DE4131808A1 - Autofokussiereinrichtung und -verfahren fuer eine videokamera - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Autofokussiereinrichtung für eine Videokamera nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren hierfür, um insbesondere den Fokus einer Videokamera auf ein sich bewegendes Objekt einzustellen.

Üblicherweise werden die Verfahren zur automatischen Fokussie­ rung bei einer Videokamera grob in solche eines aktiven Typs, wie z. B. des Typs mit einer Infrarotstrahl-Entfernungsmessung oder eines Ultraschalltyps, und eines passiven Typs, wie z. B. eines Bildabtasttyps und eines Bilderkennungstyps, eingeteilt.

Speziell das Prinzip desjenigen aktiven Typs, bei dem die Infrarotstrahl-Entfernungsmeßmethode verwendet wird, ist in Fig. 4 gezeigt. Hierbei werden Infrarotstrahlen auf ein Objekt gerichtet, um das vom Objekt reflektierte, zur Entfernungs­ messung dienende Signal zu erhalten. Das von einer nicht ge­ zeigten Lichtquelle für Infrarotstrahlung, wie z. B. einer im Infrarotbereich emittierenden Diode (nachfolgend als Infrarot- LED bezeichnet), emittierte Infrarotlicht wird mittels einer Projektionslinse (201) auf das Objekt (204) gerichtet und das reflektierte Licht mittels einer lichtempfangenden Linse (202) auf ein lichtempfangendes bzw. lichtempfindliches Element (203) fokussiert.

Wird die Entfernung der Projektionslinse (201) vom Objekt (204) mit L, die Entfernung der Projektionslinse (201) von der licht­ empfangenden Linse (202) mit R, die Brennweite der licht­ empfangenden Linse (202) mit F und die Entfernung des über die lichtempfangende Linse (202) auf das lichtempfindliche Element (203) auftreffenden Infrarotlichtstrahlenbündels von der Mitte des lichtempfindlichen Elements (203) mit X bezeichnet, so gilt zwischen diesen Größen folgende Beziehung:

Da die Entfernung L zwischen der Projektionslinse (201) und dem Objekt (204) umgekehrt proportional zur Entfernung X zwischen der Mitte des lichtempfindlichen Elements (203) und dem Auf­ treffpunkt des reflektierten Lichts ist, kann auf diese Weise die Entfernung L gemessen werden.

Das lichtempfangende Element (203) ist hierbei in zwei Kanäle A und B aufgeteilt, wobei das zugehörige elektrische Schaltkreis­ äquivalent in Fig. 2 dargestellt ist. Bezugnehmend auf die Struktur des lichtempfindlichen Elements stellen A und B positivseitige Elektroden dar, während eine negativseitige Elektrode mit C bezeichnet ist. I₀ entspricht dem Gesamtbetrag der Stromstärke, die proportional zur Lichteinfallsstellung erzeugt wird; V₀ ist eine Treiberspannung, D1 bezeichnet eine ideale Diode, Cj eine Sperrschichtkapazität, Rsh einen Paral­ lelwiderstand, R1 und R2 Widerstände zwischen dem Auftreffpunkt des reflektierten Lichts und den jeweiligen Elektroden A und B, S eine Stromquelle und R1 Lastwiderstände.

Die entstehenden Fotoströme I1 und I2 erfüllen die folgende Beziehung:

Gemäß Gleichung (1) ist das Verhältnis (I₂-I₁)/(I₂+I₁), d. h. das Verhältnis von Differenz und Summe der Ausgangsströme, proportional zur Entfernung X vom Punkt mitten zwischen den Elektroden A und B, d. h. vom Mittelpunkt des lichtempfindlichen Elements zum Auftreffpunkt des reflektierten Lichts. Das bedeu­ tet, daß der Einfallswinkel oder der Auftreffpunkt des reflektierten Infrarot-Lichtstrahlenbündels, der ein Ent­ fernungsmeßsignal auf dem lichtempfindlichen Element darstellt, sich in Abhängigkeit von einer Abstandsänderung zwischen dem Objekt und der Projektionseinrichtung verändert.

Wenn das Objekt korrekt fokussiert ist, fällt das reflektierte Licht auf die Mitte des lichtempfindlichen Elements auf und die beiden daraus erzeugten Ströme I₁ und I₂ sind gleich groß, so daß der Wert des Verhältnisses nach Gleichung (1) Null ist. Ist die Fokussierung hingegen nicht richtig, so wird das reflek­ tierte Licht zu einem Auftreffpunkt auf einer Seite des licht­ empfindlichen Elements hin fokussiert und die Ströme I₁ und I₂ der beiden Kanäle unterscheiden sich voneinander, was zu einem Wert des Verhältnisses der Gleichung (1) ungleich Null führt. Wird daher ein AF-Motor so gesteuert, daß die lineare Beziehung zwischen der Entfernung X der Mitte zwischen den Elektroden A und B vom Auftreffpunkt des reflektierten Lichts und dem Ver­ hältnis (I₂-I₁)/(I₂+I₁), d. h. dem Verhältnis von Differenz und Summe der Ausgangsströme, aufrechterhalten wird, kann dadurch eine exakte Fokussierung bewirkt werden.

Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 3 erläutert. Nachdem das Infrarotlicht von der Infrarot-LED (1) des lichtemittierenden Geräteteils auf das Objekt gerichtet wird (in Fig. 3 nicht dargestellt), wird es reflektiert und erreicht das licht­ empfindliche Element (2), wo es in Fotoströme in den Elektroden der beiden Kanäle A und B des lichtempfindlichen Elements (2) umgewandelt wird, wodurch ein infinitesimales Stromsignal erzeugt wird. In einem ersten und einem zweiten Vorverstärker (3), die je für einen Kanal vorgesehen sind, wird das Strom­ signal in ein Spannungssignal umgewandelt, wonach die Ausgangs­ signale des ersten und zweiten Vorverstärkers (3) in jeweils nachgeschalteten ersten und zweiten Synchronfilterverstärkern (4) unter Synchronisierung mit einem Synchronsignal für das An- und Abschalten der Infrarot-LED gefiltert und verstärkt werden.

In nachgeschalteten ersten und zweiten Pufferverstärkern (5) werden die Ausgangssignale des ersten und zweiten Synchron­ filterverstärkers (4) integriert, der Rauschanteil beseitigt und der Signalpegel zum Ausgeben angehoben. Die Ausgangssignale des ersten und zweiten Pufferverstärkers (5) seien jeweils als Signale A und B bezeichnet, welche auf die gleichnamigen Kanäle zurückgehen. Ein A/D-Wandler (6) empfängt die Signale A und B, legt einen von vier Fällen, nämlich |A-B|d, AB, A+BVh, A+BVl, fest und übermittelt das festgelegte Resultat einem Mikrocomputer (7). Dabei sind mit Vd, Vh und Vl Referenzspannungen zur Festlegung der Breite eines Ansprech­ bereiches, der Fokussierungsfestlegung und des Ansteuer­ bereiches für die Geschwindigkeit bezeichnet.

Nachdem im Mikrocomputer (7) die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit oder das Stoppen eines Motors (M), der eine Abbildungslinse in Abhängigkeit von der Kombination der vier Signale des A/D-Wandlers (6) bewegt, bestimmt sind, werden einem Motortreiber (10) ein Geschwindigkeitssteuersignal V und Richtungssteuersignale F und B zugeführt, wonach die auto­ matische Fokussierung vervollständigt wird, indem der Motor (M) die Abbildungslinse in eine optimale Fokusposition führt.

Der Mikrocomputer (7) generiert außerdem ein Taktsignal (CLK) zum An- und Abschalten der Infrarot-LED (1) und zur Festlegung der Synchronisation des vom Lichteinfall erzeugten Signals mit dem ersten und zweiten Synchronfilterverstärker (4) sowie einem Infrarot-LED-Treiber (9). Außerdem gibt er ein Rücksetzsignal (CLR) zum Entladen der integrierenden Kondensatoren als ein Signal zur Festlegung des Integrationsintervalls des vom ersten und zweiten Synchronfilterverstärker (4) erzeugten Signals ab. Dieses Rücksetzsignal dient weiterhin zur Steuerung eines Nah­ distanzbegrenzers (8), der dazu vorgesehen ist, den Fokus nicht auf ein sehr nahes Objekt, z. B. in einer Entfernung weniger als 1 m, einzustellen.

Während der Positionserkennung werden die in Abhängigkeit vom Auftreffpunkt des reflektierten Lichts auf das lichtempfind­ liche Element in den Kanälen A und B produzierten Signale im A/D- Wandler (6) zu einem Steuersignal kombiniert. Der Antrieb des AF-Motors erfordert einen hohen Hardware-Aufwand, wie beispielsweise Vorverstärker, Synchronfilterverstärker, Puffer­ verstärker, etc., für jeden der beiden Kanäle. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß der A/D-Wandler mit geringem Eingangsstrom und geringer Offsetspannung betrieben werden sollte, da er aus einem Operationsverstärker besteht. Die Umgehung dieses Problems erfordert weiteren Hardware-Auf­ wand.

Da außerdem lediglich die Pegel der beiden in dem licht­ empfindlichen Element erzeugten Kanalsignale detektiert werden und die Steuerung des Motors (M) durch das Kombinationssignal des aus einem Operationsverstärker bestehenden A/D-Wandlers erfolgt, entsteht das Problem, daß die Fokussierung der Video­ kamera nicht ganz exakt durchgeführt wird, wenn der Unterschied der Signale in den beiden Kanälen gering ist.

Andererseits ist ein zusätzlicher Nahdistanzbegrenzer (8) oder auch ein Stopper im Antriebsteil der Abbildungslinse vorge­ sehen, da ein im Unendlichen oder in einem sehr nahen Bereich liegendes Objekt keine Fokussierung erfordert, was ebenfalls in einem komplizierten Aufbau der Videokamera resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Autofokussierein­ richtung für eine Videokamera mit einem vereinfachten und dennoch sehr zuverlässigen Aufbau sowie eines für eine solche Einrichtung geeigneten Verfahrens.

Diese Aufgabe wird durch eine Autofokussiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird, sowie zu deren besserem Verständnis eine bekannte Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Auto­ fokussiereinrichtung für eine Videokamera,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltkreisäquivalent eines bekannten lichtempfindlichen Elements,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer bekannten Autofokussierein­ richtung für eine Videokamera,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Prinzips einer bekannten Autofokussiereinrichtung des aktiven Typs,

Fig. 5 ein Schaltkreisdiagramm der Autofokussiereinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 die Kennlinie der Frequenzantwort eines in Fig. 5 gezeigten Bandpaßfilters,

Fig. 7A Wellenformen des in einem nichtinvertierenden Verstärkerschaltkreis eines in Fig. 1 gezeigten verstärkenden Integrators erzeugten Signals,

Fig. 7B Wellenformen des von einem Integratorteil des in Fig. 1 gezeigten verstärkenden Integrators generierten Signals,

Fig. 7C Wellenformen des Signals zum Steuern der Infrarot- LED durch einen in Fig. 1 gezeigten Mikrocomputer,

Fig. 8 ein detailliertes Schaltbild einer in Fig. 1 gezeigten Infrarot-LED,

Fig. 9 ein detailliertes Schaltbild eines in Fig. 1 gezeigten Motortreibers,

Fig. 10A eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Leistung des Infrarot-LED-Treibers und einem Zählwert des Mikrocomputers,

Fig. 10B eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen dem Motorsteuersignal und der Spannung des in Fig. 9 ge­ zeigten Motortreibers und

Fig. 11A bis 11C ein in die jeweiligen Figurenteile abgeteiltes Fluß­ diagramm, welches den Verfahrensablauf zur Steuerung der jeweiligen Teile des Mikrocomputers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, zum Treiben der Infrarot-LED und eines AF-Motors veranschaulicht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden, beispielsweise unter Verwendung einer Infrarot-LED, in einem lichtemittierenden Geräteteil (10) Infrarotstrahlen erzeugt und mittels einer Projektionslinse auf ein abzubildendes Objekt gerichtet. Die vom Objekt reflektier­ ten Infrarotstrahlen werden mittels einer lichtaufnehmenden Linse auf eine Lichtauftreffposition auf einer lichtempfind­ lichen Fläche eines lichtempfangenden Geräteteils (20) fokussiert.

Der lichtempfangende Geräteteil (20) besteht aus einem in zwei Kanäle A und B aufgesplitteten lichtempfangenden, d. h. licht­ empfindlichen, Element und wandelt das einfallende Licht in infinitesimale Stromsignale I₁ und I₂ um. Ein erster und ein zweiter Strom/Spannungs-Wandler (30, 40), nachfolgend als I/V- Wandler bezeichnet, verstärken die vom lichtempfangenden Geräteteil (20) erzeugten infinitesimalen Stromsignale I1 und I2 und generieren entsprechende Spannungssignale.

Ein aus einem Analogschalter bestehender Selektor (50) wählt in alternierender Folge jeweils eines der Ausgangssignale der beiden Kanäle A und B der beiden I/V-Wandler (30, 40) sequen­ tiell aus und führt das ausgewählte Ausgangssignal einem Filter (60) zu.

Der Filter (60) läßt von dem Ausgangssignal des vom Selektor (50) jeweils ausgewählten Kanals lediglich Frequenzkomponenten innerhalb eines schmalen Bandes, welches eine Treiberfrequenz für die Infrarot-LED enthält, passieren und erzeugt ein ver­ stärktes Signal, um so das Signal/Rausch-Verhältnis S/N zu erhöhen.

Ein verstärkender Integrator (70) verstärkt nochmals das im Filter (60) verstärkte und gefilterte Signal, wandelt dieses in ein entsprechendes Stromsignal um und integriert das Strom­ signal zu einem linear mit der Zeit anwachsenden Spannungs­ signal.

Ein Komparator (80) vergleicht das vom verstärkenden Integrator (70) zugeführte Spannungssignal mit einer Referenzspannung und gibt einen vom Vergleichsresultat abhängigen Signalpegel ab.

Von einem Mikrocomputer (90) wird ein Ladesignal an einen Kondensator des verstärkenden Integrators (70) übermittelt, wenn das Ausgangssignal des Komparators (80) auf niedrigem Pegel liegt. Des weiteren werden vom Start des Treibersignals an für die Infrarot-LED solange Referenztakte gezählt, bis das vom verstärkenden Integrator (70) erzeugte Spannungssignal den Referenzspannungswert erreicht, um dadurch einen Infrarot-LED- Treiber (100) und einen Motortreiber (110) zu steuern.

Der Infrarot-LED-Treiber (100) empfängt ein Impulssignal vor­ bestimmter Frequenz vom Mikrocomputer (90) und steuert die Intensität des von der Infrarot-LED emittierten Lichts, d. h. deren Leistung, in einer Mehrzahl von Schritten, wodurch er die Infrarot-LED zum Leuchten anregt.

Der Motortreiber (110) empfängt ein Geschwindigkeitssteuer­ signal V und Richtungssteuersignale F und B in Abhängigkeit von dem in einem Zähler des Mikrocomputers (90) gezählten Signal und treibt einen Motor (M).

Wie aus Fig. 5, die ein detailliertes Schaltbild der Auto­ fokussiereinrichtung nach Fig. 1 zeigt, zu erkennen, generiert das lichtempfindliche Element (20) einen infinitesimalen Strom proportional zu der auf die Kanäle A und B eingestrahlten Lichtintensität und führt die erzeugten Ströme den jeweiligen Strom/Spannungs-Wandlern (30, 40) zu.

Wenn die Bildaufnahme jedoch an einem Platz mit hoher Umgebungs­ lichtstärke erfolgt, wird ein direkter Strom durch das Umgebungs­ licht in dem lichtsensitiven Element (20) produziert. Ent­ sprechend vergrößert sich das den beiden I/V-Wandlern (30 und 40) zugeführte direkte Stromsignal, so daß sich der Ausgangs­ spannungspegel eines Operationsverstärkers OP1 verringert, welcher dadurch in Sättigung gerät und negativ wird.

Deshalb ist ein Schaltkreis (31) zur Umgebungslichtbeseitigung vorgesehen, der den Rückkopplungswiderstand minimiert, wenn ein direkter Strom fließt und gezielt nur den durch das Impuls­ signal des Mikrocomputers (90), z. B. einem 10 KHz Wechselstrom­ signal, verursachten Strom verstärkt. Wenn die Ausgangsspannung Va des Operationsverstärkers OP1 durch den erhöhten direkten Strom aufgrund des Umgebungslichts unter -0,7 V absinkt, wird ein Transistor TR1 innerhalb des Schaltkreises (31) zur Um­ gebungslichtbeseitigung leitend geschaltet, so daß überschüssi­ ger Strom über Widerstände R3, R1 und einen Kondensator C1 beseitigt wird.

Nach Beseitigung des vom Umgebungslicht verursachten direkten Stroms in dem entsprechenden Schaltkreis (31) steht am Ausgang des Operationsverstärkers OP1 des ersten I/V-Wandlers (32) ein verstärktes Spannungssignal, z. B. mit einer Verstärkung von 50 dB, an. Ein Hochpaßfilter (33) beseitigt von dem vom Ausgang des Operationsverstärkers OP1 zugeführten Signal niederfrequen­ tes Rauschen unterhalb 60 Hz mittels eines Kondensators C5 und eines Widerstands R9, wodurch ein Signal mit einem verbesserten SN-Verhältnis entsteht.

Aufbau und Funktionsweise des zweiten I/V-Wandlers (40) ent­ spricht demjenigen des ersten I/V-Wandlers (30), wobei die korrespondierenden Elemente mit einer um jeweils 10 größeren Bezugsnummer bezeichnet sind und eine wiederholte Erläuterung zu diesen Elementen unterbleiben kann.

Ein Schalter (50) wechselt alternierend zwischen den Ausgangs­ signalen des ersten und des zweiten I/V-Wandlers (30 bzw. 40), wobei die zugehörige Zeiteinteilung unter der Steuerung des Mikrocomputers (90) erfolgt. Die vom Schalter (50) ausgewählten Ausgangssignale der I/V-Wandler (30, 40) werden im Filter (60) so gefiltert, daß sie die Treiberfrequenz der Infrarot-LED (10) besitzen, z. B. ein Frequenzband mit nur einer 10 KHz Signal­ komponente, wozu der Filter (60) einen Operationsverstärker OP3, Kondensatoren C7 und C8 sowie Widerstände R11 und R12 ent­ hält. Die Ausgangssignale der I/V-Wandler (30, 40) werden gleichzeitig im Filter (60) mit einem Faktor von beispielsweise 33 dB verstärkt und daraufhin ausgegeben.

Die Kennlinie der Frequenzantwort des Filters ist in Fig. 6 dargestellt, in der ein Spitzenwert in der Nähe von 2 π · 10⁴ rad/sec zu erkennen ist. Der Wert 2π · 10⁴ rad/sec entspricht einem Impulssignal für die Treiberfrequenz der Infrarot-LED von 10 KHz, wenn dieses in die Frequenzeinheit rad/sec umgewandelt wird, wobei gemäß dieser Figur ein Verstärkungsfaktor von 33 dB erhalten wird.

In einem nichtinvertierenden Verstärkerschaltungsteil (71) des verstärkenden Integrators (70) wird das Ausgangssignal des Filters (60) durch einen nichtinvertierenden Operations­ verstärker OP4 mit einem Verstärkungsfaktor von beispielsweise 13 dB verstärkt.

Das am Ausgang des nichtinvertierenden Verstärkerschaltungs­ teils (71) anstehende Signal sei mit Vp bezeichnet. Wenn dieses Ausgangsspannungssignal Vp des nichtinvertierenden Verstärker­ schaltungsteils (71) größer als eine Referenzspannung, z. B. 2,5 V, ist, wird in einem Integratorteil (72) ein Stromwert ent­ sprechend Vp/R16 dem invertierenden Eingang eines Operations­ verstärkers OP5 zugeführt. Der Ausgang des Operationsver­ stärkers OP5 gelangt dementsprechend auf niedrigen Pegel und ein Transistor TR3 wird leitend geschaltet. Über eine erste Stellung eines Schalters SW1 wird dadurch ein Kondensator C mit dem Stromwert Vp/R16 aufgeladen. Wenn die am Ausgang des nicht­ invertierenden Teils (71) anstehende Spannung V kleiner als 2,5 V wird, gelangt der Ausgang des Operationsverstärkers OP5 auf hohen Pegel, wodurch der Transistor TR3 sperrt und eine Klem­ mung des Ausgangs über eine Diode D1 erfolgt.

Befindet sich das abzubildende Objekt weiter als die nächst­ mögliche Distanz, z. B. 1 m, entfernt und ist die Fokussierung nicht korrekt, hat das verstärkte und in dem nichtinvertie­ renden Teil (71) erzeugte Signal die in Fig. 7A dargestellte Wellenform. Das von einem solchen Ausgangssignal des nicht­ invertierenden Verstärkerschaltungsteils (71) durch inte­ grierendes Aufladen des Kondensators C im Integratorteil (72) erhaltene Signal besitzt die in Fig. 7B gezeigte zugehörige Wellenform. Wenn die Amplitude des Ausgangssignals des nicht­ invertierenden Teils (71) größer ist, fließt ein größerer Strom in den Kondensator des Integratorteils (72), wodurch die Referenzspannung rascher erreicht wird. Entsprechend wird die Spannungsdifferenz zwischen den beiden vom Schalter (50) alternierend ausgewählten Kanälen A und B in eine Zeitdifferenz des integrierten Signals umgewandelt. Hierbei wird eine proportionale Beziehung beider Größen erhalten, d. h. (Va-Vb)∼(tb-ta). Der Mikrocomputer (90) zählt die Referenztakte und erfaßt so die Differenz der beiden Integrationszeiten ta und tb, wodurch er einerseits den Grad der Steuerung und anderer­ seits feststellt, ob eine Fokussierung durchgeführt wird.

Wenn andererseits der durch Laden des Kondensators C im Integratorteil (72) aufintegrierte Spannungswert im Komparator (80) größer als eine Referenzspannung Vcc wird, welche an den positiven Anschluß eines differenziellen Verstärkers OP6 an­ gelegt ist, wird der Ausgang dieses differenziellen Verstärkers OP6 auf niedrigen Pegel gesetzt und dieses Ausgangssignal dem Mikrocomputer (90) zugeführt. Der Mikrocomputer (90) sendet daraufhin ein Entladesignal zum Abfließen der Ladung im Konden­ sator C über einen Entladewiderstand R, was den Integratorteil (72) zurücksetzt.

Die Wellenform des Impulssignals, wie es als 10 KHz Treiber­ frequenzsignal für die Infrarot-LED vom Mikrocomputer (90) abgegeben wird, ist in Fig. 7C dargestellt. Wenn beispielsweise die Periodendauer des Impulssignals 100 µs beträgt, die Infra­ rot-LED für 40 ms zum Leuchten gebracht und der Motor für 30 ms gesteuert wird, beträgt die gesamte Abtastdauer des Gerätes 70 ms.

Das detaillierte Schaltbild des Infrarot-LED-Treibers (100) ist in Fig. 8 dargestellt. Das Treibersignal vom Mikrocomputer (90), d. h. das 10 KHz-Impulssignal IR ist einem Transistor TR4 eines Anschalt/Ausschalt-Kreises (101) für die Infrarot-LED zugeführt. Andererseits zählt der Mikrocomputer (90) die Amplitude der Ausgangssignale beider Kanäle A und B - im Komparator (80) als niedrige Pegel gesetzt - ab und teilt diese Signale in vier Stufen P1, P2, P3 und P4 eines dem Infra­ rot-LED-Treiber (100) zugeführten Lichtintensitätssteuersignals ab. Ein Schaltungsteil (102) zur Steuerung der Abstrahlintensi­ tät der Infrarot-LED reagiert darauf wie folgt. Liegt vom Mikrocomputer (90) ein hoher Signalpegel am Anschluß P1 an, werden in einer Darlington-Verschaltung miteinander verbundene Transistoren TR7 und TR8 leitend geschaltet, woraufhin ein Strom i1 fließt, der die Lichtintensität der Infrarot-LED (10) entsprechend steuert und die Infrarot-LED passend zur Ab­ strahlung anregt. Wird dem Anschluß P2 vom Mikrocomputer (90) ein hoher Signalpegel zugeführt, werden in einer Darlington- Verschaltung miteinander verbundene Transistoren TR9 und TR10 leitend geschaltet und die Infrarot-LED (10) wird mit einer Intensität erregt, die der Stromsumme i1+i2 entspricht. Wenn auch am Anschluß P3 ein hoher Signalpegel vom Mikrocomputer (90) ansteht, werden in einer Darlington-Verschaltung mit­ einander verbundene Transistoren TR11 und TR12 leitend ge­ schaltet und die Infrarot-LED (10) strahlt mit einer Intensität ab, die der Stromsumme i1+i2+i3 entspricht. Wird schließ­ lich auch dem Anschluß P4 ein hoher Signalpegel vom Mikro­ computer (90) zugeführt, so werden in einer Darlington-Ver­ schaltung miteinander verbundene Transistoren TR13 und TR14 leitend geschaltet und die Infrarot-LED (10) zur Lichtab­ strahlung mit einer Intensität angeregt, die der Stromsumme i1+i2+i3+i4 entspricht.

Die Beziehung zwischen der Lichtintensität beim Treiben der Infrarot-LED durch die Treiberschaltung der Fig. 8 und dem im Mikrocomputer bestimmten Zählwert ist in Fig. 10A schematisch abgebildet. Der Zählwert des Mikrocomputers und das Licht­ intensitätssteuersignal sind jeweils in dimensionslosen Ein­ heiten aufgetragen. Der Grund für die mehrstufige Steuerung der Lichtintensität liegt darin, daß sich die von dem lichtsensi­ tiven Element aufgenommene reflektierte Lichtintensität in Abhängigkeit von der Art des abzubildenden Objekts oder der Entfernung ändert, so daß hierfür eine Kompensation benötigt wird, um ein Signal mit konstantem Pegel zu haben. Denn wenn der zum Integrationszeitunterschied zwischen den beiden Kanal­ signalen gehörige Zählwert des Mikrocomputers größer wird, sollte die Infrarot-LED mit einer niedrigen Lichtintensität betrieben werden, und wenn das Reflektionsvermögen des Objekts gering ist, sollte die Infrarot-LED mit hoher Lichtintensität betrieben werden. Da der Gesamtverstärkungsfaktor der be­ schriebenen erfindungsgemäßen Autofokussiereinrichtung bei­ spielsweise ungefähr 100 dB beträgt, wird die Lichtintensität der Infrarot-LED, d. h. deren Treiberspannung, in vier Stufen gesteuert, um stets gleichbleibend einen dynamischen Bereich unabhängig vom Objekttyp und der Entfernung des Objekts zu haben.

Das detaillierte Schaltbild des Motortreibers (110) der Fig. 1 ist in Fig. 9 gezeigt. Der Motortreiber (110) besteht aus einem Schaltkreis (111) zur Steuerung der Motorbewegungsrichtung und einer Schaltung (112) zur Steuerung der Motorgeschwindigkeit.

In der Schaltung (111) zur Steuerung der Motorbewegungsrichtung wird die Rotationsrichtung des Motors durch ein vom Mikro­ computer (90) gezähltes Signal bestimmt. Wenn beispielsweise das Steuersignal für positive Drehrichtung mit hohem Pegel einem entsprechenden Anschlußkontakt POS.RICHTUNG vom Mikro­ computer (90) zugeführt wird, veranlaßt dieses Steuersignal über Transistoren TR20, TR22 und TR19 den Motor zur Rotation in positiver Drehrichtung. Wenn andererseits ein Steuersignal für negative Drehrichtung einem entsprechenden Anschluß NEG.RICHTUNG mit hohem Signalpegel zugeführt wird, veranlaßt dieses Steuersignal über Transistoren TR21, TR23 und TR18 den Motor zur Rotation in negativer Drehrichtung.

Liegt eine große Signaldifferenz zwischen beiden Kanälen A und B, d. h. eine große Zählwertdifferenz, vor, wird der Motor auf eine bevorzugt große Geschwindigkeit eingestellt. Da anderer­ seits ein Motor eine gewisse Trägheit besitzt und leicht ein Überschwingen erzeugt wird, sollte der Motor auf geringe Geschwindigkeit eingestellt werden, wenn eine kleine Signal­ differenz zwischen den beiden Kanälen A und B vorliegt. Ist letzteres der Fall, wird demgemäß ein hoher Signalwert einem Anschlußkontakt NIEDR.GESCHW. der Schaltung (112) zur Motor­ geschwindigkeitssteuerung als ein Steuersignal für niedrige Geschwindigkeit vom Mikrocomputer (90) zugeführt, woraufhin ein Transistor TR15 leitend schaltet und der Motor zur Vermeidung von Überschwingeffekten mit geringer Geschwindigkeit rotiert wird.

Bei dieser Motordrehrichtungs- und geschwindigkeitssteuerung wird diese Steuerung von einem pulsweitenmodulierten (PWM) Signal konstanter Spannung bewirkt, welches in Abhängigkeit vom Zählsignal im Mikrocomputer (90) zugeführt wird. Solche Steuer­ signale sind in Fig. 10B durch die vertikalen, gestrichelten Linien gezeigt, wobei die weiter rechts liegenden Steuersignale eine größere Pulsbreite aufweisen, so daß die Antriebsgeschwin­ digkeit des Motors größer wird.

Die Fig. 11A bis 11C stellen Flußdiagramme dar, die den Ver­ fahrensablauf zum Treiben der Infrarot-LED und des AF-Motors illustrieren, wobei die jeweiligen Teile von dem in Fig. 1 gezeigten Mikrocomputer gesteuert werden. Dieser Verfahrens­ ablauf wird nachfolgend unter Einbeziehung der Fig. 1 und 5 bis 9 erläutert. In einem Schritt S1 wird der Mikrocomputer (90) zwecks Rücksetzung des Speichers und der Zähler initialisiert, der Kondensator C des Integratorteiles (72) für eine Milli­ sekunde entladen und zuerst das Lichtintensitätssteuersignal P4 für maximale Leistung ausgewählt.

Nach Umwandlung der in dem lichtempfindlichen Element (20) er­ zeugten infinitesimalen Stromsignale I1 und I2 in Spannungs­ signale in dem ersten und dem zweiten I/V-Wandler (30 und 40), wird ein Steuersignal dem Schalter (50) zum Auswählen des Kanals A (in Schritt S2) zugeführt und das im Kanal A über­ tragene Signal zur Aufladung und zum Integrieren in dem ver­ stärkenden Integrator (70) nach Passieren des Filters (60) verwendet (in Schritt S3).

Dann wird das 10 KHz-Impulssignal zum Treiben der Infrarot-LED für z. B. 50 µs und gleichzeitig der Zähler angeschaltet (in Schritt S4) und das Impulssignal daraufhin für 50 µs abge­ stellt, um ein Treibersignal für die Infrarot-LED mit einer Periodendauer von 100 ms zu produzieren (in Schritt S5).

Danach stellt der Mikrocomputer fest, ob das aufintegrierte Signal des Kanals A, das dem Komparator (80) zugeführt ist, einem Referenzspannungswert entspricht oder nicht (in Schritt S6). Ist dies der Fall, wird die Anzahl der Signalimpulse ab dem Start der Beaufschlagung der Infrarot-LED bis zur Überein­ stimmung der obigen Signale in dem Zähler abgespeichert (in Schritt S7) und ein Rücksetzsignal zur Entladung des Konden­ sators C im Integratorteil (72) erzeugt (in Schritt S8).

Wenn das Signal des Kanals A den Referenzspannungswert in Schritt S6 nicht erreicht hat, überprüft der Mikrocomputer in einem Schritt S9, ob die Anzahl der gezählten Signalimpulse größer als 200 ist oder nicht. Wenn die Anzahl größer als 200 ist, wird mit Schritt S7 fortgesetzt, ansonsten wird der Ver­ fahrensablauf mit einer Schleife zum Schritt S4 zurückgeführt. Die Zählanzahl 200 für das Impulssignal entspricht dabei einer Zeitdauer von 20 ms, welches den unteren Grenzwert in dem Fall darstellt, daß sich Objekte innerhalb des Minimalabstands be­ finden oder die Integration wegen Rauschens gestoppt wird.

Dann wird ein Steuersignal zum Auswählen des Kanals B zum Schalter (50) gesendet (in Schritt S10) und das im Kanal B übertragene Signal im Kondensator C des Integratorteils (72) zwecks Aufintegration geladen (in Schritt S11).

Das 10 KHz-Impulssignal wird zum Treiben der Infrarot-LED für 50 µs und ein Zähler wird angeschaltet (in Schritt S12) und das Impulssignal daraufhin für 50 µs abgeschaltet, um das Treiber­ signal für die Infrarot-LED mit einer Periodendauer von 100 µs zu produzieren (in Schritt S13).

Daraufhin wird festgestellt, ob das dem Komparator (80) zuge­ führte integrierte Signal des Kanals B einem Referenzspannungs­ wert entspricht oder nicht (in Schritt S14), und wenn dies der Fall ist, wird die Anzahl der Signalimpulse vom Starten der Beaufschlagung der Infrarot-LED bis zu der Übereinstimmung der Signale in dem Zähler gespeichert (in Schritt S15), wonach ein Rücksetzsignal zum Entladen des Kondensators C des Integrator­ teils (72) erzeugt wird (in Schritt S16).

Wenn das integrierte Signal des Kanals B, das dem Komparator (80) übertragen wird, den Referenzspannungswert in Schritt S14 nicht erreicht hat, wird in einem Schritt S17 festgestellt, ob die Anzahl von Signalimpulsen größer als 200 ist oder nicht. Wenn die Anzahl größer als 200 ist, wird mit Schritt S15 fort­ gesetzt, und wenn nicht, wird das Verfahren in einer Schleife zum Schritt S12 zurückgeführt.

Danach wird festgestellt, ob jeder der Zählwerte der beiden Kanäle A und B oberhalb des unteren Grenzwerts, d. h. über 20 ms, liegt (in Schritt S18), und wenn dies der Fall ist, wird unterschieden, ob die Zählwerte über 10 sec liegen oder nicht (in Schritt S19); liegen sie oberhalb 10 sec, wird dies dahin­ gehend interpretiert, daß die Abbildungslinse in eine Unend­ lichstellung bewegt wurde, und der Motor daraufhin gestoppt (in Schritt S20); ist dies hingegen nicht der Fall, wird der Motor in die Unendlichstellung bewegt, und der Verfahrensablauf in einer Schleife zum Schritt S2 zurückgeführt (in Schritt S21).

Wenn die zu den Kanälen A und B gehörigen Zählwerte im Schritt S18 unter 20 ms liegen, wird mit Schritten S22 bis S24 fort­ gesetzt und zunächst festgestellt, ob die beiden Zählwerte der Kanäle A und B gleich groß sind oder nicht (in Schritt S22). Wenn sie nicht gleich groß sind, wird wiederum abgefragt, ob die Zählwerte über 10 sec liegen oder nicht (in Schritt S23). Liegen sie über 10 sec, wird dies dahingehend interpretiert, daß die Abbildungslinse in die geringstmögliche Entfernungs­ stellung bewegt wurde, und der Motor wird angehalten (in Schritt S24′). Liegen die Zählwerte unter 10 sec, wird der Motor in die Stellung für geringstmögliche Entfernung rotiert und das Verfahren in einer Schleife zum Schritt S2 zurück­ geführt (in Schritt S24).

Sind die Zählwerte A′ und B′ der Kanäle A und B im Schritt S22, d. h. die Amplituden der Positionserkennungssignale der Kanäle A und B, wenigstens annähernd gleich groß, so sind die Amplituden der über diese Kanäle übertragenen Signale in Schritten S25 bis S28 proportional zum Inversen der Zählwerte A′ und B′. Die Amplitudendifferenz entspricht daher dem Verhältnis (B′-A′)/(A′ B′), welches das Verhältnis der Differenz zum Produkt dieser Zählwerte ist. Dieser Verhältniswert wird in einem Register R5 abgespeichert (in Schritt S25). Die Summe der Amplituden entspricht dem Verhältnis (A′ + B′)/(A′ B′), welches das Verhältnis von Summe zum Produkt der Zählwerte ist. Dieser Verhältniswert wird in einem Register R4 abgespeichert (in Schritt S26). Das Verhältnis des im Register (R5) gespeicherten Wertes zu dem im Register R4 gespeicherten Wert, d. h. das Verhältnis (B′-A′)/(B′+A′), welches das Verhältnis von Differenz zur Summe der Zählwerte ist, wird in einem Register R3 abgespeichert (in Schritt S27). Die Leistung der Infrarot- LED wird in Abhängigkeit von dem im Register R4 abgespeicherten Wert ausgewählt (in Schritt S28).

Wie aus Fig. 10A ersichtlich wächst der Zählwert um so mehr, je weiter das Objekt, dessen Abstand zu messen ist, entfernt ist, was demgemäß eine Erhöhung der benötigten Lichtabstrahl­ intensität, d. h. der Leistung, der Infrarot-LED erfordert. Erfindungsgemäß ist daher die Intensität des emittierten Lichts der Infrarot-LED in vier Stufen abhängig vom Zählwert geteilt und gesteuert, wobei sich zur Stabilisierung des Systems je­ weils die vorderen und hinteren Enden jeder Stufe überlappen, wenn von einer Stufe auf eine andere übergegangen wird. Diese Überlappungsbereiche entsprechen einem Hystereseband.

In Schritten S29 bis S31 wird überprüft, ob eine Größenord­ nungsänderung, d. h. ein Übertrag, des im Register R5 abge­ speicherten Wertes erzeugt wurde oder nicht (in Schritt S29), und wenn ein Übertrag vorliegt, wird der Motor in negativer Drehrichtung bewegt (in Schritt S30), und wenn nicht, wird der Motor in positiver Drehrichtung bewegt (in Schritt S31).

In Schritten S32 und S33 wird das Verhältnis (B′-A′)/(B′+A′), also das im Register R3 gespeicherte Verhältnis von Differenz zur Summe der Zählwerte, mit einem vorher fest­ gelegten Fehlerwert ε verglichen, welcher das besagte Hysterese­ band repräsentiert (in Schritt S32); wenn das Verhältnis kleiner als der Fehlerwert ist, wird der Motor gestoppt, die automatische Fokussierung ist beendet und es wird zum Schritt S2 zurückgekehrt (in Schritt S33). Der Fehlerwert ε ist hierbei beispielsweise auf einen Wert unterhalb 5% des in R3 gespeicherten Wertes gesetzt.

Wenn der im Register R3 abgespeicherte Wert im Schritt S32 über dem Fehlerwert ε liegt, wird mit den Schritten S34 bis S37 fortgefahren. Zunächst wird festgestellt, ob der im Register R3 gespeicherte Wert oberhalb eines gesetzten Wertes K für einen Antrieb mit geringer Geschwindigkeit (in Schritt S34) liegt. Ist dies der Fall, wird der Motor (M) zur Rotation mit einer hohen Geschwindigkeit mittels des pulsweitenmodulierten Signals PWM (in den Schritten S35 und S37) angesteuert. Ist hingegen der Wert in R3 kleiner als der gesetzte Wert K, wird die Fokussierung durch Ansteuerung des Motors zur Rotation mit einer geringen Geschwindigkeit durchgeführt und daraufhin zum Schritt S2 zurückgekehrt (mit den Schritten S36 und S37). Der Wert K ist beispielsweise auf einen Wert von 20% des im Register R3 gespeicherten Wertes gesetzt.

Wie oben beschrieben, werden erfindungsgemäß die infinitesi­ malen Ströme der beiden Kanäle, die von dem lichtempfindlichen Geräteteil generiert werden, in einem einzigen Kanal verarbei­ tet, wodurch sich der Aufbau vereinfacht. Außerdem wird das Steuerungssignal zum Treiben der Infrarot-LED und des AF-Motors softwaremäßig in einem Mikrocomputer verarbeitet, was die bei Hardware-Implementationen auftretenden Schwierigkeiten der Ein­ haltung der Charakteristika geringer Eingangsströme und kleiner Offsetspannungen löst sowie die Zuverlässigkeit und die Stabi­ lität des Systems erhöht.

Claims (23)

1. Autofokussiereinrichtung für eine Videokamera, mit

• - einem lichtemittierenden Element (10) zur Emission eines Lichtstrahls für eine Entfernungsmessung;
• - einem Treiber (100) zum Treiben des lichtemittierenden Elements;
• - einem lichtempfindlichen Element (20) mit zwei Kanälen zur Erzeugung jeweiliger Fotostromsignale in den beiden Kanälen in Abhängigkeit von der Lage eines Auftreffpunktes des von dem lichtemittierenden Element (10) auf ein Objekt gerichteten und von diesem reflektierten Lichts;
• - ersten und zweiten strom-/spannungswandelnden Einheiten (30, 40) zur Umwandlung der Fotostromsignale jedes der beiden Kanäle in verstärkte Spannungssignale;
• - einem Motortreiber (110) zum Treiben eines die Fokussierung steuernden Motors (M); und
• - einem den Motortreiber (110) ansteuernden Mikrocomputer (90);

gekennzeichnet durch

• - einen Selektor (50) zum zeitabgeteilten Auswählen der Ausgangssignale der ersten oder der zweiten strom-/spannungs­ wandelnden Einheit (30, 40);
• - einen Filter (60) zum Filtern des ausgewählten Ausgangs­ signals;
• - einen verstärkenden Integrator (70) zur Verstärkung und Integrierung des Ausgangssignals des Filters (60);
• - eine Einheit (80) zum Vergleichen des aufintegrierten Spannungssignals mit einer Referenzspannung und zur Erzeugung eines Signalpegels in Abhängigkeit von dem Resultat des Ver­ gleichs; sowie dadurch, daß dem Mikrocomputer (90) die den beiden Kanälen jeweils ent­ sprechenden Pegelsignale des Vergleichsmittels (80) sequentiell zugeführt sind und dieser deren Differenz erfaßt und in Ab­ hängigkeit davon den Motortreiber (110) solange aktiviert, bis die beiden Pegelsignale gleich groß sind.

2. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Strom/Spannungs- Wandlereinheit (30, 40) folgende Elemente enthalten:

• - einen ersten und einen zweiten Schaltkreis (31, 41) zur Beseitigung eines Stroms aufgrund von Umgebungslicht, um den Effekt des Umgebungslichts zu unterdrücken;
• - einen ersten und einen zweiten Strom/Spannungs-Wandlerteil (32, 42) zur Umwandlung des von dem lichtempfindlichen Element (20) generierten Fotostromsignals in ein Spannungssignal; und
• - einen Hochpaßfilter zur Beseitigung von Rauschen in den von dem ersten und dem zweiten Strom/Spannungs-Wandlerteil (32, 42) zugeführten Signalen.

3. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schaltkreis (31, 41) zur Beseitigung des Stroms aufgrund von Umgebungslicht jeweils folgende Elemente enthalten:

• - Transistoren, die jeweils leitend geschaltet werden, wenn ein von Umgebungslicht verursachter direkter Strom deren Kollektoranschluß beaufschlagt; und
• - Widerstände und Kondensatoren, über die der überschüssige direkte Strom beseitigt wird, wenn die Transistoren leitend geschaltet sind.

4. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor (50) ein Steuer­ signal vom Mikrocomputer (90) erhält und in Abhängigkeit von diesem Steuersignal sequentiell die Ausgangssignale der beiden Kanäle jeweils für eine vorgewählte Abtastdauer auswählt.

5. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor (50) aus einem Analogschalter besteht.

6. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (60) zum Filtern des ausgewählten Ausgangssignals aus einem Bandpaßfilter besteht, der aus einem Operationsverstärker, Widerständen und Konden­ satoren aufgebaut ist, von den jeweiligen Hochpaßfiltern des ersten und des zweiten Strom/Spannungs-Wandlers (32, 42) abgegebenen Signalen Signalkomponenten mit einer vorbestimmten Frequenz filtert und die gefilterten Signalkomponenten ver­ stärkt.

7. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Integrator (70) folgende Elemente enthält:

• - einen nichtinvertierenden Verstärkerschaltkreis (71) zur nichtinvertierenden Verstärkung der im vorgeschalteten Filter (60) gefilterten Signale; und
• - einen Integratorteil (72) zum Aufintegrieren eines Eingangs­ signals, wenn das vom nichtinvertierenden Verstärkerschalt­ kreis (71) zugeführte Signal größer als eine vorgewählte Referenzspannung ist, und für eine Klemmung des Ausgangs­ signals, wenn das Ausgangssignal des nichtinvertierenden Verstärkungsschaltkreises (71) kleiner als die Referenz­ spannung ist.

8. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinheit (80) einen Komparator enthält, der auf einen vorgewählten Pegel gesetzt wird, wenn im verstärkenden Integrator ein resultierender Wert erhalten wird, der einen vorgewählten Spannungspegel erreicht oder überschreitet.

9. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer folgende Signale erzeugt:

• - ein Impulssignal zum Treiben des lichtemittierenden Elements (10);
• - ein Steuersignal für den verstärkenden Integrator (70) in Abhängigkeit von dem von der Vergleichseinheit (80) zuge­ führten Signalpegel; und
• - Steuersignale für den Treiber (100) des lichtemittierenden Elements und für den Motortreiber (110), welche durch Um­ wandlung von Positionserkennungssignalen der beiden Kanäle, die in Abhängigkeit von der Lage des die beiden Kanäle er­ reichenden reflektierten Lichtes abgegeben werden, in Zähl­ werte entstehen.

10. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (100) für das lichtemittierende Element folgende Elemente enthält:

• - einen Schaltkreis (101) zum Anschalten und Abschalten einer als lichtemittierendes Element (10) dienenden Infrarot- LED in Abhängigkeit von einem vom Mikrocomputer (90) zuge­ führten Impulssignal vorgewählter Frequenz; und
• - einen Schaltkreis (102) zur Steuerung der Abstrahlintensität der Infrarot-LED, welchem ein Steuersignal vom Mikrocomputer (90) zugeführt ist, um die Lichtintensität des lichtemittie­ renden Elements (10) einzustellen.

11. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal vom Mikrocomputer (90) den Schaltkreis (102) zur Steuerung der Abstrahlintensität der Infrarot-LED in vier Leistungsstufen steuert.

12. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (100) für das lichtemittierende Element (10) letzteres in vorgewählten Stufenhöhen aufgrund empfangener Steuersignale vom Mikrocomputer (90) ansteuert.

13. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motortreiber (110) folgende Elemente enthält:

• - einen Schaltkreis (111) zur Steuerung der Rotationsrichtung des Motors (M); und
• - einen Schaltkreis (112) zur Steuerung der Rotationsgeschwin­ digkeit des Motors (M).

14. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (111) zur Steuerung der Motordrehrichtung eine Mehrzahl von Transistoren und Wider­ ständen in einer H-Brückenstruktur enthält, um die Rotations­ richtung des Motors (M) in Abhängigkeit von vom Mikrocomputer (90) zugeführten Steuersignalen festzulegen.

15. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (112) zur Motor­ geschwindigkeitssteuerung eine Mehrzahl von Transistoren, Widerständen sowie eine Diode enthält, um die Geschwindigkeit des Motors (M) niedrig einzustellen, wenn ein entsprechendes Steuersignal vom Mikrocomputer (90) einem entsprechenden Anschlußkontakt für niedrige Geschwindigkeit zugeführt wird.

16. Autofokussiereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für niedrige Geschwindig­ keit, das vom Mikrocomputer (90) zugeführt wird, ein pulsweiten­ moduliertes Signal ist.

17. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochpaßfilter einen Operationsverstärker und ein aus Widerständen und Kondensatoren aufgebautes Hochpaßfilterelement enthält.

18. Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Mikrocomputer (90) zugeführte Steuersignal zur Festlegung der Motordrehrichtung ein pulsweitenmoduliertes Signal ist.

19. Verfahren zur automatischen Fokussierung für eine Autofokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem ein lichtemittierendes Element (10) zum Aussenden eines Meßlichtstrahls und ein aus zwei Kanälen bestehendes licht­ empfindliches Element (20) zum Detektieren des von einem abzubildenden Objekt reflektierten Lichts verwendet werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Auswählen eines der beiden Kanäle und Abfragen, ob eine Detektionssignalspannung des ausgewählten Kanals einer vorgewählten Referenzspannung entspricht;
• - Auswählen des anderen der beiden Kanäle und Abfragen, ob eine Detektionssignalspannung dieses anderen ausgewählten Kanals der Referenzspannung entspricht oder nicht;
• - Einstellen der Fokussierung auf große Entfernung, wenn den Detektionssignalen der beiden Kanäle entsprechende Zählwerte oberhalb eines vorgewählten unteren Grenzwerts liegen, Beenden der Fokussierung, wenn der Zählwert ober­ halb eines vorgewählten oberen Grenzwerts liegt und Zurück­ kehren zum Schritt des Auswählens eines Kanals nach Fokussierung auf unendliche Entfernung, wenn der Zählwert unterhalb des oberen Grenzwerts liegt;
• - Fokussierung auf nächstmögliche Entfernung, wenn die zu den Detektionssignalen der beiden Kanäle gehörigen Zähl­ werte beide unterhalb des unteren Grenzwerts liegen und einander nicht gleich sind, durch Rotieren des Motors in die Stellung für nächstmögliche Entfernung und Zurück­ kehren zum Schritt des Auswählens eines Kanals, wenn der Zählwert oberhalb des oberen Grenzwerts liegt; und
• - Ansteuern des lichtemittierenden Elements sowie Steuerung von Drehrichtung und Geschwindigkeit der Fokussierung, wenn die Zählwerte beider Kanäle unterhalb des unteren Grenzwerts liegen und einander gleich sind.

20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

• - Projizieren von infrarotem Licht auf ein Objekt, dessen Entfernung zu messen ist, mittels einer Infrarot-LED;
• - Erfassen des vom Objekt reflektierten Lichts über zwei Kanäle und Erzeugung von Fotostromsignalen entsprechend dem erfaßten Licht;
• - Umwandeln der Fotostromsignale in verstärkte Spannungs­ signale;
• - Sequenzielles Auswählen der im Schritt der Strom/Spannungs- Wandlung erhaltenen Signale;
• - Filtern der im vorangegangenen Schritt ausgewählten Signale;
• - Verstärken der im Schritt der Filterung erhaltenen Signale und Aufintegrieren derselben;
• - Vergleichen der im vorangegangenen, verstärkenden und integrierenden, Schritt erhaltenen Signalspannung mit einer vorgewählten Referenzspannung und Erzeugung eines Pegel­ signals in Abhängigkeit von dem Resultat des Vergleichs;
• - Erzeugung von Steuersignalen zum Treiben der Infrarot- LED und des Motors durch Umwandlung der im verstärkenden und integrierenden Schritt erhaltenen integrierten Signale in Zählwerte abhängig von dem im Vergleichsschritt erhal­ tenen Pegelsignal;
• - Treiben der Infrarot-LED in Abhängigkeit von dem im voran­ gegangenen Schritt erzeugten Steuersignal; und
• - Treiben des Motors in Abhängigkeit von dem im vorletzten Schritt erzeugten Steuersignal.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt des Treibens der Infrarot-LED die Intensität des von der Infrarot-LED emittierten Lichts in vorgewählten Stufen in Abhängigkeit vom Zählwert gesteuert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Schritt des Treibens des Motors die Drehrich­ tung und die Geschwindigkeit des Motors mittels eines puls­ weitenmodulierten Signals in Abhängigkeit von dem Zählwert gesteuert werden.