DE3211281A1

DE3211281A1 - Verfahren zum feststellen der scharfeinstellung optischer geraete

Info

Publication number: DE3211281A1
Application number: DE19823211281
Authority: DE
Inventors: Masahiro Fussa Tokyo Aoki; Asao Hachioji Tokyo Hayashi; Masatoshi Hachioji Tokyo Ida; Kenichi Tokyo Oinoue
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1982-10-14
Also published as: JPH0375844B2; DE3211281C2; US4540881A; JPS57158820A

Description

.3-

D-8000 MÜNCHEN 90 1A-55 847 SCHWEIGERSTRASSE 2

Olympus Optical Company Limited, telefon: (089)662051

Tokyo, Japan

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 524070

Beschreibung Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung optischer Geräte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung optischer Geräte, z.B, Kameras, Mikroskope, Endoskope und dgl. und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Bestimmung der Scharfeinstellung, bei dem mittels eines Abbildungsobjektivs eine optische Abbildung eines Objektes auf ein Paar Photodetektorreihen projiziert wird, die an beiden Seiten einer vorherbestimmten Brennebene angeordnet sind und jeweils eine Vielzahl photoelektrischer Wandlerelemente aufweisen. Von diesen Photodetektoren umgesetzte Ausgangssignale werden, arithmetisch so behandelt, daß die Größen einer Kontrastauswert~ funktion für die auf die Photodetektorreihen projizierte Abbildung erhalten werden, wodurch die Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs erkennbar ist.

Ein solches Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung ist z.B. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 57 809/80 beschrieben.

Bei diesem Verfahren werden zwei Photodetektorreihen benutzt, die an beiden Seiten der Brennebene des Abbildungsobjektivs in einem bestimmten optischen Abstand angeordnet sind, wobei von diesen Photodetektorreihen abgeleitete Signale in Digitalsignale umgesetzt werden und Summen der Differen/.signale, deren Werte vom maximalen Wert bis herunter zu dem nt-größten Wert aus abso~ luten Werten der Differenz zwischen den von benachbarten Photodetektoren gelieferten Ausgangssignalen errechnet werden. Hiermit wird als Scharfeinstellpunkt eine Stellung bestimmt, bei der

die Summe F-Ia für die erste Photodetektorreihe der Summe P-2a für die zweite Photodetektorreihe entspricht«,

Das genannte Verfahren arbeitet mit einem Paar Photodetektorreihen zur selbsttätigen Steuerung der Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs. Wenn die Scharfeinstellung nur festgestellt wird, reicht es, eine Photodetektorreihe zu benutzen_s und deshalb soll nachfolgend das Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung bei Benutzung nur einer Photodetektorreihe erläutert werden, um die dabei auftretende Schwierigkeit im Vergleich zur Erfindung deutlicher zu machen.

Aus Gründen der Zweckmäßigkeit sei angenommen, daß die Auswertfunktion nur den Maximalwert benutzt, der aus den absoluten Werten der Differenz zwischen den AusgangsSignalen benachbarter Photodetektoren ausgewählt wurde.

Fig. 1 zeigt das Verhältnis zwischen dem mittels des Abbildungs« Objektivs auf die Photodetektorreihe projizierten Bildraum der Objektabbildung und der Verteilung der Lichtintensität der Abbildung, wobei auf der Abszisse die Photodetektorreihen Pl bis PlO und auf der Ordinate die Ausgänge der entsprechenden Photodetektoren eingetragen sind. Im einzelnen zeigt Fig. IA den Zustand, bei dem die optische Reflexionsdichte des Gegenstandes sich stufenförmig ändert. In diesem sich stufenförmig ändernden Teil der Reflexionsdichte entsprechen die Ausgangssignale benachbarter Photodetektoren P5 und P6 einem Maximum (Imax.) bzw. einem Minimum (Imin) der Lichtintensitätsverteilung.

Hierbei zeigt die Auswertfunktion F-Ia der Photodetektorreihe, die vom Maximalwert unter den absoluten Werten der Differenz zwischen den Ausgängen benachbarter Photodetektoren wiedergegeben ist, eine scharfe Spitze in der Nähe der Stelle, an der die Objektabbildung in einer Ebene der Photodetektorreihe fokussiert ist, wie FIp;. 2 zei^t. Der Spitzenwert ist groß, wie

erkennbar aus [p-la(Spitze)=|Imax-Imin |],

Wenn andererseits die Reflexionsdichte des Objektes sich allmählich ändert oder in einer sanften Kurve verläuft, wird die in Fig. IB gezeigte Verteilung der Lichtintensität der Abbildung erhalten. In diesem Fall hat die Auswertfunktion F-Ib der Photodetektorreihe eine Spitze in der Nähe der Scharfeinstellung, wie Fig. 2 zeigt. Im Vergleich mit dem Spitzenwert für F-Ia ist der Spitzenwert sehr klein, nämlich [F-Ib(Spitze)=Il(p6)-I

Aus Fig. 2 ist entnehmbar, daß die Auswertfunktion eine verhältnismäßig niedrige Höhe an einer weiter von der Scharfeinstellung entfernten Stelle hat, und diese Höhe schwankt aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften der entsprechenden Photodetektoren (Pl bis PlO) und des Quantisierungsrauschens oder dgl., was durch die Analog-Digital-Umsetzung der Ausgänge der entsprechenden Photodetektoren hervorgerufen wird, so daß es schwierig ist, die Scharfeinstellung bei einem Objekt mit sich allmählich ändernder Lichtintensität zu bestimmen. Wenn also zwei Photodetektorreihen benutzt werden und die Stellung, die den Größen der aus den Ausgängen der entsprechenden Photodetektoren erhaltenen Auswertfunktion entspricht als Scharfeinstellung wahrgenommen wird, ist es schwierig oder manchmal unmöglich, die Scharfeinstellung zu bestimmen^ wenn die Höhe einen bestimmten Wert der Auswertfunktion nicht erreicht.

Fig_o 2 seigt verschiedene Äuswertfunktionen die bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Auswertverfahrens und bei Benutzung von zvjei Photodetektorreihen erhalten wurden, die an beiden Seiten einer vorherbestimmten Brennebene und in einer bestimmten Entfernung längs der optischen Achse des Abbildungsobjektivs angeordnet sind. In Fig. 2 sind die Auswertfunktionen für die abgestufte Verteilung der Lichtintensität der Abbildung durch F-Ia und P~2a gezeigt, während die Auswertfunktionen für die sich allmählich ändernde Lichtintensitätsverteilung der Abbildung durch F-Ib bzw«, F~2b gekennzeichnet sind. Die Stelle₉ an

^:Η ι

der die Größen der für die Photodetektorreihen erhaltenen Auswertfunktionen einander gleich sind,wird als Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs wahrgenommen.

Als Beispiel für die Verteilung der Lichtintensität bei einem allgemein üblichen Objekt ist z.B. die Grenze zwischen zwei Gegenständen oder die Grenze zwischen Haar und einem Gesicht als stufenförmig abgesetzte Lichtintensität zu betrachten_s während derjenige Teil des Gesichtes, der einen graduell tiefer werdenden Schatten bildet, beispielsweise die Wangen oder die Nase als ein Objekt mit sanft verlaufender Änderung der Lichtintensität betrachtet wird.

Bei dem beschriebenen bekannten Verfahren wird nur der Maximalwert unter den absoluten Werten der Differenz zwischen den Ausgangssignalen einander benachbarter Photodetektoren als Größe der Auswertfunktion herangezogen. Um die Größe der Auswertfunktion einer Objektabbildung mit stufenförmiger Änderung der Beflexionsdichte zu erhalten, muß die Teilung zwischen den Photodetektoren kleiner gewählt werden. Dann wird auch die Differenz zwischen den Ausgängen einander benachbarter Photodetektoren kleiner,, so daß die Größe der Auswertfunktion geringer wird_s wie Fig. 2 zeigt. Das führt zu der Schwierigkeit, eine Scharfeinstellung im.Fall von Objekten mit sich sanft ändernder Lichtintensität zu bestimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung zu schaffen, mit dem der Zustand der Scharfeinstellung selbst dann bestimmt werden kann, wenn die Verteilung der Lichtintensität einer auf eine Photodetektörreihe projizierten Objektabbildung sich allmählich ändert, und mit dem die Scharfeinstellung jederzeit mit großer Genauigkeit festgestellt werden kann.

Ein Verfahren zum Lösen der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe geht mit seinen Ausgestaltungen aus den Ansprüchen hervor.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es leicht, die Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs im Fall eines Objektes mit sanft verlaufender Änderung der Reflexionsdichte festzustellen, was mit dem herkömmlichen Verfahren nur schwer möglich ist. Ferner erfolgt ein Umschalten oder Umwechseln zwischen Auswertfunktionen je nach der Reflexionsdichte des Objekts, so daß die Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs für verschiedene Objekte bestimmbar ist, und das hat eine große in- ! dustrielle Wirkung.

ι Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Ein- !

zeiheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbei- I

spiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. IA, IB und 2 graphische Darstellungen der Lichtintensitätsverteilung einer Objektabbildung bzw«, der Auswertfunktion beim herkömmlichen Verfahren zur Bestimmung der Scharfeinstellung}

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Feststellen, der Scharfeinstellung}

Fig. k eine Schnittansicht einer Anordnung von Photodetektorreihen in einer Lichtempfangseinrichtung gemäß Fig. 3·

Fig. 5 ein Schaltschema einer Signalverarbeitungsschaltung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung}

Fig. 6 ein Schaltschema einer Auswertgrößen-Selektorschaltung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung}

Fig. 7A, 7B graphische Darstellungen zur Erläuterung der Funktion und Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Feststellen der Scharfeinstellung ist in ihrem Aufbau in Fig. 3 gezeigt und weist ein Abbildungsobjektiv 1 und eine Lichtempfangseinrichtung 2 auf, die so aufgebaut ist, daß zwei Photodetektorreihen, die jeweils aus einer Vielzahl lichtelektrischer Wandlerelemente bestehen, in einem bestimmten optischen Abstand

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längs der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 1 angeordnet sind. Ein Teil der mittels des Abbildungsobjektivs 1 gebildeten optischen Abbildung eines Objektes 3 wird gleichzeitig auf die beiden Photodetektorreihen projiziert. Die beiden Photodetektorreihen werden durch Steuersignale abwechselnd angesteuert, welche von einer Zentralsteuerung 4 geliefert werden. Die Ausgänge der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente werden für jede Photodetektorreihe gleichzeitig an eine Signalverarbeitungsschaltung 5 angelegt.

Die Signalverarbeitungsschaltung 5 ist so konstruiert, daß die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandlerelemente parallel einer Analog-Digital-Umsetzung unterworfen und in Abhängigkeit von Befehlssignalen, die ein Dekodierer 7 liefert, ausgegeben werden. Eine Auswertgrößen-Detektorschaltung 8 weist einen Sortierer auf, der durch Signale der Zentralsteuerung H- betätigbar ist und eine arithmetische und logische Einheit zum Berechnen der absoluten Werte der Differenz zwischen benachbarten Digitalsignalen aufweist, die den Ausgangssignalen der entsprechenden photoelektrischen Wandlerelemente entsprechen, welche ihrerseits von der Signalverarbeitungsschaltung 5 geliefert werden. Die absoluten Werte der Differenz werden vom Sortierer sortiert, und die sortierten Werte werden in abnehmender Reihenfolge in Speicher eingegeben und in Abhängigkeit von Befehlssignalen von Seiten der Zentralsteuerung 4 ausgegeben. Der Dekodierer 7 arbeitet in Abhängigkeit von den von der Zentralsteuerung 4 gelieferten Steuersignalen und liefert Ausgabesignale an entsprechende Speicher der Signalverarbeitungsschaltung 5» um von den einzelnen photoelektrischen Wandlerelementen der Photodetektorreihe kommende digitale Ausgänge zeitweilig zu speichern.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellte Signal, welches über die Scharfeinstellung Auskunft gibt, wird von der Zentralsteuerung 4 an eine Steuerschaltung 9 für den Antrieb der Optik angelegt, die Steuersignale für den Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 der Optik erzeugt. Die Steuerschaltung 9

¹^ 7

bewirkt mit ihren Steuersignalen eine solche Steuerung der Antriebsvorrichtung 10 der Optik, daß das Abbildungsobjektiv 1 in Richtung der optischen Achse gemäß Pfeil 11 bewegt und an derjenigen Stelle angehalten wird, bei der die von jeder Photodetektorreihe erhaltenen Größen der Auswertfunktionen einander gleich sind.

Der Zustand der Scharfeinstellung wird an einem Anzeigegerät 12 angezeigt. Wenn das Aufnahmeobjektiv 1 von Hand gesteuert wird, kann natürlich die Steuerschaltung 9 und die Antriebsvorrichtung 10 der Optik fehlen, so daß die Scharfeinstellung nur angezeigt wird.

In Pig. 4 ist am Beispiel einer einäugigen Spiegelreflexkamera als Lichtempfangseinrichtung 2 der Aufbau eines Paares von Photodetektorreihen 21 und 22 gezeigt.

Die beiden Photodetektorreihen 21 und 22 sind einander benachbart auf einem Substrat 23 ^mit einem bestimmten Abstand zu beiden Seiten einer im voraus festgelegten Brennebene angeordnet, und ein Teil der mittels des Abbildungsobjektivs 1 gebildeten Objektabbildung wird mittels eines rasch rückstellbaren Halbspiegels 24, eines Spiegels 25_f eines Halbspiegels 26 bzw. eines Spiegels 27 auf die jeweilige Photodetektorreihe 21 und 22 projiziert. Ferner ist eine Mattscheibe 28, ein Pentaprisma 29 für den Sucher und ein Verschlußvorhang 30 in Fig. 4 gezeigt.

Fig. 5 zeigt den Aufbau der Signalverarbeitungsschaltung 5 als ein Ausführungsbeispiel einer Schaltkreisanordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Ausgänge der Photodetektorreihen 21, 22, die die Lichtempfangseinrichtung 2 aufweist, werden abwechselnd mittels einer Selektorschaltung Jl. angesteuert, die durch von der Zentralsteuerung 4 gelieferte Steuersignale betätigt wird. Hierdurch

4 ·

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werden die genannten Ausgänge an entsprechende Abtast/Speicher-Schaltungen 32-1, 32-2 ... 32-K angelegt, die den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen entsprechen, aus denen die Photodetektorreihen aufgebaut sind.

Die Abtast/Speicher-Schaltungen 32-1, 32-2 ... 32-K sind so ausgelegt, daß sie Abtastsignale der Zentralsteuerung h empfangen, um die Ausgangssignale der entsprechenden photoelektrischen Wandlerelemente mit dem Takt der Abtastsignale abzutasten und zeitweilig zu speichern.

Ausgangssignale der Abtast/Speicher-Schaltungen 3.2-1» 32-2 ..» 32-K werden an entsprechende Vergleichsschaltungen 33-1» 33-2 . .< 33-K angelegt, damit diese Ausgangssignale mit Ausgangssignalen eines Digital-Analog-Umsetzers 3¹* ^von stufenweise veränderlicher Höhe verglichen werden können. Die in den Vergleichsschaltungen verglichenen Ausgangssignale werden an digitale Speicher 35-1» 35-2 ... 35-K angelegt und als Steuersignale gespeichert.

Die jeweiligen digitalen Speicher 35-1, 35-2 ... 35-K und der Digital-Analog-Umsetzer 3^ erhalten digitale Signale von einem Zähler 36, der die von der Zentralsteuerung 4 kommenden Eingangsimpulse zählt, um parallele, binärcodierte Signale von beispielsweise Ur Bits zu erzeugen.

Die Höhen der Ausgangssignale des Digital-Analog-Umsetzers 3*»·, die an die Vergleichsschaltungen 33-1, 33-2 ... 33-K angelegt werden, entsprechen den Höhen der digitalen Ausgangssignale des Zählers 36, der seine Ausgangssignale an die entsprechenden digitalen Speicher 35-1, 35-2 ... 35-K anlegt. Wenn die digitalen Signale des Zählers 36 in den entsprechenden digitalen Speichern 35-1, 35-2 ... 35-K mit dem Takt der von den entsprechenden Vergleichsschaltungen 33-1, 33-2 ... 33-K gelieferten Ausgangssignale gespeichert sind, können die Ausgangssignale der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente der Photodetektorreihen

21 und 22 in den entsprechenden digitalen Speichern 35-1» 35-2 ... 35-K gespeichert werden, indem diese Ausgangssignale in digitale Signale eines binären 4 Bit-Code umgewandelt werden.

Der Takt der Abtast/Speicher-Schaltung ist so bestimmt, daß die Ausgangssignale der jeweiligen Vergleichsschaltungen 33-1» 33-2 ... 33-K an eine ODER-Schaltung 37 angelegt werden und deren Ausgangssignale an die Zentralsteuerung k abgegeben werden, um Abtastsignale zu erzeugen, deren Takt dem zuerst aufgetretenen Vergleichsausgangssignal unter den Ausgangssignalen der verschiedenen Vergleichsschaltungen 33-1, 33-2 ... 33-K entspricht. Diese Abtastsignale werden an einen Eingang der entsprechenden Abtast/Speicher-Schaltung 32-1, 32-2 ... 32-K angelegt.

Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 33-1» 33-2 ... 33-K liegen an einer UND-Schaltung 38 an, die ihre Ausgänge der zentralen Steuerung h als Signale weiterleitet, die anzeigen, daß die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 33-1» 33-2 33-K in die digitalen Speicher 35-1, 35-2 ... 35-K überführt worden sind.

Die oben beschriebene Operation wird durch abwechselndes Weiterverarbeiten der Ausgänge der Photodetektorreihen 21 und 22 mit der Abtastperiode durchgeführt, und die in den digitalen Speichern 35-1» 35-2 ... 35-K gespeicherten Signale werden in Abhängigkeit von den vom Dekodierer 7 gelieferten Ausgabesignalen ausgegeben und in die Auswertgrößen-Detektorschaltung 8 eingegeben«, Um die Erfindung in zweckmäßiger Weise zu erläutern, wird davon ausgegangen, daß die Ausgangssignale einer Photodetektorreihe einer Analog-Digital-Umsetzung unterworfen und dann an die Auswertgrößen-Detektorschaltung 8 angelegt werden. Der Dekodierer 7 liefert Ausgäbesignale an die entsprechenden digitalen Speicher 35-1, 35-2 ... 35-K in der durch die von der Zentralsteuerung k· gelieferten Signale bestimmten Reihenfolge.

Fig. 6 zeigt den Aufbau der Auswertgrößen-Detektorschaltung

In der Detektorschaltung 8 werden die über die digitalen Speicher 35-1, 35-2 ... 35-K der Signalverarbeitungsschaltung 5 zugeführten Ausgänge der Photodetektorreihe einer Sortierschaltung

41 zugeführt, die von den von der Zentralsteuerung 4 geliefer-ten Steuersignalen gesteuert wird. Die Sortierschaltung 41 zählt die absoluten Werte der.Differenz zwischen den Ausgängen einander benachbarter photoelektrischer Wandlerelemente, damit die Differenzsignale, deren Werte vom Maximalwert bis herunter zu dem N+Lt-größten Wert, ausgewählt unter den absoluten Werten der Differenz, reichen, gemäß ihrer Größenordnung in einem Speicher

42 gespeichert werden können.

Der Speicher 42 ist so ausgelegt, daß die gespeicherten Signale mit Werten vom Maximalwert bis herab zum Nten Wert in der Reihenfolge ihrer Größe, ausgewählt unter den gespeicherten absoluten Werten der Differenz, in Abhängigkeit von den Befehlssignalen der Zentralsteuerung 4 ausgegeben werden.

Die ausgegebenen Differenzsignale D_K, deren Werte vom Maximalwert bis zum Nt-größten Wert in der Reihenfolge ihrer Größe reichen, werden in einer Additionsschaltung 43 addiert. Der addierte Summenwert P wird bestimmt vom Wert "N" des Befehlssignals der Zentralsteuerung 4 und läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

F_n » ID_K ... (1)

ⁿ K=1^K

Dj, steht für die absoluten Werte der Differenz zwischen den Ausgangssignalen einander benachbarter photoelektrischer Wandlerelemente, N ist eine positive ganze Zahl innerhalb des Bereichs von 1^N£K~2 (K ist die Anzahl Bauelemente in der Photodetektorreihe).

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der vorgenannte Additionssummenwert F als Feineinstell-Auswertfunktion be-

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nutzt. Feineinsteilung bedeutet hier die Einstellung für den Fall, daß die Reflexionsdichte des Objekts sich stufenweise ändert. Hierzu wird eine Auswertfunktion benutzt, die durch die Summe von Differenzsignalen mit N größten Werten, ausgewählt aus den absoluten Werten der Differenz zwischen in den photoelektrischen Wandlern umgesetzten Signalen einander benachbarter Photodetektoren ausgedrückt wird. Wenn die Auswertgröße kleiner ist als ein vorherbestimmter Schwellenwert K_L, wird ein Befehlssignal des Wertes N+L (L steht für positive ganze Zahlen) von der Zentralsteuerung 4 an die Sortierschaltung 4l angelegt, so daß die absoluten Werte der Differenz errechnet und die Differenzsignale mit Werten vom Maximalwert bis zum N+Lt-größten Wert, ausgewählt unter den absoluten Werten der Differenz, im Speicher 42 gespeichert werden. Zusätzlich werden diese Differenzsignale einer Additionsschaltung 43 zugeführt, um einen Additionssummenwert F₊n zu erhalten, der in folgender Gleichung ausgedrückt wird:

N+L

¹W - ^₁ ^dk ··· ⁽²⁾

L ist eine positive ganze Zahl innerhalb des Bereichs von

Gemäß der Erfindung wird der Additionssummenwert F .£ als Grobeinstell-Auswertfunktion benutzt. Grobeinstellung bedeutet hier eine Einstellung für den Fall,daß die Reflexionsdichte des Objekts sich allmählich ändert. Hierzu wird eine Auswertfunktion benutzt, die ausgedrückt wird als Summe von Differenzsignalen mit N+L größten Werten, ausgewählt aus den absoluten Werten der Differenz. Zu diesem Zweck wird der Ausgang der Additionsschaltung 43 in einer Vergleichsschaltung 44 mit einem vorherbestimmten Schwellenwert Kt verglichen, der in einem Festwertspeicher 45 festgehalten ist. Liegt der Ausgang der Additionsschaltung 43 unter dem Schwellenwert K,., so wird der Ausgang der Vergleichsschaltung 44 der Zentralsteuerung 4 zugeführt, um durch Andern des an den Speicher 42 anzulegenden Befehlssignals N in das Be-

fehlssignal N+L die Grobeinstell-Auswertfunktion umzuschalten.

Wenn in der oben beschriebenen Weise die Größen der Peineinsteil. Auswertfunktion oder der Grobeinstell-Auswertfunktion für jede der beiden Photodetektorreihen erhalten wurden, werden die Größen der Auswertfunktion für jede Photodetektorreihe zeitweilig in einen Speicher 46 eingegeben und dann einem Eingangsanschluß einer Subtraktionsschaltung 4? zugeführt, die an ihrem anderen Eingangsanschluß den Ausgang der Vergleichsschaltung 44 erhält.

Wenn bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 die mittels des Abbildungsobjektivs auf die Photodetektorreihen 21 und 22 projizierten optischen Abbildungen unter der sogenannten vorderen und hinteren Scharfeinstellung liegen und die Scharfeinstellungen einander gleich sind, haben die an der Subtraktionsschaltung 4y liegenden Eingangssignale die gleiche Höhe, so daß der Ausgang der Subtraktionsschaltung 47 Null ist, was zu einer Anzeige der Scharfeinstellung führt. In diesem Pail liegt die Pokussierposition in der Mitte der beiden Photodetektorreihen 21 und 22, wenn beide die gleiche Leistung haben.

Der Ausgang der Subtraktionsschaltung 47 wird der Zentralsteuerung 4 zugeführt, damit die entsprechenden Steuersignale von einem Anschluß 48 an die Steuerschaltung 9 für den Antrieb der Optik gemäß Fig. 3 gelangen können, um das Abbildungsobjektiv 1 automatisch in die Fokussierposition zu bewegen. Die Scharfeinstellung kann von der Anzeigevorrichtung 12 angezeigt werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervorgeht, wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Peststellen der Scharfeinstellung einer auf Photodetektorreihen projizierten optischen Abbildung geschaffen, bei dem, basierend auf der Auswertfunktion unter Berücksichtigung der absoluten Werte der Differenz zwischen den Ausgangssignalen einander benachbarter Photodetektoren in den Photodetektorreihen als Auswertgröße, die Auswertgröße zunächst anhand der Feineinstell-Auswertfunktion

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errechnet wird. Wenn die Auswertgröße kleiner ist als ein vorherbestimmter Schwellenwert,wird dann eine neue Auswertgröße errechnet, indem die Feineinstell-Auswertfunktion gegen die Grobeinstell-Auswertfunktion ausgetauscht wird, um die Scharfeinstellung aufgrund der neuen Auswertgröße festzustellen.

Es wird davon ausgegangen, daß als Feineinstell-Auswertfunktion eine Auswertfunktion benutzt wird, bei der die Auswertgröße der absolute Wert D-, (der Wert von N ist 1) der Differenz zwischen Ausgangssignalen einander benachbarter Photodetektoren in den Photodetektorreihen ist, wie Fig. 7A zeigt. Als Grobeinstell-Auswertfunktion wird eine Auswertfunktion benutzt, für die die Auswertgröße der absolute Wert der Summe des maximalen Wertes und des zweitgrößten Wertes D₂, ausgewählt unter den absoluten Werten der Differenz, ist, d.h. D~=D.,+D₂ (der Wert N ist 1, der Wert L ist 1), wie Fig. 7A zeigt. Der Wert der Feineinstell-Auswertfunktion F-, ist dann: Ιΐ(ρ7)·"1(ρ«) I ^ViXi^· ^der Wert der Grobeinstell-Auswertfunktion Fg ist: |^I(p6)~^I(p8)l· Es zeigt sich, daß der Wert der Funktion F₂ größer ist als der der Funktion F.,. Hieraus ergibt sich, daß es für das Errechnen der Auswertfunktion im Fall eines Objektes mit sanft verlaufender Änderung der Lichtintensität vorteilhaft ist, daß die Summe von ziemlich vielen absoluten Werten der Differenz als grobe Auswertfunktion benutzt wird.

Fig. 7B zeigt das Verhältnis zwischen den Größen beider Auswertfunktiorien und der Bewegungsstrecke des Abbildungsobjektivs in den oben beschriebenen Fällen.

Wenn zwei Photodetektorreihen 21 und 22 vorgesehen sind, wie Fig. k zeigt, und eine Abbildung eines Objekts mit sich allmählich ändernder Lichtintensität mittels des Abbildungsobjektivs 1 auf die jeweiligen Photodetektorreihen projiziert wird, werden Aus-Wertfunktionen F^a und F,-b als Feineinstell-Auswertfunktion erhalten. Die Höhe der Randbereiche schwankt durch Überlagerung

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verschiedener Rauschkomponenten, so daß es schwierig ist, den Fokussierpunkt zu bestimmen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zustand mit dem vorherbestimmten Schwellenwert K- verglichen, dessen Höhe geringfügig über der des herkömmlichen Schwellenwertes K liegt» Wenn dann der Wert der Funktion F-,-a kleiner ist als der Schwellenwert Kj-, wird die Auswertgröße anhand der oben beschriebenen Grobeinstell-Auswertfunktion erhalten. Als Ergebnis wird eine große Spitze erhalten, die durch die Funktionen F„~a und F_?»-b angezeigt ist, so daß es leicht ist, die Scharfeinstellung zu bestimmen.

Der Zustand, bei dem die Auswertgrößen beider Photodetektorreihen zusammenfallen, entspricht also der Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs 1.

Außerdem gibt es einen besten Wert N für eine bestimmte Art von Objektabbildung, und wenn dieser Wert N zu groß ist, wird die Änderung der Auswertgröße zur Bewegungsstrecke des Abbildungs« Objektivs kleiner, weshalb dieser Punkt bei der Wahl des Wertes N berücksichtigt werden muß.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sondern läßt sich in verschiedenster Weise abwandeln. So kann z.B. auch nur eine Reihe von Photodetektoren in der vorherbestimmten Brennebene angeordnet sein«

Claims

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1. Verfahren zum Peststellen der Scharfeinstellung, bei dem mindestens eine Photodetektorreihe mit K photoelektrischen Wandlerelementen in oder in der Nähe einer Brennebene eines Abbildungsobjektivs und/oder einer zur Brennebene optisch konjugierten Ebene angeordnet wird, eine Objektabbildung mittels des Abbildungsobjektivs auf die photoelektrischen Wandlerelemente projiziert wird und dadurch photoelektrisch umgewandelte Signale erzeugt werden, die Größe einer Auswertfunktion errechnet wird, die den Kontrast oder die Schärfe der Objektabbildung anhand der photoelektrisch umgewandelten Signale darstellt, und über die Scharfeinstellung des Abbildungsobjektivs,basierend auf der errechneten Größe der Auswertfunktion_; entschieden wird, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste Auswertfunktion (P₁), aus photoelektrisch umgewandelten Signalen, welche eine vorherbestimmte Anzahl Photodetektorelemente liefert, und eine zweite Auswertfunktion (Fo)

welche eine größere als die vorherbestimmte

ableitbar ist Anzahl von Photodetektorelementen liefert, , und daß die erste Auswertfunktion oder die zweite Auswertfunktion in Abhängigkeit von der Objektabbildung gewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die erste Auswertfunktion eine Summe von Differenzsignalen mit N größten Werten, ausgewählt aus den absoluten Werten der Differenz zwischen den photoelektrisch umgewandelten Signalen jedes von benachbarten

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Photodetektoren der Photodetektorenreihe ist, und daß die zweite Auswertfunktion eine Summe von Differenzsignalen mit K+L größten Werten, ausgewählt aus den absoluten Werten der Differenz, ist (N ist eine positive ganze Zahl innerhalb des Bereichs von Ι^ϊΚΚ-2, und L ist eine positive ganze Zahl innerhalb des Bereichs von )

3; Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Bestimmung der Scharfeinstellung zunächst anhand der ersten Auswertfunktion (P,) und dann anhand der zweiten Auswertfunktion (F₂) vorgenommen wird, wenn die durch die erste Auswertfunktion erhaltene Auswertgröße kleiner ist als ein vorherbestimmter Schwellenwert

4. . Verfahren nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichnet , daß das Umschalten von der ersten Auswertfunktion zur zweiten Auswertfunktion automatisch vorgenommen wird.

5· Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß als Wert für N der Wert 1 und als Wert für N+L der Wert 2 gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Photodetektor« reihen (21, 22) jeweils mit einem gewissen optischen Abstand an beiden Seiten der Brennebene angeordnet werden, und daß die Größen der Auswertfunktion, die zur Entscheidung über die Scharfeinstellung von jeder Photodetektorreihe erhalten werden, voneinander abgezogen werden.