DE3019901A1 - Scharfeinstellungs-ermittlungssystem - Google Patents
Scharfeinstellungs-ermittlungssystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem
zur Ermittlung des Scharfeinstellungs-Zuständs
eines optischen Abbildungs-Systems in bezug auf ein Objekt; insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf ein Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem, bei dem
25: zwei Signale erzeugt werden, die den Abbildungszuständen
von Objektbilderh an zwei Stellen entsprechen, die im
wesentlichen an gegenüberliegenden Seiten, nämlich der
Vorderseite und der Rückseite und im wesentlichen in .■-:.--.. gleichen. Abständen zu einer vorbestimmten Brennebene
bzw, Scharfeinstellungsebene des optischen Abbildungs-Systems liegen, das auf das Objekt scharf einzustellen
ist, und bei dem diese Signale verglichen werden, um
damit den Scharfeinstellungs-Zustand des optischen Systems in bezug auf das Objekt, nämlich im einzelnen
den Scharfeinstellungs-Zustand oder den Zustand unscharfer
Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070
Dresdner Bank
* ** TosTlcli3t
'ck (München) Kto. 670-43-804
Einstellung zugleich mit der Richtung der unscharfen Einstellung, nämlich einer Naheinstellung oder einer
Ferneinstellung, zu ermitteln.
Bisher wurden mancherlei Verfahren und Einrichtungen
vorgeschlagen, den Scharfeinstellungs-Zustand eines optischen Abbildungs-Systems dadurch zu ermitteln, daß
die Schärfe eines mittels des optischen Systems erzeugten Bilds bewertet wird. Bei einem der bisher vorge-
"IO schlagenen Scharfeinstellungs-Systeme wurden fotoempfindliche
Elemente, deren Ausgangskennlinien sich entsprechend einer Änderung der Bildschärfe ändern, an zwei
Stellen an im.wesentlichen einander gegenüberliegenden Seiten in im wesentlichen gleichen Abständen von einer
vorbestimmten Brenn- bzw. Scharfeinstellungsebene des optischen Abbildungs-Systems angeordnet und bei der Einstellung
des optischen Systems die Ausgangssignale dieser beiden fotoempfindlichen Elemente miteinander verglichen,
um zu bestimmen, daß das optische System im Scharfeinstellungs-Zustand ist, wenn die Ausgangssignale
einander gleich werden. Nach diesem System ist es möglich, den Scharfeinstellungs-Zustand, nämlich den Zustand
scharfer Einstellung und den Zustand unscharfer Einstellung sowie auch im letzteren Fall die Richtung der Ab-
weichung aus der Scharfeinstellung, nämlich einen Naheinstellungs-
oder einen Ferneinstellungs-Zustand zu ermitteln. Dieses System ist besonders bei einem optischen
System vorteilhaft, das mit einem Servo-Mechanismus für eine automatische Scharfeinstellung versehen ist.
In der Praxis können jedoch gute Abbildungsbedingungen
nicht in allen Fällen sichergestellt werden; vielmehr entstehen im Gegensatz dazu in allen Fällen schlechte
Abbildungsbedingungen, In letzterem Fall wird es unmöglich,
eine richtige Bestimmung des Scharfeinstellungs-Zustands
zu erzielen, so daß fehlerhafte Ergebnisse auftreten können.
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Im einzelnen hat dieses System die grundlegende Unzulänglichkeit, daß es sehr schwierig ist, den richtigen
Scharfeinstellungs- bzw. Fokussierzustand von einem Zustand beträchtlicher Unscharf-Einstellung zu unterscheiden.
Dieses System ist nämlich so aufgebaut, daß der Scharfeinstellungs-Zustand durch Vergleich der Werte
der Ausgangssignale der genannten fotoempfindlichen
Elemente ermittelt wird; die Ausgangssignale der beiden fotoempfindlichen Elemente werden . einander gleich,
wenn das optische System richtig auf das Objekt scharf eingestellt ist; ferner werden jedoch diese Ausgangssignare
der beiden fotoempfindlichen Elemente einander
gleich oder im wesentlichen gleich in dem Fall, daß das optische System im Zustand einer beträchtlich unscharfen
Einstellung ist.
Die Erfindung betrifft ein Scharfeinstellungs-Ermittlungs-System,
bei dem zwei Signale erzeugt werden, die den Abbildungsbedingüngen von Objektbildern an zwei Stellen
entsprechen, die im wesentlichen an gegenüberliegenden Seiten, nämlich der Vorderseite und der Hinterseite,
unter im wesentlichen gleichen Abständen von einer vorbestimmten Brennebene eines optischen Abbildungs-Systems
erzeugt werden, das auf ein Objekt scharf eingestellt werden soll, und bei dem diese beiden Signale miteinander
verglichen werden, um den Scharfeinstellungs-Zustand des optischen Systems zu ermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem
zu schaffen, bei dem mit einfachen Maßnahmen die grundlegende.' Unzulänglichkeit
von Scharfeinstellungs-Systemen dieser Art, nämlich die große Schwierigkeit hinsichtlich der Unterscheidung
zwischen dem richtigen Scharfeinstellungs-Zustand gegenüber einem Zustand beträchtlicher Unscharfe mit Sicher-
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heit ausgeschaltet ist, so daß eine richtige Ermittlung des Scharfeinstellungs- bzw. Fokussier-Zustands gewährleistet
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vorteilhaft durch ein
Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem gelöst, bei dem ein
erstes und ein zweites Signal, die den Abbildungsbedingungen von Objektbildern an einer und einer zweiten
Stelle an im wesentlichen entgegengesetzten Seiten unter
]0 im wesentlichen gleichen Abständen von eine r vorbestimmten
Brennebene eines optischen Abbildungs-Systems entsprechen, zusammen mit einem dritten Signal gebildet
werden, das dem Abbildungszustand des Objektbilds an
einer dritten Stelle entspricht, die im wesentlichen mit der vorbestimmten Brenn- bzw. Scharfeinstellungsebene übereinstimmt, und bei dem entsprechend diesen
Signalen die Unterscheidung bzw. Bestimmung des Fokussier-Zustand des optischen Systems in bezug auf das Objekt
getroffen wird, nämlich des Scharfeinstellungs-Zustands,
des Naheinstellungs-Zustands oder des Ferneinstellungs-Zustands,
sowie auch die Unterscheidung zwischen einem richtigen Scharfeinstellungs-Zustand und einem Zustand
beträchtlich unscharfer Einstellung.
Ferner soll bei dem erfindungsgemäßen System ein vorteilhaftes
Verfahren für das einfache und sichere Bestimmen des Fokussier-Zustands des optischen Abbildungs-Eystems
bezüglich des Objekts, nämlich des Scharfeinstellungs-Zustands, des Naheinstellungs-Zustands oder des Ferneinstellungs-Zustands,sowie
auch für die einfache und sichere Unterscheidung zwischen dem Zustand der richtigen
Scharfeinstellung und dem Zustand der beträchtlich unscharfen Einstellung ergeben, um damit die Aufgabe der
Erfindung zu lösen.
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— ■"I Anhand eines nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Systems wird zunächst als ein Verfahren für das einfache und sichere Bestimmen
hinsichtlich der Unterscheidung zwischen dem Zustand beträchtlich unscharfer Einstellung und dem entgegengesetzten
Zustand unter der vorstehend beschriebenen Zielsetzung ein Verfahren angegeben, gemäß dem unter
Darstellung des genannten dritten Signals durch f-. der
■;:■ Fall, daß f3<fc oder f <
fc. gilt, wobei fc. ein vorbestimmter Bezugspegel ist, als Zustand beträchtlich
unscharfer Einstellung beurteilt wird, wäre der Fall,
ν . bei dem f >
fc. oder f_ > fc als der entgegengesetzte,
nämlich der richtige Scharfeinstellungs-Zustand gilt.
."Ferner-.wird bei diesem Ausführungsbeispiel als Verfahren
für das leichte und sichere Bestimmen des Fokussier-Zustands, nämlich des Scharfeinstellungs-Zustands, des
Naheinstellungs-Zustands oder des Ferneinstellungs-Zustands
ein Bestimmungs-Verfahren angegeben, bei dem -unter der Annahme, daß f und f das genannte erste bzw.
\ genannte zweite Signal bezeichnen, die Erfüllung beispielsweise der Beziehungen ff. - f_| <
fc„ oder Jf1 - f_|<fc? mit einem vorbestimmten Bezugspegel fc„
oder Jf1 - f-,Ί ■<
k"f 0 oder If1 - f _|-■<
kf _ mit einer KonoV V 2 = . 3 1 2 3
zo stante k von weniger als 1 und auch zusätzlich hierzu
der Bedingungen f > f1 und f_ >
f„ oder f->f1 und
f_> f2 als Scharfeinstellungs-Zustände beurteilt werden,
v der Fall: (fj - .£):>■ te oder Cf1 - ±2)
> ■ fc2 oder
Cf1 '-■ f.)>
Jcf- oder (f. - fo)
> kf, und -f > fc. oder
: f3>fc als Naheinstellungs-Zustand beurteilt wird und
-der Fall: (f. - f„)<-fc„ oder (f. - f„) <" -fco oder
^f1 - f2)<-kf3 öder (f - f^)
< -kf3 und f3>.fc1 oder
f >.fc1 als Ferneinstellungs-Zustand beurteilt wird.
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Auf diese Weise ergibt die Erfindung ein Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem,
bei dem sowohl der Fokussier-Zustand eines optischen Abbildungs-Systems in bezug auf
ein Objekt, nämlich der Scharfeinstellungs-Zustand, der c Naheinstellungs-Zustand und der Ferneinstellungs-Zustand,
als auch die Unterscheidung zwischen dem Zustand richtiger Scharfeinstellung und einem Zustand beträchtlich unscharfer
Einstellung erfolgt, wobei die Unzulänglichkeiten des herkömmlichen Systems völlig •vermieden sind.
Das erfindungsgemäße System ist beispielsweise für die Verwendung bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera verwendbar.
Bekanntermaßen können bei einer einäugigen Spiegelreflex-Kamera viele optische Aufnahme-Systeme mit
unterschiedlichen Brennweiten auswechselbar verwendet werden; wenn ein optisches Aufnahmesystem mit einer sehr
langen Brennweite (nämlich ein Teleobjektiv) verwendet wird, ergibt sich eine beträchtliche Versetzung des Brennpunkts
bzw. Scharfeinstellungspunkts, so daß eine beträchtlich unscharfe Einstellung auftreten kann. Das
erfindungsgemäße System ist in einem derartigen Fall
wirkungsvoll anwendbar.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1A, 1B und 1C zeigen eine grundlegende optische
Anordnung eines herkömmlichen Systems, bei dem das Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem angewandt wird,
mittels des herkömmlichen Systems erzeugte fotoelektrische Signale und ein Beispiel für den Aufbau
einer äußerst einfachen Schaltung für das herkömmliche System.
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Fig, 2A und 2B zeigen eine grundlegende optische Anordnung
des Scharfeinstellungs-Ermittlungssystems gemäß einem AUsführungsbeispiel sowie in diesem System
erzeugte fotoelektrische Signale.
Fig. 3 ist ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Scharfeinstellungs-Ermittlungssystems.
. Fig. 4A, 4B, 4C, 4D und 4E zeigen Beispiele für optische
Anordnungen eines Lichtempfangs-Systems für die Scharfeinstellungs-Ermittlung, das bei dem Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem
anwendbar ist.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine Lichtempfangseinheit
für die Scharfeinstellungs-Ermittlung mit einem Strahlenteiler und einem fotoempfindlichen Element,
die zur Bildung einer Einheit zusammengefaßt sind, die bei dem Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem
verwendbar ist.
_
_
Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines Festkörper-Bildsensors,
der bei dem Ermittlungssystem anwendbar ist.
Fig. 7 ist ein Schaltbild für ein Ausführungsbeispiel
des Ermittlungssystems mit dem Bildsensor.
Fig. 8 A und SB- zeigen Ausgangs-Kurvenformen von wesentlichen
Schaltungen in der Schaltung nach Fig. 7 sowie das Prinzip der dadurch herbeigeführten Be-Stimmung
des Scharfeinstellungs-Zustands.
Fig>..9A und 9B zeigen den Aufbau eines von dem in Fig.7
gezeigten unterschiedlichen wesentlichen Teils in einer Abänderung sowie das Prinzip der Ermittlung
3~> des Scharf einstellungs-Zustands.
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~τ6~ 3019501 DE
Fig. 10 is-t eine Schematische Ansicht, die ein Beispiel
für den Aufbau einer einäugigen Spiegelreflexkamera
zeigt, bei welcher das System gemäß dem in der-Fig. 3"
"oder der Fig. 7 einschließlich der in der Fig. 9A abgewandelten Form gezeigten Ausführungsbeispiel
angewandt ist.
Fig. 11 ist ein Schaltbild, das eine weitere Abwandlungsform des in Fig. T gezeigten Ausführungsbeispiels
zeigt.
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau einer einäugigen Spiegelreflexkamera
zeigt, bei der das System in der in Fig. 11 gezeigten abgewandelten Form angewandt ist.
Vor der Beschreibung der Ausführungsbeispiele des Ermittlungssystems
wird anhand der Fig. 1A bis 1C ein herkömmliches
Ermittlungssystem beschrieben, das mittels, des Scharfeinstellungs-Ermittlungssystems verbessert wird.
In Fig. 1A ist 1 ein Abbildungsobjektiv (d. h., im Falle
einer Kamera ein Aufnahmeobjektiv); 2 ist eine vorbestimmte
Brennebene bzw. Scharfeinstellungs-Ebene (d. h., im Falle einer Kamera die Filmebene); 3 und 4 sind fotoempfindliche
Elemente wie CdS.-Elemente, CdSe-Elemente
o. dgl., die die Eigenschaft haben, daß ihr innerer Widerstand ansteigt, wenn die Schärfe eines auf der
Lichtempfangsflache der Elemente abgebildeten Bilds ansteigt.
Diese fotoempfindlichen Elemente 3 und 4 sind so angeordnet, daß sie jeweils einen Einfallslichtfluß
aufnehmen, der durch das Objektiv 1 durchgelassen wird und mittels eines Strahlenteilers 5 aufgeteilt wird,
der ein Reflexions-Durchlaß-Verhältnis von 1 : 1 hat;
die Lichtempfangsebenen der Elemente sind so angeordnet,
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daß die Lichtempfangsebene des Elements 3 in einem vorbestimmten
Abstand vor der .Brennebene 2 liegt, während die
Lichtempfangsebene des, Elements 4 in dem gleichen Abstand hinter der Brennebene 2 liegt.
Wenn bei dieser optischen Anordnung das Abbildungs-JDbjektiv-"..1
längs seiner optischen Achse 11 in bezug auf
ein in einem endlichen Abstand liegendes Objekt einge-.
stellt wird, . entsteht eine Veränderung der inneren Wider-stände
der fotoempfindlichen Elemente 3 und 4, wie es in
Fig. IB gezeigt ist. In der Fig. 1B ist die Lageeinstellung
des Objektivs 1 an der Abszisse aufgetragen, während
an der.-Ordinate der .Innenwiderstand der fotoempfindlichen
Elemente 3 und 4 in beliebig gewählten Einheiten aufgetragen
ist} die Kurven 31 und 4' bezeichnen jeweils die
Werte des' Innenwiderstands der fotoempfindlichen Elemente
3 bzw. 4 ...--■"■
Aus der Fig. 1B ist ersichtlich, daß die Werte des inneren
-Widerstands der Elemente 3 und 4 einander gleich werden, wenn die Abbildungsstelle mit der in Fig. 1A gezeigten
vorbestimmten Brennebene 2 zusammenfällt.. Diese Stellung
ist auf der Abszisse in Fig. IB durch 2' dargestellt.
Sobald die Abbildungslage aus der vorbestimmten Brennebene 2 nach vorne oder nach hinten zu verschoben wird,
steigt der Innenwiderstands-Wert des entsprechenden fotoempfindlichen
Elements an, während der Innenwiderstands-Wert des anderen fotoempfindlichen Elements abnimmt. Wenn
gegenüber der vorbestimmten Brennebene 2 die Abbildungslage
außerordentlich stark verschoben ist, ist die Schärfe der an den Lichtempfangsebenen der beiden Elemente 3 und
4 erzeugten Bilder außerordentlich herabgesetzt, so daß die Innenwiderstands-Werte der beiden Elemente 3 und 4
beträchtlichverringert sind. Aus der Fig. 1B ist ersichtlich,
daß es möglich ist, durch Vergleichen der
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Werte der inneren Widerstände der fotoerapfindlicIiGn
Elemente 3 und 4 das Lageverhältnis: der Abbildungsstelle
in bezug auf die vo.rbestiminte Brennebene 2 zu ermitteln.
Die Pig. IC zeigt ein Beispiel, für einen Aufbau, mit dem
eine derartige Ermittlung auf einfache Weise ausgeführt
und das Ermittlungsergebnis mittels einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Bei dem in Fig. IC gezeigten Aufbau
wird den fotoempfindlichen Elementen 3 und 4 Strom von
einer Batterie 6 zugeführt, wobei diese Elemente zusammen mit Widerständen 7 und 8 eine bekannte Brockenschaltung
bilden, in deren Querzweig ein Meßwerk 9 angeordnet ist. Wie in Fig. IC gezeigt ist, ändern sich die Innenwiderstandswerte
der fotoempfindlichen Elemente 3 und 4 entsprechend der Einstellung des Abbildungs-Objektivs 1,
so daß über das Keßwerk 9 Strom fließt und einen Zeigerausschlag
des Meßwerks ergibt. Wenn.die Schaltung so abgeglichen ist, daß der Zeiger des Meßwerks bei dem Scharfeinstellungs-Zustand
des Abbildungs-Objektivs 1 in seiner Null-Stellung steht, bewegt sich der Zeiger entsprechend
einem Naheinstellungs-Zustand oder einem Ferneinstellungs-Zustand auf die eine oder andere Seite; auf diese Weise
ist es möglich, aus der Auslenkung des Zeigers den Fokussier-Zustand
des Abbildungs-Objektivs 1 zu erkennen. Wie leicht aus der Fig. IB ersichtlich ist, nimmt jedoch bei
diesem herkömmlichen System der Zeiger des Meßwerks auch dann seine Null-Stellung ein, wenn die Abbildungsebene
des Abbildungs-Objektivs 1 gegenüber der vorbestimmten Brennebene 2 extrem verschoben ist; folglich ist es unmöglich,
einen derartigen Zustand extremer Verschiebung von dem Zustand echter Scharfeinstellung zu unterscheiden,
bei dem die Abbildungsebene richtig mit der vorbestimmten
Brennebene 2 übereinstimmt; daraus ergibt sich eine fehlerhafte Funktion.
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Nunmehr wird anhand der Fig, 2A und 2B das Prinzip der
Fokuss.ier-Erniittlung bei dem Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem
beschrieben, bei welchem der vorstehend ausgeführte Nachteil des herkömmlichen Systems vermieden
werden kann. In der Fig. 2A bezeichnen die Elemente mit
den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1A Teile, die mit
denjenigen in der Fig. TA im Aufbau und der Funktion
identisch sind, so daß daher ihre ausführliche Beschreibung weggelassen wird. In der Fig. 2A ist 10 ein HaIb-
IQ spiegel, der zur Teilung des von dem Abbildungs-Objektiv
kommenden Einfallichtflusses dient; in dem Weg des von dem Halbspiegel 10 reflektierten Lichtstroms sind die
beiden fotoempfindlichen Elemente 3 und 4 sowie ein Halbspiegel 5 in einem Lageverhältnis angeordnet, wie es
T5 anhand der Fig. 1A beschrieben wurde. 11 ist ein drittes
fotoempfindliches Element, das den durch den Halbspiegel
10 hindurchtretenden Lichtstrom empfängt und dessen Lichtempfangsebene so angeordnet ist, daß sie mit der
vorbestimmten Brennebene 2 des Objektivs 1 übereinstimmt.
Dieses dritte Element 11 hat die gleichen Eigenschaften
wie die Elemente 3 und 4. VJenn die Lichtstärke der an
den Lichtempfangsebenen bzw. -flächen dieser drei fotoempfindlichen
Elemente 3, 4 und 11 ausgebildeten Bilder
einander gleich sein sollen, ist es notwendig, daß der Ilalbspiegel 10 ein Reflexions-Durchlaß-Verhältnis von
2:1 hat und der Halbspiegel 5 ein Reflexions-Durchlaß-Verhältnis
von 1:1 hat.
Der Zusammenhang zwischen der Änderung der Innenwiderstandswerte
der drei fotoempfindlichen Elemente 3, 4 und
11 in der vorstehend beschriebenen optischen Anordnung
und der Einstellung des Abbildungs-Objektivs 1 in bezug
auf ein in einem endlichen Abstand von dem Objektiv liegendes Objekt ist in Fig. 2B gezeigt, in welcher die
Kurve 11' die Änderung des Innenwiderstandswerts des
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T dritten, fotoeinpfindlichen Elements TT zeigt. Aus der
Fig. 2B wird deutlich ersichtlich, daß dann, wenn die
Abbildungsebene des Objektivs T in dem mit A bezeichneten
Bereich, nämlich nahe der vorbestimmten Brennebene 2 liegt, der Innenwiderständswert des dritten
fotoempfindlichen Elements TT höher als derjenige der
Elemente 3 und 4 ist; dieser Zusammenhang besteht in keinem anderen Bereich als dem Bereich A-
Durch Nutzung dieses Zusammenhangs kann der Scharfeinstellungs-Zustand
leicht gegenüber dem Zustand äußerst unscharfer Einstellung bzw. extremer Defokussierung
unterschieden werden.
Nachstehend werden Ausführungsbeis'piele des Scharfeinstellungs-Ermittlungssystems
beschrieben, die auf diesem Prinzip der Scharfeinstellungs-Ermittlung basieren.
Zunächst wird die Fig, 3 beschrieben, die das erste Ausführungsbeispiel des Systems und insbesondere den
Aufbau der elektrischen Schaltung bei dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt, das nach dem Prinzip der in Fig. 2A gezeigten optischen Anordnung arbeitet.
Nach Fig. 3 sind die in Fig. 2A gezeigten drei fotoempfindlichen
Elemente 3, 4 und 1T jeweils mit Konstantstromquellen
12, 13 bzw. 14 verbunden, so daß durch
jedes dieser Elemente ein konstanter Strom fließt. Die sich aufgrund der Änderung der Widerstandswerte der foto-
^O empfindlichen Elemente 3, 4 und 11 ändernden Spannungen
werden jeweils über Widerstände 18, 22 bzw. 26 an nichtinvertierende
Eingänge von Rechenverstärkern 15, 19 bzw. 23 angelegt. 16 und 17, 20 und 21 sowie 24 und 25 bezeichnen
jeweils Eingangswiderstände bzw. Gegenkopplungs-
OJ widerstände der jeweiligen Verstärker 15, 19 und 23,
wobei die Schaltungsanordnung so getroffen ist, daß an
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/ "■;-". ---,'ζ:/:;-. -21- DE 0448
den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der Verstärker 15,
"-; : " .frzw. 23 Spannungen abgegeben werden, die -den Änderungen
der Widerstandsvierte der jeweiligen fotoerapfindlichen
Elemente 3, 4 bzw. 11 entsprechen (und die nachstehend
als "Eokussiersignale" bezeichnet werden) . Ein Rechenverstärkex
27 bildet zusammen mit Widerständen 28, 29, 30 und 31 einen Differenzverstärkerf an den die Ausgangs-
; .signale der Verstärker 15 und 19 angelegt werden, so daß
ein der Differenz zwischen den Fokussiersignal-Pegeln
IG aus den Verstarkern 15 und 13 entsprechendes Signal an
dem Ausgangsanschluß des Rechenverstärkers 27 abgegeben
ν wird,. Auf gleichartige Weise bildet ein Rechenverstärker
32 zusaminen mit Widerständen 33, 34, 35 und 36 einen
Differenzverstärker/ an den die Ausgangssignale der
Verstärker 15 und 2 3 angelegt werden, so daß an dem Ausgang des Rechenverstärkers 32 ein der Differenz
.zwischen, den Fokussiersignal-Pegeln aus den Verstärkern
15 und 23 entsprechendes Signal erzeugt wird. Ferner
bildet ein Rechenverstärker 37 zusammen mit Widerständen
.38,-39,- 40 und 41 einen Differenzverstärker, an den die
Ausgangssignale der Verstärker 19 und 23 angelegt werden.,
so daß an dem. Ausgang des Rechenverstärkers 37 ein
; der Differenz zwischen den Fokussiersignal-Pegeln aus den Verstärkern 19 und 23 entsprechendes Signal erzeugt
wird. Vergleicher 42 und 4 3 bilden Fenster-Vergleicher zum Vergleich der Ausgangspegel des Rechenverstärkers
. mit vorbestimmten Pegeln Vn und -Vn, die mit Hilfe veränderbarer
Widerstände 44 bzw. 45 eingestellt sind. Die Vergleicher sind gemäß der Darstellung in Fig. 3 so
geschaltet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 42
hohen Pegel annimmt und das Ausgangssignal des Vergleichers
4 3 niedrigen Pegel annimmt, wenn der Ausgangspegel des Rechenverstärkers 27 über VR liegt, das Ausgangssignal
des Vergleichers 42 niedrigen Pegel annimmt . ■. und das Ausgangssignal des Verg.leichers 43 hohen Pegel
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-22- DE 0448
· annimmt, wenn dor Ausgangspegel des Rechenverstärkers
niedriger als -V-, ist und die Aus gangs signale beider
Vergleicher 42 und 4 3 niedrigen Pegel annehmen, wenn der
Ausgangspegel des Rechenverstärkers 27 höher -als -V und
niedriger als V^ ist.
Ein Vergleicher 48, dessen invertierender Eingangsanschluß mit Masse verbunden ist, bildet einen Null-Detektor. Dieser Vergleicher ist gemäß der Darstellung in -
Fig. 3 so geschaltet, daß sein Ausgangssignal nur dann
hohen Pegel annimmt, wenn das Ausgangssignal des Rechenverstärkers
32 positiv ist, nämlich der von dem Rechenverstärker
23 her zugeführte Fokussiersignal-Pegel· höher als der von dem Rechenverstärker 15 her zugeführte
Pegel ist. Ein Vergleicher 49, dessen invertierender
Eingangsanschluß mit Masse verbunden ist, bildet einen
Null-Detektor für das Ausgangssignal des RechenVerstärkers 37. Dieser Vergleicher ist so geschaltet, daß sein
Ausgangssignal nur dann hohen Pegel annimmt/ wenn das
Ausgangssignal des Rechenverstärkers 37 positiv ist,
d. h., der von dem Rechenverstärker 23 her zugeführte Fokussiersignal-Pegel höher als der von dem Rechenverstärker
19 her zugeführte ist. Ein Vergleicher 52 vergleicht den von dem Rechenverstärker 23 her über einen
· VJiderstand 53 angelegten Fokussiersignal-Pegel· mit einem Bezugspegel Vt, der mittels eines veränderbaren Widerstands
55 eingestellt ist- Dieser Vergleicher ist so
geschaltet, daß sein Ausgangssignal nur dann hohen Pegel annimmt, wenn der von dem Rechenverstärker 23 her
zugeführte Fokussiersignal-Pegel· höher al·s der mitteis
des veränderbaren Widerstands 55 eingeste^te vorbestimmte
Pegel Vt ist. An die Ausgangsanschlüsse der Vergleicher 42, 43, 48, 49 bzw. 52 sind Widerstände 46,
47, 50, 51 bzw. 54 angeschlossen, die zur Einstellung
der Spannungspegel· der Ausgangssignale niedrigen Pegels
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- -23!- . DE 044&
der Vergleicher dienen und an die Jewelis eine Spannung
+V angelegt ist. 56, 57 und 59 sind UND-Glieder, während
58 ein NOR-Glied ist. Nimmt man an, daß F3, F4 bzw. F11 jeweils die von den Rechenverstärkern 15, 19 bzw. 23- her
zugeführten Fokussiersignale sind, so ist die in Fig. gezeigte Schaltungsanordnung so ausgebildet, daß das
Ausgangssignal des UND-Glieds 56 nur dann hohen Pegel annimmt, wenn F1T>Vt und F4 - F3>VR sind, das Ausgangssignal
des UND-Glieds 57 nur dann hohen Pegel annimmt, wenn FH
> Vt und F4 - F3< -VR sind, das Ausgangssignal
des NOR-Glieds 58 nur dann hohen Pegel annimmt, wenn ~Vr = Fi* ~ F^ Ii V gilt, und das Ausgangssignal des
UND-Glieds 59 nur dann hohen Pegel annimmt, wenn die Bedingungen FH
> Vt, F11 > F3, FfI > F4 und -VD "^
XV.
F4 - F3 < V1, erfüllt sind.
60 und 61 sind ODER-Glieder. Das ODER-Glied 60 gibt ein
Ausgangssignal ab, das nur dann hohen Pegel hat, wenn das Ausgangssignal des UND-Glieds 56 hohen Pegel hat
oder das Ausgangssignal des UND-Glieds 59 hohen Pegel
hat; das Ausgangssignal des ODER-Glieds 60 dient zum
Einschalten einer Anzeigeschaltung aus einem Transistor 62, einem Widerstand 64 und einer Leuchtdiode 66A,
durch das die Leuchtdiode 66A aufleuchtet. Das ODER-Glied 61 bewirkt das Einschalten einer Anzeigeschaltung
aus einem Transistor 63, einem Widerstand 65 und einer Leuchtdiode 66B nur dann, wenn das Ausgangssignal des
UND-Glieds 57 hohen Pegel hat oder das Ausgangssignal des UND-Glieds 59 hohen Pegel hat; durch das Einschalten
leuchtet die Leuchtdiode 66B auf.
Bei diesem Aufbau des SCharfeinstellungs-Ermittlungssystems
ist zunächst vorausgesetzt, daß die vorbestimmten Pegel V , -V und Vt so gewählt sind, daß bei der
qc K R
durch den Bereich A in Fig. 2B dargestellten richtigen
030Ö4Ö/094B
-24- DE 044 £.
Scharfeinstellung die Bedingungen FtI
>Vt, Ft1-> F3, Fir>F4 und" -VR<
F4 - F3 < VR gelten. In dem Bere-ich
Ä haben die Ausgangssignale der Vergleichen 48, 49 und 52 hohen Pegel, während die Ausgangssignale der Vergleieher
4 2 und 4 3 niedrigen. Pegel haben; demzufolge hat das Ausgangssignal des UND-Glieds 59 hohen Pegel, Unter
diesen Bedingungen sind beide Leu-chtdioden 66A und 66B eingeschaltet, wodurch angezeigt wird, daß das System
den-Scharfeinstellungs-Zustand einnimmt. Als nächstes
•]q sei angenommen, daß das System den Zustand gemäß.dem mit
B bezeichneten Bereich einnimmt, d. h., den Zustand einer geringfügigen Unscharfeinsteilung zu der Ferneinstellung
hin. Dabei gilt F11> Vt und F4 - F3
> VR, so daß daher die Ausgangssignale der .Vergleicher 42 und S 2 hohen
Pegel haben, während das Ausgangssignal des Vergleichers
43 niedrigen Pegel hat. Folglich hat nur das Ausgangssignal des UND-Glieds 56 hohen Pegel, so daß das Ausgangssignal
des ODER-Glieds 60 hohen Pegel hat. Somit wird nur die Leuchtdiode 6 6A eingeschaltet und zeigt an, daß
das System den Zustand unscharfer Einstellung zu der
Ferneinstellung hin. einnimmt. Es sei nun im Gegensatz
dazu angenommen, daß das System einen Unscharfeinstellungs-Zustand
einnimmt, wie er durch den Bereich C dargestellt ist. In diesem Eareich ist das Ausmaß der Defokussierung
bzw. Fehleinstellung in der gleichen Größenordnung wie bei der vorangehenden Beschreibung, jedoch
ist die Fehleinstellungs-Richtung entgegengesetzt Cnämlich das System in dem Naheinstellungs-Zustand).
In diesem Fall gelten F11 > Vt und F4 - F3<-V„ , so daß daher die Ausgangssignale der Vergleicher 43 und 52
hohen Pegel haben, während das Ausgangssignal des Vergleichers 42 niedrigen Pegel hat. Folglich hat nur das
Ausgangssignal des UND-Glieds 57 hohen Pegel und somit
das Ausgangssignal des ODER-Glieds 61 hohen Pegel, so
daß nur die Leuchtdiode 66B eingeschaltet ist und anzeigt, daß das System den Fehleinstellungs-Zustand zur
030-048/0946
: · .■■;■■-■■■■ -25- DE 044 8
] Haheinstellurig hin einnimmt. Schließlich hat das System
-". - in den mit QE bezeichneten Bereichen den Zustand extremer
defokussierung'bzw. starker' Fehleinsteilung; d.h., das
: Ausgangssignäl des Vergleichers 52 hat niedrigen Pegel,
so. daß die Ausgangs-signale aller UND-Glieder 56, 57 und
59.niedrigen Pegel haben. In diesem Fall ist keine der
\ Leuchtdiöden eingeschaltet.
Es list ersichtlich, daß das System gemäß dem in Fig. 3
.10 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur die Unterscheidung
zwischen dem Scharfeinsteilungs-Zustand, dem Nah-.-."
einstellungs-Zustand und dem Ferneinstellungs-Zustand
erlaubt, sondern auch die Unterscheidung zwischen dem ,Zustand der richtigen Scharfeinstellung und dem Zustand
extremer Fehleinstellung; auf diese Weise wird der im
Zusammenhang mit den Fig, 1A bis IC beschriebene Nachteil
des herkömmlichen Systems völlig ausgeschaltet.
:Nachstehend werden einige Beispiele für die optische
Anordnung des Lichtempfangssystems für die Scharfeinstellungs-Ermittlung
beschrieben, die bei dem Scharfeins tä.lungssystem verwendbar sind.
■.-.■,-; Das Lichtempfangssystem für die Einstellungsermittlung
bei dem Scharfeinstellungs-Ermittlungssystern kann natürlich
dadurch aufgebaut werden, daß voneinander unabhängige fotoempfindliche Elemente 3, 4 und 11 sowie
zwei Halbspiegel 5 und 10 verwendet werden; diese optische Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß es sehr
schwierig ist, das Lageverhältnis zwischen den jeweiligen Bauelementen richtig einzustellen. Beispiele werden
nun anhand der Fig. 4A bis 4E beschrieben, die Aufbauten
zeigen, bei welchen die richtige Einstellung des vor- -':. stehend genannten optischen Lageverhältnisses mit zu-
: friedenstellender Genauigkeit allein dadurch erzielbar ist, daß die fotoempfindlichen Elemente und die Elemente
030043/0946
-26- DE 0448
des optischen Systems für die Aufteilung des-Lichtstroms
festgelegt werden-, -wobei vorausgesetzt ist,i-daß eine
gute Genauigkeit bei der Anordnung der fotoempfindlichen Elemente an einer Grundplatte und gute Genauigkeit- der
Elemente des optischen Systems für die Aufteilung des
Lichtstroms gewährleistet sind. Die "Fig. 4A zeigt als
Beispiel einen Aufbau, -bei dem an einer Grundplatte· -68"
aus Keramik-Material oder dergleichen drei fotoempfindliche Elemente 68', 68" und 68 ' ' ' so angeordnet sind,
wie es in Fig. 4B gezeigt ist, und über der Grundplatte
ein Strahlenteiler 67 angebracht ist. Der Strahlenteiler
67 hat einen halbdurchlässigen Teil bzw- eine halbdurchlässige Fläche 67' mit einem Reflexions-Durchlaß-Verhältnis
von beispielsweise 2 : 1,, eine nalbdurchlässige Fläche
67" mit einem Reflexions-Durchlaß-Verhältnis von bei- spielsweise 1:1 und eine Totalreflexions-Fläche 67 ' ' ' .
Der von dem Objektiv 1 her kommende Abbildung'S-Lichtstrom
wird mittels des Strahlenteilers "67 in drei Teile mit
verschiedenen optischen Wegen aufgeteilt, so daß die entsprechenden Lichtempfangsteile bzw. Elemente 68** 68"
und 68*1I an der Grundplatte 68 so angeordnet sind, daß
das erwünschte optische Lageverhältnis gemäß der Darstellung
in Fig. 2A eingehalten ist. Die Fig. 4C zeigt ein
Beispiel eines Aufbaus, bei dem die Lichtempfangsteile bzw. Elemente 68', 68" und 68''' in engen Abstanden an
der Grundplatte 68 angeordnet sind und diese unter einem
Winkel zu der optischen Achse 11 des Abbildungs-Objektivs
1 so angeordnet ist, daß die von den jeweiligen Lichtempfangsteilen
bzw. Elementen 68l, 68" und 68111 empfangenen
Lichtströme des Bilds unterschiedliche optische Wege haben. In der Fig. 4C ist der Lichtempfangsteil 68"
so angeordnet, daß er der vorbestimmten Brennebene des Objektivs 1 entspricht. Bei dem Aufbau nach Fig. 4G ist
es nicht erforderlich, den Strahlenteiler 67 zu verwenden.
Die Fig. 4D und 4E zeigen abgewandelte Formen des
030048/0946
-27- DE Q44S
' Strahlenteilers» Ein in Fig. 4D.gezeigter Strahlenteiler
6.a hat. Totalreflexions-Flächen 6-9r und 63"" sowie Kalbspiegel-Flächen
6.3" und 6?111. Ein in Fig. 4E gezeigter
Strahlenteiler 70- hat Halbspiegel-Fläehen 70r und 70'r
sowie eine Totalreflexions-Fläche 7Q1 ' ' r wobei dies ein
Beispiel für einen Aufbau da-rstellt, bei dent der Strahlenteiler
70 .und die Grundplatte 68 parallel zu der optischen
Achse 11 dos Objektivs 1 angeordnet werden können.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau besteht zwischen den Lichtempfangsteilen bzw. Elementen 68', 68" und 6.8'"
und den in Fig. 4A gezeigten fotoempfindlichen Elementen 3, 4 und 11 einen Zusammenhang in der Weise, daß der
Teil 68' dem Element 3 entspricht, der Teil 68" dem Element 11 entspricht und der Teil 68'" dem Element 4
'^ entspricht. Die Grundplatte 68 ist zwar als Grundplatte
aus keramischem Material beschrieben, der vorstehend beschriebene Aufbau kann jedoch natürlich auch dann angewandt
werden, wenn die Grundplatte ein Silicium-Plättchen ist, auf dem oder in dem in monolithischer
Form die Lichtempfangsteile ausgebildet sind. Insbesondere
kann bei diesem Aufbau sehr vorteilhaft ein Festkörper-Bildsensor verwendet werden, bei welche« in den
letzten Jahren große Fortschritte erzielt wurden.
Nachstehend wird ein Aufbau beschrieben, bei dem als
fotoempfindliches Element ein Festkörper-Bildsensor
verwendet wird.
Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für einen Aufbau, bei dem Lichtempfangsteile aus CdS o. dgl., die an einer Keramik-
Grundplatte ausgebildet sind, oder Lichtempfangsteile aus monolithischem Silicium, die an einer Silicium-Grundplatte
ausgebildet sind, zusammen mit einem Strahlenteiler als eine Einheit in einem Gehäuse
dichtend eingeschlossen bzw. eingegossen sind, um damit einen Modul bzw» Baustein zu bilden. Ein Strahlenteiler
.1359t
-2"S- D-E- 04.4a
enthält au=f die gleiche Weise wie der in Fig..4A gezeigte
Strahlenteiler 67 Halb spi eg el-F Lachen. 7t' und 71"
sowie eine Totalxeflexions-Fläche 7trri, während eine
Grundplatte 72 Lichtempfangsteile 72', 72" und 72" '' enthält.
Diese Grundplatte 7.2 ist auf dem Boden einer Ausnehmung 73a befestigt, die in einem lichtundurchlässigen
Gehäuse 73 ausgebildet ist. über "in dem Gehäuse 73 ausgebildete
(nicht gezeigte) Elektroden sind Zuleitungsdrähte 74 für die Verbindung der Lichtempfangsteile 72',
72" und 72ri' mit äußeren Schaltungen an Anschlüsse 75
angeschlossen. Natürlich kann die Grundplatte 72 als eine Einheit sowohl mit den Lichtempfangsteilen 72',
72" und 72 ' ' ' als auch mit den Hauptteilen beispielsweise
der in Fig. 3 gezeigten Schaltung oder nachstehend beschriebenen Schaltungsteilen zusammengefaßt werden,
um dadurch ein Einzel-Chip-Baustein als integrierte Schaltung zu bilden. An dem Gehäuse 73 ist zum Festhalten des Strahlenteiler 71 eine lichtundurchlässige
Abdeckung 76 befestigt, die eine Öffnung 76 für den Durchlaß des Lichtstroms hat.
Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel für einen Aufbau, bei dem die Lichtempfangseinrichtung für die Einstellungsermittlung
durch einen Festkörper-Bildsensor und insbesondere durch ein solches Element mit Ladungsübertragung gebildet
ist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß bei dem Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem keine Einschränkung
auf einen derartigen Festkörper-Bildsensor mit Ladungsübertragung besteht, sondern auch andere
^ Ausführungsarten wie ein MOS-Bildsensor o.dgl. verwendet
werden können. Nach Fig.. 6 bilden eine Vielzahl von fotoempfindlichen Micro-Elementen (Sensorelementen)
drei Lichtempfangsteile 77a, 77b und 77c mit bekannter Ladungs-Integrier-Funktion. Diese Elemente sind unter
geeigneten Abständen voneinander und zusammen mit nach-
G30Ö48/Q94S
\V 3013301
■ , ;;-:.. -29- ., . DE 0448
stehend beschriebenen anderen Elementen auf einem
(nicht gezeigten)Silicium-Plättchen mit monolithischer
Struktur "(iialbleifcerplattchen) angeordnet. Jedes der
fotöerapfindlichen Elemente in den Lichtqmpfangsteilen 77a,
'77b und 77c hat ein-Format in der Größenordnung von
■beispielsweise- 3Oyum χ 5Gy.um. Hinsichtlich der Anzahl,
der fotoempfindlichen Elemente in den Lichtempfangsteil-en
77a> 7.7 b und: 77c besteht keine Einschränkung,
jedoch ist es vorzuziehen., daß in den jeweiligen Lichtempfangsteilen die gleiche Anzahl von beispielsweise
100 "bis 200 Elementen enthalten ist. An jedes der fotoempfi-ndlichen
Elemente wird eine Spannung angelegt, die in der Zeichnung durch +V dargestellt ist. Ein Integrations-
Entlade- bzw. Löschschal·tglied 78 ist dazu ausgebildet,
in den jeweiligen fotoempfindlichen Elementen integrierte unnötige Ladung zu beseitigen, bevor die
Signal-Ladung integriert wex'den soll; zu diesem Zweck
; wird einin.Fig. 6 mit IGG bezeichneter Integrations-Löschimpuls
an einen Anschluß 78a des Schaltglieds angelegt* Das Integrations-Löschschaltglied 78 wird für
eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet gehalten; wenn die
in den jeweiligen fotoempfindlichen Elementen integrierte
unnötige Lädung vollständig entfernt wurde, wird das
Schaltglied 78 wieder gesperrt, wodurch die Integration
der Signal-Ladung an den fotoempfindlichen Elementen
eingeleitet wird. Ein Ladungsübertrag-Schaltglied 79 ist so ausgebildet, daß es die integrierte Ladung überträgt,
nachdem die Signal-Ladung an jedem fotoempfindlichen Element für eine vorbestimmte Zeitdauer integriert
worden ist; dieses Ladungsübertrag-Schaltglied dient dazu, die integrierten Ladungen in aufeinanderfolgender
Weise für die jeweiligen Lichtempfangsteile 77a, 77b und
77c zu Ladungsübertrags-Teilen in Form von Analog-Sdhieberegistern
81a, 81b bzw. 81c wie Ladungskopplungs-Vorrich-
OJ tungen zu übertragen, die durch Anlegen eines Schiebe-
;■ .■ -30- - - ΏΕ Ο448
impulses. SH an .einen zugeordneten Anschluß 79a betrieben
werden.. Die zu den' Analog-Scfrieberegistern übertragenen
Signal-Ladungen der jeweiligen fotoemp.finddichen Elemente
werden durch Anlegen von Ladungsübertrags-Impulsen wie
beispielsweise ^4-Phasen-Impuls folgen .{φ. ■-τ φ,) über- mit
80a, 80b und 80c bezeichnete Elektroden an die Analog-Schieberegister
81a, 8Tb und 81c durch diese Register hindurch.aufeinanderfolgend nach rechts gemäß der Darstellung
in Fig. β übertragen. Bei dem in Fig.. 6 gezeigten
Beispiel wird zuerst beispielsweise durch Anlegen der Impulsfolge {φ* - φ ^) an die Elektrode SOa das Schieberegister
81a "betätigt, wodurch die Signal-Ladung in dem
Schieberegister 81a zu einem Ausgabeteil 82 übertragen
wird, wo die Signal-Ladung in eine Spannung umgesetzt wird, die über einen Ausgangsanschluß 82a in der Form
zeitlich serieller Bildsignale abgegeben wird; danach werden aufeinanderfolgend das Schieberegister 81b und
das Schieberegister 81c betätigt-. Durch eine derartige Steuerung der Register werden die an.den jeweiligen
Lichtempfangsteilen 77a, 77b und 77c integrierten Signal-Ladungen
aufeinanderfolgend an dem Ausgabeteil 82 in Spannungen umgesetzt, die über den Ausgangsansehluß 82a
abgegeben werden. Somit werden über den Ausgangsansehluß
82a aufeinanderfolgend Bildsignale aus den Lieh temp fang steilen 77a, 77b und 77c abgegeben. Unter Synchronisierung
mit der übertragung eines Elements der Signal-Ladungen an den Analog-Schieberegistern 81a, 81b und 81c wird an
den Ausgabeteil 82 ein Rücksetzimpuls RS angelegt, um damit bei jedem Element einen (nicht gezeigten) Ladungs-Spannungs-ümsetzkondensator
in dem Ausgabeteil 82 zu.
entladen. Danach wird das Integrations-Löschschaltglied
78 geöffnet und nach einer vorbestimmten Zeitdauer wieder geschlossen, wodurch erneut die Integration der Signal-Ladungen
an den jeweiligen fotoempfindlichen Elementen · begonnen wird. Nach einer vorbestimmten Integrations-
U3Q048/O&4S
-31- DE 0448
T- Zeitdauer wird das Ladungsübertrags-Schaltglied 79 geöffnet
und die bis zu diesem Zeitpunkt in den jeweiligen fotoeinpfindlichen Elementen gespeicherten Ladungen werden
in aufeinanderfolgender Weise' für die jeweiligen Lichtempfangsteile 77a, 77b und 77c zu den Analog-Schieberegistern
81a, 81b und 8.1c verschoben, wodurch
die Ladungen übertragen werden.- Durch Wiederholung dieses
Arbeitszyklus werden über den Ausgangsanschluß 82a in
einer vorbestimmten Aufeinanderfolge zyklisch die BiIdsignale
aus den jeweiligen fotoempfindlichen Elementen abgegeben.
Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Scharfeinstellungs-Ermittlungssystems,
bei dem beispielsweise der in Fig. 6 gezeigte Festkörper-Bildsensor als Lichtempfangseinrichtung
für die Einstellungsermittlung verwendet wird. Das in Fig. 7 gezeigte System weist ein
Abbildungs-Objektiv 85, einen Strahlenteiler 84, der dem
in Fig. 4A gezeigton Strahlenteiler 67 gleichartig ist,
und einen Festkörper-Bildsensor 8 3 auf, der dem in Fig.6 gezeigten entspricht, jedoch in vereinfachter Form dargestellt
ist. Das Ausgangssignal des Bildsensors 83, d.h., das Bildsignal der drei Bilder wird über ein
Hochpaß-Filter aus einem Kondensator 88 und einem Widerstand 87 geführt, wodurch verhältnismäßig hohe Frequenzen
aus dem Signal ausgesiebt werden, und dann mittels einer Absolutwert-Formungsschaltung oder Absolutwert-Schaltung
in einen 7\bsolutwert umgewandelt. Mit der Absolutwert-Schaltung 89 ist eine Anhebeschaltung 90
verbunden, die das Ausgangssignal der Absolutwert-Schaltung 89 entsprechend seinem Pegel anhebt, so daß
der Ausgangspegel der Absolutwert-Schaltung 89, der mit steigender Schärfe des Bilds höher wird, mittels der
Anhebeschaltung weiter angehoben wird, während ein
OJ Signal niedrigen Pegels, der auf eine Verminderung
030048/0346
-3.Z- ΚΕΓ 044&
der Schärfe zurückzuführen ist, auf diese Weise unterdrückt
wird. Dementsprechend gibt der Ausgangspegel der Anhebeschaltung 9O auf empfindliche Weise die Schärfe
eines Bilds wieder. E>as einfachste Verfahren zum Erzielen einer derartigen Anhebung besteht darin, nichtlineare
Kennlinien einer Schaltung zu benutzen. Der Anhebeschaltung 90 ist eine Integrierschaltung 91 nachgeschaltet,
die mittels einer Steuerschaltung 86 so gesteuert wird,
daß sie das Ausgangssignal der Anhebeschaltung 90, das den von den in Fig. 6 gezeigten jeweiligen Lichtempfangsteilen
77a, 77b und 77c zugeführten Signalen entspricht, einzeln für sich und aufeinanderfolgend für die jeweiligen Lichtempfangsteile 77a, 77b und 77c integriert.
Demgemäß dient die Integrierschaltung 91 dazu, aufeinanderfolgend drei Fokussiersignale abzugeben, die ""jeweils
dem Fokussierzustand der jeweiligen Bilder an den drei Lichtempfangsteilen 77a, 77b und 77c entsprechen.
Diese den Fokussierzuständen der jeweiligen Bilder an den genannten drei Lichtempfangsteilen 77a, 77b und 77c
entsprechenden Fokussiersignale, die von der Integrierschaltung
91 abgegeben werden, werden bis zu dem nächsten
Zyklus jeweils in aufeinanderfolgender Weise für die jeweiligen Lichtempfangsteile von Abfrage-Halte-Schaltungen
92a, 92b und 92c gespeichert. Die Abfrage-Haite-Schaltungen
92a, 92b und 92c werden mittels der Steuerschaltung 86 so gesteuert, daß sie einzeln für sich
die Fokussiersignale erfassen und speichern, die den Lichtempfangsteilen 77a, 77b bzw. 77c entsprechen. Auf
diese Weise sind die Änderungen der Ausgangssignale
^ der jeweiligen Abfrage-Halte-Schaltungen 92a, 92b und
92c bei der Verstellung des Abbildungs-Objektivs 85 längs- der optischen Achse 85' die gleichen wie die in
Fig. 2B durch die Kurven 31, 11 l bzw. 41 gezeigten.
Zur Vereinfachung der Erläuterung sei angenommen, daß das der Kurve 3' in Fig. 2B entsprechende Ausgangssignal
:--/ -33- . . DE 0448
;] der Abf rage-ilarte-Schaltung 92a· als F-1 3 bezeichnet ist,
das; Ausgängssignal· der Schaltung 92b als F1 11 bezeichnet
ist und das Ausgangssignal der Schaltung 92c als F14 bezeichnet
ist. Die Steuerschaltung 86 dient zur Steuerung r des Festkörper-Bildsensors 83, der 'integ-rierschaltung 91
und der jeweiligen Abfrage-Halte-Schaltungen 92a, - 92c
in einer vorbestimmten Zeitsteuerung; die Steuerschaltung
gibt beispielsweise an den Festkörper-Bildsensor 33
IQ die jeweiligen Impulse ICG, SH7 RS und ΦΛ ~ Φ χ ab, an
die Integrierschaltung 91 ein Integrations-Befehlssignal und ein rntegrations—Rücksetzsignal ab und an die Abfrage-Halte-Schaltungen
92a bis 92c Abfrage-Impulse ab. Die Zeitsteuerung dieser Impulse ist festgelegt, wobei die
Integrationslöschung bzw. Entladung der unnötigen Ladung
an dem Bildsensor 83, die Integration und die Übertragung
der. Signal -Ladung, die Signalintegra-tion an der Integrierschaltuiig
99 und das Abfragen und Speichern das : EQkTJiSsiersignals mittels der Abfrage-Halte-Schaltungen
92a bis 92e in einer vorbestimmten Aufeinanderfolge erfolgen.
Differenzverstärker 93 und 94 sind so ausgebildet,
daß sie entsprechend den Ausgangssignalen F "3 und FM
der Abfrage-Halte-Schaltungen 92a und 92c jeweils die Differenzen F1 3 - F14 bzw. F'4 ■-■ F'3 bilden; ein veränderbarer
Widerstand 99 ist zur Teilung des Ausgangssignals F ' 11 der Abfrage-Halte-Schaltung 92b geschaltet,
so daß. das Ausgangssignal an dem Spannungsteilungspunkt
zu Λ F111 wird ('x<1). Ein Vergleicher 101 ist so geschaltet,
daß er eine mittels eines veränderbaren Wider-■-stands
TOO eingestellte vorbestimmte Spannung mit dem Äusgangspegel FJ11 der Abfrage-Kalte-Schaltung 92b vergleicht.
An den Ausgang des Vergleichers 101 ist zur Einstellung des Pegels des Ausgangssignals niedrigen
Pegels des Vergleichers 101 ein Widerstand 102 ange-.,schlossen,
an den die Spannung +V angelegt ist. Die
-34- -DE 0448
] mittels des veränderbaren Widerstands 100 eingestellte
vorbestimmte Spannung entspricht dem mittels des veränderbaren Widerstands 55 bei. dem in Fig» 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel eingestellten vorbestimmten Pegel Vt und dient dazu, die Anzeige dann zu unterdrücken,
wenn der Ausgangspegel· F"11 der Abfrage-Hai te-Schaltur.g
92b außerordentlich niedrig ist, d-h., .sich das System
im Zustand erheblicher Fehleinstellung befindet. Dementsprechend wird im Hinblick auf das in Fig. 3 ge-
■jQ zeigte System diese mittels des veränderbaren 'Widerstands
100 eingestellte vorbestimmte Spannung als Vt bezeichnet. Das Ausgangssignal des Vergleichers 1Ό1 hat
hohen Pegel, wenn P'11>
Vt gilt, während es niedrigen Pegel hat, wenn F1Il
< Vt gilt, d.h., der Zustand
]5 extremer Fehleinstellung bzw. Defokussierung besteht.
Ein Vergleicher 95 ist so geschaltet, daß er das Ausgangssignal
(F'3 - F'4) des DifferenzVerstärkers 9 3 mit
dem Signal <xΈ" 11 vergleicht, während ein Vergleicher 96
so geschaltet ist, daß er das Ausgangssignal <F'4 - F'3)
des Differenzverstärkers 94 mit dem Signal <XF'11 vergleicht. Die Vergleicher sind gemäß der Darstellung in
der Figur so geschaltet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 9 5 niedrigen Pegel hat, wenn F'3 - F14 >~
(XF111 gilt, und hohen Pegel hat, wenn F'3 - F'4 ^«.F'H
gilt, während das Ausgangssignal des Vergleichers 96
niedrigen Pegel hat, wenn F14 - F13
> 'XF'11 gilt, und
hohen Pegel hat, wenn F14 - F'3 <
ex F111 gilt. An die Ausgänge der Vergleicher 95 und 96 sind zur Einstellung
der Pegel der Ausgangssignale niedrigen Pegels der Vergleicher
95 und 9 6 Widerstände 97 und 98 angeschlossen, an die jeweils die Spannung +V angelegt ist. Der
Sρannungsteilungsfaktor<* des veränderbaren Widerstands
99 bestimmt den Bereich, der als Scharfeinstellungs-Zustand
betrachtet wird, und ist bei diesem Ausführungs-
03004S/0948
30199-at ·
■ -35- DlT G448
] beisp-iel veränderbar. Die Schaltung weist UND-Glieder
103 „ 104 und 105 auf. Das UND-Glied 103 ist s& geschaltet,
daß sein Ausgangssignal nur dann hohen Pegel hat, wenn die Ausgangssignale der Vergleicher 9 5 und 101
hohen Pegel haben, während das Ausgangssignal des Vecgleichers
96 niedrigen Pegel hat. Das UND-Glied 104 ist so ausgebildet, daß sein Ausgangssignal nur dann hohen
Pegel hat, wenn die Ausgangssignale der Vergleicher 95, 96 und 101 alle hohen Pegel haben. Das UND-Glied 105 ist
so geschaltet, daß sein Ausgangssignal nur dann hohen
Pegel hat, wenn die Ausgangssignale der Vergleicher 96 und TOT hohen Pegel haben, während das Ausgangssignal
des Vergleichers 95 niedrigen Pegel hat. An die Ausgänge der UND-Glieder 1O3, 104 bzw. 105 sind jeweils Anzeige-
T5 Leuchtdioden 106, 107 bzw. 108 angeschlossen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau sei nun angenommen,
daß das Abbildungs-Objektiv 85 in bezug auf ein in einem endlichen Abstand vom Objektiv liegendes Objekt
eingestellt wird. Die Art der Änderung der Ausgangssignale
F13, F111 und F14 der Abfrage-Halte-Schaltungen
92a, 92b bzw. 92c und der entsprechenden Änderung des Ausgangssignals <xf'11 des veränderbaren Widerstands 99
sowie der Ausgangssignale F'3 - F'4 bzw. F'4 - F'3 der
Differenzverstärker 93 bzw. 94 sind in den Fig. 8A und
8B gezeigt (wobei die Fig. 8A der Fig. 2A entspricht).
Wenn das Abbildungs-Objektiv 85 in dem in Fig. 8A mit A bezeichneten Bereich steht, nämlich der Scharfeinstellungs-Zustand
besteht, sind die Bedingungen<*F'11
> F'3 - F'4, <XF'11
> (F'4 - F'3) und F1IIIs-Vt erfüllt,
so daß folglich die Ausgangssignale der Vergleicher 95, 96 und 101 hohen Pegel haben. Folglich hat nur das Ausgangssignal
des UND-Glieds 104 hohen Pegel, so daß nur
die Leuchtdiode 107 eingeschaltet wird und dadurch an-
030048/0946
-36- BE G448r
zeigt, daß an dem Objektiv der Scharfeinstellungs-Sustand
besteht. Wenn das Objektiv in dem Bereich B steht, sind die Bedingungen aF1 T1:>
F1 3 - F "4, <X F ' TK FH - F1 3 und
F'11>V't erfüllt, so daß folglich die Ausgangssignäle
der Vergleieher 95 und 101 hohen Pegel haben, während,
das Ausgangssignal des Vergleichers 9 6 niedrigen Pegel hat. Dementsprechend hat nur das Ausgangssignal des
UND-Glieds 103 hohen Pegel, so daß nur die Leuchtdiode 106 eingeschaltet wird und anzeigt, daß an dem Objektiv
der Ferneinstellungs-Zustand besteht. Wenn das Objektiv in dem Bereich C steht,- sind die Bedingungen &F M 1 <T
F1 3 - F'4,<xf' 11
> F'4 - F1 3 und Fr11>
Vt erfüllt, so daß folglich die Ausgangssignale der Vergleieher 96
und 101 hohen Pegel haben, während das Ausgangssignal
des Vergleichers 9 5 niedrigen Pegel hat. Dementsprechend
hat nur das Ausgangssignal des UND-Glieds 105 hohen Pegel, so daß nur die Leuchtdiode 108 eingeschaltet ist und
anzeigt, daß an dem Objektiv der Naheinstellungs.-Zustand
besteht. Hinsichtlich der Bereiche D und E sei angenommen, daß der Pegel V't von vornherein so eingestellt
ist, daß F'11<V't gilt, wenn das Objektiv in dem Bereich
D oder E steht. In diesem Fall hat das Ausgangs—
signal des Vergleichers 101 niedrigen Pegel, so daß die Ausgangssignale der UND-Glieder 103, 104 und 105 alle
niedrigen Pegel haben und folglich alle Leuchtdioden 106, 107 und 108 ausgeschaltet sind, wodurch angezeigt
wird, daß an dem Objektiv eine extreme Feineinstellung vorliegt. Bei dieser Anordnung ist es möglich, allein
durch Einstellung des Wertes des vorangehend genannten
ου Faktors « den Bereich A zu verengen, um dadurch den
Scharfeinstellungs-Zustand mit höherer Genauigkeit zu ermitteln, oder den Bereich A zu erweitern, um dadurch
den Scharfeinstellungs-Zustand schneller, jedoch mit
verringerter Genauigkeit zu ermitteln. 35
8/0946
: 3D 19901
-. -37- DE 0448
■■;"]■- Es ist somit ersichtlich, daß das System gemäß dem in
Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise wie das in. Fig. 3 gezeigte System sowohl die
/-.' " Unterscheidung zwischen dem ScharfeinstelluTigs-Zustand,
dem Naheinstellungs-Zustand und dem Ferneinstellungs-Zustarid
als auch die Unterscheidung zwischen dem Zustand
echter Scharfeinstellung und dem Zustand außerordentlich unscharfer Einstellung gewährleistet; somit wird der
Nachteil des herkömmlichen Systems gemäß der Beschreibung
anhand der Fig. 1A - 1C vollkommen vermieden.
Nachstehend, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9Λ und 9B
. eine abgewandelte Form des Ausführungsbeispiels nach Fig:s 7 beschrieben.
/ -.
- Die Fig. 9Ä zeigt den Aufbau eines Hauptteils, der von
".-.-dem in Fig. 7 gezeigten verschieden ist. Dieser Teil in
der abgewandelten Form hat einen Anschluß 200, an den
".;■.". ;das Ausgangs signal F' 3 der in Fig. 7 gezeigten Abfrage-Halte-Schaltung
92a angelegt wird, einen An-schluß 201,
an den das Ausgangssignal F111 der Abfrage-Halte-Schaltung
92b angelegt wird, einen Anschluß 202, an den das Ausgangssignal F14 der Abfrage-Halte-Schaltung 92c angelegt
wird, und einen Anschluß 203, an den die mittels des veränderbaren Widerstands 100 eingestellte vorbestimmte
Spannung Vt angelegt wird. Ein Vergleicher 204 ist so geschaltet, daß er die Signale F13 und F111 vergleicht,
wobei sein Aüsgangssignal niedrigen Pegel hat,
wenn F'3> F'11 gilt, während es hohen Pegel hat, wenn
I"3< F'11 gilt. Ein Vergleicher 205 ist so geschaltet, daß er die Signale F14 und F111 vergleicht, wobei sein
Aüsgangssignal niedrigen Pegel hat, wenn F'4>F'11 gilt,
und hohen Pegel hat, wenn FM < F'11 gilt. Ein Vergleicher 206 ist so geschaltet, daß er die Signale F111
undVt vergleicht, wobei sein Ausgangssignal hohen
.030.0-48/0
-3:8- ] .DEO448
Pegel hat, wenn F1 11
> Vt gilt, während es niedrigen Pegel hat, wenn F1H
< Wt gilt. Ein Differenzverstärker 207 ist zur Erzielung der Differenz (F'3 - F'4)· geschaltet,
während ein Paar von Vergleichern 208 und 209, die Fenster-Vergleicher· bilden, zum Vergleich der Differenz
(F'3 - F'-4) mit .den .vorbestimmten Spannungen V1 „und
-V geschaltet ist. Die Ausgangssignale dieser Vergleicher haben niedrigen Pegel, wenn die Bedingung
-V'R< (F'3 - F'4) < V'R erfüllt ist; wenn (F'3 - F'4)
>v'r Qi-l-t' hat das Ausgangssignal· des Vergleichers 203.
niedrigen und das Ausgangssignal des Vergleichers 208 hohen Pegel, während das Ausgangssignal des; Vergleichers
208 niedrigen Pegel und das Ausgangssignal des Vergleichers
209 hohen Pegel hat, wenn (F'3 -F1 4X-V^
ist. Die Schaltung weist ein UND-Glied 210 auf, das so geschaltet ist, daß sein Ausgangssignal nur dann hohen
Pegel annimmt, wenn die Ausgangssxgnale.der Vergieicher
208 und 209 beide niedrigen Pegel haben; ein UND-Glied
211 ist so geschaltet, daß sein Ausgangssignal nur dann
hohen Pegel annimmt, wenn die Ausgangssignale des UND-Glieds
210 und der Vergleicher 204 und 205 hohen Pegel haben; ein NAND-Glied 212 ist so geschaltet, daß sein
Ausgangssignal· nur dann niedrigen Pegel· hat, wenn die Ausgangssignaie der Vergieicher 206 und 208 hohen Pegel
haben; ein NAND-Glied 213 ist so geschal·tet, daß sein
Ausgangssignal· nur dann niedrigen Pegel hat, wenn die Ausgangssignale des UND-Glieds 211 und des Vergieichers
206 beide hohen Pegel haben; ein NAND-Giied 214 ist so
geschaitet, daß sein Ausgangssignal· nur dann niedrigen
Pegel· hat, wenn die Ausgangssignaie der Vergl·eicher
und 209 beide hohen Pegel· haben; mit den Ausgängen der NAND-Giieder 212, 213 bzw. 214 sind jeweiis Anzeige-Leuchtdioden
215, 216 bzw. 217 verbunden, an die über
Widerstände 218, 219 bzw. 220 die Spannung +V angeiegt
ist; somit wird jeweiis eine der Leuchtdioden einge-
030043/0946
-3-9- DE 0448
T schaltet, wenn das Ausgangssignal des entsprechenden
NAND-Glieds niedrigen Pegel annimmt.
Nachstehend wird die Funktionsweise der Schaltung, in
dieser abgewandelten Form unter Bezugnahme auf die Fig. 9B beschrieben. Zunächst sei angenommen, daß der
Bereich A nach Fig. 9B von vornherein unter den Bedingungen F1 1 T
> F1 3, F1 11 >
F1 4, F111 > Vt und ~ V R <
(F'3 - F14) <'V'R gewählt ist. Wenn das Abbildungs-Objektiv
85 entsprechend dem Bereich A steht, haben die Ausgangssignale der Vergleicher 204, 205 und 206 hohen
Pegel, während die Ausgangssignale der Vergleicher 208 und 209 niedrigen Pegel haben; daher haben die Ausgangssignale der UND-Glieder 210 und 211 sowie der NAND-
Glieder 212 und 214 alle hohen Pegel, während allein das Ausgangssignal des NAND-Glieds 213 niedrigen Pegel
hat, so daß dadurch nur die Leuchtdiode 216 eingeschaltet
wird und den Scharfeinstellungs-Zustand anzeigt. Für den Bereich B sei angenommen, daß er unter den Bedingungen
F111 > Vt und (F'3 - F'4)
< -V'R gewählt ist. Bei diesem Bereich B haben die Ausgangssignale der Vergleicher
206 und 209 hohen Pegel, während das Ausgangssignal des Vergleichers 208 niedrigen Pegel hat, so daß
die Ausgangssignale der UND-Glieder 210 und 211 niedrigen
Pegal haben, während die Ausgangssignale der NAND-Glieder
213 und 214 hohen Pegel haben. Demgemäß hat das Ausgangssignal des NAND-Glieds 214 niedrigen Pegel, wodurch
allein die Leuchtdiode 217 eingeschaltet wird und den Ferneinstellungs-Zustand anzeigt. Für den Bereich C ist
angenommen, daß er unter den Bedingungen F111 >
Vt und (F13 - F'4)>V' gewählt ist. In diesem Fall haben die
Ausgangssignale der Vergleicher 206 und 208 sowie auch des Vergleichers 209 niedrigen Pegel, so daß die Ausgangssignale
der UND-Glieder 210 und 211 niedrigen Pegel haben, während die Ausgangssignale der NAND-Glieder 213
0 30048/0946
-40- DE O448
■" und 214 hohen Pegel haben. Demgemäß- hat das Ausgangs-,
signal des NAND-Glieds 2T2 niedrigen Pegel, wodurch allein die Leuchtdiode 215 eingeschaltet wird und den
Naheinstellungs-Zustand anzeigt. Für die Bereiche D und E
gilt die Bedingung F1 11 <
Vt. Somit hat in diesem Bereichen D und E das Ausgangssignal des Vergleichers
niedrigen Pegel, so daß folglich die Ausgangssignale der NAND-Glieder 212, 213 und 214 alle hohen Pegel haben,
wodurch alle Leuchtdioden 215 und 216 und 217 ausgeschaltet
sind und dadurch anzeigen, daß ein Zustand extremer Defokussierung bzw. übermäßig unscharfer Einstellung
besteht»
Folglich ist bei dem System in der in Fig. 9A gezeigten abgewandelten Form gleichfalls sowohl die Unterscheidung
zwischen dem Scharfeinstellungs-Zustand, dem Naheinstellungs-Zustand
und dem Ferneinstellungs-Zustand als auch die Unterscheidung zwischen dem Zustand richtiger. Scharfeinstellung
und einem Zustand extremer Fehleinstellung gewährleistet; dies hat zum Ergebnis, daß damit der
Nachteil des herkömmlichen Systems völlig ausgeschaltet wird.
Nachstehend wird ein Beispiel für den Aufbau einer einäugigen Spiegelreflexkamera beschrieben, in der das
Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem enthalten ist.
Nach Fig. 10 hat die Kamera ein Kameragehäuse 110, eine
Objektivfassung 111 und eine Aufnahmeobjektiv-Einheit
109 mit einem Aufnahmeobjektiv 109', die an der Objektivfassung
111 an dem Kamerakörper 110 angesetzt sind.
Ein Sucherspiegel 112 hat zur Gänze oder teilweise an einem Teilbereich 112' Halbdurchlässigkeits-Eigenschaften
mit einem geeigneten Durchlaßfaktor; der Spiegel
ist an einem bekannten Halter 113 befestigt, der um
030048/0946
-41- DE 0448
eine Achse-".-113a. schwenkbar gelagert ist. Der Halter
"■'bat an einem -Teilbereich 113' eine öffnung, die den
Lichtstrom durchläßt, der den Teilbereich 112' des
Spiegels 112 durchlaufen hat." Ein Hilfsspiegel 114 ist
;. so angeordnet, daß er den Licht strom, .der die Öffnung
113* durchlaufen hat, nach unten zu, nämlich zum Boden
der Spiegelkairmer hin umlenkt; der Hilfsspiegel ist an
einem Halter 115 "befestigt, der um eine Achse 115a
schwenkbar angebracht ist. Der Spiegel 112 und der
YQ Hilfsspiegel 114 sind so aufgebaut, daß sie dann, wenn
ein (nicht gezeigter) Auslöseknopf zum Herbeiführen eines BeliehtungsVorgangs betätigt wird, vor Beginn der"
Belichtung in Übereinstimmung mit der Bedienung dieses Auslöseknopfs aus dem optischen Aufnahmeweg zurückge-
■15 zogen werden. Eine Lichtempfangseinheit 116 enthält
einen Strahlenteiler und ein Lichtempfangselement, die in einem einzigen Gehäuse wie beispielsweise dem in
Fig. 5 gezeigten untergebracht sind, das auf dem Boden des Kameragehäuses 110 so angeordnet ist, daß es Licht
von dem Hilfsspiegel 114 über eine Öffnung 110'ä eines
Rahmens 11Ό1 empfängt, welcher den Spiegelkasten bildet.
Eine elektrische Schaltungseinheit 117, die eine Schaltung gemäß der Darstellung in Fig. 3 oder Fig. 7 (einschließlich
einer abgewandelten Form gemäß der Darstel- ; lung in Fig. 9A) zur Ermittlung des Fokussier-Zustands
des Aufnahmeobjektivs 109' aufgrund der Ausgangssignale
aus der Lichtempfangselnheit 116 enthält, ist auf dem
Boden des Kameragehäuses 110 angeordnet. Diese Einheiten
116 und 117 können zu einer Einheit integriert sein, wie
es schon beschrieben wurde. Die Kamera weist ferner
einen bekannten Verschluß 118, einen Film 119, ein
Λ Pentagonal-Dachprisma 120, eine Scharfeinstellungs-Scheibe
121 und ein Okular 122 auf. Unterhalb des Pentagonal-Dachprismas
T2|.ist eine Anzeigevorrichtung 123
angeordnet, die es ermöglicht, im Bildfeld des Suchers
030048/0946
-42- DE-0448-
den Einstellungszustand des Aufnahmeobjektivs 109' anzuzeigen.
Die Anzeigevorrichtung 123 wird durch das Aus—
gangssignal der elektrischen Schaltungseinheit 117 ge^-
steuert,
Die Fig. 11 zeigt eine abgewandelte JForm des Ausführungsbeispiels gemäß der Darstellung in Fig. 7; bei dieser
Abwandlung kann der Einstellungszustand mittels eines akustischen Ausgangssignals angezeigt werden und das den
^O Einstellungszustand darstellende Ausgangssignal nach
außen zu abgegeben werden. In der Fig. 11 entsprechen
die Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7
den schon anhand der Fig. 7 beschriebenen Teilen, so daß daher hier eine ausführliche Beschreibung dieser Teile
weggelassen ist. Die Schaltung nach Fig. 11 hat einen
Widerstand 124 und einen Kondensator 125, die eine Differenzierschaltung zum Differenzieren des Ausgangs-.
signals des UND-Glieds 104 bilden, eine Diode 126 zur Unterdrückung der Abgabe eines negativen Impulssignals
aus der Differenzierschaltung bei dem Wechsel des Ausgangssignals
des UND-Glieds 104 von hohem auf niedrigen Pegel, einen Kondensator 128, Inverter 129 und 130 sowie
einen Widerstand 131, die eine Schwingschaltung zur Abgabe
von Rechteck-Impulsen mit einer vorbestimmten
■" Frequenz bilden, ein UND-Glied 127, das so geschaltet
ist, daß es die Ausgangsimpulse der Schwingschaltung für eine der Impulsbreite entsprechende Dauer nur dann zuläßt,
wenn von der Differenzierschaltung positive Impulssignale abgegeben v/erden, und ein Schallerzeugungselement
bzw. eine Schallquelle 133, die an den Ausgang des UND-Glieds 127 angeschlossen ist (und die ein Schallerzeugungs-Körper
aus einem hochdichten Polymer, ein piezoelektrischer Wandler oder Summer oder dergleichen sein
kann). Wenn bei diesem Aufbau das Ausgangssignal des
UND-Glieds 104 hohen Pegel hat und die Leuchtdiode 107
030048/0946
301990t
-43- DE Q448
1· eingeschaltet ist, werden die Ausgangsimpulse aus der
Schwingschaltung (128, 129, 130 und 131} über das UND-Glied
127 an die Schallquelle 133 während- der der Breite des von der Differenzierschaltung (124, 125) entsprechend
dem Anstieg des 7-uisgangssignals des UND-Glieds 104 von
niedrigem auf hohen Pegel zugeführten positiven Impulses
entsprechenden. Zeitdauer abgegeben, wodurch während dieser Zeitdauer die Schallquelle 133 einen Ton abgibt,
um dadurch den Scharfeinstellungs-Zustand durch das Einschalten der Leuchtdiode 107 in Verbindung mit der
Schallabgabe aus der Schallquelle 133 anzuzeigen. In diesem FaIL hängt die Dauer der Schallerzeugung aus der
Schallquelle 133 von dem von der Differenzierschaltung
(124, 125} abgegebenen positiven Impulsausgangspegel in bezug auf den Eingabeschwellenwert des UND-Glieds 127,
nämlich von der Impulsbreite ab. Das heißt, die Dauer hängt von der Zeitkonstante aus dem Widerstand 124 und
dem Kondensator 125 ab, die die Differenzierschaltung
bilden.
20
20
Demgemäß kann diese Zeitdauer durch Einstellung der Zeitkonstante nach Wunsch eingestellt werden. Der Hauptgrund
für das Hinzufügen dieser Differenzierschaltung (124, 125} und der Diode 126 in die Schaltung gemäß
^ diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, daß sich bei Linbau des Systems gemäß diesem Ausführungsbeispiel in
eine Kamera dann, wenn die Schallquelle 133 bei dem Scharfeinstellungs-Zustand des Aufnahmeobjektivs weiter
durchgehend Schall erzeugen würde, die Bedienungsperson
der Kamera gestört bzw. irritiert fühlen könnte; zur Vermeidung einer derartigen Unzulänglichkeit .ist diese
zusätzliche Schaltung vorgesehen. Falls es nicht nötig ist, derartige Umstände zu beachten, kann der durch die
gestrichelten Linien in Fig. 11 umrahmte Schaltungsteil
mit dem Widerstand 124, dem Kondensator 125 und der
03 0.0 48/0946
; -44:- " -■■-.'"■ DE- Q-4.48- -"■--■
' Diode. 12G weggelassen, werden- und das ÄusgangssignaX des
UNEX-Glieds ΐο4 direkt an das UND-Glied" T2? angelegt
werden.. - ; ■
Die in Fig. IT gezeigte Schaltung hat ferner einen= Anschlußteil
132 für den- Außenanschluß des Ausgangs des-UND-Glieds
127 und mehrere Anschlußteile T34 für den '
Außenanschluß der Ausgänge der UND-Glieder TO-3, 1Ο4 und
105.
:
:
Die Fig. 12 zeigt auf gleiche Weise wie Fig. 10 ein Beispiel einer einäugigen Spiegelreflexkamera, in welcher
das System gemäß dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel
enthalten ist. Eei diesem Aufbau ist '5 die Schallquelle 133 einer Schallabgabe- bzw. Schauöffnung
11.0" .gegenübergesetzt, die in einem Teil eines
Aufnahmeabschnitts eines Kameragehäuses ttO ausgebildet
ist, der beispielsweise ein Pentagonal-Dachprisma 120
umgibt, dia Anschlußteile 132 und 134 für den Außenanschluß
sind beispielsweise unterhalb einer Qbjektivfassung 111 des Kameragehäuses HO angeordnet. In
anderer Hinsicht hat die Kamera nach Fig. 12 den gleichen Aufbau wie die in Fig. 1O gezeigte.
Bei der vorangehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele
dieses Systems wurde nur der Fall beschrieben, daß das Ausgangssignal für die Einstellungsermittlung
zur Abgabe einer Anzeige herangezogen wird . Selbstverständlich besteht jedoch bei dem Scharfeinstellungs-
Ermittlungssystem keine Einschränkung auf ein Ausführungsbeispiel·
dieser Art; vielmehr kann das System in der Praxis in zufriedenstellender Weise für einen Aufbau
verwendet werden, bei dem zum Herbeiführen einer automatischen Scharfeinstellung ein Servomechanismus,
beispielsweise mit einem Objektivstellmotor verwendet
030048/0946
;;\' ; -45- DE O44S'
wobei, die vorangehend genannten Vorteile erzielt
■""-,. wexdepi. Jlinsielitlieh des Aufbaus -der Lichtempfangsein-
richtung wurde das Ausführungsbeispiel beschrieben,"das
: drei fotoeiupfiridliche Elemente oder Lichtempf angsteüe
S, /aufweist, slie den drei Stellen entsprechen, von v/eichen
■zwei Stellen vor bzw. hinter der vorbestimmten Brennebene
liegen und eine Stelle der vorbestimmten Brenn-
_;: ebene entspricht; bei diesem Ausführungsieispiel werden
'■' Signale erzeugt, die den Fokussierzuständen an diesen
TQ drei Stellen entsprechen. Das .System kann jedoch auch
bei xiem-Aufbau angewandt werden, der in der US-Patentanmeldung
Serien No.98 514 beschrieben ist und bei dem
ein einziges fotoempfindliches Element bzw. ein einziger
Lichtempfangsteil vorgesehen ist, während die Länge des
optischen Wegs des auf dieses Element bzw. diesen Lichtempfangsteir fallenden Lichtstroms in geeigneter
Weise so verändert wird, daß wahlweise Signale erzeugt
werden können, die im wesentlichen den Fokussierzuständen. an den genannten, drei Stellen entsprechen.
2cr ' yy/.- ■/.".■,;"■'
. Hit der Erfindung ist ein Scharfeinst.ellungsr-Ermittlungssystem
zur Erfassung des Zustands der Einstellung eines optischen Abbildungssystems auf ein Objekt geschaffen.
Bei diesem System werden ein erstes und ein zweites Signal entsprechend den Abbildungszuständen von Objektbildern
an einer ersten und einer zweiten Stelle, die /unter im wesentlichen gleichen Abständen vor bzw. hinter
einer vorbestimmten Brennebene des optischen Systems
liegen, sowie ein weiteres Signal erzeugt, das dem Ab-
biidungszustand eines Objektbiids an einer dritten
Stelle entspricht, die im wesentlichen mit der vorbe-.
stimmten Brennebene übereinstimmt; entsprechend diesen drei Signalen wird sowohl der Einstellungszustand,
nämlich der Scharfeinstellungs-Zustand, der Naheinstel-
°3 . lungs-Zustand oder der Ferneinstellungs-Zustand be-
030048/0946
.3013901 - ";, . ,;.
-46- ; DE O4 4-I-
stiirmrt als auch die tinte rseiieidung zwischen dem Zustand
richtiger Scharf eins teilung und einem Zustand mit £>eträchtlieh
unschärfer Einstellung -getroffen..
030048/0946
Claims (26)
1. Scharfeinstellungs-Ermittlungssystem zur Ermittlung
/des Scharfeinstellungszustands eines optischen Abbildungssystems in bezug auf ein Objekt, wobei das
"Abbildungssystem eine vorbestimmte Brennebene hat, ge ke η η ζ e i c h η e t
durch eine Detektoreinrichtung (3,4, 11-26; 68; 72;
77-82; 83-92) zur Ermittlung der Abbildungszustände eines mittels des optischen Abbildungssystems (1;
85) erzeugten Objektbilds an einer ersten und einer
zweiten Stelle an gegenüberliegenden Seiten und in im wesentlichen gleichen Abständen zu der Brennebene
(2) des Abbildungssystems und einer im wesentlichen mit der Brennebene übereinstimmenden dritten Stelle,
wobei die Detektoreinrichtung entsprechend den Abbildungszuständen
des Objektbilds an der ersten, der zweiten und der dritten Stelle jeweils ein erstes,
," ein zweites bzw. ein drittes Signal (F3, F4, F11;
P'3, FM, F'11) erzeugt, und eine Bestimmungseinrichtung
(27 "■- 66; 93 - 105; 200 - 214) zur Bestimmung
des Scharfeinstellungszustands des optischen Abbildüngssystems
in bezug auf das Objekt, die das mittels
Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070
04870 946
der Detektoreinrichtung erzeugte erste, zweite und dritte Signal aufnimmt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich n.e
t ,
daß die Detektoreinrichtung (3, 4, 11-26) das erste,
das zweite und das dritte Signal (F3-, F4, F11) in der
Form von Signalen erzeugt, die sich in Übereinstimmung mit der Schärfe des Objektbilds an der ersten,
der zweiten bzw. der dritten Stelle verändern.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (3, 4, 11-26; 68; 72) ein
erstes, ein zweites und ein drittes Bildempfangselement
(3, 4, 11; 68', 68", 6811'; 72', 72", 72111),
die auf Änderungen der Bildschärfe ansprechen, jeweils für den Empfang des mittels des optischen Systems (1)
erzeugten Objektbilds im wesentlichen an der ersten, der zweiten bzw- der dritten Stelle angeordnet sind
und jeweils ein der Bildschärfe des empfangenen Bilds
entsprechendes elektrisches Ausgangssignal· erzeugen, und eine mit den Bildempfangselementen verbundene
Schaltungseinrichtung (.12-26) für den Empfang der
Ausgangssignale der Bildempfangselemente und die Er-
zeugung des ersten, des zweiten und des dritten Signals (F3, F4, F11) entsprechend den jeweiligen Ausgangssignalen
aufweist, wobei die Bestimmungseinrichtung (27-66) an die Schaltungseinrichtung angeschlossen ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Bildempfangselemente (68S 68", 68111; 72',
72", 72'·') von einer gemeinsamen Gründplatte (68; 72)
getragen sind. "
030048/0946
j
5. System nach Anspruch 4, gekennzeichnet
durch eine optische Vorrichtung (67; 69; 70; 71), über die die Bildempfangselemente (681., 68", 68111; 72', 72",
72 ' fI) das mittels des optischen Systems (1) erzeugte
Objektbild im wesentlichen an der ersten, der zweiten bzw.. der dritten Stelle empfangen.
6. System nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et,
daß die die Bildernpfangsclemente (72 ' , 72" , 72 ' ' ')
tragende Grundplatte und die optische Vorrichtung (71) zu einer Einheit zusammengebaut sind.
7. System nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i c h net ,
daß die Einheit die Schaltungseinrichtung (12-26) enthält.
8. System nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet
,
daß die Einheit die Bestimmungseinrichtung (27-66)
enthält.
9. System nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (77-82; 83; 86-92) eine Bildabtasteinrichtung (77-82; 83), die zur Abtastung
des mittels des optischen Systems (85) im wesentlichen
an der ersten, der zweiten und der dritten Stelle erzeugten Objektbilds ausgebildet ist und entsprechend
dem Objektbild an der ersten, der zweiten bzw. der dritten Stelle ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes
Abtastausgangssignal erzeugt, und eine an die Bildabtasteinrichtung angeschlossene Schaltungseinrichtung
(86-92) aufweist, die das erste, das zweite und das
030048/0946
dritte Abtastausgangssignal aus der Bildabtasteinrichtung
aufnimmt und entsprechend den Ausgangssignalen das erste, das zweite und das dritte Signal
(F13, F14, F'11) erzeugt, wobei die Bestimmungseinrichtung
(93-105; 200-214) an die Schaltungseinrichtung angeschlossen ist.
10. System nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bildabtasteinrichtung (77-82) einen ersten,
einen zweiten und einen dritten Bildabtastbereich (77a, b, c) aufweist, die zur Abtastung des mittels
des optischen Systems (85) im wesentlichen an der ersten, der zweiten bzw. der dritten Stelle erzeugten
Objektbilds angeordnet sind, um das erste, das zweite bzw. das dritte Abtastausgangssignal zu erzeugen.
11. System nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bildabtastbereiche (77a, b, c) von einer gemeinsamen
Grundplatte getragen sind.
12. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildabtasteinrichtung (77-82; 83) eine Halbleiter-Vorrichtung mit Ladungskopplung ist.
13. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Bildabtasteinrichtung (77-82; 83) eine Halbleiter-Vorrichtung
in MOS-Ausführung ist.
14. System nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
3^ daß die Bildabtasteinrichtung (77 - 82) das mittels ·
■0 3 0 © 4 S / Q 9 It 6
des ersten, des zweiten bzw. des dritten Bildabtastbereichs (77a, b, c) gewonnene erste, zweite bzw.
dritte Abtastausgangssignal in Aufeinanderfolge über
einen gemeinsamen Ausgabeteil (82) abgibt, an den die
Schaltungseinrichtung (86-92) angeschlossen ist.
15. System nach einem der Ansprüche 1Obisi4,
g e k e η η zeichnet
durch eine optische Vorrichtung (84), über die der Iq erste, der zweite bzw. der dritte Bildabtastbereich
(77a, b, c)' der Bildabtasteinrichtung (77-82) das mittels des optischen Systems (85) im wesentlichen
■■"■:"-.- an der ersten, der zweiten bzw. der dritten Stelle
erzeugte Objektbild empfängt.
16. System nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildabtasteinrichtung (77-82; 83) und die optische Vorrichtung (84) zu einer Einheit zusammengebaut
sind.
17. System Tiach Anspruch 16,
dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,
daß die Einheit.die Schaltungseinrichtung (86-92) enthalt.'
18. System nach Anspruch 17,
dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,
daß die Einheit die Bestimmungseinrichtung (93-105) 30; ; -z enthält.
19. System nach einem der vorangehenden Ansprüche,
""■;■ dadurch g: e k e η η ζ e i c h η e t ,
: daß die Bestimmungseinrichtung (27-66; 93-105; 200-214)
so ausgebildet ist, daß sie den Zustand einer
030048/0946
äußerst unscharfen Einstellung des optischen Systems (1; 85) in bezug auf das Objekt dann bestimmt, wenn
f3 <_ fc. oder f,
< fcj gilt, wobei f, das dritte
Signal (FH, F'11-) darstellt und fc. einen vorbestimmten
ersten Bezugswert (V.; V) darstellt.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (27-66; 93-105; 200-214)
so ausgebildet ist, daß sie den Scharfeinstellungs-Zustand
des optischen Systems (1; 85) in bezug auf das Objekt dann bestimmt, wenn mindestens die Bedingungen
|f' - f„l < fc2 oder If1 - f2l'<
£c~ und f3 >
fc. oder f > fc- erfüllt sind, wobei f., und
f„ das erste bzw. das zweite Signal (F3 bzw. F4; F13 bzw. F'4) darstellen und fc-, einen zweiten vorbestimmten
Bezugswert(vR; F111) darstellt.
21. System nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (200-214) so ausgebildet
ist, daß sie den Scharfeinstellungs-Zustand des optischen Systems (85) in bezug auf das Objekt
dann bestimmt, wenn mindestens die Bedingungen If1 - f2|
< fc2 oder If1 - f2/<fc2, f3>
fc, oder f3 > fCi, f3
> f1 oder f3 >
Z^ und f3
> f2 oder f3>f„ erfüllt sind, wobei f- und f- das erste bzw.
das zweite Signal (F'3 bzw. F14) darstellen und
fc2 einen vorbestimmten zweiten Bezugswert (V )
hierfür darstellt.
30
30
22. System nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmungseinrichtung (27-66; 93-105; 200-214)
so ausgebildet ist, daß sie den Naheinstellungs-Zustand
des optischen Systems (T; 85) in bezug auf
030048/0946
das Objekt dann bestimmt, wenn die Bedingungen f,.. - f2
>fc2 oder f^ - f
> fxu" und f
>fc. oder f 3 > fc.
gelten, und den Ferneinstellungs-Zustand des optischen Systems in bezugauf das Objekt dann bestimmt, wenn die
Bedingungen f.. - f„ <- fc_ oder f. - f _ <
- fc2 und f3>fc- oder f3
> fc. gelten.
23. System nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmungseinrichtung (93-105) so ausgebildet ist, daß sie den Scharfeinstellungs-Zustand des optischen
Systems (85) in bezug auf das Objekt dann bestimmt, wenn mindestens die Bedingungen If1 - f-j
< kf3 oder If1 - f2|<kf3 und f3>
tc^ oder f3>
fc1 erfüllt sind, wobei f. und f2 das erste bzw. das
zweite Signal (F'3 bzw. F'4) darstellen und k eine
vorbestimmte Zahl (<x) darstellt, die kleiner als 1 ist.
24. System nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmungseinrichtung (93-105) so ausgebildet ist, daß sie den Naheinstellungs-Zustand des optischen
Systems (85) in bezug auf das Objekt dann bestimmt, wenn die Bedingungen f.. - f2>kf3 oder f.. - f2 ^t kf3
und f 3"> fc., .oder f^ '.>
fc^ gelten, und den Ferneinstellungs-Zustand
des optischen Systems in bezug auf das Objekt dann bestimmt, wenn die Bedingungen f^ - f2
■■<-kf_ oder f. - f_ <
-kfo und f->fc. oder f, >
fc1 gelten.
25. System nach Anspruch 22, ' .
dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (27-66; 93-105; 200-214)
eine Anzeigeeinrichtung (66A, 66B; 106-108; 215-217) enthält, die in getrennter Weise den Scharf-
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einstellungs-Zustand, den Nacheinstellungs-Zustand, den Forneinstcllungs-Zustand und den Zustand äußerst
unscharfer Einstellung anzeigt.
26. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Bestimnuingseinrichtung- (93-105) eine Anzeigeeinrichtung
(106-108) aufweist, die den Scharfeinstellungs-Zustand,
den Nacheinstellungs-Zustand, den Ferneinstellungs-Zustand und den Zustand äußerst unscharfer
Einstellung anzeigt.
030048/0946
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