Registers und eines rückstellbaren umkehrbaren Zählers realisieren.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Steuerung der Bildsignalakkumulation bei einem Bildsensor, der bei Beaufschlagung mit einem Objektbild ein dem aufgenommenen Objektbild entsprechendes Bildsignal akkumuliert,
mit einer Einstellschaltung zur Einstellung der Akkumulationszeit des Bildsensors,
mit einer Detektorschaltung zur Ermittlung des vom Bildsensor nach Ablauf der von der Einstellschaltung eingestellten Zeitdauer akkumulierten Bildsignalpegels, zur Abgabe eines ersten Signals zur Verkürzung der Akkumulationszeit bei einem oberhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Bildsignalpegel und zur Abgabe eines zweiten Signals zur Verlängerung der Akkumulationszeit bei einem unterhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegenden Bildsignalpegel,
und mit einer Einstellzeit-Steuerschaltung zur Verkürzung der von der Einstellschaltung eingestellten Akkumulationszeit um einen vorgegebenen Betrag bei Vorliegen des ersten Signals oder Verlängerung der von der Einstellschaltung eingestellten Akkumulationszeit um einen vorgegebenen Betrag bei Vorliegen des zweiten Signals,
wobei die Bildsignalakkumulation wiederholt für die Dauer der eingestellten Akkumulationszeit durchgeführt, die Akkumulationszeit für den jeweils nächsten Akkumulationsvorgang hierbei in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektorschaltung bei Beendigung eines jeden Akkumulationsvorgangs bestimmt und der akkumulierte Bildsignalpegel derart eingestellt wird, daß er innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellzeit-Steuerschaltung (AGC) eine vorgegebene Zeitdauer als erste Akkumulationszeit einsteuert,
in Abhängigkeit vom ersten oder zweiten Signal als zweite Akkumulationszeit eine Zeitdauer einsteuert, die sich von der vorgegebenen Zeitdauer um einen Änderungsbetrag unterscheidet, der dem halben Zeitwert der im ersten Akkumulationsvorgang eingestellten vorgegebenen Zeitdauer entspricht, und
bei anschließenden Akkumulationsvorgängen als jeweilige Akkumulationszeit eine Zeitdauer einsteuert, die sich von der Akkumulationszeit im jeweils vorhergehenden Akkumulationsvorgang um einen neuen Änderungsbetrag unterscheidet, der der Hälfte des jeweils vorherigen Änderungsbetrages entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (COMPA, COMPB) ein drittes Signal bei einem innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegenden Bildsignalpegel abgibt, welches eine Nachlaufregelung einstellt, bei der die Akkumulationszeit jeweils nur um einen Zeitschritt verkürzt oder verlängert wird.