DE3007700C2 - Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die automatische Scharfeinstellung von optischen Systemen - Google Patents
Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die automatische Scharfeinstellung von optischen SystemenInfo
- Publication number
- DE3007700C2 DE3007700C2 DE3007700A DE3007700A DE3007700C2 DE 3007700 C2 DE3007700 C2 DE 3007700C2 DE 3007700 A DE3007700 A DE 3007700A DE 3007700 A DE3007700 A DE 3007700A DE 3007700 C2 DE3007700 C2 DE 3007700C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- line
- negative
- detectors
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/32—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders by focusing the object, e.g. on a ground glass screen
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
a) eine Einrichtung (112) zur Feststellung der Neigung eines Teiles von wenigstens einem der
beiden Ausgangssignale (a, b) und zur Erzeugung eines ersten resultierenden Signals in
Abhängigkeit davon;
b) eine Einrichtung (118) zur Feststellung der Größendifferenz der beiden Ausgangssignale
(a, b) und zur Erzeugung eines zweiten resultierenden Signals in Abhängigkeit davon;
und
c) eine Einrichtung (164) zur Multiplikation des ersten mit dem zweiten resultierenden Signal,
wobei das Produktsigna! ein erstes Vorzeichen aufweist, wenn die ersten und zweiten Ausgangssignale
in einer ersten Richtung in bezug auf die erste übereinstimmende Lage verschoben
sind und wobei das Produktsignal ein zweites Vorzeichen aufweist, wenn die ersten
und zweiten Ausgangssignale in einer zweiten Richtung in bezug auf die erste übereinstimmende
Lage verschoben sind.
2. Einrichtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Ausgangssignale (a, b) Kurven mit mehreren Werten (a„. b„)
darstellen und daß die Neigungs-Feststelleinrichtung eine Subtrahiereinrichtung (112) aufweist, um
wenigstens die Größe eines Wertes (a„) eines der beiden Ausgangssignale von der Größe eines
benachbarten Wertes (a„+1) eines der beiden Ausgangssignale zu subtrahieren.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz-Feststelleinrichtung eine
Subtrahiereinrichtung (118) aufweist, um den Wert (a„) des ersten Ausgangssignals (a) an einer
bestimmten Stelle von dem Wert (b„) des zweiten Ausgangssignals (b) an dieser bestimmten Stelle zu
subtrahieren.
4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Ausgangssignale (a, b) Kurven mit mehreren Werten (a„, b„)
darstellen und daß die Neigungs-Feststelleinrichtung eine Subtrahiereinrichtung (112) aufweist, um die
Größen eines Wertes (a„, b„) beider Ausgangssignale von den Größen eines benachbarten Wertes (a„+ 1.
b„+ 1) beider Ausgangssignale zu subtrahieren.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz-Feststelleinrichtung eine Subtrahiereinrichtung (118) aufweist, um die Werte
(a„, b„, a„+!, b„+\) beider Ausgangssignale an einer
bestimmten Stelle und an einer benachbarten Ste'Ie jeweils voneinander zu subtrahieren.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Summiereinrichtung (186), der das
Produktsignal zugeführt wird und die die Summe der Produktsignale erzeugt
7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an die Summiereinrichtung (186) und die
Linsenanordnung (61) angeschlossene Einrichtung (196, 93, 94, 95), die auf Grund des Summiersignals
die LinsenanorUnung in die richtige fokussierende Stellung bewegt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit mehreren Ausgangssignale erzeugenden
Detektoren au a?, .._ am in der ersten
Detektoreinrichtung und! mit mehreren Ausgangssijfnale
erzeugenden Detektoren b\, 62, · · ·, bm in der
zweiten Detektoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das erste resultierende Signal in der Form
a„-a„+i und das zweite resultierende Signal in der Form a„ — b„ gebildet wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste resultierende Signal in der
Form
an— an+\ +bn — bn+\
und das zweite resultierende Signa! in der Form
an — b„ + an+\ —bn+\
an — b„ + an+\ —bn+\
gebildet wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Summiereinrichtung ein
Summensignal nach folgender Formel
(a„-b„)
1-1
bildet.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sur.imiereinrichtung ein
Summensignal nach folgender Formel
„- b„
■ (a„ -
- b„
bildet.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entfernungsmeßeinrichtung nach dem Gattungsbegriff des Anspruches
1.
In der älteren DE-OS 29 22 080 wurde eine Entfernungsmeßeinrichtung vorgeschlagen, die bei
einer Kamera mit Messung durch das Objektiv verwendet wird und durch die die Aufnahmelinse in der
richtigen fokussierenden Stellung in bezug auf ein entferntes Objekt in dem Gesichtsfeld positioniert wird.
Bei dieser Einrichtung werden mehrere kleine Detektoren, wie beispielsweise ladungsgekoppelte Einrichtungen
(CCD) oder ladungsinjizierende Einrichtungen
(CID) verwendet, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind und die Strahlung von der aufzunehmenden
Szene empfangen. Die Detektoren sind paarweise angeordnet, wobei jedes Detektorpaar hinter
einer kleinen Linse angeordnet ist, so daß jedes Detektorpaar ein Bild der Austrittspupille der Aufnahmelinse
empfängt, wobei jedoch einer der Detektoren innerhalb jedes Paares in erster Linie Strahlung von
einem erster Teil der Aufnahmelinse aufnimmt, während der jeweils andere Detektor in erster Linie
Strahlung von einem anderen Teil der Aufnahmelinse aufnimmt. Infolgedessen werden zwei einander entsprechende
Kurven gemäß dem Strahlungsverteilungsmuster der betrachteten Szene gebildet. In einer geeigneten
fokussierenden Stellung stimmen die beiden Kurven überein. Wenn jedoch das betrachtete Objekt seine
Stellung in bezug auf die Kamera verändert, so verschieben sich die beiden Kurven in bezcj aufeinander
und zeigen einen Zustand fehlender Scharfeinstellung an. Die beiden Kurven bewegen sich in bezug
aufeinander in einer ersten Richtung, wenn sich das Objekt gegenüber der für die Scharfeinstellung
gemessenen Entfernung näher an die Kamera heranbewegt und sie verschieben sich in einer entgegengesetzten
Richtung, wenn sich das Objekt gegenüber der für die Scharfeinstellung maßgeblichen Entfernung weiter
wegbewegt. Durch Feststellung der Bewegungsrichtung der beiden Kurven in bezug aufeinander ist es daher
möglich, die Richtung zu ermitteln, in der die Aufnahmelinse zu verschieben ist, um die geforderte
Scharfeinstellung zu erzielen. Die Einrichtung gemäß der eingangs genannten älteren Anmeldung bestimmt
diese Richtung. In Kameras mit hohen Anforderungen an eine genaue Scharfeinstellung können jedoch Fehler
auftreten, da keine Mittel vorgesehen sind, um Fokussierfehler zwischen benachbarten Detektorpaaren
festzustellen. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß, wenn die richtige Fokussierstellung zwischen
benachbarten Detektorpaaren liegt, das System kurz vor der richtigen Fokussierstellung zum Anhalten
gelangt, weil sich bei der Verschiebung der Detektoranordnung bzw. des Lichtverteilungsmusters um den
Abstand eines Detektorpaares das Vorzeichen des Fehlersignals umkehren würde. Wenn beispielsweise die
kleinen Linsen einen Abstand von 0,2 mm aufweisen und eine Aufnahmelinse mit einer Brennweite von 50 mm
verwendet wird, so führt dies zu einem Fokussierfehler von über einem Millimeter in der Bildebene, was zwar
für viele Anwendungsfälle annehmbar ist, aber bei hohen Genauigkeitsanforderungen an die Fokussierung
nicht hingenommen werden kann.
Ähnliches gilt hinsichtlich der älteren DE-OS 29 23 942, die eine Vorrichtung zur Brennpunktermittlung
für Sucherkameras betrifft, bei der die Signale von über Kreuz angeordneten photoelektrischen Elementen
in folgender Weise verarbeitet werden. Es wird ein erstes Ausgangssignal gewonnen, das dem Absolutwert
des logarithmierten Verhältnisses aus dem Signal des n-ten photoelektrischen Elementes in der ersten
Photoelementanordnung und des n+ Hen photoelektrischen Elementes in der zweiten Photoelementanordnung
entspricht, und es wird ein zweites Ausgangssignal gewonnen, das dem Absolutwert des logarithmierten
Verhältnisses aus dem Signal des n+ lten photoelektrischen Elementes in der ersten Photoelementanordnung
und des n-ten photoelektriichen Elementes in der zweiten Photoelementanordnung entspricht. Sodann
werden beide Ausgangssignale voneinander subtrahiert, um ein endgültiges Ausgangssignal zu bilden. Abgesehen
davon, daß diese Vorrichtung ebenfalls nur in Schritten fokussieren kann, die durch den Abstand der
photoelektrischen Elemente vorgegeben sind, stellt die j Logarithmierung und Absolutwertbildung einen beträchtlichen
schaltungstechnischen Aufwand dar.
Aus der DE-AS 26 39 625 ist schließlich eine automatische Scharfeinstellvorrichtung bekannt, bei der
die Entfernung durch das Aufnahmeobjektiv der tu Kamera gemessen wird. Mittels einer optischen
Einrichtung wird das Bild aufgespalten und auf zwei Gruppen von photoelektrischen Wandlern geworfen.
Das Schärfesignal wird gewonnen, indem ein erstes Signal, das der Summe der Signaldifferenzen einander
entsprechender Wandler beiden Bildhälften entspricht, mit einem zweiten Signal multipliziert wird, das der
Summe der Signaldifferenzen der Wandler in einer Bildhälfte oder der Sum·- e dieser Signaldifferenzensumme
entspricht. Einerseits ist nicht erkennbar, ob 2(i diese bekannte Vorrichtung eine feinstufigere Schärfeeinstellung
gegenüber den eingangs erwähnten Vorrichtungen ermöglicht. Andererseits ist diese Vorrichtung
sehr aufwendig, da die beiden Gruppen von photoelektrischen Wandlern unterschiedlich miteinander verr,
schaltet werden müssen und in getrennten Kanälen die Signale unterschiedlich verarbeitet werden müssen,
wobei eine Zwischenspeicherung der Signale erforderlich ist, um anschließend die Multiplikation der Signale
beider Kanäle durchführen zu können. jo Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit
einfachen schaltungstechnischen Mitteln eine Entfernungsmeßeinrichtung der eingangs geschilderten Art so
weiterzubilden, daß der Einfluß des Abstandes der Detektorpaare voneinander auf die Genauigkeit der
Fokussierung ausgeschaltet wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten
Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird die Richtung festgestellt, in der zwei ähnliche Kurven, wie
sie beispielsweise durch die Detektoranordnung der eingangs erwähnten Anmeldung erzeugt werden,
bewegt werden müssen, um eine Übereinstimmung der beiden Kurven zu erzielen. Hierdurch wird eine
Fokussierung auch dann ermöglicht, wenn die übereinstimmenden Strahlungsverteilungsmuster zwischön den
Detektoren liegen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine Produktbildung erreicht, wobei die
Faktoren des Produktes durch die Neigung der Kurven in vorbestimmten Punkten und durch die Differenzwerte
der Ausgangssignale der Detektoren in diesen Punkten vorgegeben sind. Dieses Produkt wird über
einen vorbestimmten Bereich aufsummiert, um einen Summenwert zu erzeugen. Der Summenwert weist im
wesentlichen den Wert 0 auf, wenn die beiden Kurven übereinstimmen.
Der Summenwert besitzt ein negatives Vorzeichen, wenn die beiden Kurven in bezug aufeinander in einer
ersten Richtung verschoben sind und er besitzt ein positives Vorzeichen, wenn die beiden Kuryen in bezug
aufeinander in der entgegengesetzten Richtung verschouen sind.
Anhand eines in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden
die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Strahlungsverteilungsmuster, wie es durch die Detektoren bei richtiger Fokussierung in bezug auf
eine aufzunehmende Szene erzeugt wird,
Fig. 2 zwei Strahlungsverteilungsmuster gemäß Fig. 1, wobei das eine in bezug auf das andere
verschoben ist, wie dies bei einer unscharfen Einstellung der Aufnahmelinse in einer ersten Richtung der Fall ist,
Fig. 3 zwei Strahlungsverteilungsmuster gemäß Fig. 1, wobei das eine in bezug auf das andere
verschoben ist, wie dies bei einer unscharfen Einstellung der Aufnahmelinse in einer entgegengesetzten Richtung
der Fall ist,
F i g. 4 eine Darstellung verschiedener aufsummierter Produktwerte für verschiedene Fokussierzustände,
Fig.5 ein Blockschaltbild für den Schaltkreis zur Feststellung der Richtung der Verschiebung eines
Strahlungsverteiliir.gsmusters in bezug auf das andere
und
Fig.6 ein Schaltungsdiagramm der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung
gemäß F i g. 5.
Gemäß Fig. 1 zeigt eine Kurve 10 das Lichtintensität-Verteilungsmuster,
das durch die Detektoren der eingangs erwähnten älteren Anmeldung erzeugt wird, wenn sich das aufzunehmende Objekt in einer
Entfernung befindet, in der es durch die Aufnahmelinse scharf in der Bildebene abgebildet wird. Die kleinen
Linsen vor den Detektoren sind in der gleichen Entfernung von der Aufnahmelinse der Kamera wie der
Film angeordnet und sie empfangen wenigstens einen Teil des gleichen Lichtverteilungsmusters von der
aufgenommenen Szene. Die Detektoren in der Anordnung erzeugen Ausgangssignale entsprechend der
empfangenen Strahlungsintensität, wie dies durch die Kurve 10 dargestellt ist. Die Detektoranordnung kann
aus einer einzelnen Reihe von Detektorpaaren bestehen oder mehrere Reihen bzw. ein Muster aus parallelen
Reihen, gekreuzten Reihen oder anderen Ausgestaltungen umfassen. Die Detektorreihen können horizontal
ausgerichtet sein, so daß sie Licht entlang eines horizontalen Teiles des Musters empfangen oder sie
können auch vertikal bzw. diagonal angeordnet sein, so daß sie Licht entlang eines vertikalen oder diagonalen
Teiles der aufgenommenen Szene empfangen. Die diagonale Anordnung einer oder mehrerer Reihen von
Detektoren ist von Vorteil, da in der Natur eine Wiederholung von Mustern in diagonaler Richtung
selten auftritt, während vertikale Szenenbilder, wie beispielsweise Lattenzäune oder Wälder und horizontale
Szenenbilder, wie beispielsweise Horizonte und Straßen einige Schwierigkeiten machen können, wenn
die Detektoren vertikal oder horizontal angeordnet sind. Die Detektoren können sich über das gesamte Bild
der aufzunehmenden Szene erstrecken; sie können aber
auch so angeordnet sein, daß sie nur einen Teil des insgesamt verfügbaren Lichtverteilungsmusters empfangen.
Gemäß F i g. 1 veranschaulicht die Ordinate der Kurve 10 die Lichtstärke, wobei erkennbar ist, daß sich
diese von einem unteren Wert von ungefähr 40 cd/m2 bis zu einem oberen Wert von ungefähr 360 cd/m2
erstreckt, während die Abszisse den Sichtwinkel in mrad
angibt und diese sich von 0 bis ungefähr 375 mrad erstreckt Der Betrag der Lichtstärke kann natürlich mit
der Beleuchtung und der Zusammensetzung der Szene variieren und die Größe des Szenenbildes in der
Bildebene variiert mit der Brennweite der Linse. In Fig. 1 entspricht die Lichtstärke einem normal
ausgeleuchteten Raum und die Kuve erstreckt sich ungefähr über die Hälfte des Gesichtsfeldes einer Linse
mit 50 mm Brennweite.
Gemäß Fig. 1 erstrecken sich zwei gestrichelte Linien 12 und 14 bei den Winkelwerten von 150 mrad
und 300 mrad vertikal nach oben. Bei der folgenden Analyse sei der Einfachheit halber angenommen, daß
die Detektoranordnung das Lichtverteilungsmuster in diesem Bereich zwischen 150 und 300 mrad empfärgt.
Ferner sei der Einfachheit halber angenommen, daß in diesem Intervall 11 Detektorpaare angeordnet sind. Bei
der tatsächlichen Ausführung sind ungefähr 32 Detektorpaare in einer Empfängeranordnung angeordnet, die
ίο eine Länge von 5 mm aufweist und die sich bei einer
Aufnahmelinse mit einer Brennweite von 50 mm ungefähr 100 mrad über das Lichtverteilungsmuster
erstreckt.
Hinsichtlich der F i g. 1 sei angenommen, daß die 11
Detektorpaare einen gleichen Abstand voneinander aufweisen und Ausgangssignale erzeugen, die den
Lichtstärken in den Punkten 20 bis 30 entsprechen. Aus F i g. 1 ist erkennbar, daß die Lichtstärke in dem Punkt
20 ungefähr 80 cd/m2 beträgt und die Lichtstärken in den Punkten 21 bis 30 Werte von 100,180,160,300,260,
280, 200, HO, 140 und 100 cd/m2 aufweisen. In Fig. 1
liegt eine Scharfeinstellung der Aufnahmelinse vor, so daß beide Detektoren eines jeden Paares den gleichen
Strahlungsbetrag zugeführt erhalten und ein Ausgangssignal mit gleicher Größe erzeugen.
F i g. 2 zeigt ein Muster gemäß F i g. 1, wobei sich das Objekt gegenüber dem in F i g. 1 dargestellten Fall
weiter von der Aufnahmelinse entfernt befindet. Die Kurve 10 befindet sich in der gleichen Lage wie in
Fig. 1 und stellt das Lichtverteilungsmuster dar, das
durch die ersten Detektoren der Detektorpaare erfaßt wird. Eine gleiche Kurve 10' ist rechts von der Kurve 10
dargestellt und veranschaulicht das Lichtverteilungsmuster, das durch die anderen Detektoren innerhalb der
Detektorpaare erfaßt wird. Wie in F i g. 1 erzeugen die ersien Detektoren innerhalb der Detektorpaare Ausgangssignale
mit den in den Punkten 20 bis 30 dargestellten Größen; die anderen Detektoren der
Detektorpaare erzeugen jedoch Ausgangssignale, deren
-to Größen durch die Punkte 20' bis 30' veranschaulicht
werden. Während somit der erste Detektor in dem ersten Paar weiterhin ungefähr die gleiche Strahlung
empfängt, empfängt der zweite Detektor in dem ersten Paar eine durch den Punkt 20' veranschaulichte
Strahlung, wobei in erkennbarer Weise diese Lichtstärke um ungefähr 10 cd/m2 gegenüber der in dem Punkt 20
gemessenen Lichtstärke differiert. In gleicher Weise unterscheidet sich die Lichtstärke in den Punkten 21 und
2Γ um ungefähr 20 cd/m2. Diese Unterschiede verlaufen
5Q durch das gesamte Lichtverteilungsmuster, wobei eine
Kurve höher oder niedriger als die andere Kurve verläuft, wenngleich gelegentlich, wie beispielsweise in
den Punkten 29 und 29' die von beiden Detektoren eines Paares empfangene Strahlung auch einmal ungefähr den
gleichen Wert aufweisen kann.
In Fig.3 ist erneut das Lichtverteilungsmuster
gemäß Fig. 1 als Kurve 10 dargestellt und ein zweites Lichtverteilungsmuster 10" ist gegenüber der Kurve 10
nach links verschoben, wie dies der Fall ist, wenn das
abzubildende Objekt aus der fokussierten Stellung näher an die Aufnahmelinse heranbewegt wird. In
Fig.3 ist der Betrag, der durch die Detektoren in den
Punkten 20 bis 30 empfangenen Lichtstärke der gleiche wie in F i g. 1; die durch die anderen Detektoren eines
jeden Paares empfangene Strahlung ist jedoch verschoben, so daß sich in den Punkten 20" und 20
beispielsweise ein Unterschied in der Lichtstärke von 20 cd/m2 ergibt Auch hier ist wieder der Unterschied in
der Lichtstärke in dem gesamten Strahlungsverteilungsmuster vorhanden, wenn auch in bestimmten Punkten,
wie beispielsweise den Punkten 28 und 28" zwei entsprechende Detektoren die gleiche Strahlung aufnehmen
können.
Wenn in F i g. 2 das Objekt immer weiter von der Aufnahmelinse wegbewegt wird, so bewegt sich die
Kurve 10' immer weiter in bezug auf die Kurve 10 nach rechts und die Differenz der durch die Detektorpaare
empfangenen Strahlung erfährt hierbei eine Änderung. Wenn andererseits gemäß F i g. 3 das Objekt immer
dichter an die Aufnahmelinse heranbewegt wird, so bewegt sich die Kurve 10" immer weiter in bezug auf die
Kurve 10 nach links und die durch die Detektoren eines jeden Paares empfangene Strahlung erfährt hierbei eine
Änderung. Es sei darauf verwiesen, daß die Kurve 10' gemäß F i g. 2 ungefähr 20 mrad von der Kurve 10 nach
rechts bewegt wurde, während gemäß Fi g. 3 die Kurve 10" ungefähr 20 mrad in bezug auf die Kurve 10 nach
links bewegt wurde, so daß die Differenz hinsichtlich der Ausgangssignale der Detektoren in den Punkten 20 und
20" der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren 21 und 21' in F i g. 2 entspricht, jedoch das
entgegengesetzte Vorzeichen aufweist. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Differenz in den Punkten
21 und 21' in F i g. 2 einen positiven Wert von 20 cd/m2
besitzt, während die Differenz zwischen den Punkten 20 und 20" in F i g. 3 einen negativen Wert von ungefähr
20 cd/m2 besitzt. Die positiven Differenzen zwischen den Kurven 10 und 10' in F i g. 2 bleiben positiv bis zu
einem Blickwinkel von ungefähr 220 mrad, wo der Spitzenwert erreicht wird und die Differenz zwischen
den Kurven 10 und 10' einen negativen Wert bekommt. In gleicher Weise liegen in Fig.3 negative Differenzwerte
zwischen den Kurven 10 und 10" bis zu einem Blickwinkel von ungefähr 210 mrad vor, wobei an dieser
Stelle der Spitzenwert erreicht wird und anschließend die Differenz zwischen den Kurven 10 und 10" im
wesentlichen positiv wird. Es sei ferner darauf verwiesen, daß die Neigung der Kurve in beiden F i g. 2
und 3 von ungefähr 150 mrad bis zu dsm Spitzenwert im
allgemeinen positiv ist und danach im allgemeinen negativ bis zu der Grenze bei 300 mrad verläuft Die
Tatsache, daß die Neigung der Kurven eine Änderung von einem positiven zu einem negativen Wert ungefähr
an der Stelle erfährt, wo die Differenzen zwischen den kurven 10 und 10' bzw. 10" das Vorzeichen umkehren,
kann benutzt werden, um die Richtungsverschiebung des Lichtverteilungsmusters festzustellen. Hieraus ergibt
sich aber auch die Richtung, in der die Aufnahmelinse einer Kamera zum Zwecke der richtigen
Scharfeinstellung zu verschieben ist. Wenn beispielsweise gemäß Fig.2 die zwischen 150 und 220mrad im
allgemeinen positive Neigung mit der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren in den
verschiedenen Punkten 20 bis 25 multipliziert wird, so wird das sich ergebende Resultat im allgemeinen positiv
sein, da die postive Neigung in den meisten Fällen mit einer positiven Differenz multipliziert wird. In gleicher
Weise ist in dem Bereich zwischen 220 bis 300 mrad in Fig.2 die Neigung im allgemeinen negativ und die
Differenz zwischen den Kurven 10 und 10' ist ebenfalls im allgemeinen negativ, so daß bei einer Aufsummierung über die gesamte Kurve das Produkt aus der
Neigung und den Differenzen im allgemeinen positiv sein wird. In Fig.3 ist andererseits in dem Bereich
zwischen 150 und 210 mrad die Neigung im allgemeinen
positiv und die Differenz zwischen den Kurven 10 und 10" ist im allgemeinen negativ, so daß das Produkt einen
negativen Wert aufweisen wird. In gleicher Weise ist von dem Spitzenwert bei ungefähr 210 mrad über den
verbleibenden Bereich der Kurve bis zu 300 mrad die Neigung im aligemeinen negativ und die Differenz
zwischen den Ausgangssignalen der Detektoren ist im allgemeinen positiv, so daß sich erneut ein im
allgemeinen negatives Produkt ergeben wird. Es ist erkennbar, daß über das gesamte Lichtverteilungsmuster
gemäß Fig.3 das Produkt aus Neigung und Differenz im wesentlichen negativ ist, während in F i g. 2
dasselbe Produkt im wesentlichen positiv ist.
Wenn das Objekt weiter gegenüber dem Fall in F i g. 2 aus der fokussieren Stellung bewegt wird, so
bewegt sich die Kurve 10' weiter nach rechts, die Neigung bleibt aber bis zu dem Mittelpunkt im
wesentlichen positiv, während die Differenzen zwischen den Werten in den verschiedenen Punkten ebenfalls im
wesentlichen positiv sind und nach dem Spitzenwert bei im wesentlichen negativer Neigung ebenfalls im
wesentlichen negative Werte besitzen. Wenn gemäß F i g. 3 das Objekt noch näher an die Kamera
herangebracht wird, so bewegt sich in gleicher Weise die Kurve 10" weiter nach links. Erneut verläuft aber die
Neigung bis zu dem Spitzenwert im wesentlichen positiv, während die Differenz zwischen den Werten der
Kurven 10 und 10" im wesentlichen negativ ist. Nach dem Spitzenwert besitzen die Differenzen bei im
wesentlichen negativer Neigung im wesentlichen einen positiven Wert.
Durch die Anordnung von Mitteln für die Erfassung der Neigung der Lichtverteilungsmuster und durch die
Anordnung von Mitteln zur Erfassung der Differenz hinsichtlich von Werten in bestimmten Punkten entlang
der Kurven und durch die weitere Anordnung von Mitteln zur Multiplizierung und Aufsummierung dieser
Größen kann somit eine Einrichtung geschaffen werden, die es ermöglicht, die Richtung festzustellen, in der die
Aufnahmelinse zu verschieben ist. Insbesondere ist immer dann die Aufnahmelinse von der Bildebene weg
zu verschieben, wenn das Produkt aus Kurvenneigung und Differenzen zwischen den Detektor-Ausgangssignalen
ein erstes Vorzeichen (beispielsweise positiv in F i g. 2) aufweist. Durch eine solche Verschiebung der
Aufnahmelinse von der Bildebene hinweg in Richtung auf das aufzunehmende Objekt werden die Kurven der
beiden Lichtverteilungsmuster in Übereinstimmung gebracht. Immer dann, wenn das Produkt aus Kurvenneigung
und Differenzwerten das entgegengesetzte Vorzeichen (beispielsweise negativ in Fig.3) aufweist,
muß die Aufnahmelinse mehr in Richtung auf die Bildebene der Kamera und von dem aufzunehmenden
Objekt hinweg verschoben werden, um die geeignete Scharfeinstellung zu erzielen.
Ein üblicher Weg zur Erzielung eines Wertes, der eine Funktion der Kurvenneigung darstellt, liegt in der
Subtraktion von Werten, die durch benachbarte Detektoren erfaßt werden. Wenn man beispielsweise in
Fig.2 den Ausgangswert im Punkt 20 von dem Ausgangswert im Punkt 21 auf der Kurve 10 subtrahiert,
so ergibt sich ein negativer Wert In gleicher Weise tritt ein negativer Wert auf, wenn das Ausgangssignal des
Detektors im Punkt 22 von dem Ausgangssignal des Detektors im Punkt 21 subtrahiert wird. Dies gilt
allgemein für positive Neigungen, wie zwischen den Punkten 20 bis 24 in der Kurve 10, obgleich gelegentlich
beispielsweise zwischen den Punkten 22 und 23 ein positiver Wert auf Grund einer negativen Nebennei-
gung auftreten kann. Obgleich Ausnahmen vorliegen können, insbesondere dann, wenn Hochfrequenzkomponenten
in dem Signal vorliegen, ist der allgemeine Trend der Niederfrequenzkomponente hinsichtlich der
Neigung zwischen den Punkten 20 und 24 positiv und die Summierung der Differenzen benachbarter Punkte
zwischen den Punkten 20 und 24 führt daher im wesentlichen zu einem positiven Wert. In gleicher
Weise führt die Subtraktion der Werte benachbarter Punkte zwischen den Punkten 24 und 30 zu einem
positiven Wert, wodurch eine negative Neigung angezeigt wird, obgleich gelegentlich wie Beispielsweise
hinsichtlich der Punkte 25 und 26 ein negativer Wert auftreten kann. Nichtsdestoweniger sind die Differenzen
zwischen benachbarten Punkten in diesem Bereich im wesentlichen positiv, sofern man die niederfrequente
Komponente betrachtet und die Aufsummierung dieser Differenzen führt ebenfalls zu einem positiven Wert.
Die Smmierung der Differenzen zwischen benachbarten Punkten in dem Punktebereich 20 bis 24 führt somit zu
einem negativen Wert, was auf eine im wesentlichen positive Neigung hinweist. Die Summierung der
Differenzen zwischen benachbarten Punkten in dem Punktebereich 24 bis 30 führt zu einem positiven Wert,
was auf eine im wesentlichen negative Neigung bezüglich der Niederfrequenzkomponente hinweist.
Wenn daher die Differenzen zwischen benachbarten Punkten entlang der Kurven mit den Differenzen
multipliziert werden, die zwischen den Ausgangssignalen der Detektorpaare in dem gleichen Punkt vorliegen,
so ergibt sich ein im wesentlichen negatives Ergebnis in F i g. 2 zwischen den Punkten 20 und 24, da ein negativer
Wert entsprechend einer positiven Neigung mit einem positiven der Differenz entsprechenden Wert multipliziert
wird. In gleicher Weise ist zwischen den Punkten 24 und 30 das Produkt ernsut negativ, da der positive
Wert entsprechend der negativen Neigung mit im wesentlichen negativen Differenzen multipliziert wird.
In Fig.3 tritt der umgekehrte Zustand auf, und es ergeben sich im wesentlichen positive Ergebnisse, wenn
die Differenz zwischen benachbarten Detektor-Ausgangssignalen mit der Differenz zwischen den Ausgangssignalen
eines Detektorpaares über die Kurve multipliziert wird. Verwendet man das Symbol a für die
Ausgangssignale der ersten Detektoren in jedem Paar und das Symbol b für die Ausgangssignale der zweiten
Detektoren in jedem Paar, so ist erkennbar, daß der Ausdruck a„ — b„ multipliziert mit dem Ausdruck
a„ — an+\ das zuvor erläuterte Produkt ergibt und dieses
negativ und für dl-e Kurve gemäß Fig. 3 im wesentlichen
positiv ist. Um dementsprechend die Richtung zu bestimmen, in der die Aufnahmelinse bewegt werden
muß, um die richtige Fokussierung zu erzielen, muß nur das Vorzeichen des nachstehenden Ausdruckes bestimmt
werden:
ra-l
Während die vorstehende Gleichung im allgemeinen für die Bestimmung der Verschiebungsrichtung der
Linse völlig befriedigend ist, ist eine noch größere Genauigkeit erreichbar, wenn die Neigung beider
Kurven berücksichtigt wird. Die Neigung beider Kurven kann in ähnlicher Weise berücksichtigt werden, indem
die Differenz benachbarter Detektor-Ausgangssignale entlang einer Kurve mit der Differenz zwischen
benachbarten Detektor-Ausgangssignalen entlang der anderen Kurve addiert wird, so daß das die Neigung
beider Kurven darstellende Signal durch folgenden Ausdruck vorgegeben ist:
a„ — an+\ + bn — bn + \-
In gleicher Weise läßt sich eine größere Genauigkeit erzielen, wenn man nicht nur die Differenz eines
Detektorpaares, sondern die Differenz der Ausgangssignale von zwei Detektorpaaren gleichzeitig berücksichtigt.
Anstatt lediglich den Ausdruck a„-b„ in jedem Fall zu betrachten, kann man passenderweise den
Ausdruck
betrachten, um beispielsweise das Differenzsignal zu erhalten. Unter diesen Umständen stellt sich der
Gesamtausdruck, dessen Vorzeichen die Richtung der Linsenverschiebung für eine geeignete Fokussierung
vorgibt, folgendermaßen dar:
2.
In dem vorstehenden Ausdruck gibt der erste Faktor die Differenz zwischen Punkten entlang der Kurven vor,
während der zweite Faktor die Neigung der beiden Kurven vorgibt. In der gleichen zuvor beschriebenen
Weise sind die Differenzen in F i g. 2 zwischen den Punkten 20 und 24 im wesentlichen positiv, während der
Neigungsfaktor im wesentlichen negativ ist. und zwischen den Punkten 24 und 30 in F i g. 2 stellt sich der
Differenzfaktor im wesentlichen negativ dar. während der Neigungsfaktor im wesentlichen positiv ist, so daß
die Summierung in Fig. 2 zu einem im wesentlichen negativen Wert führt. In F i g. 3 sind der Differenzfaktor
und der Neigungsfaktor im wesentlichen negativ zwischen den Punkten 20 und 24 und beide Faktoren
sind im wesentlichen positiv zwischen den Punkten 24 und 30, was nach Multiplikation zu einem im
wesentlichen positiven Ergebnis führt.
F i g. 4 zeigt eine Darstellung von Werten, die bei der
4s Summation nach den Gleichungen 1 bzw. 2 erhalten
werden, wenn sich das Objekt aus der Scharfeinstellung in beiden Richtungen bewegt. Die Ordinate stellt Werte
dar, die beispielsweise durch die Gleichung 2 rechts von Fig.4 erhalten werden, während die Abszisse die
Verschiebung der beiden l.ichtverteiliingsmuster aus
der Übereinstimmung und somit eine gewisse Unscharfe darstellt. Der Punkt 40 in Fig.4 zeigt, daß die
Summierung den Wert Null ergibt, wenn gemäß F i g. 1 keine Verschiebung zwischen den beiden Lichtverteilungsmustern
vorliegt und somit der Fokussierzustand gegeben ist. Der Summenwert wird im allgemeinen
negativer, wie dies beispielsweise durch die Punkte 42, 44 und 46 dargestellt ist, wenn sich das aufzunehmende
Objekt immer weiter von der Kamera entfernt, wie dies in F i g. 2 veranschaulicht ist Wenn sich das Objekt
gemäß F i g. 3 dichter an die Kamera heranbewegt, so
wird der Summenwert mit zunehmender Verschiebung im allgemeinen positiver, was durch die Punkte 48, 50
und 52 veranschaulicht ist Bei bestimmten, sich wiederholenden Mustern kann der Summenwert erneut
bei größeren Verschiebungen aus der Fokussierstellung abnehmen, aber dies tritt in nahezu allen Fällen nur auf,
wenn die Verschiebung sehr groß ist In einem seltenen
Fall verändert bei sehr großen Verschiebungen der Summenwert das Vorzeichen und es wird ein fehlerhaftes
Ausgangssignal erzeugt, aber dies ist ein sehr seltener Fall, der nur bei sehr ungewöhnlichen, sich
wiederholenden Mustern auftritt, die meistens hochfrequente Komponenten enthalten und nahezu keine
niederfrequenten Komponenten aufweisen.
Es ist daher ersichtlich, daß durch Feststellung des Vorzeichens der Summierung mittels der Ausdrücke 1
bzw. 2 ein Signal gebildet wird, das benutzt werden kann, um die Positionierung der Aufnahmelinse der
Kamera in Richtung auf die gewünschte Fokussierstellung zustehern.
F i g. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Schaltkreises, der die Werte für a„, a„+], usw. und b„, όη+ι, usw.
aufnehmen und verarbeiten kann, um das gesuchte Summiersignal für den Antrieb der Aufnahmelinse einer
Kamera zu bilden. Gemäß Fig.5 ist eine Detektoranordnung
60 rechts von einer beweglichen Linse 61 angeordnet, die die Aufnahmelinse einer Kamera bilden
kann. Die Detektoranordnung 60 kann derjenigen in der eingangs erwähnten älteren Anmeldung entsprechen
und die Ausgangssignale der einzelnen Detektoren werden mittels eines Kabels 62 einer Übertragungseinrichtung
64 zugeführt. Die Übertragungseinrichtung 64 kann durch lediglich einen Schalter vorgegeben sein, der
beim Empfang eines Signals auf einer Leitung 66 betätigt wird, um die verschiedenen Ausgangssignale
der Detektoren auf der Leitung 62 zu einem m-stufigen Schieberegister 68 über ein Kabel 70 zu übertragen.
Ein Haupttaktgenerator 72 erzeugt ein Taktsignal auf einer Leitung 74 für einen Taktphasenzuordner 76,
welcher ein dreiphasiges Impuissignal auf einer Leitung 78 für das Schieberegister 68 erzeugt. Die Signale auf
den Kabeln 62 und 70, die den Betrag der durch die Detektoren in der Anordnung 60 empfangenen
Strahlung vorgeben, werden in dem Schieberegister 68 gespeichert Beim Auftritt eines ersten Taktphasenimpulses
von dem Taktphasenzuordner 76 treten 4 Signale a„,an+i, On und ön+i auf den Leitungen 80,82,84 und 86
entsprechend auf. Wie später beschrieben wird, weisen diese Signale die richtige Reihenfolge auf, wobei die
Signale a auf den Leitungen 80 und 82 und die Signale b auf den Leitungen 84 und 86 auftreten. Die Impulse des
Taktphasenzuordners 76, die den Auftritt der Signale in der richtigen Reihenfolge verursachen, seien als
Gültigkeits-Datenimpulse bezeichnet Nach dem ersten Gültigkeits-Datenimpuls veranlaßt der nächste Taktphasenimpuls
des Zuordners 76 das /η-stufige Schieberegister 68 zur Erzeugung eines Ausgangssignals b„ auf
der Leitung SO sowie die Erzeugung von Ausgangssignalen bn+ 1, a„+i und a„+2 auf den Leitungen 82,84 und 86.
Da diese Signale eine unterschiedliche Reihenfolge aufweisen, d. h. die Signale a treten auf den Leitungen 84
und 86 auf, während die Signale b auf den Leitungen 80 und 82 auftreten, ist die Information nicht zu
gebrauchen und der Impuls von dem Taktphasenzuordner 76 ist kein Gültigkeits-Datenimpuls. Beim dritten
Impuls des Taktphasenzuordners 76 ergeben sic.h auf den' Leitungen 80, 82, 84 und 86 die Ausgangssignale
a„+i, a„+2, bn+\ und b„+2, die erneut die richtige
Reihenfolge aufweisen, so daß dieser Impuls des Tiktphasenzuordners 76 erneut ein Gültigkeits-Datenimpuls
darstellt Es ist erkennbar, daß jeder zweite Impuls des Taktphasenzuordners 76 auf der Leitung 78
einen Gültigkeits-Datenimpuls erzeugt, d. h. mit anderen
Worten einen Impuls, bei dem die Leitung 80 einen Ausdruck a, die Leitung 82 einen Ausdruck a erhöht um
1, die Leitung 84 einen Ausdruck b und die Leitung 86 einen Ausdruck b erhöht um 1 führt. Wie im
Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig.6 zu
sehen sein wird, werden nur die Gültigkeits-Datenimpulse verwendet, um die gesuchten Neigungs- und
Differenzdaten festzustellen. Das Verfahren wird für einen vollständigen Zyklus fortgesetzt, bis die Leitung
80 das Signal eines Detektors in dem vorletzten Detektorpaar bzw. dem Detektorpaar m—\ führt, die
Leitung 82 das Signal eines Detektors in dem letzten Detektorpaar bzw. dem Detektorpaar η führt, die
Leitung 84 das Signal des jeweils anderen Detektors in dem vorletzten Detektorpaar bzw. dem Detektorpaar
m— 1 führt und die Leitung 86 das Signal des anderen Detektors des letzten Detektorpaares bzw. des
Detektorpaares m führt. Wenn daher 11 Detektoren,
wie im vorliegenden Beispiel, benutzt werden, so gibt es 10 Gültigkeits-Datenimpulse auf der Leitung 78, die 10
geeignete Signale auf den Leitungen 80 bis 86 auftreten lassen. Die Leitungen 80 bis 86 sind gemäß Fig. 5 an
eine Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung 90 angeschlossen, die in einer Weise arbeitet, wie dies anhand
von F i g. 6 beschrieben wird und die ein Ausgangssignal auf einer Leitung 92 erzeugt, welches das Vorzeichen
gemäß dem zuvor angegebenen Ausdruck 2 angibt. Das Ausgangssignal auf der Leitung 92 kann benutzt
werden, um eine Anzeige 92' zu betätigen und die Richtung vorzugeben, in der die Linse 61 zur richtigen
Fokussierung bewegt werden muß. Mit dem Ausgangssignal auf der Leitung 92 kann auch ein reversibler
Motor 93 angetrieben werden, der über eine mechanische Verbindung 94 automatisch die Linse 61 in der
durch den Pfeil 95 angegebenen Richtung in die richtige Fokussierstellung bewegt.
Gültigkeits-Datenimpulse, d. h. jeder zweite Impuls des Taktphasenzuordners 76, werden ebenfalls über
eine Leitung 96 der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung 90 und über eine Leitung 97 einem Zähler 98
zugeführt, wobei letzterer die Gültigkeits-Datenimpulse zählt und einen Ausgangsimpuls auf einer Leitung 100
erzeugt, nachdem m— 1 Gültigkeits-Datenimpulse aufgetreten sind. In dem gegebenen Beispiel mit 11
Detektoren gibt es somit 10 Gültigkeits-Datenjmpulse für jeden Operationszyklus und der Zähler 98 erzeugt
bei Beendigung des 10. Gültigkeits-Datenimpulses ejnen
Impuls m—\ auf der Leitung 100, der der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung
90 zu einem Zweck zugeführt wird, welcher noch im Zusammenhang mit
F i g. 6 erläutert wird. Beim Auftritt des nächsten Gültigkeits-Datenimpulses, d. h. im vorgegebenen Beispiel
beim ii. Güittgkeits-Datenimpuis, erzeugt der Zähler 98 ein Signal m auf einer Leitung 102, das die
Tatsache anzeigt, daß der gesamte Inhalt des Schieberegisters 68 der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung
90 zugeführt worden ist und der Zyklus nunmehr beendet ist Dieses Signal m auf der Leitung 102 wird
der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung 90 über eine Leitung 104 zu einem Zweck zugeführt, der im
Zusammenhang mit Fig.6 noch erläutert wird, und dieses Signal wird ferner über die Leitung 66 dem
Übertragungsschalter 64 zugeführt so daß bei Beendigung des Zyklus die Signale der einzelnen Detektoren
der Anordnung 60 erneut in das m-stufige Schieberegister 68 zur Verwendung in einem nächsten Operationszyklus
übertragen werden können.
In F i g. 6 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung 90 dargestellt
und die verschiedenen zu der Algorhythmus-Ver-
arbeitungseinrichtung in Fig.5 führenden Leitungen tragen in Fig.6 die gleichen Bezugsziffern. Gemäß
F i g. 6 führt die Leitung 80 von dem Schieberegister 68 das Signal a„ und dieses wird über einen Widerstand 110
dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 112 zugeführt Das gleiche Signal wird über eine Leitung
114 und einen Widerstand 116 dem negativen Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 118 zugeführt Die
Operationsverstärker 112 und 118 sind so geschaltet, daß sie die ihnen zugeführten Eingangssignale aufsummieren.
Das Signal a„+\ auf der Leitung 82 wird über einen
Widerstand 120 dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 122 zugeführt, der als Invertierer
geschaltet ist, so daß sein Ausgangssignal auf einer Leitung 124 in der Größe dem Signal an+i, jedoch mit
entgegengesetztem Vorzeichen, entspricht Die Leitung 124 ist über einen Widerstand 126 auf den negativen
Eingang des Operationsverstärkers 112 geführt. Das Signal a„+\ auf der Leitung 82 wird ebenfalls über eine
Leitung 128 und einen Widerstand 130 dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 118 zugeführt.
Das Signal b„ auf der Leitung 84 ist über einen Widerstand 132 auf den negativen Eingang eines
Operationsverstärkers 134 geführt, der in gleicher Weise wie der Operationsverstärker 122 als Inverter
arbeitet, so daß sein Ausgangssignal auf einer Leitung 136 in der Größe dem Signal b„ entspricht aber ein
entgegengesetztes Vorzeichen aufweist. Dieses Signal auf der Leitung (36 wird über einen Widerstand 138 auf
den negativen Eingang des Operationsverstärkers 118 geschaltet. Das Signal auf der Leitung 84 ist ferner über
eine Leitung 140 und einen Widerstand 142 auf den negativen Eingang des Operationsverstärkers 112
geschaltet.
Das Signal b„+\ auf der Leitung 86 wird über einen
Widerstand 146 dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 148 zugeführt. Der Operationsverstärker
148 arbeitet wie die Operationsverstärker 122 und 134 als Inverter, so daß sein auf einer Leitung 150
auftretendes Ausgangssignal in der Größe dem Signal bn+\ entspricht, aber ein entgegengesetztes Vorzeichen
aufweist. Dieses Signal wird über einen Widerstand 152 dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 118
zugeführt und über eine Leitung 154 und einen Widerstand 156 auf den negativen Eingang des
Operationsverstärkers 112 geschaltet.
Es ist erkennbar, daß der Operationsverstärkei 112 vier Eingangssignale an seinem negativen Eingangsanschluß
zugeführt erhält, wobei diese vier Signale durch a„, —a„+\, b„ und — b„+\ vorgegeben sind. Demgemäß
wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 112
auf der Leitung 160 durch den Ausdruck a„. — an+\+b„ — bn+\ gebildet. Dieses Signal wird einem
Multiplizierer 164 über eine Leitung 168 zugeführt.
Es ist ferner ersichtlich, daß der Operationsverstärker 118 vier Eingangssignale zugeführt erhält, die durch die
Signale a„, a„+u —b„ und —b„+1 vorgegeben sind. Das
Ausgangssignal des Operationsverstärkers 118 liegt somit auf einer Leitung 170 in Form des Ausdruckes
a„ — bn + an + ] —b„+\
vor. Dieses Signal wird dem Multiplizierer 164 über eine Leitung 172 zugeführt. Der Multiplizierer 164 multipliziert
die Signale auf den Leitungen 168 und 172, und er erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 174 gemäß
dem Ausdruck
(an-b„+an+}-b„+1) - (a„-aa+^+bn-bn+,).
Dieser Ausdruck entspricht dem zuvor angegebenen und aufzusummierenden Ausdruck gemäß Gleichung 2.
Das Signal auf der Leitung 174 wird über einen Widerstand 180 einem Schalter 182 zugeführt, dessen
andere Seite über eine Leitung 184 an den negativen Eingang eines Operationsverstärkers 186 angeschlossen
ist Der Schalter 182 weist eine Eingangsleitung 94 auf, welche gemäß Fig.5 die Gültigkeits-Datenimpulse
führt, wie sie durch den Taktphasenzuordner 76 erzeugt werden. Jedesmal, wenn ein Gültigkeits-Datenimpuls
auf der Leitung 94 empfangen wird, wird der Schalter 182 betätigt, um das Signal auf der Leitung 174 zu dem
negativen Eingang des Operationsverstärkers 186 zu übertragen, so daß auf diese Weise durch die
Algorhythmus-Verarbeitungseinrichtung 90 nur gültige
Daten verarbeitet werden, d. h. Signale a„, an+u b„ und
fcn+i in der richtigen Reihenfolge.
Der Operationsverstärker 186 erzeugt ein Ausgangssignal
auf einer Leitung 188 und ein Kondensator 190 ist zwischen die L -itung 188 und die Eingangsleitung 184
geschaltet, so daß der Operationsverstärker 186 als Integrator arbeitet. Das Signal auf der Leitung 188
bildet somit die negative Summierung der Signale auf der Leitung 174. Das Signal auf der Leitung 188 wird
über einen Schalter 192 und eine Leitung 194 dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 196
zugeführt, der ein Ausgangssignal auf einer Leitung 198 erzeugt. Ein Kondensator 200 ist zwischen den Ausgang
198 und den Eingang 194 geschaltet und, da kein Widerstand am Eingang des Operationsverstärkers 1%
angeordnet ist, nimmt dessen Ausgangssignal ein negatives bzw. positives Sättigungspotential in Abhängigkeit
von dem Vorzeichen des Signals an seinem Eingang 194 ein. Das Signal auf der Leitung 194 liegt nur
vor, wenn der Schalter 192 betätigt ist und dies ist der Fall, wenn ein Impuls auf der Leitung 100 auftritt,
welcher gemäß F i g. 5 von dem Zähler 98 kommt und anzeigt, daß der Zählstand n-\ Gültigkeits-Datenimpulse
erfaßt hat. Der Schalter 192 wird daher bei Beendigung der Summierung aller Signale auf der
Leitung 174 eingeschaltet und das Vorzeichen dieses Signals steuert das Vorzeichen des Impulses, der auf der
Leitung 198 am Ausgang des Operationsverstärkers 1% auftritt. Nach m-1 Betätigungen des Schaltkreises
schließt somit der Schalter 192 und das aufsummierte Ausgangssignal des Operationsverstärkers 186 zeigt
somit die Summe aller Signale an, die ihm während des Zyklus zugeführt wurden. Das summierte Signal auf der
Leitung 194 ist entweder positiv oder negativ. Im positiven Fall tritt ein negatives Potential auf der
Leitung 198 auf und im negativen Fall tritt ein positives Potential auf der Leitung 198 auf. Das Signal auf der
Leitung 198 kann sodann einem herkömmlichen Motor-Steuerschaltkreis zum Betreiben des Motors 93
gemäß F i g. 5 zugeführt werden, um diesen in der einen oder anderen Richtung anzutreiben, was von dem
Vorzeichen des Signals auf der Leitung 198 abhängt, und hierdurch die richtige Fokussierstellung zu erreichen.
Es sei vermerkt, daß das Signal auf der Leitung 198 positiv oder negativ ist, bis eine genaue Übereinstimmung
aufgetreten ist und daß dies nicht von dem Abstand zwischen den Detektorpaaren abhängt. Die
positive bzw. negative Aufsummierung der Gleichungen 1 bzw. 2 ergibt sich auf jeder Seite von dem Punkt 40 in
F i g. 4, so daß die Linse in die richtige Stellung gesteuert wird und die bei dem älteren System angetroffene
Schwierigkeit überwunden wird.
Es iiegt dem Fachmann auf der Hand, daß andere elektrische Schaltkreise angegeben werden können, die
in gleicher Weise die vorstehend angegebenen Gleichungen und Ausdrücke verwirklichen. Darüber hinaus
liegt es auf der Hand, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei einer Belichtungsmessung durch das
Objektiv, sondern auch bei einem Basis-Entfernungsmesser gemäß der US-PS 40 02 899 verwirklicht werden
kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die automatische Scharfeinstellung von optischen
Systemen, mit einer Objektivlinse zur Erzeugung von ersten und zweiten Strahlungsverteilungsmustern
entsprechend einer aufzunehmenden Szene, mit ersten und zweiten Strahlungsdetektoreinrichtungen,
die auf Grund der ersten und zweiten |0 Strahlungsverteilungsmuster erste und zweite Ausgangssignale
erzeugen, wobei die ersten und zweiten Ausgangssignale in einer Scharfeinstellung der
Objektivlinse einander entsprechen und in bezug aufeinander eine erste Lnge einnehmen, und wobei ]5
die ersten und zweiten Ausgangssignale bei nicht vorhandener Scharfeinstellung der Objektivlinse
eine gegenseitige Verschiebung aufweisen, deren Betrag und Richtung von der Bewegung der
Objektivlinse aus der fokussierenden Stellung abhängen, gekennzeichnet durch
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/016,595 US4249073A (en) | 1979-03-01 | 1979-03-01 | Method and apparatus for determining focus position |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3007700A1 DE3007700A1 (de) | 1980-09-04 |
DE3007700C2 true DE3007700C2 (de) | 1987-08-20 |
Family
ID=21777952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3007700A Expired DE3007700C2 (de) | 1979-03-01 | 1980-02-29 | Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die automatische Scharfeinstellung von optischen Systemen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4249073A (de) |
JP (1) | JPS55118021A (de) |
DE (1) | DE3007700C2 (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4230942A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-28 | Honeywell Inc. | Crossed cylindrical lens |
US4309603A (en) * | 1979-10-17 | 1982-01-05 | Honeywell Inc. | Auto focus system |
JPS57188026A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-18 | Minolta Camera Co Ltd | Driving device for photographing lens of automatic focusing camera |
JPS584108A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-11 | Kyocera Corp | 自動焦点調節装置 |
JPS58199307A (ja) * | 1982-05-18 | 1983-11-19 | Olympus Optical Co Ltd | 合焦検出装置 |
US4573784A (en) * | 1982-12-11 | 1986-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detecting apparatus |
US4841140A (en) * | 1987-11-09 | 1989-06-20 | Honeywell Inc. | Real-time color comparator |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3945023A (en) * | 1974-03-29 | 1976-03-16 | Honeywell Inc. | Auto-focus camera with solid state range finder |
DE2560134C2 (de) * | 1974-04-01 | 1985-10-10 | Canon K.K., Tokyo | Vorrichtung zur Ermittlung des Abbildungszustands eines Bildes |
DE2437282C2 (de) * | 1974-08-02 | 1983-05-05 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Einrichtung zur fotoelektrischen Bestimmung der Lage einer Schärfenebene eines Bildes |
US4083056A (en) * | 1975-09-09 | 1978-04-04 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Focus detecting device for single-lens reflex cameras |
JPS5914723B2 (ja) * | 1976-05-22 | 1984-04-05 | 旭光学工業株式会社 | 一眼レフカメラの焦点検出装置 |
-
1979
- 1979-03-01 US US06/016,595 patent/US4249073A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-02-26 JP JP2232480A patent/JPS55118021A/ja active Granted
- 1980-02-29 DE DE3007700A patent/DE3007700C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55118021A (en) | 1980-09-10 |
JPS6239722B2 (de) | 1987-08-25 |
DE3007700A1 (de) | 1980-09-04 |
US4249073A (en) | 1981-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2922080C2 (de) | Entfernungsmeßeinrichtung | |
DE2513027C2 (de) | Entfernungsmeßeinrichtung | |
DE3041098C2 (de) | Einrichtung zur Bestimmung der Scharfeinstellung eines optischen Systems auf einen Gegenstand | |
DE2639625C3 (de) | Automatische Scharfeinstelleinrichtung | |
DE3320096C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen des Scharfstellungszustandes eines optischen Abbildungssytems | |
DE2431860A1 (de) | Fokussiersystem fuer optische geraete | |
DE2848874C2 (de) | Vorrichtung zum Bestimmen der Größe der Verschiebung eines durch ein optisches Abbildungssystem erzeugten Bildes | |
DE2514230B2 (de) | Kamera mit lichtelektrischem Wandler zur Ermittlung des Scharfeinstellzustands und zur Messung der Helligkeit eines aufzunehmenden Objekts | |
DE2549905C3 (de) | Vorrichtung zur Scharfeinstellung eines Objektivs | |
DE3038712A1 (de) | Entfernungsmesseinrichtung | |
DE2549704C2 (de) | Schaltungsanordnung in einem automatischen Fokussiersystem für optische Geräte | |
DE3852755T2 (de) | Optischer Fühler mit mehreren Elementen. | |
DE3605322C2 (de) | ||
DE3007700C2 (de) | Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die automatische Scharfeinstellung von optischen Systemen | |
DE2944161C2 (de) | Vorrichtung zur Feststellung der Scharfeinstellung eines optischen Systems | |
DE3305676A1 (de) | Vorrichtung zur schaerfeermittlung | |
DE3417385C2 (de) | ||
DE3001412A1 (de) | Fokussiererfassungsvorrichtung | |
DE3001767A1 (de) | Fokussiererfassungsvorrichtung | |
DE3049397C2 (de) | Automatische Scharfeinstellvorrichtung für eine Kamera | |
DE2846696C2 (de) | Automatische Scharfeinstelleinrichtung für ein optisches Abbildungssystem | |
DE3027015A1 (de) | Entfernungsmessrichtung | |
DE3005555C2 (de) | Einrichtung zur Ermittlung der Fokussierungseinstellung eines Kameraobjektivs | |
DE2917203C2 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung der Fokussierung einer Linse auf eine Soll-Schärfeebene | |
DE3416974A1 (de) | Entfernungsmesser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G02B 7/11 |
|
8126 | Change of the secondary classification |
Free format text: G03B 13/20 G01C 3/08 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted |