DE2534082A1 - Automatische fokussier-steuervorrichtung - Google Patents
Automatische fokussier-steuervorrichtungInfo
- Publication number
- DE2534082A1 DE2534082A1 DE19752534082 DE2534082A DE2534082A1 DE 2534082 A1 DE2534082 A1 DE 2534082A1 DE 19752534082 DE19752534082 DE 19752534082 DE 2534082 A DE2534082 A DE 2534082A DE 2534082 A1 DE2534082 A1 DE 2534082A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- image
- focus control
- control device
- optical axis
- automatic focus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 58
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 26
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 241001416181 Axis axis Species 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
HOFFMANN & EITLE ·
Minolta Camera Kabushiki Kaisha
Osaka / JAPAN
Automatische Fokussier-Steuervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussier-Steuervorrichtung
mit einem Objektiv zur Fokussierung des Bilds eines Objekts.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Fokussier-Steuervorrichtung zur automatischen Fokussierung
des Bildes eines Objekts auf einer besondere Bildebene, die
509887/0830
253A082
in beliebigen optischen Instrumenten benutzbar ist, wie fotografischen Kameras für Stehbild, Laufbild oder Fernsehbild,
Bildprojektoren für Diapositive oder Laufbild oder fotografischen Vergrößerern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung einer automatischen Fokussier-Steuervorrichtung,
bei welcher die gewollte Fokussiersteuerung zur Scharfstellung des optischen Bilds auf der Bildebene unter Ausnutzung
des Kontrasts oder der Amplitude der Raumfrequenz des Bilds eines z.B. fotografierten Objekts durchgeführt wird,
wobei das Bild mittels einer Objektivanordnung des optischen Instruments gebildet und auf die besondere Bildebene projiziert
wird.
Bei einer automatischen Fokussier-Steuervorrichtung, bei welcher das Verfahren der automatischen Fokussierung auf der Ausnützung
des Kontrasts oder der Amplitude der Raumfrequenzen des Bilds eines Objekts, welches z.B. fotografiert wird, beruht,
ist senkrecht zur optischen Achse der Objektivanordnung ein Strahlenteiler vorgesehen, der den Bildstrahl in einen
ersten und zweiten Strahlenteil teilt. Der erste Strahlenteil wird zu einem ersten Lichtempfänger geleitet und repräsentiert
die Intensität des Lichtes, das von einem Teil des fotografierten Bildes reflektiert wurde, während der zweite Strahlenteil
zu einem zweiten Lichtempfänger geleitet wird und die Intensität des Lichts repräsentiert, das von einem anderen Teil desselben
Objekts reflektiert wurde, der nahe dem besagten ersten Teil des Objekts liegt. Dieses bekannte Fokussier-Steuersystem
benutzt den Effekt, daß die Differenz zwischen dem Wert des Ausgangssignals des ersten Lichtempfängers und dem Wert des
Ausgangssignals des zweiten Lichtempfängers beim Vergleich
einen Maximalwert erreicht, wenn das Bild exakt scharf auf der
S098S7 /0330
Bildebene, wo z.B. ein lichtempfindlicher Film angeordnet
ist, abgebildet wird.
Der bei dem bekannten Fokussier-Steuersystem benutzte Strahlenteiler
wird durch ein halbtransparentes oder transparentes Raster gebildet, dessen eine Oberfläche in Reihen angeordnete
parallele Prismenstege aufweist, die bei dachähnlichem Querschnitt zum Rastergrundkörper geneigte Prismenflächen besitzen.
Die Form des Strahlenteilers ist derart gewählt, daß der von der Objektivanordnung gebildete und auf das Raster auftreffende
Bildstrahl in einen ersten und zweiten Strahlenteil geteilt werden kann,die nachdem sie durch den Grundkörper des Rasters hindurchgetreten
sind, auf der gegenüberliegenden Seite des Rasters austreten und in verschiedenen Richtungen, deren Differgenzwinkel
durch die Neigung der Prismenflächen bestimmt wird, zu den zugehörigen Lichtempfängern laufen. Die Laufrichtung der
geteilten Strahlenteile, nachdem sie von der gegenüberliegenden Fläche des Rasters ausgetreten sind, wird mit anderen Worten
bestimmt durch den Einfallswinkel des eintretenden Lichts, das auf die gerasterte Oberfläche des Rasters auftrifft. Demgemäß
kann, wie sich ohne weiteres ergibt, falls der Einfallswinkel des eintretenden Lichts, das auf die gerasterte Oberfläche
des Rasters auftrifft, durch geeignete Wahl der Öffnung der
Objektivanordnung und des relativen Abstands zwischen der Objektivanordnung
und dem Strahlenteiler bestimmt wird, der Streuungsverlauf des ersten Strahlenteils, der ein Anteil des
eintretenden Lichts ist, das auf die eine der Prismenflächen aufgetroffen ist, und der des zweiten Strahlenteils, der ein
Anteil des eintretenden Lichts ist, das auf die andere Prismenfläche aufgetroffen ist, entsprechend begrenzt werden und es
können zusätzlich der erste und zweite Strahlenteil im wesentlichen vollständig voneinander getrennt werden.
509887/0830
- 4
Die beiden Lichtempfänger sind im Strahlenweg des ersten und zweiten Strahlenteils, die von dem Strahlenteiler austreten,
derart angeordnet, daß der Kontrast des Objektbilds oder die Amplitude der im Objektbild enthaltenen Raumfrequenz, die
durch die Größe der zugehörigen Prismenflächen bestimmt werden, letztlich geprüft werden können.
Dies wird im folgenden unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 10 beschrieben. Es wird angenommen, daß das Bild
einer gestreiften Vorlage, gebildet durch dunkle und helle Streifen X1 und Y1, wobei zwei benachbarte dunkle oder helle
Streifen X1 oder X1 einen Abstand haben, der dem Abstand
zwischen zwei benachbarten Prismenstegen 3 entspricht, exakt auf der gerasterten Oberfläche des Rasters fokussiert ist
und daß die gestreifte Vorlage in Phase mit dem Raster synchronisiert ist auf eine Weise, daß, wie in Fig. 4a gezeigt,
die Prismenflächen X und Y jeder der Prismenstege 3
des Rasters mit dem dunklen und hellen Streifen X1 und Y' ausgerichtet
sind. Dann kann einer der beiden Lichtempfänger, z.B. der erste Lichtempfänger, der im Strahlenweg des ersten
Strahlenteils angeordnet ist, beleuchtet werden, während der zweite Lichtempfänger, der im Strahlenweg des zweiten Strahlenteils
angeordnet ist, nicht beleuchtet werden kann. Demgemäß gibt, wie in Fig. 4b gezeigt, der erste Lichtempfänger,
in der genannten Fig. 4b mit A bezeichnet, ein Ausgangssignal, während der zweite Lichtempfänger, bezeichnet mit B, kein Ausgangssignal
gibt, so daß die Differenz zwischen den Werten der Ausgangssignale der zwei Lichtempfänger einen relativ
großen Wert ergibt und im wesentlichen dem Verhältnis des Kontrasts zwischen den dunklen und hellen Streifen X1 und Y1
entspricht.
509887/0830
In dem Fall, in welchem das auf die gerasterte Oberfläche des Rasters projizierte Bild außerhalb des Brennpunkts
liegt, so daß, wie in Fig. 5a gezeigt, der Kontrast der dunklen und hellen Streifen X1 und Y' unscharf wird, wird
die Intensität des Lichts, das von dem ersten Lichtempfänger
A aufgenommen wird, geringer, während die Intensität des Lichts, das durch den zweiten Empfänger B aufgenommen wird,
sich erhöht, wie in Fig. 5b gezeigt.
Wenn jedoch, wie in Fig. 6a gezeigt, die Streifen aufweisende Vorlage nicht in Phase mit den Prismenstegen 3 liegt, während
das Bild der gestreiften Vorlage exakt auf die gerasterten Oberfläche des Rasters fokussiert ist, wird die Differenz der
Werte der Ausgangssignale zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtempfänger A und B klein, wie in der Fig. 6b gezeigt und
bereits erläutert. Ähnlich wird, selbst wenn die gestreifte Vorla nicht in Phase mit den Prismenstegen 3 liegt, während das Bild
der gestreiften Vorlage unscharf ist, wie in Fig. 7a gezeigt, die Differenz der Werte der Ausgangssignale zwischen den
zwei Lichtempfängern A und B klein, wie in Fig. 7b gezeigt. Aus einem Vergleich der Fig. 6b und 7b ergibt sich, daß die
Differenz der Werte der Ausgangssignale, die in Fig. 6b dargestellt ist, nicht wesentlich abweicht von der Differenz
der Werte der Ausgangssignale, die in Fig. 7b gezeigt ist.
Aus dem Vorhergehenden kann geschlossen werden, daß selbst wenn die gestreiften Vorlage dieselbe bleibt, die Erfassungsgenauigkeit sich ändert in Abhängigkeit von der Lage der gestreiften
Vorlage in bezug auf die Lage des Strahlenteilers. Wenn deshalb ein Strahlenteiler der oben beschriebenen Art
praktisch in einem Fokussier-Steuersystem benutzt wird, ist es erforderlich, den Strahlenteiler im rechten Winkel zu der
509887/0830 " 6
optischen Achse der Objektivanordnung um einen Betrag entsprechend
einem oder mehrerer Abstände der Prismenstege wiederholt zu bewegen.
Die sich wiederholende Bewegung, nämlich eine lineare Hin- und Herbewegung des Strahlenteilers ist nicht nur notwendig,
eine Änderung der Erfassungsgenauigkeit zu vermeiden, sondern auch die nachfolgende Verarbeitung eines erfaßten
elektrischen Ausgangssignals zu erleichtern.
In dem Fall nämlich,in dem die Fokussier-Steuervorgänge ohne
lineares Hin- und Herbewegen des Strahlenteilers durchgeführt wird, kann es vorkommen, daß die Änderung der Ausgangssignale
der Lichtempfänger, die erzeugt werden, wenn das Bild exakt fokussiert ist und wenn das Bild unscharf ist, im wesentlichen
eine Gleichstrom-Charakteristik zeigt und deshalb nachteilig beeinflußt wird durch TemperaturSchwankungen und andere Faktoren
auf eine Weise, daß die Erfassungsgenauigkeit erniedrigt wird.
In dem Fall, in welchem demgegenüber die Fokussier-Steuervorgänge bei linear hin- und herbewegtem Strahlenteiler durchgeführt
wird, zeigt die Änderung des Ausgangssignals, die beim Scharfstellen der Objektivanordnung auftritt, eine Wechselstrom-Charakteristik,
wie in Fig. 8 dargestellt, wodurch die Erfassung der Zeit, bei welcher das Bild scharfgestellt worden
ist, leicht durchgeführt werden kann.
Obwohl bei der vorhergehenden Erläuterung die Annahme gemacht worden ist, daß der Zyklus von dunklen und hellen Streifen
der gestreiften Vorlage gleich dem Abstand von zwei benachbarten Prismenstegen des Strahlenteilers ist, ergeben sich
S09887/Q83Q
ähnliche und auf andere Objekte, die einen Kontrast, d.h.
eine Verteilung von im wesentlichen dunklen und hellen Flächen aufweisen, anwendbare Ergebnisse. Wenn z.B. die
Frequenz eines Objekts, das einen derartigen Kontrast aufweist, von dem Abstand zwischen zwei benachbarten Prismenstegen
des Strahlenteilers abweicht, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, wird die Differenz der Werte der Ausgangssignale
der Lichtempfänger A und B ohne Rücksicht darauf, ob das Objektbild fokussiert ist oder ob das Bild desselben
Objekts unscharf ist, so klein, daß die Erfassungsgenauigkeit beträchtlich erniedrigt sein kann.
Aufgrund der vorhergehenden Erläuterungen kann ein derartiges Erfassungsverfahren, das darauf basiert, ob ein bestimmtes
Bild auf einer bestimmten Bildebene fokussiert oder nicht fokussiert ist, als Verfahren zur Fokussiersteuerung durch
Erfassung eines Anteils der Raumfrequenzen, der dem Abstand
zwischen zwei benachbarten Prismenstegen des Strahlenteilers entspricht, angesehen werden. Dieses Verfahren kann also in
gleicher Weise auf die meisten tatsächlichen Objekte angewendet werden. Da mit anderen Worten die meisten tatsächlichen
Objekte als Zusammensetzung verschiedener Raumfrequenzanteile angesehen werden können,von denen einige dem Abstand zwischen
zwei benachbarten Prismenstegen des Strahlenteilers entsprechen, kann eine Fokussierung auf eine Weise, daß das
Bild eines Objekts auf eine besondere Bildebene gebracht wird, unter Bezugnahme auf den Wert der Raumfrequenzanteile durchgeführt
werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sollte der Strahlenteiler, um die Fokussiersteuerung durch Messung des Kontrasts oder
Vergleich des Kontrast von wechselseitig angrenzenden Teilen
509887/083Q
des Bilds durchzuführen, senkrecht zur optischen Achse der Objektivanordnung hin- und herbewegt werden, während der
relative Abstand zwischen der Objektivanordnung und dem Strahlenteiler übereinstimmend eingestellt wird., um eine
Einstellung des diesbezüglichen Abstands zwischen* der Objektivanordnung
und dem Strahlenteiler zu ermöglichen, können zwei Möglichkeiten erwogen werden. Die eine besteht
darin, die Objektivanordnung parallel zur optischen Achse zu bewegen, während der Strahlenteiler ortsfest gehalten
wird, wohingegen die zweite darin besteht, den Strahlenteiler zu bewegen, während die Objektivanordnung ortsfest gehalten
wird. Da jedoch die Objektivanordnung gewöhnlich groß ist im Verhältnis zum Strahlenteiler-, ist die erste Möglichkeit
nicht besonders günstig. Bei der zweiten Möglichkeit sind, da der Strahlenteiler im rechten Winkel zu der optischen
Achse bewegt werden muß, wie im Vorstehenden beschrieben, komplizierte Mechanismen erforderlich, so daß auch die zweite
Möglichkeit ungünstig ist.
Demgemäß ist die wesentliche Aufgabe der Erfindung, eine automatische Fokussier-Steuervorrichtung dahingehend zu verbessern,
daß die erläuterten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht
danach zusammenfassend darin, daß die Fokussiererfassung durch Bewegen einer Bildabtastvorrichtung, die als Raumfrequenz-Filter
arbeitet, in einer Richtung diagonal zur optischen Achse durchgeführt wird.
Um die Lage des wirklichen Scharfstellpunkts zu erfassen, sind die folgenden zwei grundsätzlichen Verfahren erforderlich.
509887/0830
2S3A082
Ein Verfahrensschritt besteht darin7 den Kontrast oder die
Amplitude der Raumfrequenz des realen Bildes zu erfasen.
Zu diesem Zweck sind ein oder mehrere Erfassungselemente, z.B. fotoleitende Elemente wie CdS-Zellen benutzt worden.
Jedoch beinhaltet die Verwendung von derartigen Erfassungselementen ein Problem hinsichtlich der Empfindlichkeit
und ist deshalb ineffektiv.
Als weitere Methode ist eine Kombination aus einem Lichtempfänger,
der in der Bildebene, auf welcher das Bild zu fokussieren ist, angeordnet ist, mit einem Lochelement benutzt
worden. In diesem Fall hat das Lochelement zumindest ein Loch, das während des Betriebs wiederholt in Ausrichtung
mit der optischen Achse gebracht wird, um das Bild abzutasten, und der Lichtempfänger gibt, nachdem er durch einen im wesentlichen
pulsierenden Lichtstrahl, der durch das Lochelement erzeugt worden ist, beaufschlagt wurde, ein elektrisches Ausgangssignal
ab, von dem ein hochfrequenter Anteil als Kontrastsignal benutzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil,
daß die Größe des Zapfen-Loches in der Praxis begrenzt ist.
Ein weiteres Verfahren, das auch durchgeführt worden ist, besteht in der Benutzung eines Raumfrequenz-Filters, das auf
der Bildebene, auf der das Bild zu fokussieren ist, angeordnet ist. Dieses Raumfrequenz-Filter ist so ausgebildet, daß es
senkrecht zu der optischen Achse des optischen Systems bewegbar ist, so daß ein Impulssignal erfaßt werden kann, das den
Kontrast des Bildes anzeigt. Bei diesem Verfahren wird, um zu erfassen, ob das Bild auf der Bildebene scharf abgebildet
ist, der Abstand zwischen der Brennpunktlage des optischen Systems und der Bildebene geändert, um die Stellung zu ermitteln,
in der das dem Kontrast des Bildes entsprechende Impulssignal,
509887/0830
- 10 -
2334Q82
welches auf die beschriebene Weise erfaßt worden ist, einen Maximalwert erreicht. Gemäß diesem Verfahren wird das
optische System in Richtung der optischen Achse desselben bewegt, um den Brennpunkt auf die Bildebene zu bringen.
Demgegenüber werden gemäß der Erfindung die zwei Verfahrensschritte gleichzeitig durch Bewegung des Raumfrequenz-Filters
in einer Richtung durchgeführt, indem der Vorteil der besonderen Charakteristik des Raumfrequenz-Filters ausgenutzt
wird. In der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird genauer beschrieben, daß der Raumfrequenz-Filter sich
hin- und hergehend in einer Richtung diagonal zur optischen Achse bewegt, wobei die diagonale Bewegungsrichtung des
Filters dargestellt wird durch eine zusammengesetzte Bewegung aus einer Bewegungskomponente parallel zu und einer
senkrecht zu der optischen Achse, deren Prinzip im folgenden unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben
wird.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 kann, falls ein aus dunklen und hellen Komponenten zusammengesetzter Lichtstrahl, wie in Fig. 2
gezeigt, auf einem Raumfrequenz-Filter F auftrifft, die helle Komponente des Lichtstrahls durch Schlitze h des Raumfrequenz-Filters
F hindurchtreten. Demgegenüber wird, falls der Filter F, während derselbe Lichtstrahl auf ihn auftrifft, entweder
nach rechts oder nach links, wie in Fig. 3 gezeigt, um eine im wesentlichen der Hälfte des Abstands zwischen zwei benachbarten
Schlitzen h verschoben wird, die helle Komponente des Lichtstrahls durch die Wandteile W des Raumfrequenz-Filters
F abgeblockt. Falls der Lichtstrahl, der durch die Schlitze h des Raumfrequenz-Filters F hindurchgetreten ist, ein fotoelektrisches
Element P, wie in Fig. 1 gezeigt, beaufschlagt und demgemäß in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und
509887/083 0 - 11 -
der Raumfrequenz-Filter F gleichzeitig mit konstanter Geschwindigkeit
in einer Richtung parallel zu seiner Ebene bewegt wird, wird bei jeder Bewegung des Raumfrequenz-Filters
F um eine Strecke entsprechend dem Abstand zwischen zwei benachbarten Schlitzen h des Raumfrequenz-Filters F eine
Periode eines Wechselstrom-Signals erzeugt. Der Spitzen-Spitzen-Wert des derart erhaltenen Wechselstrom-Signals
erhöht sich mit der Schärfe des Kontrasts des durch das eintretende Licht dargestellten Bilds.
Wenn das durch die Objektivanordnung projizierte Bild unscharf ist, ist der hohe Anteil der Raumfrequenzen, die das Bild ausmachen/klein,
während demgegenüber der hohe Anteil der Raumfrequenzen groß ist, wenn das Bild exakt fokussiert ist.
Falls der Abstand zwischen zwei benachbarten Schlitzen des Raumfrequenz-Filters korrespondierend zu der Frequenz des
hohen Anteils der Raumfrequenzen gewählt wird, kann demgemäß der Spitzen-Spitzen-Wert des Ausgangssignals zu einer Zeit,
in der das Bild exakt fokussiert ist, maximiert werden. Falls deshalb der Raumfrequenzfilter in einer Richtung diagonal zu
der optischen Achse bewegt wird, kann das Maximum des Spitzen-Spitzen-Werts des Wechselstrom-Ausgangssignals leicht gefunden
werden.
In Durchführung der Erfindung kann für das Raumfrequenz-Filter jedes Element verwendet werden, das als derartiges Filter
wirkt. Z.B. kann eine Fotodiode zur Anwendung gelangen, die eine lichtempfangende Fläche in der Form eines Gitters aufweist.
In diesem Fall ist eine Kondensorlinse nicht erforderlich.
Da die Erfindung darin besteht, daß die oben beschriebenen zwei Verfahren gleichzeitig durch Bewegen des Raumfrequenz-
509887/0830
- 12 -
Filters in diagonaler Richtung durchgeführt werden, können die Mechanismen und Teile, die zur Durchführung der Bildabtastung
notwendig sind, vereinfacht werden.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben
sich aus den übrigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein optisches System
einer automatischen Fokussier-Vorrichtung zur Erläuterung
des grundsätzlichen Konzepts der Erfindung,
Fig. 2 in schematischer Darstellung ein in dem System nach
Fig. 1 benutztes Raumfrequenz-Filter in einer ersten Betriebsstellung
in bezug auf das einfallende Licht,
Fig. 3 eine ähnliche Darstellung gemäß Fig. 2, die das Raumfrequenz-Filter
in einer anderen Betriebsstellung zeigt,
Fig. 4a eine schematische Darstellung der gerasterten Oberfläche eines Strahlenteilers in bezug auf eine Streifen
aufweisende Vorlage, bei welcher das Bild der gestreiften Vorlage auf der gerasterten Oberfläche des Strahlenteilers
fokussiert ist,
Fig. 4b eine schematische Darstellung der Differenz der Ausgangssignale von zwei Lichtempfängern bei der Bedingung
gemäß Fig. 4a,
- 13 -
509887/0830
Pig. 5a eine ähnliche Darstellung gemäß 4a, bei der das
Bild der gestreiften Vorlage unscharf ist,
Fig. 5b eine schematische Darstellung der Differenz der Ausgangssignale der zwei Lichtempfänger bei einer Bedingung
gemäß Fig. 5a7
Fig. 6a eine schematische Darstellung, bei der das Bild der gestreiften Vorlage auf der gerasterten Oberfläche
des Strahlenteilers fokussiert ist, während die gerasterte Oberfläche und die gestreifte Vorlage außer Phase liegen,
Fig. 6b eine schematische Darstellung der Differenz der Ausgangssignale der zwei Lichtempfänger bei einer Bedingung
gemäß Fig. 6a,
Fig. 7a eine schematische Darstellung, bei welcher das Bild
der gestreiften Vorlage unscharf ist, während die gerasterte Oberfläche und die gestreifte Vorlage in der Phase verschoben
zueinander sind,
Fig. 8 die Wellenform eines Ausgangssignals,
Fig. 9 und 10 die gerasterte Oberfläche des Strahlenteilers in bezug auf verschiedene Bilder von Objekten,
Fig. 11 eine schematische Darstellung des optischen Systems
der erfindungsgemäßen Fokussier-Steuervorrichtung,
Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung einer Antriebsvorrichtung für den in der Anordnung nach Fig. 11
benutzten Strahlenteiler,
5 09887/083 0
- 14 -
Fig. 13a ein anstelle des Strahlenteilers benutzbares Fotodioden-Feld,
Fig. 13b eine elektrische Vergleichsschaltung des Fotodiodenfelds
gemäß Fig. 13a,
Fig. 14 ein anstelle des Strahlenteilers verwendbares Licht-Abfangselement,
Fig. 15 die Stellung des Lichtabfangselements in dem optischen
System der Fokussier-Steuervorrichtung,
Fig. 16 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Fokussier-Steuervorrichtung und
Fig. 17 ein schematisches Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Fokussier-Steuervorrichtung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 bezeichnet 1 eine Kondensoroder Fokussierlinse. Hinter dieser ist eine Maske 2 derart
angeordnet/ daß eine Öffnung 2a zur Begrenzung des Bildfeldwinkels
zu der optischen Achse der Linse 1 ausgerichtet ist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist als Bildabtastvorrichtung,
die als Raumfrequenzfilter wirkt, ein transparenter Strahlenteiler S vorgesehen, der ein Raster umfaßt, dessen
eine Oberfläche durch Gravieren oder Aufkleben mit Reihen von parallelen Prismenstegen 3a versehen ist, von denen jeder
Prismenflächen 3c und 3d aufweist, die geneigt zueinander sind, so daß sich eine dachartige, vom Grundteil des Rasters
wegweisende Querschnittskonfiguration ergibt. Der Strahlenteiler
509887/0830
S ist hinter der Maske 2 im wesentlichen zur optischen Achse derart ausgerichtet ,daß die gerasterte Oberfläche der Öffnung
2a zugewandt ist. Der Strahlenteiler S ist auf die Maske 2 zu und von dieser wegbeweabar in einer Richtung, die von der
optischen Achse der Linse 1 abweicht und diagonal zu dieser liegt, wie durch die Pfeile angedeutet, wobei die Ebene des
Rasters die optische Achse im rechten Winkel schneidet. Auf diese Weise ist der Strahlenteiler S zwischen einer vorderen
Stellung, angedeutet durch die gestrichelten Linien, und einer hinteren Stellung, angedeutet durch die ausgezogenen
Linien, hin- und herbewegbar.
Da das durch die öffnung 2a der Maske 2 eintretende Licht
auf die gerasterte Oberfläche des Strahlenteilers S trifft, tritt das eintretende Licht aus dem Raster aus, nachdem es
teilweise in einer Richtung und teilweise in einer anderen Richtung abgelenkt worden ist, wobei die Richtungen bestimmt
werden durch die jeweiligen Prismenflächen 3c und 3d der Prismenstege 3. Auf diese Weise kann durch den Strahlenteiler
S gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 das eintretende
Licht in zwei Anteile aufgeteilt werden. Der eine Anteil entspricht einem ersten Teil eines Bildes eines Objekts, während
der andere Anteil einem Teil desselben Bildes desselben Objekts entspricht, der nahe benachbart in einem Abstand entsprechend
dem Abstand zwischen zwei benachbarten Prismenstegen des ersten Teils des Bildes liegt. Diese Anteile verlaufen in
verschiedenen, von der optischen Achse divergierenden Richtungen, nachdem sie aus dem Strahlenteiler S ausgetreten sind.
Die Bewegung des Strahlenteilers S in zur optischen Achse diagonaler Richtung setzt sich zusammen aus einer zur optischen
Achse parallelen Bewegungskomponente und einer zur optischen Achse senkrechten Bewegungskomponente. Während durch die Bewegung
509887/0830 -16-
des Strahlenteilers S senkrecht zur optischen Achse das Bild abgetastet wird, wird durch die Bewegung desselben parallel
zur optischen Achse die Entfernung zwischen dem Zielobjekt und der Linse 1 erfaßt, wobei die Bewegung des Strahlenteilers
S parallel zur optischen Achse in Abhängigkeit von der zu messenden Entfernung bestimmt wird.
Zwischen dem Strahlenteiler S und einem ersten und zweiten Lichtempfänger 5 bzw. 6 sind jeweils Kondensorlinsen 4a bzw.
4b im Strahlenweg der geteilten Anteile des eintretenden Lichts, das auf die gerasterte Oberfläche des Strahlenteilers
S aufgetroffen ist, angeordnet. Die Kondensorlinsen 4a und 4b sammeln die diesbezüglichen Anteile des eintretenden Lichts
und lenken diese auf die Lichtempfänger 5 und 6, so daß das
Bild des Objekts, das durch Linse 1 auf den Strahlenteiler S projiziert worden ist, auf die entsprechenden Lichtempfänger
5 und 6 projiziert wird.
Die Lichtempfänger 5 und 6 diesen als lichtelektrische Wandler
und erzeugen elektrische Signale, die proportional den Intensitäten der Strahlenteile sind und zu einem (nicht gezeigten)
Vergleichsschaltkreis geführt werden, so daß die Werte der Signale miteinander verglichen werden können.
Das Prinzip der Entfernungsbestimmung oder Entfernungsmessung, bei welchem wechelseitig angrenzende Teile eines Objekts in
unterschiedliche Richtungen entsprechend dem Abstand zwischen zwei benachbarten Prismenstegen 3 des Strahlenteilers S projiziert
werden, ist in der japanischen Patentanmeldung 60645/1973, offengelegt am 25. August 1973, beschrieben. Wenn danach das
Bild des Objekts exakt auf dem Strahlenteiler S fokussiert ist, ergibt sich zu diesem Zeitpunkt ein maximaler Kontrast, so daß
demgemäß der Unterschied oder das Verhältnis zwischen den Werten
509887/0830
- 17 -
2B34082
der Ausgangssignale der Lichtempfänger 5 und 6 einen Maximalwert annimmt. Falls demgegenüber das durch die Linse 1 auf
den Strahlenteiler S projizierte Bild des Objekts unscharf ist, wird der Kontrast des Bilds auf dem Strahlenteiler S
so gering, daß die Differenz oder das Verhältnis zwischen den Werten der Ausgangssignale der Lichtempfänger 5 und 6
einen relativ kleinen Wert annimmt. Wenn aufgrund dessen die Linse oder die besondere Bildebene relativ zueinander parallel
zur optischen Achse entsprechend der erfaßten Differenz der Ausgangswerte der Lichtempfänger 5 und 6 bewegt werden, wird
eine automatische Fokussier-Steuerung erzielt.
Zur Bewegung des Strahlenteilers S in einer zur optischen Achse diagonalen Richtung wird eine Konstruktion gemäß Fig. 12
benutzt. Danach wird der Strahlenteiler S durch zwei parallele Gelenkhebel 7 und 8 getragen, deren diesbezügliche Enden
schwenkbar mit dem Strahlenteiler S mittels Befestigungszapfen 3a und 3b, die in dem Strahlenteiler S eingelassen sind,
schwenkbar verbunden sind. Das andere Ende des Gelenkhebels 7,
der kürzer ist als der Gelenkhebel 8, ist schwenkbar mit einem (nicht gezeigten) geeigneten Rahmen mittels eines Befestigungszapfens 7a verbunden, während der Gelenkhebel 8 ebenfalls
schwenkbar mit dem Rahmen mittels eines Befestigungszapfens 8b im Abstand von dem Gelenkhebel 7 verbunden ist. Der Abstand
zwischen den Schwenkpunkten 3a und 7a und dem zwischen den Schwenkpunkten 3b und 8b sollte gleich sein, wenn die Gelenkhebel
7 und 8 parallel zueinander liegen.
Wenn die Gelenkhebel 7 und 8 gemeinsam in gleicher Richtung um ihre diesbezüglichen Befestigungszapfen 7a und 8b geschwenkt
werden, bewegt sich der Strahlenteiler S auf einer Kurvenbahn, deren Zentrum zwischen den Befestigungszapfen 7a und 8b liegt,
509887/0830 -18-
~18~ 2534Q82
wobei die Ebene des Strahlenteilers S stets senkrecht zur optischen Achse liegt. Auf diese Weise bewegt sich der
Strahlenteiler S in stets senkrechter Richtung zur optischen Achse gleichzeitig parallel und senkrecht zur optischen Achse.
Das von dem Befestigungszapfen 3b abgelegene andere Ende des
Gelenkhebels 8 ist mit einem Längsschlitz 8a versehen. Der Gelenkhebel 8 ist mittels dieses Längsschlitzes 8a betrieblich
mit einem Antriebsrad 10 verbunden, das auf seiner einen Stirnfläche einen Exzenterzapfen 10a aufweist, der
in den Längsschlitz 8a eingreift.
Die Mantelfläche des Antriebsrads 10 ist gezahnt und kämmt mit einer Zahnstange 16, die linear zwischen einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung hin- und herbeweglich ist
und normalerweise durch die Wirkung eines Federelements, z.B.einer
Zugfeder SP, in die Ruhestellung gedruckt wird. Das Antriebsrad
10 und die Zahnstange 16 stehen derart miteinander in Verbindung, daß während der Bewegung der Zahnstange 16
von der Betriebsstellung in Richtung auf die Ruhestellung unter der Wirkung der Zugfeder SP das Antriebsrad z.B. im Uhrzeigersinn
gedreht wird. Aufgrund der Drehung des Antriebsrads 10 im Uhrzeigersinn schwenkt dieses mittels des Exzenterzapfens
10a den Gelenkhebel 8 um den Befestigungszapfen 8b hin und her, so daß sich,wie beschrieben,der Strahlenteiler S in einer Richtung
diagonal zur optischen Achse bewegt.
Das Antriebsrad 10 wirkt mit einem Untersetzungsgetriebe zur Drehung des Antriebrades 10 bei konstanter Geschwindigkeit
zusammen. Das Untersetzungsgetriebe umfaßt einen Getriebezug, der allgemein mit 11 bezeichnet ist,und von dem ein Zahnrad 11a
in Eingriff mit der gezahnten Mantelfläche des Antriebsrads steht und von dem zumindest ein Zahnrad 11b mit einer Magnet-
509887/0830 _ 19 _
schalteinrichtung 12 zusammenwirkt.
Die Magnetschalteinrichtung wirkt mit einem Traghebel 13 zusammen, an dessen einem Ende eine Klinke 14 angeordnet ist,
die als Regelglied dient, wenn die Magnetschalteinrichtung wirksam geschaltet ist,und die in Eingriff mit dem Zahnrad
11b des Getriebezugs 11 steht, wenn die Magnetschalteinrichtung
12 abgeschaltet ist, um den Getriebezug und damit das Antriebsrad 10 stillzusetzen.
Um die in die Betriebsstellung geschobene Zahnstange 16 für eine bestimmte Zeit in dieser zu halten und dann wieder loszulassen,
so daß die Zahnstange 16 unter der Wirkung der Zugfeder
SP wieder in die Ruhestellung gelangen kann, ist eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen, die einen schwenkbaren
Freigabehebel 15, der in eine Sperrstellung und in eine Freigabestellung schwenkbar ist, und ein Anschlag 17, der an der
Zahnstange 16 angeordnet ist, umfaßt. Während das eine Ende des Hebels 15 als Anschlagstück 15a ausgebildet ist, bildet
das andere Ende eine Handhabe, so daß das Anschlagstück 15a des Freigabehebels 15 an dem Anschlag 17 der Zahnstange 16
eingreift, um die entgegen der Wirkung der Zugfeder SP in die Betriebsstellung verschobene Zahnstange 16 in dieser zu halten,
während, wenn der Freigabehebel 15 in die Freigabestellung verschwenkt wird, das Anschlagstück 15a von dem Anschlag
17 freikommt, so daß die Zahnstange 16 unter der Wirkung der Zugfeder SP in die Ruhelage zurückgeführt werden kann.
In der Praxis wirkt die Magnetschalteinrichtung 12 mit dem Freigabehebel 15 mittels eines elektromechanischen Getriebes
derart zusammen, daß bei Wirksamschalten der Magnetschalteinrichtung der Freigabehebel 15 von der Sperrstellung in die
Freigabestellung verschwenkt wird. Die Zahnstange 16 bewegt sich
509887/0830 -20-
deshalb von der Betriebsstellung in die Ruhestellung und treibt das Antriebsrad 10 mit einer vorbestimmten konstanten
Geschwindigkeit an, die durch die als Regelglied wirkende Klinke 14 reguliert wird.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 11 zwei Kondensorlinsen 4a und 4b angegeben sind, wird bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 12 eine einzige Kondensorlinse 4 benutzt. Bei Benutzung einer einzigen Kondensorlinse 4
gemäß Fig. 12 können die Lichtempfänger 5 und 6 im Brennpunkt derselben oder in einer Ebene, in die das Bild auf dem Strahlenteiler
S projiziert wird, angeordnet werden.
Die Anwendung einer einzigen Kondensorlinse anstelle von zwei Kondensorlinsen 4a und 4b ist möglich, da die durch den
Strahlenteiler hindurchtretenden Lichtstrahlen in zwei von der optischen Achse der Linse 1 divergierenden Richtungen
gestreut werden, abhängig davon, ob sie durch die Prismenfläche 3c der Prismenstege 3 oder durch die Prismenflächen
3d der Prismenstege 3 getreten sind. Die einzige Kondensorlinse 4 ist derart gemessen, daß die Strahlenteile beider
von der optischen Achse divergierenden Richtungen hindurchtreten können.
In dem Fall, in dem die Lichtempfänger im Brennpunkt der Kondensorlinse
4 anzuordnen sind, kann nur ein bestimmtes Bündel der Lichtstrahlen, das ein Teil der durch die Prismenflächen
hindurchgetretenen und von dem Strahlenteiler in bestimmten Winkel ausgetretenen Lichtkomponente ist, auf den Lichtempfängern
gesammelt werden. Durch geeignete Wahl der optischen Achsen der Lichtempfänger und der Stellung in senkrechter Richtung kann
demgemäß nur der Lichtanteil, der von dem Strahlenteiler im bestimmten Winkel zur optischen Achse austritt, erfaßt werden.
509887/0830
- 21 -
Die Lichtstrahlen, die durch die Prismenflächen 3c und 3d hindurchgetreten sind, zeigen mit anderen Worten eine verschiedene
Verteilung der Brechungswinkel und ein Lichtstrahl, der innerhalb eines gewissen Winkelbereichs in bezug
auf die Achse verläuft, ist entweder durch die Prismenflächen 3c oder 3d der Prismenstege 3 hindurchgetreten.
Im folgenden wird der Betrieb der Anordnung gemäß Fig. 12
beschrieben. Es wird angenommen, daß die Zahnstange 16 gegen die Wirkung der Zugfeder SP in die Betriebsstellung geschoben
ist und in dieser Stellung aufgrund des Eingriffs des Anschlagstücks 15ä mit dem Anschlag 17 gehalten ist. Eine
Schwenkbewegung des Freigabehebels 15 von der Sperrstellung gegen die Freigabestellung aufgrund einer Kraft auf die Handhabe
des Freigabehebels 15 in der angezeigten Pfeilrichtung bewirkt ein Lösen des Anschlagstücks 15a von dem Anschlag 17.
Nach der Lösung des Anschlagstücks 15a von dem Anschlag 17
beginnt die Zahnstange 16 sich von der Betriebsstellung in die Ruhestellung unter der Wirkung der Zugfeder SP zu bewegen.
Da zu dieser Zeit die Magnetschalteinrichtung 12 wirksam geschaltet
ist, bewirkt die Bewegung der Zahnstange 16 ein Drehen des Antriebsrads 10, während die Klinke 14 sich in einer Stellung
befindet, in der sie in bezug auf den Getriebezug 11 als Regelglied wirkt. Demgemäß dreht sich das Antriebsrad 10 mit
einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit, so daß der Strahlenteiler S bei Beibehaltung seiner zur optischen Achse
senkrechten Lage vorwärts und aufwärts bewegt wird. Auf diese Weise wird der Strahlenteiler S bei jeder Umdrehung des Antriebsrads
10 einmal diagonal zur optischen Achse hin- und herbewegt.
Während jeder Hin- und Herbewegung des Strahlenteilers in diagonaler Richtung wird das Bild, das durch die Linse 1 mittels
5 09887/0830
- 22 -
der Maskenöffnung 2a auf den Strahlenteiler abgebildet wird, einmal senkrecht zur optischen Achse hin- un hergehend abgetastet.
Falls das auf den Strahlenteiler nach Beginn seiner Bewegung projizierte Bild exakt scharf abgebildet ist, erreicht die
Differenz der Werte der Ausgangssignale der Lichtempfänger 5 und 6 einen Maximalwert und der (nicht gezeigte) Vergleichsschaltkreis gibt ein Ausgangesignal zu einem Steuerschaltkreis
der Magnetschalteinrichtung 12, wodurch diese abgeschaltet wird, was bewirkt, daß die Klinke 14 den Getriebezug 11
und damit das Antriebsrad 10 stillsetzt.
Zu der Zeit, in der das Bild während der Bewegung des Strahlenteilers
S in diagonaler Richtung auf diesem fokussiert worden ist, ist es notwendig, ein elektrisches Signal zu erhalten,
das die Stellung des Strahlenteilers S anzeigt, so daß mittels dieses elektrischen Signals eine Objektivanordnung,
z.B. einer fotografischen Kamera, automatisch beeinflußt werden kann, um den Brennpunkt der Objektivanordnung auf der besonderen
Bildebene, in welcher z.B. ein lichtempfindlicher Film angeordnet ist, zu halten. Für diesen Zweck betätigt die
Zahnstange 16 bei ihrer Bewegung einen beweglichen Abgriff eines veränderbaren Widerstands oder eines Potentiometers,
wie näher unter Bezugnahme auf die Fig. 16 beschrieben werden
wird.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist als Bxldabtastvorrxchtung ein Strahlenteiler S benutzt worden.
Gemäß den Fig. 13(a) und 13(b) kann die Bxldabtastvorrxchtung
ein Feld von Lichtempfängern 18a bis 18n und 19a bis 19n umfassen,
die in einer Reihe angeordnet und auf einem Träger ausgebildet sind, wobei die Lichtempfänger abwechselnd parallel
509887/0830
- 23 -
zueinander geschaltet sind, wie in Fig. 13(b) gezeigt.
Wenn ein Feld von Lichtempfängern gemäß den Fig. 13(a) und
13(b) benutzt wird, die den Kontrast eines auf sie projizierten
Bildes erfassen und ein Ausgangssignal entsprechend dem Kontrast erzeugen, können die Lichtempfänger 5 und 6
und die Kondensorlinsen 4 oder 4a und 4b gemäß dem vorherbeschriebenen
Ausführungsbeispiel entfallen.
Die Bildabtastvorrichtung kann auch gemäß Fig. 14 ein Band 21 umfassen, das mehrere in gleichem Abstand voneinander angeordnete
Schlitze 21a aufweist. Bei Anwendung eines geschlitzten Bands 21 muß der in diesem Zusammenhang benutzte
Lichtempfänger 20 eine lichtempfindliche Fläche aufweisen, die ausreichend ist, um einai oder mehrere Schlitze 21a des
Bands 21 abzudecken.
Wie sich aus Fig. 15 ergibt, muß das geschlitzte Band 21 in identischer Weise wie der Strahlenteiler S diagonal in bezug
auf die optische Achse der Linse 1 bewegt werden. Dies ergibt sich daraus, daß das geschlitzte Band 21 parallel zur optischen
Achse bewegt werden muß, um die Entfernung zwischen dem Objekt und der Linse 1 zu erfassen, während es senkrecht zur optischen
Achse bewegt werden muß, um den Kontrast des Bilds des Objekts zu erfassen.
Falls im Betrieb das Bild des Objekts, das durch die Linse projiziert wird, exakt auf dem geschlitzten Band 21 fokussiert
ist, wird der Kontrast des derart auf dem geschlitzten Band fokussierten Bilds maximal, so daß aufgrund dessen ein Ausgangssignal
des Lichtempfängers 20 durch die Bewegung des geschlitzten Bandes 21 senkrecht zur optischen Achse weitgehend
geändert wird. Falls demgegenüber das auf das geschlitzte Band 21 projizierte Bild unscharf ist, treten keine großen Änderungen
509887/0830 - 24 -
in dem Ausgangssignäl des lichtempfindlichen Elements 20
auf.
Gemäß Fig. 16 weist ein variabler Widerstand R1 einen beweglichen
Abgriff 30 auf. Der bewegliche Abgriff 30 ist einerseits mechanisch gekuppelt mit der Zahnstange 16 und
andererseits elektrisch verbunden mit einem Vergleichsschaltkreis C, so daß ein elektrisches Signal eines Werts,
der der Stellung der Zahnstange 16 und damit des beweglichen Abgriffs 30 entspricht, auf den Vergleichsschaltkreis C
gegeben werden kann.
Ein Lichtmeßschaltkreis L erhält ein Ausgangssignal von dem Lichtempfänger 5 und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die
Amplitude des Ausgangssignals des Lichtempfängers 5 einen Maximalwert erreicht, welches benutzt wird, die Magnetschalteinrichtung
12 zu entregen.
In dem Fall, in dem eine Vorrichtung der beschriebenen Art benutzt wird, um die Entfernung zwischen dem Zielobjekt und
der Entfernungsmeßlinse 1 zu messen, kann der Entfernungswert
zu der Zeit, in der das Bild des Objekts exakt fokussiert wird, durch ein Meßgerät PM angezeigt werden. Andererseits wird in
dem Fall, in dem die beschriebene Vorrichtung benutzt wird, um eine Fokussier-Steuerung für die Objektivanordnung z.B. einer
fotografischen Kamera zu benutzen, um das Bild des Objekts
auf einer bestimmten Bildebene zu fokussieren, ein Ausgangssignal des Vergleichsschaltkreises C auf einen Motor M zu dessen
Steuerung gegeben. Der Motor M ist mechanisch-getrieblich verbunden mit der Objektiv-Anordnung LS z.B. mittels einer Schnecke
und einer Zahnstange oder anderen geeigneten Mitteln, so daß eine Drehung des Motors M eine Bewegung der Objektivanordnung
LS in Richtung der optischen Achse zur Entfernungseinstellung bewirkt.
509887/0830
- 25 -
Die axiale Verschiebung der Objektiv-Anordnung LS bewegt den beweglichen Abgriff 31 eines veränderbaren Widerstands
R2/um ein elektrisches Signal entsprechend dem sich einstellenden Widerstand des veränderlichen Widerstands R2
auf den Vergleichsschaltkreis C zu geben, so daß bei gleichen Werten der Signale von dem veränderlichen Abgriff 30 und
dem veränderlichen Abgriff 31 der Vergleichsschaltkreis C die Erzeugung eines Ausgangssignals7das zum Antrieb des
Motors M herangezogen worden ist, beendet. Sobald der Vergleichsschaltkreis C kein Ausgangssignal mehr erzeugt, wird
die Objektivanordnung LS in einer Stellung festgehalten, in der das Bild des Objekts scharf auf der Bildebene fokussiert
ist.
Fig. 17 zeigt einen elektrischen Schaltkreis für die automatische Fokussier-Steuervorrichtung, bei dem die Zahnstange 16
und demgemäß der bewegliche Abgriff 30 des veränderlichen Widerstands R1 nicht angehalten werden müssen. Für diesen
Zweck wird ein Torschaltkreis G benutzt, der einen Eingangsanschluß a, der elektrische mit dem beweglichen Abgriff 30
verbunden ist, und einen Ausgangsanschluß b, der elektrisch mit dem Vergleichsschaltkreis C verbunden ist, aufweist, wobei
der Torschaltkreis G ein Ausgangssignal, das dem durch den beweglichen Abgriff 30 erfaßten und auf den Eingangsanschluß
a gegebenen entspricht, nur dann am Ausgangsanschluß b abgibt, wenn von einer Torsteuerung GC ein Impuls auf einen weiteren
Eingangsanschluß d des Torschaltkreises C gegeben wird.
Die Spannung, die durch das Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses
b des Torschaltkreises G dargestellt wird, wird auf einen Speicherkondensator SC gegeben.
Die Torsteuerung GC ist derart ausgebildet, um Spitzenwerte
509887/0830 _ 26 _
eines pulsierenden Ausgangssignals, welches von dem Lichtempfänger
5 zugeleitet wird, nur dann zu erfassen und einen Impuls für den Torschaltkreis G zu erzeugen, wenn der
höchste Wert der Spitzenwerte des Ausgangssignals erfaßt
wird. Wie beschrieben, wird der Impuls der Torsteuerung
GC benutzt, um den Torschaltkreis G zu betätigen, so daß ein Signal entsprechend der Stellung des beweglichen Abgriffs
30, das auf den Anschluß a gegeben wird, zum Anschluß b und nachfolgend zu dem Speicherkondensator gelangen kann.
Jedesmal wenn der Torschaltkreis G Impulse von der Torsteuerung GC erhält, wird eine der Stellung des beweglichen Abgriffs
30 proportionale Spannung des veränderlichen Widerstands R1 durch den Torschaltkreis G geführt und nachfolgend
im Speicherkondensator SC gespeichert. Die Ladung des Speicherkondensators SC ändert sich jedesmal, wenn der Impuls
von der Torsteuerung GC auf den Torschaltkreis G gegeben wird und ein elektrisches Signal entsprechend der Ladung
des Speicherkondensators SC wird auf den Vergleichsschaltkreis C gegeben. Der Vergleichsschaltkreis C arbeitet in ähnlicher
Weise wie der in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 benutzte.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Messung der Objekt-Objektiv-Entfernung und die Erfassung des Kontrasts
des Bilds des Objekts gleichzeitig erreicht werden kann durch einfache Bewegung der Bildabtastvorrichtung in einer zur optischen
Achse diagonalen Richtung. Aufgrund dessen sind keine komplizierten Mechanismen wie vordem erforderlich.
- 27 -
509887/0830
Claims (13)
- PatentansprücheΛ., Automatische Fokussier-Steuervorrichtung mit einem Objektiv zur Fokussierung des Bilds eines Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen in der optischen Achse nahe des Objektivs (1) angeordnete und als Raumfrequenz-Filter wirkende Bildabtastvorrichtung, die mit zur optischen Achse senkrechter Beaufschlagungsfläche diagonal zur optischen Achse auf das Objektiv zu und von diesem wegbewegbar und auf der während der Bewegung das Bild des Objekts fokussierbar ist, eine Antriebsvorrichtung (7 - 17) zur wiederholenden Bewegung der Bildabtastvorrichtung diagonal zur optischen Achse,eine erste Detektorvorrichtung (5, 6; 18a - 18n, 19a - 19n; 20) zur Erfassung der Amplitude der Raumfrequenz des von dem Objektiv auf die Bildabtastvorrichtung abgebildeten Bilds des Objekts, und eine mit der ersten Detektorvorrichtung elektrisch verbundene zweite Detektorvorrichtung (C) zur Erfassung eines Maximalwerts der Amplitude der Raumfrequenz, der die Fokussierung des Bilds des Objektivs anzeigt, vorgesehen sind.
- 2. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtastvorrichtung (R1, 30) zur Abtastung der zur optischen Achse parallelen Bewegungskonponente der Bildabtastvorrichtung bei Erfassung des Maximalwerts der Raumfrequenz-Amplitude vorgesehen ist.- 28 -509887/0830
- 3. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (R1, 30) eine Anzeigevorrichtung (PM) für die die Entfernung zwischen dem Objekt xind dem Objektiv betreffenden Information umfaßt.
- 4. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (C, R2, 31, M) vorgesehen sind, über die die Abtastvorrichtung (R1, 30) mit einer Objektivanordnung (LS) einer fotografischen Kamera, die parallel zur optischen Achse zur Entfernungseinstellung bewegbar ist, zusammenwirkt.
- 5. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 4,. dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung der Objektivanordnung (LS) zur Entferungseinsteilung gemäß einem durch die Abtastvorrichtung (R1, 30) erfaßten Wert beendbar ist.
- 6. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung der Bildabtastvorrichtung beendbar ist, wenn die zweite Detektorvorrichtung den Maximalwert erfaßt.
- 7. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine mit einer Öffnung (2a) versehene Maske (2) vorgesehen ist, die zwischen dem objektiv und der Bildabtastvorrichtung angeordnet und deren Öffnung auf die optische Achse des Objektivs ausgerichtet ist.- 29 -509887/0830
- 8. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bildabtastvorrichtung und die erste Detektorvorrichtung durch dieselbe Vorrichtung (18a - 18n, 19a - 19n) gebildet sind.
- 9. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterbrechung der Bewegung der Bildabtastvorrichtung durch eine Magnetschalteinrichtung (12) bewirkbar ist, die durch ein Ausgangssignal der zweiten Detektorvorrichtung (C) betätigbar ist.
- 10. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtastvorrichtung einen veränderbaren Widerstand (R1) mit einem bewe/glichen Abgriff (30) umfaßt, der mit der Antriebsvorrichtung (16) gekuppelt ist.
- 11. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Detektorvorrichtung zwei Lichtempfänger (5, 6) umfaßt.
- 12. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bildabtastvorrichtung durch einen Strahlenteiler (S) gebildet ist.
- 13. Automatische Fokussier-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bildabtastvorrichtung durch ein Schlitze (21a) aufweisendes Band (21) gebildet ist.5 09887/083 0
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49087796A JPS5116020A (en) | 1974-07-30 | 1974-07-30 | Jidoshotenkenshutsusochi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2534082A1 true DE2534082A1 (de) | 1976-02-12 |
Family
ID=13924931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752534082 Withdrawn DE2534082A1 (de) | 1974-07-30 | 1975-07-30 | Automatische fokussier-steuervorrichtung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3970842A (de) |
| JP (1) | JPS5116020A (de) |
| DE (1) | DE2534082A1 (de) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542115A (en) * | 1978-09-19 | 1980-03-25 | Toyota Motor Corp | Casting cross gate cutting method |
| JPS5542116A (en) * | 1978-09-19 | 1980-03-25 | Toyota Motor Corp | Production of aluminum wheel for vehicle |
| US4272187A (en) * | 1979-12-17 | 1981-06-09 | International Business Machines Corporation | Automatic alignment of optical elements in an electrophotographic apparatus |
| JPS5855907A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
| JPS58156908A (ja) * | 1982-03-13 | 1983-09-19 | Canon Inc | 合焦状態検出光学系 |
| JPH0610694B2 (ja) * | 1985-04-12 | 1994-02-09 | 株式会社日立製作所 | 自動焦点合せ方法及び装置 |
| DE3537782A1 (de) * | 1985-10-24 | 1987-04-30 | Leitz Ernst Gmbh | Abtastgitter fuer einen schaerfedetektor |
| EP2306229A1 (de) * | 1998-05-25 | 2011-04-06 | Panasonic Corporation | Abstandsmesser und Kamera |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2156617C3 (de) * | 1971-11-15 | 1980-08-21 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Einrichtung zur Bestimmung der Lage der Ebene maximaler Amplitude einer Ortsfrequenz, beispielsweise bei einem Entfernungsmesser |
| JPS4958826A (de) * | 1972-10-04 | 1974-06-07 | ||
| JPS5340334B2 (de) * | 1972-11-30 | 1978-10-26 | ||
| JPS5713930B2 (de) * | 1973-05-15 | 1982-03-20 |
-
1974
- 1974-07-30 JP JP49087796A patent/JPS5116020A/ja active Granted
-
1975
- 1975-07-08 US US05/594,076 patent/US3970842A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-07-30 DE DE19752534082 patent/DE2534082A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5116020A (en) | 1976-02-09 |
| JPS5746525B2 (de) | 1982-10-04 |
| US3970842A (en) | 1976-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102004014048B4 (de) | Vermessungseinrichtung und Verfahren nach dem Grundprinzip der konfokalen Mikroskopie | |
| DE2922080C2 (de) | Entfernungsmeßeinrichtung | |
| DE3041098C2 (de) | Einrichtung zur Bestimmung der Scharfeinstellung eines optischen Systems auf einen Gegenstand | |
| DE2639625C3 (de) | Automatische Scharfeinstelleinrichtung | |
| DE2451002C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Steuersignals für eine Einrichtung zum Ermitteln der Bildschärfe von optischen Instrumenten | |
| DE2520481C2 (de) | Vorrichtung zum automatischen Vergleich zweier Muster, insbesondere zum Vergleich von zwei Fingerabdrücken | |
| DE60124647T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Abstandsmessung | |
| DE2800448A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entfernungsmessung | |
| DE2948752A1 (de) | Scharfeinstellungs-ermittlungssystem | |
| DE2738804A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur automatischen belichtungssteuerung in einer kamera | |
| DE3031813C2 (de) | ||
| DE3211234A1 (de) | Verfahren zum feststellen einer scharfeinstellung eines objektivs eines optischen geraetes | |
| DE2536370A1 (de) | Scharfstellerfassungssystem | |
| DE2944161C2 (de) | Vorrichtung zur Feststellung der Scharfeinstellung eines optischen Systems | |
| DE3421233A1 (de) | Verfahren und vorrichtung fuer die automatische belichtungssteuerung nach programmen bei einer kamera | |
| DE2534082A1 (de) | Automatische fokussier-steuervorrichtung | |
| DE3437145A1 (de) | Automatische scharfeinstellvorrichtung fuer photographische kameras | |
| DE2042136A1 (de) | Vorrichtung zum automatischen Messen der Entfernung und Kamera mit dieser Vorrichtung | |
| DE2148189A1 (de) | Entfernungsmesser | |
| DE2343391C3 (de) | Vorrichtung zur automatischen Fokussierung eines optischen Abbildungssystems | |
| DE3110296A1 (de) | "scharfeinstellungsdetektor" | |
| DE3824820C2 (de) | ||
| DE2449719B2 (de) | Vorrichtung zum automatischen Scharfeinstellen von optischen Instrumenten | |
| DE1243006B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum selbsttaetigen Scharfeinstellen optischer Geraete | |
| DE7932316U1 (de) | Vorrichtung zur erfassung der schaerfeneinstellung eines optischen systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |