DE3004147A1

DE3004147A1 - FOCUS DETECTING DEVICE FOR A CAMERA

Info

Publication number: DE3004147A1
Application number: DE19803004147
Authority: DE
Inventors: Harumi Aoki; Masahiro Kawasaki; Katsuhiko Miyata; Yoshio Sawada
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1980-08-14
Also published as: FR2448732B1; DE3004147C2; GB2047036B; DE3050691C2; FR2448732A1; GB2047036A

Description

HOFFMANN · 13ITLE & PARTNERHOFFMANN 13ITLE & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL.-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N ■ DIFL.-ING. W. LEHN DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) DIPL.-ING. W.EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N ■ DIFL.-ING. W. LEHN

DIPl.-ING. K. FDCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE A (STERN HAUE) · D-8000 MD NCH EN 81 ■ TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E) DIPl.-ING. K. FDCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE A (STERN HAUE) · D-8000 MD NCH EN 81 ■ TELEPHONE (089) 911087. TELEX 05-29619 (PATH E)

.3.3. 063/4 s/wa.3.3. 063/4 s / wa

ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO / JAPANASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO / JAPAN

Fokussierungsermiübungseinrichtung für eine KameraFocus training device for a camera

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Ermittlung der Fokussierung in einer Kamera durch Ermittlung des Kontrastes des Bildes eines zu fotografierenden Objektes mit Hilfe eines selbstabtastenden fotoelektrischen Elements. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung einer derartigen Einrichtung, die es ermöglicht, die Fokussierung zu ermitteln,The invention relates to a device for automatically determining the focus in a camera by determining the contrast of the image of an object to be photographed with the help of a self-scanning photoelectric element. In particular, the invention relates to an improvement of such a device, which makes it possible to determine the focus,

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selbst wenn die Helligkeit des betrachteten Objektes sich ändert.even if the brightness of the viewed object changes.

Es ist bekannt, dass bei einem optischen Bild eines zu fotografierenden, durch eine Linse abgebildeten Objektes der Unterschied in der Bildhelligkeit, d.h. der Kontrast zwischen Licht und Schatten des Bildes am Fokussierungspunkt seinen maximalen Wert erreicht. Dies beruht darauf, dass die optische Intensität (Leistungsspektrum des Bildes bezüglich jeder Ratoßfrequenz) am Fokussierungspunkt ein Maximum wird. Es wurden bereits eine Anzahl von Einrichtungen vorgeschlagen, um unter Ausnutzung dieser Erscheinung den Fokussie rungspunkt zu ermitteln.It is known that in an optical image one object to be photographed, imaged through a lens the difference in image brightness, i.e. the contrast between light and shadow of the image at Focus point has reached its maximum value. This is based on the fact that the optical intensity (power spectrum of the image with respect to each ratio frequency) on Focus point becomes a maximum. A number of devices have already been proposed for taking Exploitation of this phenomenon to the focus point determine.

Bei einer derartigen Einrichtung wird die Helligkeitsverteilung des Bildes eines Objektes elektrisch mit einem selbstabtastenden fotoelektrischen Element abgetastet, das ein zeitserielies Signal liefert, das elektrisch zur dynamischen Erfassung des Kontrastes verarbeitet wird. Das selbstabtastonde fotoelektrische Element enthält eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente und eine Abtastschaltung. Die Einrichtung wird als MOS-FET-Bauart oder ladungsgekoppelte Bauart bezeichnet, abhängig von der Anordnung der verwendeten Abtastschaltungen, wovon beide im Handel erhältlich sind. Das fotoelektrische Element kann Ladungen im Einklang mit der zugeführten Lichtmenge während einer einzigen Abtastperiode sammeln. Bleibt daher die Abtastgeschwindigkeit des fotoelektrischen Elements unverändert, so ändert sich die durch das fotoelektrische Element gesammelte Ladung mit der Intensität des auffallenden Lichtes. WirdIn such a device, the brightness distribution of the image of an object is electrical with a self-scanning photoelectric element is scanned, which provides a time-series signal that is electrical is processed for dynamic detection of the contrast. The self-scanning photoelectric probe Element contains a number of micro-photoelectric elements and a sampling circuit. The device is referred to as a MOS-FET type or charge-coupled type, depending on the arrangement of the sampling circuits used, both of which are commercially available. That Photoelectric element can charge charges in accordance with the amount of light supplied during a single scanning period collect. Therefore, if the scanning speed of the photoelectric element remains unchanged, it changes the charge collected by the photoelectric element increases with the intensity of the incident light. Will

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die Abtastgeschwindigkeit geringer gemacht, so wird die Menge der gesammelten Ladung vergrössert. Daher kann selbst bei niedriger Lichtintensität das fotoelektrische Element ein ausreichendes Ausgangssignal liefern.If the scanning speed is made slower, the Amount of collected cargo increased. Therefore, even when the light intensity is low, the photoelectric Element provide a sufficient output signal.

Bei einer Äusführungsform einer selbsttätigen Fokussierungsermittlungseinrichtung, die ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element vewendet, wird ein einziger Randabschnitt ,der den höchsten Kontrast der Abschnitte eines Objektbildes, die einer Reihe von mikrofotoelektrischen Elementen zugeführt werden, ausgewählt und der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen zweier mikrofotoelektrischer Elemente, die benachbart dem mikrofotoelektrischen Element,an das der Randabschnitt zugeführt wird oder zu beiden Seiten desselben liegen, abgetastet und die Fokissierung wird abhängig von einer Erhöhung und Erniedrigung im Differenzausgangssignal ermittelt. Bei dieser Einrichtung wird, selbst wenn der Kontrast eines zu fotografierenden Objektes konstant bleibt, der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der beiden mikrofotoelektrischen Elemente sich bei Änderung der Helligkeit des Objektes verändern. Werden die Intensitäten des Lichtes, das den beiden mikrofotoelektrischen Elementen zugeführt wird,jeweils mit E₁ und E₂ bezeichnet, so ergibt sich für das Differenz-AusgangssignalIn an embodiment of an automatic focus detection device which uses a self-scanning photoelectric element, a single edge portion which has the highest contrast of the portions of an object image supplied to a series of microphotoelectric elements is selected and the difference between the output signals of two microphotoelectric elements which are adjacent the microphotoelectric element to which the edge section is fed or to which it lies on both sides, is scanned and the focusing is determined as a function of an increase and decrease in the differential output signal. With this device, even if the contrast of an object to be photographed remains constant, the difference between the output signals of the two microphotoelectric elements will change as the brightness of the object changes. If the intensities of the light which is fed to the two microphotoelectric elements are each _{denoted E 1} and E ₂ , the difference is the output signal

_v „ (Ε, - E₂) T₀ S_ _v " (Ε, - E ₂ ) T ₀ S_

wobei T eine einzige Abtastperiode bedeutet, S die optische Empfindlichkeit des fotoelektrischen Elementeswhere T is a single scanning period, S is the optical sensitivity of the photoelectric element

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und C. die Kapazität der Verbindungsstelle.and C. the capacity of the junction.

Erhöht oder erniedrigt sich die Helligkeit eines zu fotografierenden Objektes um den Faktor Φ, so ändert sich das Differenz-Ausgangssignal ^V entsprechend (^V¹ = pi/^V) . Ändert sich daher die Helligkeit eines Objektes, so ist es unmöglich, den Fokussierungspunkt richtig zu ermitteln. Andererseits ist in einem selbstabtastenden fotoelektrischen Element der Dynamikbereich des Ausgangssignals des Elementes bezüglich des Lichtflusses nicht so breit als dies erwünscht ist. Daher können bei konstanter Abtastgeschwindigkeit die Ausgangssignale der erwähnten mikrofotoelektrischen Elemente eine Sättigung erreichen oder auf einen Rauschpegel abfallen, so dass es erneut schwierig ist, das Differenz-Ausgangssignal zu ermitteln.If the brightness of an object to be photographed increases or decreases by the factor Φ, the difference output signal ^ V changes accordingly (^ V ¹ = pi / ^ V). Therefore, when the brightness of an object changes, it is impossible to correctly determine the focus point. On the other hand, in a self-scanning photoelectric element, the dynamic range of the output signal of the element with respect to the light flux is not as wide as is desired. Therefore, if the scanning speed is constant, the output signals of the aforementioned microphotoelectric elements may reach saturation or drop to a noise level, so that it is again difficult to determine the difference output signal.

Es ist bereits ein Verfahren zur Beseitigung der vorausgehend aufgeführten Schwierigkeiten bekannt. Bei diesem Verfahren ist ein fotoelektrisches Element zur Erfassung einer Durchschnittsbeleuchtung neben dem selbstabtastenden fotoelektrischen Element angeordnet und die Abtastgeschwindigkeit öes selbstabtastenden fotoelektrischen Elements wird entsprechend der Grosse des Ausgangssignals des fotoelektrischen Elements zur Erfassung der Durchschnittsbeleuchtung verändert. Das heisst_r es wird ein Ausgangssignal· entsprechend der Durchschnittsbeleuchtung durch das einzelne .-für diesen Zweck vorgesehene fotoelektrische Element geliefert und dieses Ausgangssignal wird zur Steuerung der Abtastgeschwindigkeit verwendet. Insbesondere werden, falls eine durchschnittliche Beleuchtungsstärke E in einen Wert E¹ geändert wurde,nachdem sieA method for eliminating the above-mentioned difficulties is already known. In this method, a photoelectric element for detecting an average illumination is arranged next to the self-scanning photoelectric element, and the scanning speed of the self-scanning photoelectric element is changed according to the magnitude of the output of the photoelectric element for detecting the average illumination. That is _r, there is supplied an output signal corresponding to · the average illumination by the individual.-For this purpose provided photoelectric element and this output signal is used to control the scanning speed. In particular, if an average illuminance E has been changed to a value E ¹ after it

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um den Faktor d. vergrössert oder verringert wurde, die Ausgangssignale E₁ ¹ und E₂' der beiden mikrofotoelektrischen Elemente jeweils gleich cOE. und 06E₃ (E₁ ' = und E₂ ¹ = 06E.). Das Differenz-Ausgangssignal ^V kann ermittelt werden, indem die Abtast zeit auf T ' = T /yC eingestellt wjrd. Bei diesem Verfahren wird, selbst wenn die durchschnittliche Helligkeit eines Objektes sich ändert (entweder erhöht oder erniedrigt) das Differenzausgangssignal der vorausgehend erwähnten beiden mikrofotoelektrischen Elemente unverändert gehalten und der Dynamikbereich des fotoelektrischen Ausgangssignals gegenüber dem Lichtstrom wird erhöht und entsprechend wird ein Fokussierungsanzeigesignal selbst für ein Objekt geringer Helligkeit geliefert.by the factor d. was increased or decreased, the output _{signals E 1} ¹ and E ₂ 'of the two microphotoelectric elements each equal to cOE. and 06E ₃ (E ₁ '= and E ₂ ¹ = 06E.). The difference output signal ^ V can be determined by setting the sampling time to T '= T / yC. In this method, even if the average brightness of an object changes (either increased or decreased), the differential output of the aforementioned two microphotoelectric elements is kept unchanged and the dynamic range of the photoelectric output against the luminous flux is increased, and accordingly, a focus indication signal even for an object becomes low brightness delivered.

Dieses Verfahren ist jedoch noch in folgender Beziehung nachteilig. Bewegt sich ein Objekt während der Messpex-iode oder wird die Kamera bewegt, so ändert sich das Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements zur Erfassung der Durchschnittsbeleuchtung und entsprechend ändert sich das D.i fferenz-Ausgangssignal zwischen den beiden mik.rofotelektrischen Elementen.However, this method is still disadvantageous in the following respect. Does an object move during the measuring pex iode or when the camera is moved, the output of the photoelectric element for detection changes the average lighting and accordingly the D.i fference output signal changes between the two microfotelelectric elements.

Der Erfindung liegt daher die Au.fgabe zugrunde, eine Fokussierungsermittlungeinrichtung zu schaffen, bei welcher die vorausgehend beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt sind und das Kontrastsignal eines zu fotografierenden Objektes konstant ist, selbst wenn die durchschnittliche Helligkeit des Objektes sich erhöht oder erniedrigt, und der Dynamikbereich des fotoelektrischen Ausgangssignals bezüglich des Lichtflusses erhöht ist, um ein brauchbares Kontrastsignal selbst für ein Objekt niedriger HelligkeitThe invention is therefore based on the object of a focusing determination device to create which eliminates the difficulties described above and the contrast signal of one to be photographed Object is constant even if the average brightness of the object increases or decreases, and the dynamic range of the photoelectric output signal with respect to the light flux is increased by a useful one Contrast signal even for an object of low brightness

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zu erhalten und selbst dann, wenn sich ein Objekt oder die Kamera bewegt, so dass eine zufriedenstellende Fokussierungsermittlung durchgeführt wird.to get and even if there is an object or the camera moves so that a satisfactory focus determination is carried out.

Ferner soll durch die Erfindung eine Fokassierungsermittlungseinrichtung geschaffen werden, die sowohl wirtschaftlich als auch kompakt ist und die unter Verwendung üblicher Bauelemente in Verbindung mit. einer einäugigen Spiegelreflexkamera eingesetzt werden kann.The invention is also intended to provide a focusing determination device that is both economical and compact and that utilizes common components in connection with. a single-lens reflex camera can be used.

Diese Aufgabe wird bei einer Fokussierungsermittlungseinrichtung für eine Kamera, bei welcher ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element eine Anzahl von mikrofotoelektrischen Elementen und eine Abtastschaltung zur Erzeugung eines Kontrastsignals eines Bildes eines zu fotografierenden Objektes aufweist, um die richtige Fokusierung selbsttätig zu ermitteln, gelöst durch ein fotoelektri~ sches Element zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung des zu fotografierenden Objektes, eine Einrichtung zum Entfernen einer hochfrequenten Komponente vom Ausgangssignal, das durch das fotoelektrische Element zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung erzeugt wird, und einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Taktimpulssignals zur Steuerung das selbstabtastenden fotoelektrischen Elementes, wobei die Frequenz des Taktimpulssignals abhängig vom Ausgangssignal des fotoelektrischen Elementes zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung verändert wird, so dass, wenn die Helligkeit des Objektes öich erhöht, die Frequenz des Taktimpulssignals ansteigt, um dabei ein Kontrastsignal zu ergeben, das frei von Änderungen als Folge von Helligkeitsänderungen des Objektes und von Komponenten des Ausgangssignals des fotoelektrischenThis object is achieved in a focus detection device for a camera in which a self-scanning photoelectric element a number of micro-photoelectric elements and a scanning circuit for generation a contrast signal of an image of an object to be photographed in order to achieve the correct focusing to be determined automatically, solved by a photoelectric element for determining the average lighting the object to be photographed, a device for removing a high frequency component from the output signal, generated by the photoelectric element for determining the average illumination, and a Pulse generator for generating a clock pulse signal for controlling the self-scanning photoelectric Element, the frequency of the clock pulse signal depending on the output signal of the photoelectric element to determine the average lighting is changed, so that when the brightness of the object increases, the frequency of the clock pulse signal increases to thereby result in a contrast signal which is free from changes as a result of changes in brightness of the object and of components of the output signal of the photoelectric

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Elements zur Ermittlung der Durchschnittshelligkeit ist, die durch eine Bewegung des Objektes oder der Kamera ver-Element for determining the average brightness, which is caused by a movement of the object or the camera

ursacht werden.be caused.

Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will then be explained with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 eine Kurvendarstellung, die Änderungen des Ausgangssignals eines selbstabtastenden fotoelektrisehen Elements in Fokussierungsposition und ausserhalb derselben angibt,Fig. 1 is a graph showing changes in the output of a self-scanning photoelectric Elements in and outside the focus position,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung, in welcher Weise ein Kontrastsignal seinen Maximalwert am Fokussierungspunkt erreicht,2 shows a graph to explain the manner in which a contrast signal reaches its maximum value reached at the focus point,

Fig. 3 ein Diagramm, das eine typische Beziehung zwischen Beleuchtungsstärke und Belichtung bei einem selbstabtastenden fotoelektrischen Element angibt,Fig. 3 is a diagram showing a typical relationship between illuminance and exposure at indicates a self-scanning photoelectric element,

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung, teilweise als Blockschaltbild, für eine Beschreibung eines Verfahrens, bei welchem ein Kontrastsignal, das frei von Auswirkungen von Helligkeitsänderungen ist, unter Verwendung eines fotoelektrischen Elements zur Ermittlung einer Durchschnittsbeleuchtung erzeugt wird,Fig. 4 is an explanatory illustration, partly as a block diagram, for a description of a Process in which a contrast signal that is free from the effects of changes in brightness using a photoelectric element to determine an average illumination is produced,

Fig. 5 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines fotoelektrischen Elementabschnittes in einer erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung, FIG. 5 shows an illustration of an embodiment of a photoelectric element section in FIG a focusing determination device according to the invention,

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Fig. 6 eine erläuternde Darstellung, die die Bewegung des Bildes eines zu fotografierenden Objektes auf einem fotoelektrischen Element zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung angibt,Fig. 6 is an explanatory diagram showing the movement the image of an object to be photographed on a photoelectric element for determination the average lighting,

Fig. 7 eine Kurvendarstellung,aus der Änderungen im Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung als Folge einer Bewegung der Kamera oder dergleichen angegeben sind-Fig. 7 is a graph showing changes in the output of the photoelectric element for determining the average lighting as a result of a movement of the camera or the like are given-

Fig. 8 eine Schaltung, zum Teil als Blockschaltbild, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen in der erfindungsgemässen Fokusaierungserraittlungseinrichtung verwendeten Schaltung darstellt,8 shows a circuit, partly as a block diagram, showing a first exemplary embodiment of an electrical in the focus detection device according to the invention the circuit used,

Fig. 9 eine erläuternde Darstellung, zum Teil als Blockschaltbild,eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung, 9 shows an explanatory representation, partly as a block diagram, of an exemplary embodiment a focusing determination device according to the invention,

Fig. 10 eine erläuternde Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fokussierun gsermittlungsexnrichtung, undFig. 10 is an explanatory diagram of another embodiment the focusing device according to the invention, and

Fig. 11 eine Schaltung, zum Teil als Blockschaltbild, entsprechend einer zweiten Ausführungsform einer mit der erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung verwendeten Schaltung.11 shows a circuit, partly as a block diagram, corresponding to a second embodiment one with the focusing determination device according to the invention circuit used.

Die Erfindung wird anschliesserid anhand der Zeichnungen erläutert.The invention is connected with reference to the drawings explained.

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Fig. 1 ist eine grafische Darstellung, die das Ansprechen auf ein fotoelektrisches Ausgangssignal angibt, wenn ein kantenförmiges optisches Bild am selbstabtastenden fotoelektrischen Element vorliegt. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen P.. bis P_fi die Positionen von sechs mikrofotoelektrischen Elementen. Das fotoelektrische Ausgangssignal eines jeden mikrofotoelektrischen Elementes wird durch die zugeordnete Ordinate dargestellt. Ein optisches Bild an der richtigen Fokussierungsposition ist durch die gestrichelte Linie 1 angegeben, während das gleiche Bild für eine Fehlfokussierungsposition durch die strichpunktierte Linie 2 angegeben ist.Fig. 1 is a graph showing the response to an output photoelectric signal when an edge-shaped optical image is present on the self-scanning photoelectric element. In Fig. 1, reference characters P .. to P _fi denote the positions of six microphotoelectric elements. The photoelectric output signal of each micro-photoelectric element is represented by the associated ordinate. An optical image at the correct focusing position is indicated by the dashed line 1, while the same image for a misfocusing position is indicated by the dot-dash line 2.

Wird der Zustand des optischen Bildes gemäss Fig. 1 verändert, so ändern sich die Ausgangssignaie der mikrofotoelektrischen Elemente, die am Fokusierungspunkt mit p^ und p. bezeichnet sind in solche, die bei Fehlfokussierung mit p₃ ^f und p,¹ bezeichnet v/erden, werden die Ausgangssignale bei p₃ und p₄ durch I (P₃) und I(p.) bezeichnet und jene bei p₃' und p^¹ jeweils mit (IP3¹) und Kp₄ ¹), so unterscheidet sich der Absolutwert C = /I (p ) - I(p.)/ des Differenz-Ausgangssignals der beiden Elemente am richtigen Fokussierungspunkt vom Wert C^e = /I(p~') - I(p.')/ am vorgegebenen Fehlfokussierungspunkt. Das heisst, der Absolutwert ist grosser zum Zeitpunkt der Fokussierung. Der Absolutwert des Differenz-Ausgangssignals wird als "Kontrastausgang" bezeichnet. Wird ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element in eine Position gebracht, die der Filmoberfläche in einer Kamera entspricht, so ist gemäss Fig. 2 der Kontrastausgang in Form eines Bogens über dem Linsenvorschub angeordnet, wobei der Bogen sein Maximum am Fokussierungspunkt auf v/eist.If the state of the optical image according to FIG. 1 is changed, the output signals of the microphotoelectric elements change, which at the focus point are marked with p ^ and p. are denoted in those which are denoted by p ₃ ^f and p, ^{1 in} the event of misfocusing, the output signals at p ₃ and p ₄ are denoted by I (P ₃ ) and I (p.) and those at p ₃ 'and p ^ ¹ with (IP3 ¹ ) and Kp ₄ ¹ ), so the absolute value C = / I (p) - I (p.) / of the difference output signal of the two elements at the correct focus point differs from the value C ^e = / I (p ~ ') - I (p.') / At the given misfocus point. That is, the absolute value is greater at the time of focusing. The absolute value of the difference output signal is referred to as the "contrast output". If a self-scanning photoelectric element is brought into a position which corresponds to the film surface in a camera, then according to FIG. 2 the contrast output is arranged in the form of an arc above the lens feed, the arc being at its maximum at the focussing point at v / e.

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Fig. 3 ist ein Diagramm,· das die Beleuchtungsstärke (E) abhängig von der Belichtungscharakteristik (Q) angibt. Bezogen auf Abtastzeiten T., T„ und T., einer einzigen Abtastperiode ändert sich die Charakteristik jeweils als Verteilung 3, 4 und 5. Die Beziehung zwischen diesen Abtastzeiten ist T. <T„<iT-. Ein Dynamikbereich, in welchem die Belichtung keine Sättigung erreicht, wird durch D angegeben. Ist die Abtastgeschwindigkeit konstant, so ändert sich das fotoelektrische Ausgangssignal mit der Grosse der Beleuchtungsstärke im Bereich D. Wird die Abtastgeschwindigkeit abhängig von der Helligkeit eines zu fotografierenden Objektes veränderlich gemacht und die Abtastgeschwindigkeit bei steigender Beleuchtungsstärke vergrössert_r so wird der Dynamikbereich vergrössert und es wird, selbst wenn die Durchschnittshelligkeit eines Objektes sich ändert, ein konstantes Kontrastsignal erhalten.Fig. 3 is a diagram showing the illuminance (E) depending on the exposure characteristic (Q). In relation to the sampling times T., T "and T., of a single sampling period, the characteristic changes as a distribution 3, 4 and 5. The relationship between these sampling times is T. <T"<iT-. A dynamic range in which the exposure does not reach saturation is indicated by D. If the scanning speed is constant, the photoelectric output signal changes with the magnitude of the illuminance in area D. If the scanning speed is made variable depending on the brightness of an object to be photographed and the scanning speed is increased with increasing illuminance _r , the dynamic range is increased and it becomes, Even if the average brightness of an object changes, a constant contrast signal can be obtained.

Zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ist eine Vorrichtung gemäss Fig. 4 vorgesehen.- Ein Bild eines zu fotografierenden Objektes 6 wird durch eine Linse 7 auf einem selbstat>tastenden fotoelektrischen Element 8 abgebildet. Ein einzelnes fotoelektrisches Element 9 zur Ermittlung einer Durchschnittsbeleuchtung ist in der Ebene des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements angeorndet. Der vom fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung erzeugte Fotostrom wird durch eine Strom-Spannung-Umsetzerschaltung 10 in ein Spannungsausgangssignal umgewandelt. Änderungen in der Ausgangsspannung werden durch eine Frequenz-Umsetzerschaltung 11 in Frequenzänderungen umgewandelt, wobei das Ausgangssignal der Frequenz-Umsetzerschaltung 11A device according to FIG. 4 is provided for carrying out such a method. An image of a Object 6 to be photographed is through a lens 7 on a self-sensing photoelectric element 8 pictured. A single photoelectric element 9 for determining an average illumination is shown in FIG Plane of the self-scanning photoelectric element arranged. That from the photoelectric element 9 to determine The photocurrent generated by the average illumination is generated by a current-to-voltage converter circuit 10 converted into a voltage output signal. Changes in the output voltage are made by a frequency converter circuit 11 converted into frequency changes, the output signal of the frequency converter circuit 11

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einem Impulserzeugerkreis 12 zugeführt wird, wo es in eine Folge von Impulsen veränderlicher Frequenz umgesetzt wird. Die Impulsfolge wird einer Abtastschaltung 13 zugeführt und wird in ein Abtast-Impulssignal zur Steuerung des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements 8 umgewandelt. Die Abtastung des Bildes des Objekts durch das selbstabtastende fotoelektrische Element 8 erzeugt ein fotoelektrisches Ausgangssignal,aus dem das Kontrastsignal des Objektbildes durch eine Kontrastermittlungsschaltung 14 entnommen wird. Vergrössert sich bei der vorausgehend beschriebenen Vorrichtung die Durchschnittshelligkeit des Bildes eines Objektes, so weist das selbstabtastende fotoelektrische Element 8 eine hohe Abtastgeschwindigkeit auf, so dass der Dynamikbereich in der vorausgehend erläuterten Weise vergrössert werden kann.a pulse generator circuit 12 is fed, where it is in a sequence of pulses of variable frequency is implemented. The pulse train is fed to a sampling circuit 13 and is converted into a scanning pulse signal for controlling the self-scanning photoelectric element 8. The scanning of the image of the object by the self-scanning photoelectric element 8 generates a photoelectric output signal from which the contrast signal of the object image is extracted by a contrast detection circuit 14. Increases in the previous one The device described the average brightness of the image of an object, so the self-scanning photoelectric element 8 has a high scanning speed, so the dynamic range in the foregoing explained way can be enlarged.

Fig. 5 zeigt einen fotoelektrischen Elementteil für eine bevorzugte Ausführungsform einer Fokussierungsermittlungseinrichtung gemäss Fig. 4. Eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente 8a bis 8z sind auf einem fotoelektrischen Elementsubstrat 15 angeordnet. Eine Abtastschaltung 16 für die Steuerung der mikrofotoelektrischen Elemente 8a bis 8z und ein fotoelektrisches Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung sind neben der Reihe der mikrofotoelektrischen Elemente angeordnet. Die mikrofotoelektrischen Elemente 8a bis 8z und die Abtastschaltung 16 bilden zusammen ein selbstabtastendes fotoe.iektrisches Element 8. Die Abtastgeschwindigkeit des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements 8 kann entsprechend den Änderungen (Erhöhung oder Erniedrigung) des Ausgangssignals des fotoelektrischen Elements 9 für die Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung verändert werden. Fig. 5 shows a photoelectric element part for a preferred embodiment of a focus detecting device according to Fig. 4. A number of microphotoelectric elements 8a to 8z are on a photoelectric Element substrate 15 is arranged. A scanning circuit 16 for controlling the microphotoelectric Elements 8a to 8z and a photoelectric element 9 for determining the average illumination are next to arranged in the row of the micro-photoelectric elements. The micro-photoelectric elements 8a to 8z and the The scanning circuit 16 together form a self-scanning photoconductive element 8. The scanning speed of the self-scanning photoelectric element 8 can be adjusted according to the changes (increase or decrease) of the output signal of the photoelectric element 9 for the determination of the average illumination can be changed.

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Es ist nicht immer erforderlich, das fotoelektrische Element 9 für die Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung am Substrat anzuordnen, d.h. das fotoelektrische Element 9 kann in einer Lage angebracht werden, die äquivalent zur Lage des mikrofotoelektrischen Elements ist.It is not always necessary to use the photoelectric To arrange element 9 for the determination of the average illumination on the substrate, i.e. the photoelectric Element 9 can be mounted in a position equivalent to the position of the microphotoelectric element is.

Erfährt jedoch das Bild eines Objektes, das am fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung abgebildet wird, eine Schwingung,weil sich das Objekt bewegt oder die Kamera unruhig gehalten wird, so ändert sich das fotoelektrische Ausgangssignal. Fig. 6 zeigt die. Bewegung des Bildes eines kantenförmigen Objektes 17 in eine Position 18 oder 19, die am fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung im /abstand von der Position 17 liegen. Falls das Bild gemäss Fig. 6 hin und her schwingt, so ändert sich das Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements 9 für die Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung,selbst wenn die Kontrastverteilung des Objekts die gleiche ist, wodurch die Abtastgeschwindigkeit sich ändert und das Kontrastsignal geändert wird,However, learns the image of an object on the photoelectric element 9 to determine the average illumination is imaged, a vibration because the object moved or the camera is held restlessly, the photoelectric output signal changes. Fig. 6 show the. Movement of the image of an edge-shaped object 17 into a position 18 or 19, which is on the photoelectric Element 9 for determining the average lighting at / distance from position 17. If that Image according to FIG. 6 swings back and forth, so changes the output of the photoelectric element 9 for the determination of the average illumination, even if the contrast distribution of the object is the same, which changes the scanning speed and the contrast signal will be changed,

Fig. 7 zeigt Änderungen des fotoelektrischen Ausgangssignals des fotoelektrischen Elements 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung, die durch die vorausgehend beschriebene Bildveränderung verursacht sind. In Fig. 7 wird das fotoelektrische Ausgangssignal, das durch die gestrichelte Linie 20 angegeben ist, erzeugt, wenn ein Bild eines Objekts stationär ist, während die voll ausgezogene Linie 21 das fotoelektrische Ausgangssignal angibt, das bei bewegtem Bild erhalten wird. ·7 shows changes in the photoelectric output signal of the photoelectric element 9 for determining the average illumination, caused by the image change described above. In Fig. 7 this becomes photoelectric output signal indicated by the dashed Line 20 indicated is generated when an image of an object is stationary while the solid line 21 indicates the photoelectric output obtained when the image is moving. ·

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Um die vorausgehend beschriebene Schwierigkeit zu überwinden, wird erfindungsgemäss das Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung geglättet oder ein Bild eines Objekts, das auf dem fotoelektrischen Element zur Ermittlung der Durchschnittsb leuchtung gebildet wird, wird fehlfokussiert. Das heisst, die hohe Raumfrequenzkomponente wird entfernt. In diesem Falle bleibt das erhaltene Ausgangssignal im wesentlichen konstant. Dies stellt eines der besonderen Merkmale der Erfindung dar. Die strichpunktierte Linie 22 in Fig. 7 gib das fotoelektrische Ausgangssignal an, welches erzeugt wird, wenn die hohe Raumfrequenzkomponente in der vorausgehend beschriebenen Weise entfernt wird. Im allgemeinen ist die Änderung des fotoelektrischen Ausgangssignals als Folge einer Bewegung der Kamera eine Störung mit einer Frequenz in der Grössenordnung von einigen 10 Hz. Werden daher die Frequenzen im Ausgangssignal entfernt, die höher als mehrere Hz sind, so können die als Folge einer Bewegung einer Kamera auftretenden Wirkungen praktisch vernachlässigt werden. To overcome the difficulty described above, According to the invention, the output signal of the photoelectric element for determining the average illumination is smoothed or an image of an object that is formed on the photoelectric element for determining the average illumination, is misfocused. That is, the high spatial frequency component is removed. In this case the output signal obtained remains essentially constant. This is one of the special features of the invention. The dash-dotted line Line 22 in Fig. 7 indicates the photoelectric output signal which is generated when the high spatial frequency component is removed in the manner previously described. In general, changing the photoelectric output signal as a result of movement of the camera a disturbance with a frequency in the In the order of a few tens of Hz. If the frequencies in the output signal are removed that are higher than several Hz, the effects occurring as a result of a movement of a camera can practically be neglected.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung für eine erfindungsgemässe Fokassierungsermittlungseinrichtung. Der Fotostrom einer Fotodiode D₁ zur Ermittlung einer Durchschnittsbeleuchtung wird durch einen Operationsverstärker A- in eine Spannung umgewanddelt«. Die auf diese Weise erzeugte Spannung wird durch ein Tiefpassfilter geglättet, das aus einem Widerstand R₂ und einem Kondensator C₁ besteht. Das geglättete Signal wird über einen Pufferverstärker oder Operationsverstärker A₀ über einen Widerstand R, einem Kondensator C₀ 8 shows an embodiment of an electrical circuit for a focusing determination device according to the invention. The photocurrent of a photodiode D ₁ to determine an average lighting is converted into a voltage by an operational amplifier A-. The voltage generated in this way is smoothed by a low-pass filter consisting of a resistor R ₂ and a capacitor C ₁ . The smoothed signal is passed through a buffer amplifier or operational amplifier A ₀ via a resistor R, a capacitor C ₀

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zugeführt, der parallel zu einem Operationsverstärker A₃ liegt, um dadurch den Kondensator C₂ aufzuladen. Das Ausgangssignal des auf diese Weise geladenen Kondensators C₂ wird mittels eines !Comparators, der einen Operationsverstärker A₁^ enthält, mit einem durch Widerstände R. und Rc eingestellten Schwellenwert verglichen. Überschreitet das Ausgangssignal des Kondensators C₂ den Schwellenwert, so wird ein Analogschalter S₁ eingeschaltet, so dass der Kondensator C₂ durch eine rasche Entladung in seinen Ausgangszustand zurückkehrt. Gleichzeitig wird der Zustand des Ausgangssignals des Komparators verändert, wodurch der Analogschalter S₁ ausgeschaltet wird. Der Kondensator C₂ wird in dieser Weise wiederholt aufgeladen und entladen, wodurch ein Taktimpulssignal an der mit "Ausgang" bezeichneten Klemme erhalten wird. Das Taktimpulssignal wird der Abtastschaltung des selbstabtastenden fotoeiektrischen Elements zur Steuerung des Abtastvorgangs zugeführt.fed in parallel to an operational amplifier A ₃ , thereby charging the capacitor C _2. The output signal of the capacitor C ₂ charged in this way is compared with a threshold value set by resistors R. and Rc by means of a comparator which contains an operational amplifier A _{1 ^.} If the output signal of the capacitor C ₂ exceeds the threshold value, an analog switch S _{1 is} switched on, so that the capacitor C ₂ returns to its initial state through a rapid discharge. At the same time, the state of the output signal of the comparator is changed, whereby the analog switch S _{1 is} switched off. The capacitor C ₂ is repeatedly charged and discharged in this way, whereby a clock pulse signal is obtained at the terminal labeled "output". The clock pulse signal is supplied to the scanning circuit of the self-scanning photoelectric element for controlling the scanning operation.

In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in Verbindung mit dem Mechanismus einer einäugigen Spiegelreflexkamera dargestellt. Das Bild eines zu fotografierenden Objektes 6 wird durch eine Linse 7 abgebildet. Ein halbdurchlässiger Spiegel 23 liegt hinter der Linse 7 in einer solcher Stellung, dass Licht vom Objekt durch den halbdurchlässigen Spiegel 23 gegen ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element 8 gerichtet wird und ein RiJd des Objektes darauf projiziert. Das Licht, das durch den halbdurchlässigen Spiegel 23 hindurchtritt, gelangt an ein fotoelektrisches Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung und liefert ein Objektbild vor dem Element 9. Dabei kann die Vorrichtung derartIn Fig. 9 is an embodiment of a device in conjunction with the mechanism of a one-eyed SLR shown. The image of one to be photographed Object 6 is imaged through a lens 7. A semi-transparent mirror 23 lies behind the Lens 7 in such a position that light from the object through the semi-transparent mirror 23 against a self-scanning Photoelectric element 8 is directed and a RiJd of the object is projected thereon. The light, passing through the semi-transparent mirror 23 arrives at a photoelectric element 9 for detection the average lighting and provides an object image in front of the element 9. The device can in such a way

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ausgebildet sein, dass das Objektbild hinter dem fotoelektrischen Element 9 entsteht. Ferner kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, dass im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 9 die Durchschnittsbeleuchtung unter Verwendung eines Lichtes ermittelt wird, das vom halbdurchlässigen Spiegel reflektiert wird.be designed so that the object image is created behind the photoelectric element 9. Furthermore, the device be designed in such a way that, in contrast to the arrangement according to FIG. 9, the average illumination is detected using a light reflected from the semi-transparent mirror.

Das fotoelektrische Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung wird durch einen Strom-Spannung-Umsetzer in ein Spannungsausgangssignal umgewandelt. Änderungen im Spannungsausgangssignal des Strom-Spannung-Umsetzers 10 werden durch die Frequenz-Umsetzerschaltung 11 in eine Frequenz umgesetzt, wobei der Ausgang dieser Schaltung durch einen Taktimpulserzeugerkreis in eine Folge von Impulsen veränderlicher Frequenz umgewandelt wird. Diese Impulsfolge wird einer Abtastschaltung 13 zugeführt und dient als Abtastimpulssignal zur Steuerung des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements 8, von dessen Ausgang ein Kontrastsignal durch eine Kontrast-Ermittlungsschaltung 14 entnommen wird. In einer derart aufgebauten Vorrichtung ist das Bild des Objektes am fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung fehlfokussiert und daher wird das fotoelektrische Ausgangssignal durch eine Bewegung des Objektes oder eine Bewegung der Kamera nur wenig verändert. Somit ist das erhaltene Kontrastsignal frei von durch Schwingungen verursachten Änderungen des Bildes des zu fotografierenden Objektes.The photoelectric output signal of the photoelectric element 9 for determining the average illumination is converted into a voltage output signal by a current-voltage converter. Changes in the voltage output signal of the current-voltage converter 10 are converted into a frequency by the frequency converter circuit 11 implemented, the output of this circuit being converted into a train of pulses by a clock pulse generator circuit variable frequency is converted. This pulse train is fed to a sampling circuit 13 and is used as a sampling pulse signal for controlling the self-sampling photoelectric element 8, from the output of which a contrast signal by a contrast detection circuit 14 is removed. In a device constructed in this way, the image of the object is on the photoelectric element 9 misfocused to determine the average lighting and therefore, the photoelectric output signal is generated by a movement of the object or a movement the camera changed only a little. Thus, the obtained contrast signal is free from vibration caused Changes to the image of the object to be photographed.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung. Bei dieser Ausfuhrungsform wird das Bild des zu fotografierendenFig. 10 shows a further embodiment of the inventive Focus detection device. In this embodiment, the image to be photographed

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Objektes auf einer Diffusorplatte 24 gebildet, um die hohen Raumfrequenzkomponenten des Bildes des Objektes zu entfernen. Licht vom Objekt 6 wird über einen halbdurchlässigen Spiegel 23 einem selbstabtastenden fotoelektrischen Element und der Diffusorplatte 24 mittels einer Linse 7 zugeführt, so dass das Bild des Objektes 6 sowohl auf dem fotoelektrischen Element 8 und der Diffusorplatte 24 gebildet wird. Das Bild auf der Diffusorplatte 24 wird erneut über eine Linse 25 an dem fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung gebildet. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements 9 wird in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9 verarbeitet und es wird infolgedessen ein Kontrastsignal erhalte , das frei von Schwingungseinflüssen des Bildes des Objektes ist. Dabei kann die Linse 25 derart angeordnet sein, dass das Bild am fotoelektrischen Element 9 zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung fehlf okussiert ist. Dies liefert ein brauchbareres Resultat. Die Anordnung nach Fig. 10 ist ähnlich wie eine einäugige Spiegelreflexkamera ausgebildet, so dass deshalb die Diffusorplatte auch als Fokussierungsplatte verwendet werden kann.Object formed on a diffuser plate 24 to the to remove high spatial frequency components of the image of the object. Light from the object 6 is passed through a semi-transparent mirror 23 to a self-scanning photoelectric Element and the diffuser plate 24 by means of a lens 7, so that the image of the object 6 is formed on both the photoelectric element 8 and the diffuser plate 24. The picture on the Diffuser plate 24 is again via a lens 25 on the photoelectric element 9 for determining the average illumination educated. The output of the photoelectric element 9 becomes similar to processed in the embodiment of FIG. 9 and it is consequently obtained a contrast signal which is free from the effects of vibrations in the image of the object. The lens 25 can be arranged in such a way that that the image on the photoelectric element 9 for determining the average illumination is incorrectly focused. this gives a more useful result. The arrangement of Fig. 10 is similar to a single lens reflex camera formed, so that therefore the diffuser plate can also be used as a focusing plate.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer mit der erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung verwendeten Schaltung ist in Fig. 11 dargestellt. Bei dieser Schaltung wird der Fotostrom von der Fotodiode PD zur Ermittlung der Durchschndttsbeleuchtung durch einen Operationsverstärker A₁ in eine Spannung umgewandelt. Ein Kondensator C, der parallel zu einem weiteren Operationsverstärker A₃ liegt, wird durch diese Spannung aufgeladen. Das Ausgangssignal des auf diese Weise aufgeladenen KondensatorsA second exemplary embodiment of a circuit used with the focusing determination device according to the invention is shown in FIG. 11. In this circuit, the photocurrent from the photodiode PD is converted into a voltage _{by an operational amplifier A 1 in order to determine the average illumination.} A capacitor C, which is parallel to a further operational amplifier A ₃ , is charged by this voltage. The output of the capacitor charged in this way

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C wird mit einem durch Widerstände R. und R₅ in einem Komparator gelieferten Schwellenwert verglichen und zwar unter Verwendung eines Operationsverstärkers A^. überschreitet die Spannung des Kondensators C den Schwellenwert, so wird ein Analogschalter S₁ eingeschaltet, wodurch der Kondensator C schnell auf seinen Ausgangszustand entladen wird. Gleichzeitig ändert sich der Zustand des Ausgangssignals des Komparators und infolgedessen wird der Analogschalter S. erneut abgeschaltet. Der Kondensator C wird auf diese Weise wiederholt geladen und entladen und ein Taktimpulssignal wird an der mit "Ausgang" bezeichneten Klemme erhalten. Dieses Taktimpulssignal wird der Abtastschaltung des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements zur Steuerung des Abtastvorgangs zugeführt.C is compared with a _{threshold value provided by resistors R. and R 5} in a comparator using an operational amplifier A ^. If the voltage of the capacitor C exceeds the threshold value, an analog switch S _{1 is} switched on, whereby the capacitor C is quickly discharged to its initial state. At the same time, the state of the output signal of the comparator changes and as a result the analog switch S is switched off again. The capacitor C is repeatedly charged and discharged in this way, and a clock pulse signal is obtained at the terminal labeled "output". This clock pulse signal is supplied to the scanning circuit of the self-scanning photoelectric element for controlling the scanning operation.

Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass bei einer mit Kontrasterfassung arbeitenden erfindungsgemässen Fokussierungsermittlungseinrichtung, die ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element verwendet, der Kontrastausgang zu allen Zeiten konstant bleibt, selbst wenn die Durchschnittshelligkeit eines zu fotografierenden Objektes sich ändert und entweder ansteigt oder abfällt, und der Dynamikbereich des fotoelektrischen Ausgangssignals, bezogen auf den Lichtstrom, wird entsprechend erhöht. Daher wird ein Fokussierungsanzeigesignal präzise geliefert,sowohl für ein Objekt, das eine geringe Helligkeit oder eine extrem hohe Helligkeit aufweist, und das auf diese Weise erzeugte Signal ist im wesentlichen frei von Wirkungen, die durch eine Bewegung des Objektes oder eine Bewegung der Kamera verursacht sind. Daher wird durch die Erfindung eine mit selbsttätiger Fokussierung ausgestatteteFrom the preceding description it can be seen that in a focusing determination device according to the invention that works with contrast detection and uses a self-scanning photoelectric element, the contrast output remains constant at all times, even if the average brightness of an object to be photographed changes and either increases or decreases, and the dynamic range of the photoelectric output signal, based on the luminous flux, is increased accordingly. Therefore, a focus indication signal is precisely provided both for an object having a low brightness or an extremely high brightness, and the signal thus generated is substantially free from effects caused by movement of the object or movement of the camera . Therefore, the invention is equipped with an automatic focus

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Kamera geschaffen, die eine hohe Verlässlichkeit und Genauigkeit besitzt. Darüber hinaus ist die durch die Erfindung erhaltene Kamera wirtschaftlich und kompakt, da der Mechanismus einer einäugigen Spiegelreflexkamera verwendet werden kann.Camera created that has a high level of reliability and accuracy. In addition, the through the Invention obtained camera is economical and compact because it uses the mechanism of a single lens reflex camera can be.

Zusammenfassend wird durch die Erfindung eine automatische Fokussierungsermittlungseinrichtung für eine Kamera geschaffen, die ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element verwendet, wobei ein Kontrastsignal erzeugt wird, das unabhängig von Änderungen von der Helligkeit eines zu fotografierenden Objektes und von Schwingungen der Kamera ist. Die Einrichtung enthält ein fotoelektrisches Element zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung des Objektes, eine Einrichtung zur Entfernung einer hohen Prequenzkomponente des Ausgangssignals, das vom fotoelektrischen Element zur Erfassung der Durchschnittsbeleuchtung erzielt wird, und einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Taktimpulssignals zur Steuerung des selbstabtastenden fotcelektrischen Elements. Die Frequenz des Taktimpulssignals wird abhängig vom Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung geändert. Steigt die Helligkeit des Objektes an, so erhöht sich die Frequenz des Taktimpulssignals, wodurch ein konstantes Signal erzeugt wird, das frei von Änderungen als Folge einer Helligkeitsänderung des Objektes ist, sowie von Rauschkomponenten des Ausgangssignals des fotoelektrischen Elemente für die Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung, die durch eine Bewegung des Objektes oder der Kamera verursacht sind.In summary, the invention provides an automatic focusing determination device for a camera using a self-scanning photoelectric element generating a contrast signal, regardless of changes in the brightness of an object to be photographed and the vibrations of the Camera is. The device contains a photoelectric element for determining the average illumination of the Object, means for removing a high frequency component of the output signal from the photoelectric Element for detecting the average lighting is achieved, and a pulse generator for Generating a clock pulse signal for controlling the self-scanning photoconductive element. The frequency of the Clock pulse signal is changed depending on the output signal of the photoelectric element to determine the average lighting. The brightness of the object increases on, the frequency of the clock pulse signal increases, producing a constant signal that is free of Changes as a result of a change in the brightness of the object, as well as noise components of the output signal of the photoelectric elements for determining the Average lighting caused by movement of the object or the camera.

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Claims

HOP-FMANN · EITLK <& PARTNER OR. ING. Γ:. HOFFMANN (1P3C-1976) . DIPL.-I N G. W.fiIHE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-INO. V/. LEH N Din.-ING. iC.rnCHSLF · DE. RCR. ΝΛΤ. U. !!ΛΜ'.ίΊΊ ARADKILASTRASSfi 4 {STERNHAUS! · D-8000 MO N CH E N 81 · TELEFON (08«j 911037 · TELEX 05-79619 (FATH E) . 33 063/4 s/wa ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKl KÄISHA, TOKYO / JAPAN Fokussderungsermittlungseinrichtung für eine Kamera PATENTANSPRÜCHEHOP-FMANN · EITLK <& PARTNER OR. ING. Γ :. HOFFMANN (1P3C-1976). DIPL.-I N G. W.fiHE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN DIPL.-INO. V /. LEH N Din.-ING. iC.rnCHSLF DE. RCR. ΝΛΤ. U. !! ΛΜ'.ίΊΊ ARADKILASTRASSfi 4 {STAR HOUSE! · D-8000 MO N CH E N 81 · TELEPHONE (08 «j 911037 · TELEX 05-79619 (FATH E). 33 063/4 s / wa ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKl KÄISHA, TOKYO / JAPAN Focus change detection device for a camera. PATENT CLAIMS

1. Fokossierungsermittlungseinrichtung für eine Kamera, in welcher ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element mit einer Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente und eine Abtastschaltung vorgesehen sind, um ein Kontrastsignal eines Bildes eines zu fotografierepcler* ^b^e^tes zu er^su"⁰¹¹ u¹'"^ ^s^iTch SGlbsttii'*~*i*~* den richtigen Fokussißrungspunkt zu ermitteln, gekennzeichnet durch ein fotoelektrisches Eleiuent (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung des zu fotografierenden Objektes, eine Einrichtung1. A focus detection device for a camera in which a self-scanning photoelectric element comprising a plurality of microphotometric elements and a scanning circuit are provided for obtaining a contrast signal of an image of a subject to be photographed * ^ b ^ e ^ see " ⁰¹¹ u ¹ '" ^ ^ s ^ iTch SGlbsttii '* ~ * i * ~ * to determine the correct focussing point, characterized by a photoelectric element (9) for determining the average lighting of the object to be photographed, a device

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zur Entfernung einer hohen Frequenzkomponente vom Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung, einen Impulsgenerator (12) zur Erzeugung eines Taktimpulssignals zur Steuerung des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements (8), wobei die Frequenz des Taktimpulssignals entsprechend dem Ausgangssignal des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung geändert wird, so dass, wenn die Helligkeit des Objektes sich erhöht, die Frequenz des Taktimpulssignals ansteigt, um ein Kontrastsignal zu ergeben, das frei von Änderungen als Folge von Änderungen der Helligkeit des Objektes und von Komponenten des Ausgangssignals des fotoeiektrischen Elements zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung ist, die durch eine Bewegung des Objekts oder der Kamera erzeugt v/erden.to remove a high frequency component from the output signal of the photoelectric element (9) for Determination of the average lighting, a pulse generator (12) for generating a clock pulse signal for controlling the self-scanning photoelectric element (8), the frequency of the clock pulse signal corresponding to the output signal of the photoelectric element (9) to determine the Average lighting is changed so that when the brightness of the object increases, the frequency of the clock pulse signal rises to give a contrast signal that is free of changes as a result of changes in the brightness of the object and of components of the output signal of the photoelectric Element for determining the average lighting is caused by a movement of the object or the camera generated v / earth.

2. Fokussierungsermittlungseinrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element (8), das eine Anzahl von mikrofotoeiektrischen Elementen (8a - 8z) und eine Abtastschaltung (16) enthält, um ein Kontrastsignal des Bildes eines zu fotografierenden Objektes zu liefern und automatisch einen richtigen Fokussierungspunkt zu ermitteln, ein fotoelektrisches Element (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung, das zumindest in der Nähe einer Stellung liegb, dieoptisch äquivalent zur Stellung der mikrofotoelektrischen Elemente (8a - 8z) ist, ein Tiefpassfilter, das mit einer Ausgangsklemme des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung verbunden 2. Focusing detection device for a camera, characterized by a self-scanning photoelectric element (8) containing a number of microphotoeic elements (8a-8z) and a scanning circuit (16) to provide a contrast signal of the image of an object to be photographed and automatically one to determine the correct focus point, a photoelectric element (9) for determining the average lighting, which is at least in the vicinity of a position that is optically equivalent to the position of the microphotoelectric elements (8a - 8z), a low-pass filter, which is connected to an output terminal of the photoelectric element ( 9) to determine the average lighting

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ist, um eine Schwingungskomponente in dessen Ausgangssignal zu entfernen und einen Taktimpulserzeugerkreis (12) zur Erzeugung eines Taktimpulssignals, dessen Frequenz sich entsprechend einem Ausgangssignal des Tiefpassfilters ändert, wobei der Taktimpulserzeugerkreis zur Steuerung des selbstabtastenden fotoelektrischen Elements (δ) angeschlossen ist, so dass, wenn die Helligkeit des Objektes sich erhöht, die Frequenz des Taktimpulssignals ansteigt, um ein Kontrastsignal zu erzeugen, das frei von Änderungen in der Helligkeit des Objektes ist und um Änderungskomponenten des Kontrastsignals zu beseitigen, die durch eine Bewegung des Objektes verursacht werden.is to include a vibration component in its output signal to remove and a clock pulse generator circuit (12) for generating a clock pulse signal, the frequency of which changes in accordance with an output signal of the low-pass filter, the clock pulse generator circuit to control the self-scanning photoelectric element (δ) is connected so that when the brightness of the object increases, the frequency of the clock pulse signal increases to a contrast signal free from changes in the brightness of the object and change components of the contrast signal caused by movement of the object.

3. Fotaissierungsermittlungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Tiefpassfilter einen ersten Verstärker (A₁) enthält, der zum Empfang eines Ausgangssignals des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung⁰der Durchschnittsbeleuchtung angeschlossen ist, einen Widerstand (R„),dessen eine Klemme mit einer Ausgangsklemme des ersten Verstärkers (A.) verbunden ist, und einen ersten Kondensator (C₁), der zwischen einer zweiten Klemme des3. Fotaissierungsermittlungseinrichtung according to claim 2, characterized in that the low-pass filter contains a first amplifier (A ₁ ) which is connected to receive an output signal of the photoelectric element (9) for determining ⁰ the average lighting, a resistor (R "), one of which Terminal is connected to an output terminal of the first amplifier (A.), and a first capacitor (C ₁ ) connected between a second terminal of the

,Widerstands (R₂) und Masse liegt., Resistor (R ₂ ) and ground.

4. Fokussierungsermittlungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Taktimpulsgenerator einen eingangsscitigcn Puffsrverstärker (A₂) aufweist, dessen eine Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des Tiefpassfilters verbunden ist, sowie einen zweiten Operationsverstärker (A,) und einen zweiten Kondensator (C₂), der zwischen4. Focusing detection device according to claim 2 or 3, characterized in that the clock pulse generator has an input terminal buffer amplifier (A ₂ ), one input terminal of which is connected to an output terminal of the low-pass filter, and a second operational amplifier (A _{1) and a second capacitor (C 2} ) between

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einer Ausgangsklemrae unä einer inversen Eingangsklemrae des zweiten Operationsverstärkers liegt, einen Analogschalter (S.,), der parallel zum zweiten Kondensator (C₂) liegt, und einen Komparator (A,), dessen eine Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme des zweiten Operationsverstärkers (A_) verbunden ist, und dessen zweite Eingangsklemme an ein Bezugspotential angeschlossen ist, wobei ein Ausgang des Komparators mit dem Steuereingang des Analogschalters (S₁) verbunden ist.an output terminal and an inverse input terminal of the second operational amplifier, an analog switch (S.,), which is parallel to the second capacitor (C ₂ ), and a comparator (A,), one input terminal of which is connected to the output terminal of the second operational amplifier (A_) is connected, and the second input terminal is connected to a reference potential, wherein an output of the comparator is connected to the control input of the analog switch (S ₁ ).

5, Fokussierungsermittlungseinrichtung für eine Kamera, gekennzeichnet durch ein selbstabtastendes fotoelektrisches Element (8), das eine Anzahl mikrofotoelektrischer Elemente (8a - 82) und eine Abtastschaltung (16) zur Erzeugung eines Kontrastsignals eines Bildes eines zu fotografierenden Objektes erzeugt, um automatisch den richtigen Fokussierungspunkt zu ermitteln, ein fotoelektrisches Element (9) zur Ermittlung der Durchschnittshelligkeit, das in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse eines optischen Bildes liegt, ein optisches System, um am fotoelektrischen Element zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung das Bild des Objektes abzubilden von welchem eine hohe Raumfrequenzkomponente entfernt wird, und einen Taktimpulserzeugerkreis zur Erzeugung eines Taktimpulssignals zur Steuerung der selbstabtastcndcn fotoelektrischen Elemente, wobei die Frequenz des Taktimpulssignals sich mit der Grosse eines Ausgangssignals des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung ändert, wobei bei ansteigender Objekthelligkeit die Frequenz5, focusing detection device for a camera, characterized by a self-scanning one photoelectric element (8) comprising a number of micro-photoelectric elements (8a-82) and one Scanning circuit (16) for generating a contrast signal of an image of an object to be photographed creates a photoelectric element to automatically determine the correct focus point (9) to determine the average brightness in a plane perpendicular to the optical axis of a optical image lies, an optical system to the photoelectric element to determine the average lighting map the image of the object from which a high spatial frequency component is removed is, and a clock pulse generator circuit for generating a clock pulse signal for controlling the self-scanning photoelectric elements, the frequency of the clock pulse signal increasing with the size an output signal of the photoelectric element (9) for determining the average lighting changes, where with increasing object brightness the frequency

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des Taktimpulssignals ansteigt, um ein Kontrastsignal zu liefern, das frei von Änderungen als Folge von Helligkeitsänderungen des Objektes ist und von dem durch eine Bewegung des Objektes erzeugte Komponenten entfernt wurden.of the clock pulse signal rises to a contrast signal which is free from changes as a result of changes in brightness of the object and from which components created by moving the object have been removed.

6. Fotassierungsermittlungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das optische System derart angeordnet ist, dass es am fotoelektrischen Element (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung ein Bild des Objektes liefert, das fehlfokussiert ist.6. photo detection device according to claim 5, characterized in that the optical system is arranged such that it is on the photoelectric Element (9) for determining the average lighting provides an image of the object, that is out of focus.

7. Fokussierungsermittlungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das optische System eine Diffusorplatte (24) und eine Linse (7) aufweist, welche an einer fotoelektrischen Platte zur Erfassung der Durchschnittsbeleuchtung Strahlen sammeln, die durch die Diffusorplatte zerstreut wurden.7. focusing determination device according to claim 5, characterized in that the optical System has a diffuser plate (24) and a lens (7) which on a photoelectric plate for Acquiring the average illumination collect rays that have been scattered by the diffuser plate.

8. Fokussierungsermittlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis I₁ gekennzeichnet durch einen Strom-Spannung-Umsetzer (10), dessen Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung verbunden ist und einen Spannung-Frequenz-Umsetzer (11), dessen Eingangsklemme mit der Ausgangskleinme des Strom-Spannung-ümsetzers (10) verbunden ist, wobei ein Eingang des Taktimpuiserzeugerkreises (12) mit einer Ausgangsklemme des Spannung-Frequenz-Umsetzers8. Focusing determination device according to one of claims 5 to I _1, characterized by a current-voltage converter (10), the input terminal of which is connected to an output terminal of the photoelectric element (9) for determining the average lighting, and a voltage-frequency converter (11) , the input terminal of which is connected to the output terminal of the current-voltage converter (10), an input of the clock pulse generator circuit (12) being connected to an output terminal of the voltage-frequency converter

(11) verbunden ist.(11) is connected.

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Fokissierungsermittlungseinrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass das optische System einen halbverspiegelten Spiegel (23) aufweist, der einen ersten Teil des Lichts gegen das fotoelektrische Element (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung leitet und einen zweiten Abschnitt des Lichts zum selbstabtastenden fotoelektrischen Element (8), und durch einen Strom-Spannung-Umsetzer (10), dessen Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des fotoelektrischen Elements (9) zur Ermittlung der Durchschnittsbeleuchtung verbunden ist, sowie einen Spannung-Frequenz-Umsetzer (11), dessen Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des Strom-Spannung-Umsetzers (10) verbunden ist, wobei eine Eingangsklemme des Taktimpulsgenerators (12) mit einer Ausgangsklemme des Spannung-Frequenz-Umsetzers (11) verbunden ist.Focusing determination device according to the claims 5 to 7, characterized in that the optical system is a semi-mirrored mirror (23) having a first part of the light against the photoelectric element (9) for detection the average light guides and a second portion of the light to the self-scanning photoelectric Element (8), and by a current-voltage converter (10), whose input terminal with connected to an output terminal of the photoelectric element (9) for determining the average illumination is, and a voltage-frequency converter (11) whose input terminal with an output terminal of the Current-voltage converter (10) is connected, an input terminal of the clock pulse generator (12) is connected to an output terminal of the voltage-frequency converter (11).

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