DE3824092A1 - Vorrichtung zur erfassung eines berechnungswertes fuer das scharfeinstellen eines optischen geraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, das beim automatischen Scharfeinstellen einer Kamera verwendet werden kann.

Es besteht ein wachsender Bedarf für in optische Geräte, beispielsweise Kameras, eingebaute Möglichkeiten der automatischen Scharfeinstellung, insbesondere bei Videokameras. Bei einer Ausführungsform zur automatischen Scharfeinstellung wird ein Infrarotlichtstrahl verwendet zur Erfassung des Abstandes zu einem Objekt, und die Kamera wird automatisch scharf eingestellt. Dieses "aktive" System wird seit langem bei herkömmlichen Kameras verwendet, jedoch leidet es darunter, daß nur begrenzte Abstände erfaßt werden können und ein hoher Energieverbrauch erforderlich ist. Unter diesen Umständen verspricht für zukünftige Anwendungen ein "passives" System mehr, und es werden Anstrengungen unternommen, ein derartiges System auf den Markt zu bringen. Im wesentlichen besteht ein derartiges "passives" System darin, daß das Bild eines Objektes überprüft wird und der Abstand zum Objekt dadurch erfaßt wird, daß ein Faktor, beispielsweise in Form einer Parallaxe oder einer Abweichung von der richtigen Scharfeinstellposition des Bildes, festgestellt wird, und die Kamera automatisch aufgrund des erfaßten Wertes für diesen Faktor scharf eingestellt wird. Die Erfindung befaßt sich mit einer Technik, bei der das "passive" System zu Hilfe genommen wird.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Geräts vorgesehen mit einer optischen Einrichtung zum Empfangen von Licht vom Objekt, auf das das optische Gerät scharf eingestellt werden soll, wobei die optische Einrichtung ein Bildpaar von dem Objekt mit dem Licht erzeugt, das auf zwei räumlich isolierten optischen Wegen fortschreitet, einer Bilderfassungseinrichtung mit photoelektrischen Wandlerreihen zum Empfangen des Bildpaares und zum Abgeben von einem Bildsignalpaar, das die Verteilung der Lichtintensität in jedem Bild wiedergibt und jeweils aus mehreren Signalwerten zusammengesetzt ist, und einer Korrelationsbewertungseinrichtung, welche aus jedem Bildsignal variierende Kombinationen von Teilbildsignalen, die aus einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Signalwerten bestehen, extrahiert, die Korrelation zwischen zwei extrahierten Teilbildsignalen berechnet, die Position der beiden Teilbildsignale in den Bildsignalen erfaßt, bei welcher die beiden Teilbildsignale einen hohen Korrelationsgrad zeigen, und einen Berechnungswert für die Scharfeinstellung des optischen Gerätes liefern, der der Position des Teilbildsignals entspricht. Insbesondere kann die Vorrichtung nach der Erfindung so charakterisiert werden, daß die Anzahl der Signalwerte in den Bildsignalen, von welchen die Teilbildsignale mit Hilfe der Korrelationsbewertungseinrichtung extrahiert werden sollen, nicht mehr als das 1,5fache größer als die Anzahl der Signalwerte, die in den zu extrahierenden Teilbildsignalen enthalten sind, beträgt.

Anhand der beiliegenden Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein optisches System in einer Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, bei welchem die Erfindung zur Anwendung kommt, und welches zur Erzielung eines Berechnungswertes dient, der eine Abweichung von der richtigen Scharfeinstellposition anzeigt;

Fig. 2 in schematischer Darstellung Bildsignale und Teilbildsignale zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswerts unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung, zusammen mit dem Bild des Objekts und seines Hintergrunds;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung der Profile zweier typischer Bewegungsfunktionen, welche aus der Vorrichtung erhalten werden;

Fig. 5 als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, welches zur Erzielung eines Berechnungswertes dient, der den Abstand zum Objekt angibt; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung von Bildsignalen und Teilbildsignalen zur Erläuterung des Betriebs bei der Erfassung des Berechnungswertes unter Verwendung einer Korrelationsbewertungseinrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei der Erfindung kommt das "passive" System zur Anwendung in der Weise, daß in der Erfassungseinheit kein bewegliches Element enthalten ist, und ein Objektbildpaar mit einem Photosensorreihenpaar beobachtet wird, wobei die sich ergebenden beiden Bildsignale miteinander verglichen werden, so daß der Abstand zum Objekt oder eine Abweichung von der richtigen Scharfeinstellung erfaßt wird. Die beiden mit den zwei Photosensorreihen betrachteten Bilder sind die Objektbilder, die durch Licht gebildet werden, das entlang zweier räumlich getrennter optischer Wege sich ausbreitet. Bei Systemen, bei denen der Abstand zum Objekt wie im Falle einer Kamera mit einem Linsenverschluß erfaßt wird, werden zwei derartige Bilder des Objekts mit zwei kleinen Linsen, die in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, gebildet. Bei Systemen, bei denen, wie im Falle einer Einzellinse-Spiegel-Reflexkamera, eine Abweichung von der richtigen Scharfeinstellung erfaßt wird, werden die beiden Bilder des Objekts aus Licht erzeugt, das durch verschiedene Teile einer Kameralinse gelangt ist. Die Photosensorreihen, in welchen diese Bilder gebildet werden, erzeugen zwei Bildsignale. Aufgrund dieser Signale wird der Berechnungswert, welcher ein Maß für den Abstand zum Objekt bzw. für eine Abweichung der richtigen Scharfeinstellung ist, erfaßt. Der Vorgang bei der Erfassung enthält im wesentlichen das Extrahieren verschiedener Kombinationen von Teilausschnitten eines jeden Bildsignals und das Herausfinden von zwei extrahierten Bildausschnitten, welche in der besten Weise korrelieren. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird dieser Vorgang im folgenden noch näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein automatisches Scharfeinstellsystem, welches bei einer Einzellinse-Spiegelreflexkamera verwendet werden kann, und bei welchem die Erfindung zur Anwendung kommt. Es wird angenommen, daß das Bild eines Gegenstandes bzw. eines Objektes 1 durch eine Aufnahmelinse 10 auf einer Filmoberfläche 2 abgebildet wird, wobei die Filmfläche in der Brennebene F liegt. Ein Spiegel 13 ist zwischen der Kameralinse 10 und der Filmoberfläche 2 angeordnet. Licht, welches durch die Aufnahmelinse 10 gelangt, wird durch den Spiegel 13 nach unten abgelenkt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und es gelangt durch zwei kleine Linsen 21 a und 22 a, wodurch zwei Bilder I an einer Photosensorreihe 20, die hinter diesen Linsen angeordnet ist, gebildet werden. Die Leuchtdichteprofile der Bilder I sind in Fig. 1 unter der Photosensorreihe 20 dargestellt. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Bilder I aus Lichtstrahlen gebildet werden, welche entlang optischer Wege LP 1 und LP 2 nach dem Hindurchtreten durch einen oberen Teil und einen unteren Teil der Aufnahmelinse 10 gebildet werden. Die beiden optischen Wege LP 1 und LP 2 sind räumlich voneinander getrennt, wie es schon ausgeführt wurde. Die Photosensorreihe 20 besteht normalerweise aus Ladungsverschiebeelementen (CCD), und die einzelnen photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 empfangen die Bilder, welche von den kleinen Linsen 21 a und 22 a gebildet werden.

Wenn die Aufnahmelinse 10 sich in der richtigen Position P befindet, fällt die Brennebene F mit der Filmoberfläche 2 zusammen. Wenn die Aufnahmelinse 10 sich in einer vorderen Position Pf oder einer hinteren Position Pb befindet, wird die entsprechende Brennebene entweder nach Ff vor der Filmoberfläche 2 oder nach Fb dahinter verschoben. Eine derartige Abweichung der Brennebene von der Filmoberfläche 2 kann an der Seite der Photosensorreihe 20 durch Überprüfung des Verringerns oder Vergrößerns des Abstandes zwischen den beiden Bildern I erfaßt werden, wie es bei If oder bei Ib dargestellt ist. Durch die Kenntnis des Betrages und der Richtung der Abweichung des Bildsignals If (vor der Brennebene) bzw. des Bildsignals Ib (hinter der Brennebene) von dem in der richtigen Brennebene liegenden Bildsignal I kann man ermitteln, in welcher Richtung und um welchen Betrag die Kameralinse 10 bewegt werden muß.

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung zur Erfassung einer derartigen Abweichung mit Bildsignalen IS 1 und IS 2, welche von der linken und der rechten photoelektrischen Wandlerreihe 21 und 22 der Photosensorreihe 20 erzeugt werden. Jede der photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 enthält photoelektrische Wandler mit einer Anzahl m. Das auf der linken Seite befindliche Bildsignal IS 1 besteht mithin aus m Signalwerten L 1 bis Lm, und das auf der rechten Seite befindliche Bildsignal IS 2 besteht aus m Signalwerten R 1 bis Rm. Diese Signalwerte können in analoger Form als direkte Ausgangssignale der photoelektrischen Wandlerreihen vorliegen, oder sie können durch eine Analog/Digital-Umwandlung in digitale Form gebracht werden.

Es werden Kombinationen von Teilbildsignalen PS 1 und PS 2 angenommen, die jeweils aus n Signalwerten bestehen, welche nacheinander aus den m Signalwerten der Bildsignale IS 1 und IS 2 extrahiert worden sind, um die Abweichung von der richtigen Scharfeinstellung durch Vergleich zwischen IS 1 und IS 2 zu erfassen. Die erste Kombination C 0, welche in Fig. 2 dargestellt ist, betrifft die Kombination der Teilbildsignale, welche durch Extraktion der ersten n Signalwerte aus den Bildsignalen IS 1 und IS 2 gewonnen wurden. Das linke Teilbildsignal besteht aus Signalwerten L 1 bis Ln, und das rechte Teilbildsignal besteht aus Signalwerten R 1 bis Rn. Als Korrelationsmaß zwischen dem linken Teilbildsignal und dem rechten Teilbildsignal in der Kombination C 0 gilt die folgende Bewertungsfunktion (1).

F (0) = Σ | L _i - R _{n + 1 - i} | (1)

Hierbei bedeuten i (= 1 bis n) die fortlaufende Zahl, welche jedem der Signalwerte in dem entsprechenden Teilbildsignal zugeordnet ist, mit Zählung von der rechten Seite aus. In obiger Gleichung erfolgt die Summation ausgehend von i = 1 bis i = n. Aus obiger Gleichung ist zu ersehen, daß die Bewertungsfunktion F (0) sich errechnet durch Aufsummieren der Absolutwerte der Differenzen zwischen entsprechenden zwei Signalwerten (beispielsweise L 1 und Rn) im linken Teilbildsignal und rechten Teilbildsignal. Wenn die Inhalte der beiden Teilbildsignale, d. h. ihre Signalwerte L 1 bis Ln und Rn bis R 1 vollständig identisch zueinander sind, wird die Summe der Absolutwerte der Unterschiede zwischen den entsprechenden beiden Signalwerten in den linken und rechten Teilbildsignalen zu 0. Wenn daher die Bewertungsfunktion F (0) den Wert 0 annimmt, sind das rechte Teilbildsignal und das linke Teilbildsignal vollständig zueinander identisch und haben den höchsten Korrelationsgrad.

In der nächsten Stelle wird das rechte Teilbildsignal durch einen Signalwert nach rechts verschoben, wobei das linke Teilbildsignal in der gleichen Position verbleibt. Die sich ergebende Kombination C 1 aus dem rechten Teilbildsignal und dem linken Teilbildsignal erhält eine Bewertungsfunktion F (1), die sich nach folgender Gleichung (2) errechnet:

F (1) = Σ | L _i - R _{n + 2 - i} | (2)

Die Inhalte (L 1 bis Ln) der Signalwerte im linken Teilbildsignal in der Kombination C 1 sind die gleichen wie im Falle der Kombination C 0 (L 1 bis Ln), jedoch haben sich die Inhalte der Signalwerte im rechten Teilbildsignal nach R (n + 1) bis R 2 geändert, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. In der gleichen Weise werden die Inhalte der Signalwerte in den rechten und linken Teilbildsignalen abwechselnd verschoben, und die k-te Bewertungsfunktion F(k) errechnet sich nach der folgenden Gleichung:

F(k) = Σ | L _{i + p} - R _{n + q + 1 - i} | (3)

Hierbei bedeuten k = p + q und p = q oder p + 1 = q. Die Rechnung aufeinanderfolgender Bewertungsfunktionen wird fortgesetzt, bis die Inhalte der rechten und linken Teilbildsignale bis auf die letzten n Signalwerte in den entsprechenden Teilbildsignalen sich geändert haben, wie es in der Fig. 2 unten gezeigt ist. Wenn die Berechnung der aufeinanderfolgenden Bewertungsfunktionen beendet ist, hat k den Wert 2 (m - n), d. h. die Anzahl der Bewertungsfunktionen F(k), welche bei dem oben geschilderten Vorgang erreicht wird, beträgt 2 (m - n) + 1, wobei k = 0 bis 2 (m - n) ist.

Nachdem eine Anzahl von Bewertungsfunktionen F(k) durch oben beschriebene Vorgänge erhalten worden ist, wird die Funktion mit dem geringsten Wert ausgewählt und die Bezeichnung km wird dem Wert von k in dieser Funktion zugeordnet. Wie schon erwähnt, beträgt der Wert der Bewertungsfunktion Null, wenn alle n-Signalwerte in den rechten und linken Teilbildsignalen identisch sind. In der Praxis wird die Bewertungsfunktion jedoch nur äußerst selten den Wert Null annehmen, und es ist erforderlich, die Funktion mit dem geringsten Wert auszuwählen. Die Kombination, welche k = km entspricht, gilt für den Fall, bei welchem die rechten und linken Teilbildsignale bzw. die Bilder des Gegenstands, welche von den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 empfangen werden, am besten bei allen überprüften Kombinationen korrelieren. Der Wert von km gibt die Summe der Anzahl der photoelektrischen Wandler wieder, bei denen Bilder abwechselnd an den photoelektrischen Wandlern verschoben worden sind, um die beste Korrelation zu erhalten. Die Position, bei welcher zwei Bilder I erzeugt werden, wenn die Aufnahmelinse 10 in Scharfeinstellung sich befindet, wird aufgrund der Natur der geometrischen Anordnung der Photosensorreihe 20 bestimmt, so daß der Wert von km, bei dem die beste Korrelation erzielt wird, inhärent bestimmt ist, wenn die Aufnahmelinse 10 sich in der Scharfeinstellposition befindet. Wenn man diesen vorbestimmten Wert km als k 0 schreibt, ist der Berechnungswert EV durch die folgende Gleichung (4) wiedergegeben.

EV = km - k 0 (4)

Wie sich aus obiger Beschreibung ergibt, gibt EV in Form de Zahl der photoelektrischen Wandler den Betrag an, um welchen If (die Bilder von der Brennebene) oder Ib (die Bilder hinter der Brennebene) von den Bildern I in richtiger Scharfeinstellung abweichen. Das positive Vorzeichen von EV zeigt an, daß die Bilder hinter der Brennebene angeordnet sind, und das negative Vorzeichen von EV zeigt an, daß die Bilder vor der Brennebene angeordnet sind. Die Größe des Absolutwertes von EV zeigt an, um welche Strecke die Aufnahmelinse 10 bewegt werden muß, damit sie die richtige Scharfeinstellposition erhält. Wenn man daher EV kennt, kann die Kamera in die geeignete Scharfeinstellung gebracht werden, indem die Aufnahmelinse 10 in einer der beiden Richtungen, in Abhängigkeit vom Vorzeichen von EV, um den entsprechenden Betrag von EV bewegt wird.

Die Bewertungsfunktion F(k), der Wert von km, der der besten Korrelation entspricht, und der Wert von EV, welche im Zusammenhang mit der Fig. 2 erläutert wurden, werden mit einem Mikroprozessor oder IC-Schaltung errechnet, welche in einem optischen Gerät für den Empfang der Bildsignale von der Photosensorreihe 20 eingebaut sind. Wenn ein Mikroprozessor verwendet wird, werden mehrere Bewertungsfunktionen nacheinander berechnet. Wenn andererseits IC-Schaltungen verwendet werden, können mehrere Bewertungsfunktionen parallel berechnet werden. Auf diese Weise läßt sich EV in einer äußerst kurzen Zeit erhalten.

Bei einer Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, welche oben beschrieben ist, läßt sich die Genauigkeit der Erfassung erhöhen, indem der Abstand zwischen den benachbarten photoelektrischen Wandlern in einer Photosensorreihe verringert wird, oder durch Erhöhen der Anzahl derartiger Wandler. Der sich ergebende Berechnungswert, welcher eine Abweichung von der richtigen Scharfeinstellposition anzeigt, wird zur Feineinstellung beim Scharfeinstellen des optischen Gerätes verwendet. Bei der beschriebenen Technologie kann eine große Anzahl von photoelektrischen Wandlern, die einen Abstand von einigen Mikrometern voneinander aufweisen, in einer kleinen Photosensorreihe angeordnet werden. Hierdurch wird es möglich, daß die Linse in einer Einzellinse-Spiegelreflexkamera automatisch auf eine von hundert oder mehr Scharfeinstellpositionen eingestellt werden kann. Ferner ist es möglich, den Berechnungswert innerhalb einer kurzen Zeitdauer aus den von der Photosensorreihe erzeugten Bildsignalen zu erfassen bzw. zu bestimmen.

Bei weiteren Untersuchungen, welche der Erfinder durchgeführt hat, ergab sich, daß bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Erfassung des Berechnungswertes für die Scharfeinstellung eines optischen Gerätes noch ein Problem auftreten kann. Dieses Problem besteht darin, daß einige optische Muster des Objekts, für das im optischen Gerät eine Scharfeinstellposition gefunden werden soll, bzw. einige optische Bedingungen des Hintergrundes des Objekts bewirken, daß der Berechnungswert fehlerhaft ist oder es unmöglich wird, einen Berechnungswert in geeigneter Weise zu bestimmen. Diese Schwierigkeit wird im einzelnen im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 erläutert.

Im mittleren oberen Teil der Fig. 3 ist das Bild I gezeigt, welches von den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 der Photosensorreihe 20 erzeugt wird, sowie das Bild vom Hintergrund B, der um das Objekt herum vorhanden ist. Diese Bilder überlappen sich auf den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22, wenn das optische Gerät sich in Scharfeinstellung befindet. Wenn das optische Gerät nicht scharf eingestellt ist und eine Einstellung hinter der Brennebene hat, sind die Bilder, welche von der linken photoelektrischen Wandlerreihe 21 erzeugt werden, nach links verschoben, wie es durch einen Pfeil L dargestellt ist, während die Bilder, welche von der rechten photoelektrischen Wandlerreihe 22 erzeugt werden, nach rechts verschoben sind, wie es durch einen Pfeil R dargestellt ist. Im oberen Teil der Fig. 3 sind die verschobenen Bilder I 1 und I 2 in bezug auf die linken und rechten Bildsignale IS 1 und IS 2 dargestellt. Jedes der Bildsignale IS 1 und IS 2 besteht aus m Signalwerten, welche die Verteilung der Lichtintensität der entsprechenden Bilder I 1 und I 2 wiedergeben. Unterhalb von IS 1 und IS 2 sind die Konturen der extrahierten Teilbildsignale PS 1 und PS 2 entsprechend ihrer verschiedenen Kombinationen Ck, die oben beschrieben sind, schematisch dargestellt.

In der Fig. 4 sind die Bewertungsfunktionen F(k), welche den verschiedenen Werten für k entsprechen, durch die ausgezogene Linie dargestellt. Wie schon erwähnt, gibt die Bewertungsfunktion F(k) den geringsten Wert wieder bzw. stellt die beste Korrelation dar, bei der k = km. Wenn das Muster des Objekts und des Hintergrunds so gestaltet sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist das Profil der Bewertungsfunktion F(k) ziemlich einfach, wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist. Der Wert von km, welcher der besten Korrelation entspricht, kann leicht bestimmt werden, und gleichzeitig ist es möglich, den Berechnungswert, welcher für den Unterschied zwischen km und k 0 bestimmt werden muß, entspricht dem Fall, bei welchem die Aufnahmelinse 10 in der richtigen Scharfeinstellposition sich befindet. Wenn jedoch das Muster des Objekts äußerst einfach ist und um das Objekt kein Hintergrund vorhanden ist, wie es durch die strichlierte Linie in Fig. 3 dargestellt ist, erhält man eine Bewertungsfunktion Fa(k), wie sie durch die strichlierte Linie in Fig. 4 angegeben ist. Die Bewertungsfunktion Fa(k) hat ihren geringsten Wert bei k = km, wie die Bewertungsfunktion F(k). Jedoch kann diese Bewertungsfunktion ihren geringsten Wert bzw. einen äußerst geringen Wert auch bei anderen Werten von k annehmen. Wenn die Bewertungsfunktion den geringsten Wert für mehr als eine Kombination der Teilbildsignale annimmt, ist es nicht mehr erforderlich, die Kombination der Teilbildsignale zu bestimmen, welche der besten Korrelation der Bilder entspricht (d. h. es ist dann unmöglich, den Wert von k zu bestimmen, der genommen werden soll), oder k kann für einen falschen Wert bestimmt werden. Diese Schwierigkeit kann auch in anderen Fällen auftreten, die nicht so extrem sind wie es oben beschrieben ist, und bei welchen das Muster des Objekts, für das eine Scharfeinstellung im optischen Gerät erreicht werden soll, ziemlich einfach ist, und der Hintergrund unscharf ist, wobei dessen Bilder eine im wesentlichen konstante Verteilung der Lichtintensität aufweisen. In diesen Fällen läßt sich der korrekte Berechnungswert nicht bestimmen, bzw. es besteht die Gefahr, daß ein fehlerhafter Berechnungswert erfaßt wird.

Um dieses Problem zu lösen, hat der Erfinder weitere Nachforschungen bei der Vorrichtung vorgenommen und eine Vorrichtung geschaffen zur Erfassung des Berechnungswerts für das Scharfeinstellen eines optischen Geräts, das die folgenden Merkmale aufweist: eine optische Einrichtung für den Empfang von Licht, das vom Objekt ausgeht, für welches mit dem optischen Gerät eine Scharfeinstellung erreicht werden soll, wobei die optische Einrichtung zwei Bilder des Objekts aus Licht bildet, das auf zwei voneinander getrennten optischen Wegen fortschreitet, eine Bilderfassungseinrichtung mit photoelektrischen Wandlerreihen zum Empfang der beiden Bilder und zum Abgeben von zwei Bildsignalen, welche die Verteilung der Lichtintensität in jedem Bild wiedergibt, wobei jedes Bildsignal zusammengesetzt ist aus mehreren Signalwerten, und eine Korrelationsbewertungseinrichtung, welche aus jedem Bildsignal sich ändernde Kombinationen von Teilbildsignalen extrahiert, die aus einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Signalwerten bestehen, die Korrelation zwischen zwei extrahierten Teilbildsignalen errechnet, die Position der beiden Teilbildsignale in den Bildsignalen, bei denen die beiden Teilbildsignale einen hohen Korrelationsgrad zeigen, erfaßt und einen Berechnungswert zur Scharfeinstellung des optischen Geräts liefert, der der Position des Teilbildsignals entspricht. Insbesondere kann die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Anzahl der Signalwerte in den Bildsignalen, von denen die Teilbildsignale durch die Korrelationsbewertungseinrichtung extrahiert werden sollen, nicht höher ist als das 1,5fache der Anzahl der Signalwerte, die in den zu extrahierenden Teilbildsignalen enthalten sind.

Im folgenden wird erläutert, wie diese Schwierigkeiten bei der Erfindung behoben werden. Die Maßnahmen, welche zur Lösung der schon erwähnten Schwierigkeiten erforderlich sind, sind ziemlich kompliziert, da die auftretenden Schwierigkeiten nicht nur durch das Muster des Objekts, für welches eine Scharfeinstellung erreicht werden soll, sondern auch durch die Verteilung der Lichtintensität des Objekthintergrunds bedingt sind. Im Hinblick einer Vereinfachung der Bewältigung dieser Schwierigkeiten hat der Erfinder die Untersuchungen beim ungünstigsten Fall begonnen, bei welchem die Verteilung der Lichtintensität des Hintergrunds vollständig gleichförmig ist. Wie schon erläutert, werden die Bewertungsfunktionen aus verschiedenen Kombinationen der Teilbildsignale errechnet. Beim Vorhandensein einer Kombination von Teilbildsignalen, welche nur den Hintergrund des Objekts wiedergeben, ergibt die Bewertungsfunktion für diese Kombination den geringsten Wert. Während das Bild des Hintergrunds selbst bei unscharfer Einstellung in der Wirklichkeit einige Änderungen bei der Verteilung seiner Lichtintensität hat, nimmt die Bewertungsfunktion höchstwahrscheinlich noch einen ziemlich kleinen Wert an für die Kombination der Teilbildsignale, welche nur den Hintergrund wiedergeben. Wenn andererseits ein Signalwert für das Objekt in einem der beiden zu kombinierenden Teilbildsignale enthalten ist, nimmt die Bewertungsfunktion für diese Kombination einen ziemlich großen Wert an, ausgenommen für die zu erfassende Kombination, in welcher alle Signalwerte der rechten und linken Teilbildsignale übereinstimmen. Es besteht dann keine Möglichkeit mehr, daß der geringste Wert bei der Abgabe mit anderen geringsten Werten der Bewertungsfunktion oder irgendeinem geringen Wert, der durch diese Funktion angenommen wird, verfälscht ist.

Bei der Erfindung können die schon beschriebenen Schwierigkeiten dadurch behoben werden, daß sichergestellt wird, daß nicht zwei Teilbildsignale, welche beide nur den Hintergrund des Objekts wiedergeben, für die Berechnung der Bewertungsfunktionen kombiniert werden. Die Möglichkeit, daß Teilbildsignale, welche nur den Hintergrund des Objekts wiedergeben, aus den rechten und linken Bildsignalen extrahiert werden, erhöht sich proportional mit einer Erhöhung der Anzahl der Signalwerte, welche in den Bildsignalen enthalten sind, und mit dem Verringern der Anzahl der Signalwerte, welche in den Teilbildsignalen enthalten sind. Daher wird bei der Erfindung das Verhältnis der Anzahl der Signalwerte in den Bildsignalen zu der Anzahl der Signalwerte in den Teilbildsignalen, die extrahiert werden sollen, auf einen Wert festgelegt, der geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Für die Zwecke der Erfindung wird dieser vorbestimmte Wert mit 1,5 ausgewählt, und der Grund für die Wahl dieses Wertes erfordert eine etwas längere Erläuterung und wird in der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im einzelnen erklärt. Exakt wiedergegeben bedeutet dies, daß das Verhältnis der Anzahl der Signalwerte in den Bildsignalen zu der Anzahl der Signalwerte in den Titelbildsignalen nicht mehr als 1,5 betragen darf, wenn ein Teilbildsignal eine gerade Zahl von Signalwerten enthält, und dieses Verhältnis geringer sein muß als 1,5, wenn das Teilbildsignal eine ungerade Anzahl an Signalwerten enthält.

Indem man sicherstellt, daß das Verhältnis der Anzahl der Signalwerte in einem Bildsignal zu der Anzahl der Signalwerte in einem Teilbildsignal geringer ist als ein vorbestimmter kritischer Wert, besteht keine Möglichkeit, daß zwei Teilbildsignale, welche beide nur den Hintergrund des Objektes darstellen, gleichzeitig aus den Bildsignalen extrahiert werden, um zur Berechnung einer Bewertungsfunktion miteinander kombiniert zu werden. Hieraus ergibt sich, daß die berechnete Bewertungsfunktion in keinem Fall den unerwünschten kleinsten Wert bzw. einige andere fehlerhaft kleine Werte enthält, und damit die alleinige Bestimmung des gewünschten Berechnungswertes ermöglicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Die Fig. 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird zur Erfassung einer Angabe für den Abstand zum Objekt als Berechnungswert für die Scharfeinstellung eines optischen Geräts, beispielsweise einer Kamera mit einem Linsenverschluß.

Wie die Fig. 5 zeigt, breitet sich Licht, welches vom Objekt ausgestrahlt oder reflektiert wird, in zwei räumlich getrennten optischen Wegen LP 1 und LP 2 aus und wird durch zwei kleine Linsen 11 und 12 hindurchgeführt, die eine optische Einrichtung 10 bilden. Die kleinen Linsen 11 und 12 bilden das Bild des Objektes 1 auf photoelektrische Wandlerreihen 21 und 22 in einer Photosensorreihe 20 a, die als Bildempfangseinrichtung 20 wirkt. Für die folgende Erläuterung wird angenommen, daß das Objekt 1 ein einfaches Muster aufweist, wie es dargestellt wird, und daß kein Hintergrund, wie er für den schlechtesten Fall schon erläutert wurde, vorhanden ist. Wie es in der Figur gezeigt ist, besitzen die beiden kleinen Linsen 11 und 12 einen bestimmten festen Abstand voneinander, so daß dann, wenn das Objekt 1 unendlich weit entfernt ist, seine Bilder auf den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 unmittelbar vor diesen Linsen 11 und 12 gebildet werden. Wenn, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, das Objekt 1 in die Nähe des optischen Apparates mit der eingebauten optischen Einrichtung 10 kommt, werden die Bilder der linken und rechten photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 nach links und nach rechts verschoben, und zwar von der Position aus, welche unmittelbar vor den Linsen liegt. Demnach ergibt sich durch Erfassung der Abweichungen der Bilder aus der unmittelbaren vorderen Position der kleinen Linsen 11 und 12 bezüglich der photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 und Aufsummieren dieser Abweichungen ein Berechnungswert EV, der als Angabe für den Abstand des Objekts und der optischen Einrichtung 10 (für den Gegenstandsabstand) verwendet werden kann. Wie es in der Triangulationstechnik bekannt ist, ist der Berechnungswert EV der Reziprokwert des Gegenstandsabstands, und zum Zwecke der Scharfeinstellung des optischen Geräts ist es von Vorteil, anstelle des Gegenstandsabstandes den Wert EV zu verwenden für die Scharfeinstellung der Aufnahmelinse.

Die Verteilung der Lichtintensität der Bilder, welche auf diese Weise auf den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 in der Bildempfangseinrichtung 20 gebildet werden, wird von Bildsignalen IS 1 und IS 2 wiedergegeben, welche von der Photosensorreihe 20 a geliefert wird, die in geeigneter Weise aus Ladungsverschiebungselementen (CCD) gebildet wird. Diese Bildsignale werden einem Analog/Digitalwandler 23, welcher die analogen Signalwerte in digitale Form bringt, und dann der Korrelationsbewertungseinrichtung 30, die in geeigneter Weise von einem Mikroprozessor gebildet sein kann, zugeleitet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Bildempfangseinrichtung 20 aus einer einzelnen Photosensorreihe 20 a in Form von Ladungsverschiebungselementen (CCD). Anstelle dessen können zwei Photodiodenreihen als photoelektrische Wandlerreihen 21 und 22 verwendet werden. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist es erforderlich, daß ein Analog/Digitalwandler 23 für jede der photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 verwendet wird. Wie schon erläutert wurde, können anstelle eines Mikroprozessors in bevorzugter Weise IC-Schaltungen für die Korrelationsbewertungseinrichtung 30 verwendet werden, so daß man verkürzte Zeiten zur Erfassung des Berechnungswertes EV erreicht.

Die Fig. 6 zeigt schematisch die Vorgänge bei der Errechnung der Bewertungsfunktionen mit Hilfe der Korrelationsbewertungseinrichtung 30. Der Berechnungsvorgang ist im Grund genommen der gleiche, wie er schon unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis von m zu n (m ist die Anzahl der Signalwerte in den linken und rechten Bildsignalen IS 1 und IS 2, und n ist die Anzahl der Signalwerte in den Teilbildsignalen PS 1 und PS 2, welche aus diesen Bildsignalen extrahiert sind) auf einen Wert begrenzt ist, der nicht mehr als 1,5 beträgt. Daher ist es nicht erforderlich, die Vorgänge zur Errechnung der Bewertungsfunktion F(k) für die Kombinationen Ck, welche k = 0 bis 2 (m-n), noch einmal zu wiederholen. Die folgende Erläuterung ist auf die Begründung für die Begrenzung von m/n auf einen Wert geringer als 1,5 gerichtet.

Die schon erläuterten Schwierigkeiten ergeben sich in dem Fall, in welchem nur ein Signalwert, der den Hintergrund des Objekts darstellt, in jedem der linken und rechten Teilbildsignale PS 1 und PS 2 enthalten ist, die aus den entsprechenden Bildsignalen IS 1 und IS 2 bezüglich einer bestimmten Kombination der in Fig. 6 gezeigten Kombinationen Ck zum Zwecke der Berechnung der Bewertungsfunktion F(k) extrahiert sind. Die Schwierigkeiten lassen sich beheben, wenn ein sinnvoller Nichthintergrundsignalwert bzw. ein Signalwert, der das Objekt 1 wiedergibt, in einem der linken und rechten Teilbildsignale PS 1 und PS 2 für eine der Kombinationen Ck vorhanden ist. Bei Erfüllung dieser Bedingung nimmt in keinem Fall die Bewertungsfunktion F(k) den unerwünscht kleinsten Wert oder einen anderen fehlerhaft kleinen Wert an.

Zum Auffinden der Bedingung, welche zur Lösung der angesprochenen Probleme erforderlich ist, wird auf den Fall des linken Bildsignals IS 1 in der Fig. 6 hingewiesen. Dieses Bildsignal IS 1 enthält m Signalwerte L 1 bis Lm. Wenn die ersten n Signalwerte L 1 bis Ln wenigstens einen sinnvollen Signalwert, der das Objekt 1 wiedergibt, aufweisen, ist ein derartiger sinnvoller Signalwert immer im linken Teilbildsignal PS 1 für alle Kombinationen Ck enthalten, welche 2 (m - n) + 1 in der Gesamtzahl betragen, und die Schwierigkeiten der oben beschriebenen Art treten dann nicht mehr auf. Es wird daher sichergestellt, daß jeder der ersten n Signalwerte L 1 bis Ln im Bildsignal IS 1 den Hintergrund des Objekts wiedergeben. Mit anderen Worten, in den verbleibenden (m - n) Signalwerten Ln + 1 bis Lm im Bildsignal IS 1 ist immer ein sinnvoller Signalwert vorhanden, der das Objekt wiedergibt. Je geringer die Anzahl derart sinnvoller Signalwerte ist, um so wahrscheinlicher ist das Erscheinen der Schwierigkeit. Um den ungünstigsten Fall zu berücksichtigen, wird angenommen, daß das Objekt 1 ein äußerst einfaches Muster hat, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, und daß nur einer der restlichen Signalwerte Ln + 1 bis Lm im Bildsignal IS 1 sinnvoll ist.

Berücksichtigen wir dann die Position, an welcher ein derartiger sinnvoller Signalwert vorhanden ist. Wie man aus dem Teilbildsignal PS 2 auf der rechten Seite der Fig. 6 ersieht, ist die Möglichkeit, daß ein signifikanter Signalwert in den rechten Teilbildsignalen PS 2 bei allen Kombinationen Ck enthalten ist, und damit die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Schwierigkeit gering wird, um so größer, je weiter links ein einzelner signifikanter Signalwert innerhalb der verbleibenden Signalwerte Ln + 1 bis Lm in den linken Teilbildsignalen PS 1 angeordnet ist. Zur Berücksichtigung des ungünstigsten Falles wird angenommen, daß der oben beschriebene sinnvolle Signalwert der Signalwert Ln + 1 ist, welcher schraffiert dargestellt ist und am rechten Ende der verbleibenden Signalwerte Ln + 1 bis Lm liegt.

Ein signifikanter Signalwert, der diesem einzelnen signifikanten Signalwert Ln + 1 entspricht, ist immer im rechten Bildsignal IS 2 enthalten. Für die folgende Diskussion wird der diesem signifikanten Signalwert Ln + 1 entsprechende signifikante Signalwert mit Rx bezeichnet. Das zur Diskussion stehende Problem kann dann gelöst werden, wenn Rx immer im rechten Teilbildsignal PS 2 für alle Kombinationen Ck vorhanden ist. Da die Ausgabe der Signalwerte für beide Teilbildsignale PS 1 und PS 2 gleich ist, ist die Kombination der Teilbildsignale, welche mit der geringsten Wahrscheinlichkeit Rx im rechten Teilbildsignal PS 2 enthält, die Kombination C 2 (m - n), welche in der Fig. 6 unten gezeigt ist. Das Problem kann dann gelöst werden, wenn Rx im rechten Teilbildsignal PS 2 für diese spezielle Kombination C 2 (m - n) enthalten ist. Die Anzahl der Signalwerte in jedem der linken und rechten Teilbildsignale PS 1 und PS 2 für diese Endkombination beträgt n und die Folge dieser Signalwerte ist die gleiche für beide Teilbildsignale. Da der am weitesten links befindliche Signalwert im rechten Teilbildsignal PS 2 der Wert Rm - n ist, ist der Wert des Index x in Rx im rechten Teilbildsignal PS 2, welcher dem einzelnen signifikanten Signalwert Ln + 1 im linken Teilbildsignal PS 1 entspricht, bestimmt durch die folgende Gleichung:

x = (m - n) + m - (n + 1) = 2 m - 2 n - 1 (5)

Das rechte Teilbildsignal PS 2, das die geringste Wahrscheinlichkeit aufweist, den Signalwert Rx zu enthalten, ist das Teilbildsignal, welches der Kombination C 0 entspricht. Da der Signalwert dieses Teilbildsignals am äußersten rechten Ende der Wert Rm ist, ist der Wert Rx in allen Teilen des rechten Teilbildsignals PS 2 enthalten, wenn x n ist. Die Bedingung zur Lösung des angesprochenen Problems läßt sich daher durch die Gleichungen (6) und (7) angeben:

2 m - 2 n - 1 ≦ n (6)

∴ m ≦ 1,5 n + 0,5 (7)

Diese Darstellung läßt sich nur äußerst schwierig verstehen, da 0,5 in der rechten Gleichungsseite enthalten ist. Um es in einfacher Weise wiederzugeben, m 1,5 n ist die Bedingung, die erfüllt sein muß, wenn n eine gerade Zahl ist, und m <1,5 n ist die Bedingung, welche erfüllt sein muß, wenn n eine ungerade Zahl ist.

Die obige Beschreibung ist bezogen auf den Vorgang zur Bestimmung der Bedingung für einen signifikanten Signalwert, der immer im rechten Teilbildsignal PS 2 für die erste Kombination C 0 der rechten und linken Teilbildsignale vorhanden ist, selbst wenn ein signifikantes Signal im linken Teilbildsignal PS 1 nicht vorhanden ist. Zum gleichen Endergebnis kommt man, wenn die linken und rechten Teilbildsignale PS 1 und PS 2 in ihren Positionen vertauscht werden. In bestimmten Fällen befindet sich der kennzeichnende bzw. signifikante Bezugssignalwert im linken bzw. rechten Bildsignal IS 1 bzw. IS 2 an einer anderen Stelle als der Wert Ln + 1 bzw. Rx, oder es sind mehrere derartige signifikante Signalwerte in beiden Bildsignalen enthalten. Selbst in derartigen Fällen läßt sich das in Rede stehende Problem durch Erfüllung der oben angegebenen Bedingung einwandfrei lösen.

Ein Beispiel für die Zahlenwerte, welche diese Bedingung erfüllen, ist n = 128 und m = 192. Da die Anzahl der möglichen Kombinationen von Teilbildsignalen 2 (m - n) + 1 = 129 beträgt, läßt sich eine Feineinstellung erzielen, bei der das optische Gerät an einer der 129 Scharfeinstellpositionen eingestellt werden kann, wobei 192 photoelektrische Wandler in jeder der beiden photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 der Bildempfangseinrichtung 20 eingebaut sind. Wenn, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die Photosensorreihe 20 a in der Bildempfangseinrichtung aus Ladungsverschiebungselementen (CCD) gebildet ist, läßt sich eine höhere Anzahl an Wandlern in den photoelektrischen Wandlerreihen 21 und 22 als 192 vorsehen. In praktischen Anwendungsfällen der Erfindung reicht es aus, die Anzahl dieser Wandler auf nicht mehr als 192 zu begrenzen, wobei die linken und rechten Bildsignale IS 1 und IS 2 als Ausgangssignale der Photosensorreihe entnommen werden. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird die Vorrichtung nach der Erfindung verwendet, um einen Berechnungswert EV zu erhalten, der den Abstand des Gegenstands, auf den das Gerät eingestellt werden soll, angibt. Die Vorrichtung kann daher in geeigneter Weise bei einer Kamera mit Linsenverschluß verwendet werden. Natürlich kann das erfindungsgemäße Konzept auch für den Zweck angewendet werden, bei welchem der erhaltene Berechnungswert EV eine Abweichung oder Phasendifferenz vom Scharfeinstellzustand angibt, wie das im einzelnen im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert worden ist. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist verwendbar für eine Einzellinse-Spiegelreflexkamera.

Wie in den vorhergehenden Ausführungen beschrieben worden ist, befaßt sich die Erfindung im allgemeinen mit einer Vorrichtung zur Erfassung des Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, wobei diese Vorrichtung folgende Bestandteile aufweist: eine optische Einrichtung zum Empfangen von Licht vom Objekt, auf welches das optische Gerät scharf eingestellt werden soll, wobei die optische Einrichtung ein Bildpaar des Objektes erzeugt unter Zuhilfenahme von Licht, das entlang zweier räumlich getrennter optischer Wege fortschreitet, eine Bilderfassungseinrichung bzw. Bildempfangseinrichtung, die photoelektrische Wandlerreihen aufweist, welche das Bildpaar empfängt und zwei Bildsignale liefert, welche die Verteilung der Lichtintensität in jedem Bild wiedergibt, und welche jeweils aus mehreren Signalwerten zusammengesetzt sind, und eine Korrelationsbewertungseinrichtung, welche aus jedem Bildsignal sich ändernde Kombinationen von Teilbildsignalen, die aus einer vorbestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Signalwerte bestehen, herauszieht bzw. extrahiert, die Korrelation zwischen zwei extrahierten Teilbildsignalen bewertet, die Position der beiden Teilbildsignale in den Bildsignalen, an welcher die beiden Teilbildsignale einen hohen Korrelationsgrad aufweisen, erfaßt und einen Berechnungswert für die Scharfeinstellung des optischen Geräts liefert, der der Position des Teilbildsignals entspricht. Insbesondere ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Signalwerte in den Bildsignalen, von denen die Teilbildsignale durch die Korrelationsbewertungseinrichtung extrahiert werden, nicht mehr als das 1,5fache größer ist als die Anzahl der Signalwerte, welche in den Teilbildsignalen, die zu extrahieren sind, enthalten sind. Aufgrund dieser Eigenschaft ergibt sich für alle Kombinationen der beiden Teilbildsignale, bei denen Bewertungsfunktionen mit Hilfe der Korrelationsbewertungseinrichtung errechnet werden, eine Möglichkeit, daß eine Bewertungsfunktion aus den beiden Teilbildsignalen errechnet wird, die nur nichtkennzeichnende bzw. bedeutungslose Signalwerte, welche den Hintergrund des Objektes wiedergeben, enthalten. Anstelle dessen ist es bei allen Bewertungsfunktionen, welche aus den beiden Teilbildsignalen errechnet werden, so, daß wenigstens eines der Teilbildsignale wenigstens einen kennzeichnenden bzw. signifikanten Signalwert aufweist, der das Objekt wiedergibt. Daher erzeugt die Vorrichtung nach der Erfindung bei allen Betriebsvorgängen eine Bewertungsfunktion, welche den beabsichtigten geringsten Wert sicherstellt bzw. welche die beste Korrelation zwischen den Teilbildsignalen zeigt, und es ergibt sich keine Bewertungsfunktion, die eine fehlerhaft erzeugte beste Korrelation darstellt. Mithin läßt sich eine Bewertungsfunktion, welche die beste Korrelation darstellt, einmalig bestimmen, und der richtige Berechnungswert zeigt den Abstand zum Gegenstand an, oder er gibt eine Abweichung vom Zustand der Scharfeinstellung an. Diese Angabe kann man folgerichtig aus der so bestimmten Bewertungsfunktion erhalten.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung ist es nicht erforderlich, irgendwelche zusätzlichen Bauteile bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Erfassung des Berechnungswertes beim Scharfeinstellen eines optischen Gerätes vorzusehen. Die angestrebten Vorteile können ohne zusätzlichen Aufwand und zusätzliche Kosten erreicht werden. Auf diese Weise wird die Handhabung und Zuverlässigkeit der automatischen Scharfeinstelleinrichtung in einem optischen Gerät, beispielsweise einer Kamera mit einem Linsenverschluß oder einer Einzellinse-Spiegelreflexkamera, verbessert.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen Gerätes, gekennzeichnet durch

   • - eine optische Einrichtung (10) zum Empfangen von Licht von einem Objekt (1), auf das das optische Gerät scharf einzustellen ist, wobei die optische Einrichtung (10) zwei Bilder des Objektes (1) mit dem Licht, das entlang zweier räumlich getrennter optischer Wege (LP 1, LP 2) verläuft, bildet;
   • - eine Bildempfangseinrichtung (20) mit photoelektrischen Wandlerreihen (21, 22) zum Empfang der beiden Bilder, welche zwei Bildsignale (IS 1, IS 2) bildet, welche die Verteilung der Lichtintensität in jedem Bild angeben und jeweils aus mehreren Signalwerten (L 1 bis Lm und R 1 bis Rm) zusammengesetzt sind, und eine Korrelationsbewertungseinrichtung (30), welche aus jedem Bildsignal (IS 1, IS 2) sich ändernde Kombinationen von Teilbildsignalen (PS 1, PS 2), bestehend aus einer vorbestimmten Anzahl an aufeinanderfolgenden Signalwerten (Lm - n bis Lm und Rm - n bis Rm), extrahiert, die Position der beiden Teilbildsignale (PS 1, PS 2) in den Bildsignalen (IS 1, IS 2), bei welcher die beiden Teilbildsignale (PS 1, PS 2) einen hohen Korrelationswert zeigen, erfaßt und einen Berechnungswert für die Scharfeinstellung des optischen Geräts liefert, welcher der Position des Teilbildsignals entspricht, wobei die Anzahl der Signalwerte (L 1 bis Lm und R 1 bis Rm) in den Bildsignalen (IS 1, IS 2), aus denen die Teilbildsignale (PS 1, PS 2) durch die Korrelationsbewertungseinrichtung (30) extrahiert werden, nicht mehr als das 1,5fache größer ist als die Anzahl der Signalwerte (Lm - n bis Lm und Rm - n bis Rm), welche in den zu extrahierenden Teilbildsignalen (PS 1, PS 2) enthalten sind.