DE2931274C2

DE2931274C2 - Schaltungsanordnung zur Fokussierungsermittlung bei einer Kamera

Info

Publication number: DE2931274C2
Application number: DE2931274A
Authority: DE
Inventors: Harumi Kiyose Tokyo Aoki
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1984-02-16
Also published as: DE2931274A1; JPS5529832A; US4264160A

Description

a) einen Abtast- und Haltekreis (6), der das zeitserielle Signal in eine analoge Wellenform umwandelt,

b) einen dem Äbtast- und Haiiekreis (6) nachgeschalteten Differenzierkreis (8), der die analoge Wellenform differenziert und eine Information bezüglich der hohen räumlichen Frequenz des Bildes des Gegenstandes liefert

c) einen dem Differenzierkrsis (8) nachgeschalteten Absolutwertkreis (9) zur Bestimmung des Vorzeichens des vom Differenzierkreis (8) gelieferten Signals,

d) einen dem Absolutwertkreis (9) nachgeschalteten Schr.telwert-Detektorkreis (10), der den Scheitelwert der AbsoMtwertwellenform in einer Abtastperiode ermittelt und diesen Spannungswert hält, bis der Scheitelspannungswert der nächsten Abtastperiode zur Verfügung steht und

e) eine Anzeigeeinrichtung in Form einer Zeige/ Skalenanordnung, mittels welcher das Kontrastsignal im Kamerasucher angezeigt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Wandlereinrichtung ein selbsttätig abtastendes photoelektrisches Element aufweist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastermittlungsschaltung ferner einen Glättungskreis (7) zur Unterdrükkung unerwünschter Oberwellen der analogen Wellenform enthält.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fokussierungsermittlung bei einer Kamera, bestehend aus einer photoelektrischen Wandlereinrichtung zur Erfassung des Bildes eines Gegenstandes und zur Erzeugung eines zeitseriellen Signals, das der Helligkeitsverteilung des Bildes entspricht, einem Steuerkreis zur Steuerung der photoeiektrischen Wandlereinrichtung, einer das zeitserielle Signal verstärkenden Verstärkerstufe und einer nachfolgenden, das verstärkte zeitserielle Signal verarbeitenden Kontrastermittlungsschaltung, die eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Scharfeinstellung ansteuert.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der

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DE-AS 25 51 070 bekannt

Dieser bekannten Schaltungsanordnung zur Fokussierungsermittlung liegt jedoch das folgende Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Abbildungssystems zugrunde:

Die Ausgangssignale der Wandlerelemente werden mittels einer Zeitfolgeeinrichtung während eines Abtastvorgangs einzeln nacheinander abgerufen. Die einzelnen Ausgangssignale werden während der Abtastung nacheinander mit Hilfe eines Analog-Dijital-Umsetzers in einen Digitalwert umgesetzt Die Digitalwerte werden mit Hilfe einer Recheneinrichtung entsprechend der Fourier-Funktion oder der Hadamard-Walsh-Funktion zur Bewertung der Spektralverteilung der Ortsfrequenz des Abbildungslichtstrahls verarbeitet und das Ergebnis gespeichert, wobei die zuvor erläuterten .ichritte unter Veränderung des optischen Weges zwischen dem Abbildungssystem und dem Bildsensor mit Hilfe einer Antriebseinrichtung so oft wiederholt werden, bis beim Vergleich eines Endergebnisses mit den vorhergehenden Ergebnissen keine Zunahme mehr feststellbar ist, woraufhin ein Stoppsignal für die Antriebseinrichtung erzeugt wird.

Die Durchführung dieses bekannten Verfahrens erfordert einen vergleichsweise großen schaltungstechnischen Aufwand, der sich nicht nur auf eine Recheneinheit beschränkt

Ferner ist aus der DE-OS 26 15 84? ein Verfahren zum automatischen Nachführen der Scharfeinstellung eines mit einer Fernsehkamera aasgerüsteten Mikroskops bekannt, gemäß welchem der zur Scharfeinstellung des Mikroskops dienende Antrieb motorisch zunächst in einer festgelegten Richtung um einen vorbestimmten Betrag und danach in entgegengesetzter Richtung verstellt wird, wobei ein höherfrequentes Band des Videosignals gleichgerichtet und das Maximum dieses gleichgerichteten Signals festgestellt wird. Ein bestimmtes Zeitintervall nach der Feststellung des Maximums wird der Antriebsmotor in seiner Drehrichtung umgesteuert und nach einem weiteren gleichen Zeitintervall abgeschaltet

Aus der DE-OS 27 56 061 ist eine Einrichtung zur Feststellung der Scharfeinstellung tür eine Kamera mit zwei Gruppen von photoeiektrischen Elementen für die Feststellung der Scharfeinstellung bekannt, die symmetrisch nebeneinander so auf einem Substrat angeordnet sind, daß sie die gleichen elektrischen Eigenschaften und Lichtempfangsfläche haben, um das von einem aufzunehmenden Objekt reflektierte Licht durch ein optisches Fokussierlinsensystem der Kamera aufzunehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung wird ein zeitserielles Ausgangssignal, das der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes äquivalent ist, bei der Bildabtastung e^rhalten, worauf das Signal anschließend verarbeitet wird, um eine Komponente zu erhalten, welche zur Kontrastinformation führt.

Eine weitere Fokussierungsermittiungsvorrichiung für eine Kamera mit einer photoeiektrischen Wandlereinrichtung zur Erfassung des Bildes eines Gegenstandes und Erzeugung eines zeitseriellen Signals, das der Helligkeitsverteilung des Bildes entspricht, und mit einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Scharfeinstellung in einem Kamerasucher ist aus dem Leitz-Prospekt, Leitz Correfot »Elektronische Scharfstellung in Kameras der Zukunft?«, 1976 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Scharfeinstellung durch eine Leuchtdiode angezeigt, wodurch der Benutzer keine Möglichkeit hat, sich bei der Verstellung des Objektivs

nach einer Groborientierung mit zunehmender Vorsicht einer optimalen Position zu nähern und daher keine maximale Genauigkeit der Einstellung erzielbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs definierten Art zu schaffen, die ohne die Notwendigkeit einer Digitalisierung der die Helligkeitsverteilung wiedergebenden Signale sehr schnell zu arbeiten vermag und bei einfachem schaltungstechnisnhem Aufbau eine kontinuierliche Anzeige der Scharfeinstellung zu liefern vermag, derart, daß auch die Annäherung an einen Scharfcinstellpunkt beobachtet werden kann.

Ausgehend von der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das zeitserielle Signal !5 verarbeitende Kontrastermittlungsschaltung folgendes enthält:

a) einen Abtast- und Haltekreis, der das zeitserielle Signal in eine analoge Wellenform umwandelt,

b) einen dem Abtast- und Haltekreis nachgeschalteten Differenzierkreis, der die analoge Wellenform differenziert und eine Information bezüglich der hohen räumlichen Frequenz des Bildes des Gegenstandes liefert,

c) einen dem Differenzierkreis nachgeschalteten Absolutwertkreis zur Bestimmung des Vorzeichens des vom Differenzierkreis gelieferten Signals,

d) einen dem Absolutwertkreis nachgeschalteten Scheitelwert-Detektorkreis, der den Scheitelwert μ der Absolutwertwellenform in einer Abtastperiode ermittelt und diesen Spannungswert hält, bis der Scheitelspannungswert der nächsten Abtastperiode zur Verfugung steht, und

e) eine Anzeigeeinrichtung in Form einer Zeiger/Skalenanordnung, mittels welcher das Kontrastsignal im Kamerasucher angezeigt wird.

Bei der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung wird somit ausschließlich ein Analogsignal *o verarbeitet nnd eine Digitalisierung wird überflüssig. Außerdem kann durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung eine sehr hohe Genauigkeit der Fokussierungsermittlung realisiert werden, wie sie insbesondere für eine einäugige Spiegelreflexkamera -»5 erforderlich ist

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ^V1 Ausführungsbeispiels unJer Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Suchers, der in der Schaltungsanordnung mit Merkmalen nach der Erfindung verwendet wird, und

Fig.3 ein Diagramm, welches den Ablenkwinkel eines Zeigers eines verwendeten Zeigerinstruments angibt-

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit Merkmalen nach der Erfindung. Das Bild eines Gegenstands wird auf einem selbsttätig abtastenden photoelektrischen Element 3 mit Hilfe einer Linse 2 abgebildet. Das selbsttätig abtastende « photoelektrische Element 3 wird durch einen Steuerkreis 4 betätigt, um elektrisch die Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes abzutasten und erzeugt ein diskretes zeitserielles photoelektrisches Signal. Dieses zeitserielle Signal wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und anschließend durch einen Abtast- und Haltekreis 6 in eine analoge Wellenform umgewandeli. Die unerwünschten Oberwellen der analogen Wellenform werden durch einen Glättungskreis 7 beseitigt Infolgedessen wird die analoge Wellenform in die gleiche Wellenform bereinigt, die der Helligkeitsverteilung des Gegenstandsbildes entspricht

Die am Ausgang des Glättungskreises 7 erhaltene Wellenform wird in einem Differenzierkreis 8 differenziert Dadurch wird eine Information bezüglich der hohen räumlichen Frequenz des Gegenstands erhalten. Anschließend wird die differenzierte Wellenform in eine Absolutwellenform mittels eines Absolutwertkreises 9 umgewandelt, so daß ein positives oder negatives Signal erhalten wird. Ein Scheitelwert-Detektorkreis 10 ermittelt den Scheitelwert der Absolutwert-Wellenform in einer Abtastperiode und hält diesen Spannungswert, bis der Scheitelspannungswert der nächsten Abtastperiode, zur- Verfügung steht Ist der dabei gehaltene Spannungswert hoch, so wird der Zeiger eines Zeigerinstruments merklich abgelenkt ist dieser Wert niedrig, so ist der Ablenkwinkel des Zeigers klein.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sr.chers, der in Verbindung mit der Schaltungsanordnung verweiset wird. Ein Meßbereichsbild 13 ist dabei in einem Sucherbild 12 markiert Wird der Randbereich der Helligkeitsverteilung eines Gegenstands im Meßbereichsbild 13 erfaßt, so wird der Zeiger 15 des Zeigerinstruments 14 im Sucherbereich nach oben und unten abgelenkt Eine Fokussierungs-Anzeigeskala 16 ist am Sucherbild 12 angebracht, um den Betrag der Zeigerablenkung zu messen oder den Ablenkwinkel des Zeigers 15 anzugeben.

Der Vorgang der Fokussierungsermittlung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die F i g. 3 beschrieben. Wird der Randbereich der Helligkeitsverteilung des Gegenstands im Meßbereichsbild 13 des Sucherbildes 12 erfaßt, so wird die Stellung der Linse 2 eingestellt, indem diese hin und her verschoben wird. Ist die Linse 2 in der Fokussierungsstellung eingestellt, so wird der Zeiger 15 des Zeigerinstruments 11 oder 14 gemäß Fig.3 auf einen Maximalwert ausgeienkt Ist der Kontrast des Gegenstands hoch, so wird der Zeiger 15 gemäß der Kurve 17 in Fig.3 abgelenkt Ist der Kontrast niedrig, so wird der Zeiger 15 gemäß der Kurve 18 der F i g. 3 abgelenkt. Anders ausgedrückt, je höher der Kontrast des Gegenstands, ist, desto größer ist die Zeigerablenkung.

Dies bedeutet, daß bei einem hohen Kontrast des Gegenstands die Fokussierung mühelos erhalten werden kann, jedoch wird selbst dann, wenn die Fokussierung für eine;! Gegenstand mit niedrigem Konti dtt erhalten wird, der Zeiger auf den Maximalwert abgelenkt, so daß die Linse auf einen Gegenstand mit niedrigem Kontrast fokussiert werden kann. Dies stellt ein wichtiges Merkmal dar.

Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die richtige Fokussierung mit hoher Genauigkeit erhalten werden kann, indem lediglich die Ablenkung des Instrumentenzeigers auf den Maximalwert festgestellt wird. Daher wird der Photograph von dsr üblichen mühevollen Fokussierungseinstellung entlastet. Ferner wird der Randbereich der Helligkeitsverteilung des Gegenstands ermitte't, so daß die Fokussierung auch bei einem verhältnismäßig tiefen Objekt durchgelührt werden kann.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein mechanisch beweglicher Zeiger verwendet; jedoch kann die Fokussierungsanzeige auch anders, wie beispielsweise durch einen flüssigen Kristall erfolgen, welcher elektrooptisch analoge Daten anzeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Fokussierungsermittlung bei einer Kamera, bestehend aus einer photoeiektrischen Wandlereinrichtung zur Erfassung des Bildes eines Gegenstandes und zur Erzeugung eines zeitseriellen Signals, das der Helligkeitsverteilung des Bildes entspricht einem Steuerkreis zur Steuerung der photoeiektrischen Wandlereinrichtung, einer das zeitserielle Signal verstärkenden Verstärkerstufe und einer nachfolgenden, das verstärkte zeitserielle Signal verarbeitenden Kontrastermittlungsschaltung, die eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Scharfeinstellung ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die das zeitserielle Signal verarbeitende Kontrastermittlungsschaltung folgendes enthält: