DE68919123T2

DE68919123T2 - Automatisches Fokussierungssystem für Kameras mit einer Variooptikfunktion.

Info

Publication number: DE68919123T2
Application number: DE68919123T
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Hida; Isao Hijikata
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-05-23
Also published as: EP0343016B1; KR890017945A; JPH01293771A; US4969044A; KR920009610B1; EP0343016A3; DE68919123D1; EP0343016A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf automatische Fokussiersysteme und ist insbesondere auf Videokameras mit einer Zoom-Funktion anwendbar.
Verschiedene Typen von Videokameras sind bekannt, welche im allgemeinen mit einem optischen System versehen sind, das eine Fokuslinse und eine Zoom-Linse umfaßt, so daß die Fokussierung durch die Bewegung der Fokuslinse in den Richtungen längs der optischen Achse des optischen Systems bewirkt wird und das Zoomen durch die Bewegung der Zoomlinse in den gleichen Richtungen der optischen Achse durchgeführt wird.
In einer derartigen Videokamera wird, wenn die Position der Zoom-Linse auf der optischen Achse von der Telephoto-Seite zu der Weitwinkel-Seite oder umgekehrt verschoben wird, die Fokuslinse in Übereinstimmung mit der Entfernung zu einem zu erfassenden Objekt in Verbindung mit der Bewegung der Zoom-Linse bewegt, um so die Linse immer auf korrekte Weise fokussiert zu halten.
In der oben erwähnten Videokamera mit einer Zoom-Funktion variiert die Beziehung zwischen den Positionen der Fokuslinse und der Zoom-Linse auf der optischen Achse wie in Figur 7 gezeigt in Übereinstimmung mit Entfernungen U&sub1;, U&sub2;, ..., Un zu dem durch die Videokamera im Fokus zu erfassenden Objekt. Wie aus Kurven, die die Beziehung zwischen der Position der Fokuslinse und der Position der Zoom-Linse zeigen, ersichtlich ist, ist die Neigung, wenn der Abstand zu dem Objekt kürzer ist, kleiner, wie durch die Kurve Un angedeutet wird, wohingegen in Übereinstimmung mit der Verlängerung des Abstandes zu dem Objekt die Neigung größer ist, wie durch die Kurve U&sub1; anzeigt. Demgemäß gibt es in Fällen, wo der Abstand zu dem Objekt beträchtlich kurz ist, ein Problem, welches mit Videokameras nach dem Stand der Technik auftritt, dadurch, daß, wenn die Zoom-Linse auf der Telephoto-Seite positioniert wird, eine Schwierigkeit angetroffen wird, den fokussierten Zustand in dem bewegbaren Bereich der Fokuslinse zu erreichen.
Ein automatisches Fokussiersystem für eine Videokamera in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in der EP-A-266 072 offenbart. Diese verwendet das Niveau einer Hochfrequenzkomponente des Bildsignals als für den Fokuszustand indikativ und verwendet das sogenannte "Berg-Steigen"-Prinzip, in welchem ein maximaler Wert der Fokusspannung gesucht wird, indem sukzessive Referenzwerte ersetzt werden, wenn jeder überschritten wird, bis die nachgewiesene Spannung unter den letzten Referenzwertes abnimmt.
Das Problem, das einige Zoomzustände die richtige Fokussierung wegen der begrenzten Fokuslinsenbewegung verhindern können, wird in der JP-A-60143310 beschrieben. Diese offenbart ein System, in welchem, wenn die Fokuslinse den kürzesten Fokuslängen-Grenzwert erreicht, die Zoom-Linse und die Fokuslinse zu Zielpositionen bewegt werden, wobei sich die Zoom-Linse zu der Weitwinkel- Seite bewegt, was die Brennweite verringert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes automatisches Fokussiersystem zu schaffen, welches fähig ist, die Fokuslinse sicher in die fokussierte Position zu bringen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein automatisches Fokussiersystem geschaffen, welches ein optisches System, das zumindest eine in einem ersten vorbestimmten bewegbaren Bereich L&sub1; längs der optischen Achse des optischen Systems bewegbare Fokuslinse und eine in einem zweiten vorbestimmten bewegbaren Bereich L&sub2; zwischen einen Telephotogrenzwert und einem Weitwinkelgrenzwert längs der optischen Achse bewegbare Zoom- Linse aufweist, und weiter ein Bildaufnahmegerät zum Umwandeln eines Lichtbündels, das darauf von einem Objekt durch die Fokuslinse und die Zoom-Linse einfällt, in ein entsprechendes elektrisches Signal umfaßt; und mit
einem Antriebsmittel zum Antreiben der Fokuslinse und der Zoom-Linse längs der optischen Achse des optischen Systems;
einem Filtermittel, das an das Bildaufnahmegerät zum Herleiten einer vorbestimmten Frequenzkomponente des elektrischen Signals aus dem Bildaufnahmegerät gekoppelt ist;
einem Detektormittel, das an das Filtermittel zum Nachweis einer Fokusspannung der hergeleiteten vorbestimmten Frequenzkomponente des elektrischen Signals gekoppelt ist und ein dafür indikatives Signal vorsieht, wobei das Niveau der nachgewiesenen Fokusspannung in Übereinstimmung mit den Positionen der Fokuslinse, der Zoom-Linse und des Objektes variiert und ein Maximum wird, wenn sich das Objekt im Fokus befindet;
einem Regelmittel, das an das Detektormittel gekoppelt ist und auf das Signal daraus zum sukzessiven Vergleichen der nachgewiesenen Fokusspannung mit jeder einer Vielzahl von vorbestimmten Referenzspannungen (SEmin .. SEn .. SEmax) anspricht, um ein erstes Regelsignal an dem Ansteuerungsmittel basierend auf den Resultaten des Vergleichs zum Bewegen der Fokuslinse in die fokussierte Position vorzusehen, dadurch gekennzeichnet, daß:
wenn die fokussierte Position nicht erhalten werden kann, wenn die Fokuslinse zu dem Grenzwert des ersten vorbestimmten bewegbaren Bereichs (L&sub1;) bewegt wird, das Regelmittel dazu angepaßt ist, ein zweites Regelsignal an dem Ansteuerungsmittel vorzusehen, um die Zoom-Linse in Richtung auf die Weitwinkel-Seite zu bewegen, während die Fokusspannung, die durch das Detektormittel erfaßt wird, mit der Vielzahl der vorbestimmten Referenzspannungen (SEmin .. SEmax) verglichen wird, bis ein vorausgewähltes Vergleichsresultat eingehalten wird, und um dann, wenn das Resultat eingehalten wird, das Bewegen der Zoom-Linse zu beenden und das erste Regelsignal wieder an dem Ansteuerungsmittel vor zusehen, um so die Fokuslinse zu bewegen, um weiter das Objekt in den Fokus hineinzubringen.
Die vorliegende Erfindung wird weiter im nachfolgenden mit Bezug auf die folgenden exemplarischen Ausführungen und die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Fokussiersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Graph ist, der eine Kurve der Fokusspannungen zeigt;
Fig. 3 und 4 Graphen sind, die die Beziehung zwischen den Fokusspannungen und den Referenzspannungswerten zeigen;
Fig. 5 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen den Positionen der Fokuslinse und der Zoom-Linse während des Fokussierens zeigt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Beschreiben der fokussierenden Betätigung in diesem Ausführungsbeispiel ist; und
Fig. 7 ein Graph ist, der im allgemeinen die Beziehung zwischen den Positionen der Zoom-Linse und der Fokuslinse mit Bezug auf den Abstand zu einem durch eine Kamera zu erfassenden Objekt zeigt.
Nun bezugnehmend auf Figur 1 wird dort schematisch ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Fokussiersystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Figur 1 ist das automatische Fokussiersystem mit einem optischen System 3 mit einer rückseitigen Fokuslinse 1 und einer vorderseitigen Zoom-Linse 2 ausgerüstet. In diesem automatischen Fokussiersystem ist die Fokuslinse 1 dazu angepaßt, in einem Bereich L&sub1; (von dem unendlichen Punkt zu dem nächsten Punkt) in den Richtungen (die durch Pfeile A und B in Figur 1 angedeutet sind) längs der optischen Achse des optischen Systems 3 bewegbar zu sein, um so zu die Fokussieroperation durchzuführen. Die Bewegung der Fokuslinse 1 wird durch einen Pulsmotor 4 durchgeführt, welcher durch einen Ansteuerungsschaltkreis 14 an einen fokussierenden Regelschaltkreis 5 gekoppelt ist, um so in Übereinstimmung mit Regelsignalen wie Pulsen aus dem fokussierenden Regelschaltkreis 5 geregelt zu sein, welcher einen wohlbekannten Mikrocomputer einschließlich einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), eines Speichers mit wahlweisem Zugriff (RAM), eines reinen Lesespeichers (ROM) usw. umfaßt. Die Position der Fokuslinse 1 auf der optischen Achse wird in dem fokussierenden Regelschaltkreis 5 detektiert und abgelegt, wobei die Detektion der Position davon durchgeführt wird, indem z.B. die zum rotationsmäßigen Antreiben des Pulsmotors 4 zu liefernden Pulse gezählt werden. In ähnlicher Weise ist die Zoom- Linse 2 dazu angeordnet, in einem Bereich von L&sub2; in den Richtungen der Pfeile A und B längs der optischen Achse des Systems 3 bewegbar zu sein, um so die Zoom-Betätigung zu bewirken. Die Bewegung der Zoom-Linse 2 wird durch einen Gleichstrommotor 6 durchgeführt, welcher durch einen anderen Ansteuerungsschaltkreis 15 in Übereinstimmung mit einem Zoomregelsignal aus dem Fokussierregelschaltkreis 5 geregelt wird. Der Gleichstrommotor 6 ist mit einem Rotationscodierer, nicht gezeigt, zum Detektieren der Rotation des Gleichstrommotors 6 vorgesehen, um so die Position der Zoom-Linse 2 auf der optischen Achse zu detektieren. Die Ausgabe des Rotationscodierers, die für die Position der Zoom-Linse 2 indikativ ist, wird durch einen A/D-Wandler 7 an den Fokussierregelschaltkreis 5 geliefert.
Auf der anderen Seite erreicht ein Lichtbündel mit optischer Information, die sich auf ein durch die Kamera erfaßtes Objekt bezieht, ein Bildaufnahmegerät 8 wie ein CCD (ladungsgekoppeltes Gerät), nachdem es durch das optische System 3 getreten ist, wobei das Bildaufnahmegerät 8 ein elektrisches Signal (Bildsignal) entsprechend der optischen Information vermittels der photoelektrischen Umwandlung erzeugt. Das Bildsignal wird an einen Verstärker 9 geliefert, dessen Ausgangssignal an einen Kameraschaltkreis, nicht gezeigt, und weiter an einen Filterschaltkreis 10 geliefert wird. Dieser Filterschaltkreis 10 extrahiert eine vorbestimmte Frequenzkomponente aus dem Bildsignal und liefert sie an einen automatischen Verstärkungsregelschaltkreis (AGC) 11. Der automtische Verstärkungsregelschaltkreis 11 hält die vorbestimmte Frequenzkomponente unterhalb eines vorbestimmten Niveaus und liefert die verstärkungsgeregelte vorbestimmte Frequenzkomponente dann an einen Detektor (DET) 12, wo eine Fokusspannung E in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Frequenzkomponente des Bildsignals wie in Figur 2 gezeigt hergeleitet wird.
Hier entspricht die Fokusspannung E dem Maß der Schärfe des resultierenden Bildes aufgrund der Wiedergabe des Bildsignales, und ihr Niveau wird maximal, wenn die Fokuslinse 1 die Fokusposition für das Objekt einnimmt. Diese Fokusspannung E wird durch einen A/D (analog zu Digital)-Wandler 13 digitalisiert und nachfolgend an den oben erwähnten Fokussierregelschaltkreis 5 geliefert.
Auf der Grundlage der Tatsache, daß das Spannungsniveau der Hochfrequenzkomponente des Bildsignals, das erzeugt wird, indem das Objekt wie oben beschrieben erfaßt wird, dem Grad der Schärfe des Wiedergabebildes entspricht, leitet der Fokussierregelschaltkreis 5 die Spannung der Hochfrequenzkomponente als eine Fokusspannung her und führt die Fokussierregelung durch, in welcher die Fokuslinse 1 bewegt wird, so daß das Niveau der Fokusspannung maximal wird, was damit zur Folge hat, daß die Fokusposition eingenommen wird. Daher tastet der Fokusregelschaltkreis 5 sukzessive die Fokusspannung jedes Teilbildes von einem Beginn der Fokusbetätigung im Ansprechen auf die Bewegung der Fokuslinse in den Richtungen der optischen Achse ab. Darüber hinaus speichert der Fokussierregelschaltkreis 5 eine Vielzahl von Referenzspannungswerten SEmin bis SEmax wie in Figur 2 veranschaulicht vorab, um so sukzessive die konsekutiv abgetasteten Fokusspannungen bezüglich des Niveaus mit der Vielzahl der Referenzspannungswerte zu vergleichen. Wenn eine der konsekutiv abgetasteten Fokusspannungen irgendeiner der Vielzahl der Referenzspannungswerte gleich ist, wird der Referenzspannungswert durch den Fokusregelschaltkreis 5 gelesen.
Wenn der gelesene Referenzspannungswert SEn größer als der vorhergehend gelesene Referenzspannungswert ist, wird die Bestimmung durchgeführt, inwiefern die Fokuslinse 1 noch nicht zu der Fokusposition P gekommen ist, und daher wird ein Fokussierregelsignal weiter durch einen Ansteuerungsschaltkreis 14 an den Pulsmotor 4 geliefert, so daß die Fokussierlinse 1 kontinuierlich bewegt wird.
Hier in diesem Ausführungsbeispiel wird die Fokusspannung an den Fokusregelschaltkreis 5 als diskrete Information bei jedem Teilbild eingegeben. Daher betrachtet, wenn die eingegebene Fokusspannung zuerst über einen (SEn) der Referenzspannungswerte tritt, der Fokusregelschaltkreis 5 die Fokusspannung, als dem Referenzspannungswert SEn gleich geworden zu sein und liest den Referenzspannungswert SEn zusammen mit den Positionsdaten der Fokuslinse 1 zu dieser Zeit aus. Überdies wird, wie in Figur 3 gezeigt, wenn der ausgelesene Referenzspannungswert sukzessive zweimal dem maximalen Referenzspannungswert SEmax gleich wird, eine Bestimmung durchgeführt, inwiefern die Fokusposition P bei dem Mittelpunkt zwischen den Positionen liegt, die den ersten und zweiten maximalen Referenzspannungswerten SEmax entsprechen. In dem Fall wird die Fokuslinse 1 zu dem Mittelpunkt dazwischen zurückbewegt, was damit das Einnehmen des Fokuszustandes zur Folge hat. Dadurch gibt der Fokusregelschaltkreis 5 ein Fokusregelsignal aus, um den Pulsmotor 4 dazu zu veranlassen, sich in der umgekehrten Richtung zu drehen, so daß die Fokuslinse 1 um einen Abstand d1 in der Richtung entgegengesetzt zu der vorherigen Bewegungsrichtung zurückbewegt wird, was damit Fokussieren zur Folge hat. Hier wird der Abstand dl auf der Grundlage der Positionsdaten der Fokuslinse 1, die zusammen mit den ersten und zweiten maximalen Referenzwerten SEmax gelesen werden, berechnet.
Auf der anderen Seite hat, wie in Figur 4 gezeigt, wenn der gelesene Referenzspannungswert SEmax - 1 kleiner als der vorhergehend gelesene Referenzspannungswert SEmax ist, die vorhergehend gelesene Position die Fokusposition P zur Folge. So kann in diesem Fall der Fokus-Zustand erhalten werden, indem die Fokuslinse 1 zu der vorhergehend gelesenen Position zurückgeführt wird. Demgemäß gibt der Fokussierregelschaltkreis 5 in ähnlicher Weise ein fokussierendes Regelsignal aus, um den Pulsmotor 4 dazu zu veranlassen, sich in der entgegengesetzen Richtung zu drehen, so daß die Fokuslinse 1 um einen Abstand d2 in der entgegengestzten Richtung zurück bewegt wird, um dadurch die fokussierende Position P einzunehmen.
Auf der anderen Seite liefert, wie in Figur 5 gezeigt, in diesem Fall, daß die Fokusposition noch nicht eingenommen ist, selbst wenn die Fokuslinse 1 in einer Richtung eines Pfeils C bis zu einem Ende des bewegbaren Bereiches l&sub1; durch die oben beschriebene Fokussierbetätigung bewegt wird, der Fokusregelschaltkreis 5 ein Zoomregelsignal, so daß die Zoomlinse 2 in Richtung auf die Weitwinkel-Seite, d.h. in die Richtung eines Pfeiles D in Figur 5 bewegt wird.
Hier gibt es, als ein Beispiel, daß die Fokusposition ohne Berücksichtigung der Bewegung der Fokuslinse 1 nicht eingenommen wird, den Fall, daß die Fokuslinse 1 bei einem Punkt X der Telephotoseite positioniert wird und der Abstand zu dem Objekt wie durch u in Figur 5 angedeutet beträchtlich kurz ist. Daher wird in diesem Fall die Zoom-Linse 2 in Richtung auf die Weitwinkel- Seite in Übereinstimmung mit dem Abstand u zu dem Objekt bewegt, was dadurch den Fokuszustand zur Folge hat. Das heißt, indem die Zoom-Linse 2 in Richtung auf die Weitwinkel-Seite bewegt wird, variiert die Fokusspannung E wie in Figur 2 gezeigt und die Zoom-Linse 2 wird auf der Grundlage der Fokusspannung für das Fokussieren bewegt, was dadurch zur Folge hat, daß die Fokusposition erhalten wird.
Hier wird in diesem Ausführungsbeispiel in dem Fall, daß die Zoom-Linse 2 die Position zum Erhalten der Fokusposition passiert, die Bewegung der Zoom-Linse 2 gestoppt und die Fokuslinse 1 wird dann in der Richtung eines Pfeils E in Figur 5 bewegt, um so schließlich das Fokussieren durchzuführen, weil die Bewegung der Fokuslinse 1 eine akkuratere Fokussierbetätigung verglichen mit jener der Zoom-Linse 2 sicherstellen kann. So ist es in dem automatischen Fokussiersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Fokussierarbeitsgang, indem nicht nur die Fokussierlinse 1, sondern auch die Zoom- Linse bewegt wird, falls erforderlich, und zwar ohne die Position der Zoom-Linse 2 in Betracht zu ziehen, möglich, das automatische Fokussieren sicher durchzuführen.
Figur 6 ist ein Flußdiagramm für ein besseres Verständnis dieses Ausführungsbeispiels eines automatischen Fokussierregelsystems. Eine Beschreibung der Fokussierregelung in diesem Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 gegeben werden. In Figur 6 beginnt die Fokussierregelung mit einem Zustand 101, um die augenblickliche Position (z.B. X in Figur 5) der Fokuslinse 1 und eine Fokusspannung entsprechend der augenblicklichen Position davon zu lesen. Die Regelung geht zu einem Schritt 102, um zu beginnen, den Pulsmotor 4 in einer vorbestimmten Richtung in dem bewegbaren Bereich der Fokuslinse 1 anzusteuern, um so die oben erwähnte Fokussierbetätigung in dem nächsten Schritt 103 durchzuführen. Ein Schritt 104 ist vorgesehen, um zu überprüfen, ob die Fokuslinse 1 an einem Endpunkt des bewegbaren Bereiches der Fokuslinse 1 (a in Figur 5) angekommen ist. Wenn die Antwort des Schrittes 104 negativ ist, kehrt der operative Fluß zu dem vorhergehenden Schritt 103 zurück. Auf der anderen Seite geht, wenn die Antwort des Schrittes 104 affirmativ ist, die Regelung zu einem Schritt 105, um zu überprüfen, ob die Ankunft der Fokuslinse 1 an dem Endpunkt zum ersten Mal vorliegt. Wenn die Antwort des Schrittes 105 "JA" ist, wird der Schritt 105 von Schritten 106 und 107 gefolgt, um so die Fokuslinse 1 in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen und den Ankunftsendpunkt abzulegen. Wenn die Antwort "NEIN" ist, geht die Regelung zu einem Schritt 108, um zu überprüfen, ob der Ankunftsendpunkt für das zweite Mal der gleiche wie jener für das erste Mal ist. Falls dem so ist, folgt ein Schritt 109, um zu überprüfen, ob der Ankunftspunkt der nächste Punkt ist. Falls nicht, wird die Fokussierbetätigung beendet. Falls dem so ist, schreitet die Regelung zu einem Schritt 110. Auf der anderen Seite schreitet, wenn die Antwort des Schrittes 108 "NEIN" ist, die Regelung zu einem Schritt 111, um zu überprüfen, ob der Ankunftspunkt der Punkt unendlich ist. Falls dem so ist, wird die Fokussierbetätigung beendet. Falls nicht, geht die Regelung zu dem Schritt 110. Der Schritt 110 beginnt die Zoom-Linse 2 in Richtung auf die Weitwinkel-Seite (von a nach b in Figur 5) zu bewegen, gefolgt durch einen Schritt 112, um die Fokusspannung in Übereinstimmung mit der Bewegung der Zoom-Linse 2 zu lesen, und speichert das Maximum aus den Referenzspannungswerten, welche nicht größer als die gelesene Fokusspannung sind. Die Regelung schreitet zu einem Schritt 113 weiter, um zu überprüfen, ob die Zoom-Linse 2 an dem Weitwinkelgrenzpunkt angekommen ist. Wenn an dem Weitwinkelgrenzpunkt angekommen wurde, wird diese Fokussierbetätigung gestoppt. Falls nicht, wird die Fokussierspannung nachfolgend in einem Schritt 114 gelesen. Ein Schritt 115 folgt, um zu überprüfen, ob die Fokusspannung abnimmt, d.h., ob die Zoom-Linse 2 über einen Fokuspunkt (b' in Figur 5) hinausgetreten ist. Falls nicht, schreitet die Regelung zu einem Schritt 116 weiter, um zu überprüfen, ob die Fokusspannung so erhöht ist, um über den Referenzspannunswert, der nächstgrößer als der abgelegte Referenzspannungswert ist, zu treten. Falls dem nicht so ist, schreitet die Regelung zu dem Schritt 113. Falls dem so ist, folgt ein Schritt 117, um den abgespeicherten Referenzspannungswert auf den nächsthöheren Referenzspannungswert zu erneuern. Nach dem Abschluß des Schrittes 117 ist die Betätigung, welche folgt, zu dem Schritt 113 zurückzukehren. Auf der anderen Seite wird, wenn die Antwort des Schrittes 115 "JA" lautet, der Gleichstrommotor 6 in einem Schritt 118 gestoppt und ein Schritt 119 wird ausgeführt, um die Fokuslinse 1 in der entgegengesetzten Richtung (von b nach c in Figur 5) zu bewegen, gefolgt von einem Schritt 120, um zu überprüfen, ob die Fokuslinse die Fokusposition (c in Figur 5) erreicht hat. Falls dem so ist, wird die Fokussierbetätigung abgeschlossen. Falls nicht, wird der Zustand 120 von dem Schritt 119 gefolgt.
In dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel resultiert, da die Zoom-Linse 2 bewegt wird, wobei die Fokusspannung detektiert wird, und daher die Bewegungsdistanz der Zoom-Linse 2 für das Fokussieren minimal wird, damit die Realisierung eines schnelleren Fokussierens resultiert. Insbesondere, da die Bewegungsentfernung der Zoom-Linse 2 kurz wird, ist es möglich, die Variation eines Sichtfeldes während des Fokussierens zu verringern.
Es sollte verstanden werden, daß das vorgehende sich nur auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht und daß es beabsichtigt ist, alle Änderungen und Modifikationen des Ausführungsbeispiels der Erfindung, das hierin aus Gründen der Offenbarung verwendet wird, abzudecken, welche keine Abweichungen von dem Umfang der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert bilden.

Claims

1. Ein automatisches Fokussiersystem, das ein optisches System mit zumindest einer in einem ersten vorbestimmten bewegbaren Bereich l&sub1; längs der optischen Achse des optischen Systems bewegbaren Fokuslinse (1) und einer in einem zweiten vorbestimmten bewegbaren Bereich 12 zwischen einem Telephotogrenzwert und einem Weitwinkelgrenzwert längs der optischen Achse bewegbaren Zoom-Linse (2) umfaßt, und weiter ein Bildaufnahmegerät (8) zum Umwandeln eines darauf von einem Objekt durch die Fokuslinse (1) und die Zoom-Linse (2) einfallenden Lichtbündels in ein entsprechendes elektrisches Signal umfaßt; und mit

einem Antriebsmittel (4, 6) zum Antreiben der Fokuslinse und der Zoom-Linse längs der optischen Achse des optischen Systems;

einem Filtermittel (10), das an das Bildaufnahmegerät zum Herleiten einer vorbestimmten Frequenzkomponente des elektrischen Signals aus dem Bildaufnahmegerät gekoppelt ist;

einem Detektormittel (11, 12), das an das Filtermittel zum Detektieren einer Fokusspannung der hergeleiteten vorbestimmten Frequenzkomponente des elektrischen Signals gekoppelt ist und ein dafür indikatives Signal vorsieht, wobei das Niveau der detektierten Fokusspannung in Übereinstimmung mit den Positionen der Fokuslinse (1), der Zoom- Linse (2) und des Objektes variiert und ein Maximum wird, wenn sich das Objekt im Fokus befindet;

einem Regelmittel (5), das an das Detektormittel (11, 12) gekoppelt ist und auf das Signal daraus zum sukzessiven Vergleichen der nachgewiesenen Fokusspannung mit jeder einer Vielzahl von vorbestimmten Referenzspannungen (SEmin ... SEn ... SEmax) anspricht, um ein erstes Regelsignal an dem Antriebsmittel (4, 6) basierend auf den Resultaten des Vergleichs zum Bewegen der Fokuslinse (1) in die fokussierte Position vorzusehen, dadurch gekennzeichnet, daß: wenn die fokussierte Position nicht erhalten werden kann, wenn die Fokuslinse zu dem Grenzwert des ersten vorbestimmten bewegbaren Bereiches (l&sub1;) bewegt wird, das Regelmittel (5) dazu angepaßt ist, ein zweites Regelsignal an dem Ansteuermittel (4, 6) vorzusehen, um die Zoom-Linse (2) in Richtung auf die Weitwinkel-Seite zu bewegen, während die Fokusspannung, die durch das Detektormittel (11, 12) detektiert wird, mit der Vielzahl von vorbestimmten Referenzspannungen (SEmin ... SEmax) verglichen wird, bis ein vorausgewähltes Resultat des Vergleichs eingehalten wird, und dann, wenn das Resultat eingehalten wird, um das Bewegen der Zoom- Linse zu beenden und wieder das erste Regelsignal an dem Antriebsmittel (4, 6) vorzusehen, um so die Fokuslinse (1) zu bewegen, um weiter das Objekt in den Fokus zu bringen.

2. Ein automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, worin das Regelmittel (5) dazu angepaßt ist, das zweite Regelsignal an dem Antriebsmittel (4, 6) vorzusehen, um die Zoom-Linse (2) zu bewegen, bis die durch das Detektormittel (11, 12) detektierte Fokusspannung einen Maximalwert einer Referenzspannung passiert, wonach das erste Regelsignal wieder vorgesehen wird, um die Fokuslinse (1) zu bewegen, um die Fokuslinse in die fokussierte Position zu bringen.

3. Ein automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1 oder 2,

worin das Regelmittel (5) dazu angepaßt ist, das zweite Regelsignal an dem Ansteuerungsmittel (4, 6) vorzusehen, um die Zoom-Linse (2) zu bewegen, bis die durch das Detektormittel detektierte Fokusspannung einen Maximalwert einer Referenzspannung passiert, wonach das erste Regelsignal wieder vorgesehen wird, um die Fokuslinse (1) in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung, in welcher die Fokuslinse (1) vorhergehend bewegt wurde, zu bewegen, um so die Fokuslinse (1) in die fokussierte Position zu bringen.

4. Ein automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, worin das Regelmittel (5) dazu angepaßt ist, das zweite Regelsignal an dem Antriebsmittel (4, 6) vorzusehen, um die Zoom-Linse (2) zu der Weitwinkel-Seite zu bewegen, bis die detektierte Fokusspannung abnimmt.

5. Eine Kamera, die ein Fokussiersystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 umfaßt.