DE3211557C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entfernungsmeßsystem für die automatische Scharfeinstellung eines optischen Abbildungssystems, mit einem ersten und einem zweiten optischen System, die in vorgegebenem Abstand voneinander angeordnet sind, einer ersten Bildsignalgeneratoreinrich­ tung, die über das erste optische System mit einem opti­ schen Objektbild beaufschlagt wird und diesem optischen Objektbild entsprechende erste Bildsignale abgibt, und einer zweiten Bildsignalgeneratoreinrichtung, die über das zweite optische System mit einem optischen Objektbild beaufschlagt wird und diesem optischen Objektbild entspre­ chende zweite Bildsignale abgibt, wobei die jeweilige Entfernung zwischen optischem Abbildungssystem und Objekt durch Ermittlung der ersten und zweiten Bildsignale ent­ sprechend der in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen optischem Abbildungssystem und Objekt veränderlichen Posi­ tionsbeziehung der vom ersten und zweiten optischen System abgebildeten optischen Objektbilder gemessen wird.

Aus der US-PS 40 04 852 ist ein Entfernungsmeßsystem dieser Art für die automatische Scharfeinstellung eines optischen Abbildungssystems bekannt, bei dem zwei Objekt­ bilder von zwei fest angeordneten optischen Systemen mit einer der Objektentfernung entsprechenden Abbildungsver­ setzung auf zwei Bildsignalgeneratoreinrichtungen in Form von entsprechenden Photosensoranordnungen abgebildet und die hierbei von den einzelnen Photosensoren erhaltenen und in Binärform umgesetzten Bildelementsignale des einen Objektbildes relativ zu den gleichermaßen in Binärform umgesetzten Bildelementsignalen des anderen Objektbildes entsprechend verschoben werden. Bei der Signalauswertung wird sodann eine Koinzidenzermittlung zwischen einer je­ weiligen Folge dieser Bildelementsignale für die beiden Bilder vorgenommen, wobei der Betrag der Relativverschie­ bung der Bildelementsignalfolgen vom Beginn der Verschie­ bung bis zu einer Position, bei der die Bildelementsignal­ folgen als im wesentlichen koinzident bewertet werden können, der Abbildungsversetzung der Objektbilder ent­ spricht. Auf diese Weise stellt der Verschiebungsbetrag der Bildelementsignalfolgen eine Objektentfernungsinforma­ tion zur Scharfeinstellungsermittlung dar.

Obwohl ein Entfernungsmeßsystem dieser Art z. B. bei einer Kamera zum Aufbau eines sehr effektiven automatischen Scharfeinstellungssystems Verwendung finden kann, ist der Nachteil gegeben, daß außer dem vom Kameraobjektiv gebil­ deten optischen Abbildungssystem zwei weitere optische Systeme zur Entfernungsmessung vorgesehen werden müssen. Da es hierbei erforderlich ist, das Bildfeld des optischen Abbildungssystems in genaue Übereinstimmung mit einem Bezugsbildfeld des optischen Entfernungsmeßsystems zu bringen, ist eine aufwendige Justierung des optischen Entfernungsmeßsystems zur Vermeidung einer Parallaxe er­ forderlich. Darüber hinaus verkompliziert und verteuert sich ein optisches Gerät, wie eine Kamera, durch den erforderlichen konstruktiven Mehraufwand in unerwünschter Weise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ent­ fernungsmeßsystem der eingangs genannten Art für die auto­ matische Scharfeinstellung eines optischen Abbildungs­ systems derart auszugestalten, daß bei vereinfachtem Auf­ bau eine hohe Entfernungsmeßgenauigkeit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste optische System das optische Abbildungssystem ist, das auch zur Entfernungsmessung dadurch Verwendung fin­ det, daß das auf einer in der Bildebene des optischen Abbildungssystems angeordneten Bildempfangseinrichtung abzubildende optische Objektbild auf einen Bildsensor gelenkt wird.

Da auf diese Weise das optische Abbildungssystem gleich­ zeitig auch als optisches System zur Entfernungsmessung herangezogen wird, kann bei der Entfernungsmessung kein Parallaxenfehler auftreten, die Justierung des Entfer­ nungsmeßsystems sehr einfach gehalten und gleichzeitig bei sehr geringem konstruktiven Aufwand eine hohe Entfer­ nungsmeßgenauigkeit gewährleistet werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte perspek­ tivische Ansicht insbesondere des optischen Aufbaus eines Ausführungsbeispiels des Entfer­ nungsmeßsystems für die automatische Scharfein­ stellung eines optischen Abbildungssystems bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Ent­ fernungsmessung und Scharfeinstellungsermitt­ lung bei der einäugigen Spiegelreflexkamera gemäß Fig. 1,

Fig. 3A und 3B Schnittansichten eines Ausführungsbeispiels für den Aufbau eines Graycode-Gebers zur Erzeugung eines der Einstellungslage des Kameraobjektivs der einäugigen Spiegelreflexkamera gemäß Fig. 1 entsprechenden Signals,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungs­ beispiels für den Aufbau einer Vorrichtung zur Übertragung einer Objektiv-Brennweiteninforma­ tion zwischen einem photographischen Wechselob­ jektiv und dem Kameragehäuse,

Fig. 5 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Informa­ tionsübertragungsvorrichtung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vergrößerungskorrektur- und Koinzidenzer­ fassungsschaltung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines zur Erzeugung von Steuerimpulsen für eine Vergrößerungskorrektur dienenden Schaltungsteils einer Ablaufsteuer­ schaltung der Vergrößerungskorrektur- und Koin­ zidenzerfassungsschaltung gemäß Fig. 6,

Fig. 8 Impulsverläufe bei der Schaltungsanordnung ge­ mäß Fig. 7 und

Fig. 9 eine schematische Ansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels des Entfernungsmeßsystems für die automatische Scharfeinstellung eines opti­ schen Abbildungssystems bei einer Videokamera.

Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Entfernungsmeßsystems für die automatische Scharfein­ stellung eines optischen Abbildungssystems wird prinzi­ piell das von dem auch als erstes optisches System zur Entfernungsmessung verwendeten optischen Abbildungssystem einer Kamera erzeugte Objektbild als Bezugsbild verwendet, während ein vom zweiten optischen System zur Entfernungs­ messung erzeugtes Objektbild als Vergleichsbild Verwendung findet. Hierbei wird die Abbildungsposition des Bezugsbil­ des unabhängig von der Objektentfernung unverändert fest­ gehalten, während sich die Abbildungsposition des Ver­ gleichsbildes in Abhängigkeit von der Objektentfernung ändert. Zur Messung der Entfernung zwischen optischem Abbildungssystem und Objekt wird sodann das relative Lage­ verhältnis des Vergleichsbildes zum Bezugsbild ermittelt. Hierbei dient eine in der Sollbildebene des optischen Abbildungssystems oder in einer zu dieser Sollbildebene konjugierten Ebene angeordnete Photosensorreihe als erste Bildsignalgeneratoreinrichtung, während eine zweite Photo­ sensorreihe in der in bezug auf das optische Abbildungs­ system um eine bestimmte Basislänge versetzt angeordneten Sollbildebene des zweiten optischen Systems als zweite Bildsignalgeneratoreinrichtung angebracht ist. Auf jeder dieser Photosensorreihen wird ein Bild des gleichen Ob­ jekts erzeugt. Wird hierbei ein bestimmter Bereich der ersten Photosensorreihe als Bezugsbildfeld festgelegt, so wird vom zweiten optischen System, das mit der vorgegebe­ nen Basislänge in bezug auf das optische Abbildungssystem beabstandet angeordnet ist, auf der zweiten Photosensor­ reihe ein äquivalentes Objektbild mit einer Abbildungsver­ setzung erzeugt, die der Objektentfernung entspricht. Wird nun ein größerer Bereich als das Bezugsbildfeld auf der zweiten Photosensorreihe als Vergleichsbildfeld relativ zum Bezugsbildfeld festgelegt, kann zur Entfernungsmessung diejenige Position in der von der zweiten Photosensorreihe abgegebenen Bildsignalfolge für das Vergleichsbildfeld ermittelt werden, die Koinzidenz mit der von der ersten Photosensorreihe abgegebenen Bildsignalfolge für das Be­ zugsbildfeld aufweist. Da auf diese Weise das Objekt immer in dem vom optischen Abbildungssystem gebildeten Bezugs­ bildfeld erfaßt wird, gibt die erste Photosensorreihe ein dem Objektbild entsprechendes Bildsignal mit einer Entfer­ nungsinformation ab, die keinen Parallaxenfehler enthält.

Darüber hinaus ist eine Kompensationseinrichtung hinsicht­ lich einer etwaigen Vergrößerung zwischen dem von dem das erste optische System zur Entfernungsmessung bildenden optischen Abbildungssystem erhaltenen Objektbild in Form des Bezugsbildes und dem über das zweite optische System erhaltenen Objektbild in Form des Vergleichsbildes vorge­ sehen, mit deren Hilfe Unterschiede zwischen den beiden optischen Systemen hinsichtlich der F-Zahl der verwendeten Objektive und der Brennweite berücksichtigt werden können. Diese Kompensationseinrichtung stellt ein unentbehrliches Element zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Entfer­ nungsmeßgenauigkeit dar, wenn ein optisches System mit verstellbarer Vergrößerung bzw. Brennweite, d. h. z. B. ein Varioobjektiv, als optisches Abbildungssystem verwen­ det wird oder unterschiedliche optische Systeme austausch­ bar eingesetzt werden.

Nachstehend wird zunächst auf Fig. 1 eingegangen, die eine teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische Ansicht insbesondere des optischen Aufbaus eines Ausführungsbei­ spiels des Entfernungsmeßsystems für die automatische Scharfeinstellung eines optischen Abbildungssystems in Verbindung mit seiner Anwendung bei einer einäugigen Spie­ gelreflexkamera zeigt.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein nachstehend als Bildaufnahmeobjektiv bezeichnetes optisches Abbildungs­ system der Kamera. Das durch das Bildaufnahmeobjektiv 1 hindurchtretende Objektlicht wird von einem Klappspiegel 2 reflektiert und auf einer Mattscheibe 3 abgebildet. Die Bezugszahl 4 bezeichnet ein optisches Suchersystem, über das das auf der Mattscheibe 3 erzeugte Objektbild betrach­ tet werden kann, während die Bezugszahl 5 die Bildebene bzw. Filmebene bezeichnet. Zumindest der mittlere Teilbereich des Spiegels 2 ist durchlässig oder halbdurchlässig gestaltet, so daß die Lichtstrahlen durch diesen hindurch gelangen, wonach sie mittels eines dahinter angebrachten Totalreflexions- Spiegels reflektiert und auf einer ersten Fotosensorreihe 7 abgebildet werden. Die erste Fotosensorreihe 7 ist an einer stelle angebracht, an der Strahlen des mittleren Teils des im optischen Sucher­ systems 4 betrachteten Sucherbildfelds abgebildet werden, und fest in einer Ebene angeordnete, die zur Filmebene 5 und der Oberfläche der Mattscheibe 3 konjugiert ist, d. h., das über das optische Suchersystem 4 betrachtete Zielobjekt wird zugleich ohne optische Parallaxe auf der ersten Fotosensorreihe 7 ab­ gebildet.

Während der Aufnahme springt der Spiegel 2 in Pfeilrich­ tung hoch, während zugleich der Spiegel 6 bei­ spielsweise in Pfeilrichtung angeklappt und in der Rückseite des Spiegels 2 aufgenommen wird. Hierbei muß zumindest der mittlere durchlässige oder halbdurchlässige Teil des Spiegels 2 an der Rückseite als optisch glatte Fläche ausgestal­ tet sein, so daß dann, wenn während der Aufnahme der Spiegel 2 hochgesprungen und so aufgefangen ist, daß er die Oberfläche der Scharfeinstellungs-Mattscheibe 3 abdeckt, das in Gegenrichtung über das optische Sucher­ system 4 gelangende Licht durch den mittleren durchlässi­ gen oder halbdurchlässigen Teil des Spiegels 2 hindurch­ treten und die Filmebene 5 als Streulicht erreichen kann. Da ferner die Rückseite des mittleren Teils des Spiegels 2 eine glatte Oberfläche aufweist, kann das von die­ sem Teil reflektierte Licht zu Streulicht werden, das ungünstige Auswirkungen herbeiführen kann, wie "Geister­ bilder", Reflexionsflecken oder Lichthofbildungen. Zur Vermeidung derartiger nachteiliger Auswir­ kungen wird der an der Rückseite des Spiegels 2 ange­ brachte Totalreflexions-Spiegel 6 so bemessen, daß er den durchlässigen oder halbdurchlässigen Teil völlig ab­ deckt. Aus ähnlichen Gründen ist es in der prakti­ schen Ausführung wesentlich, die Sensoroberfläche der Fotosensorreihe 7 während des Fotografierens abzuschirmen, um die Entstehung von Streulicht zu verhindern, oder die Fotosensorreihe 7 in einer Lage anzubringen, bei der kein Streulicht entsteht. Beispielsweise kann ein Mechanismus vorgesehen werden, durch den die Fotosensorreihe 7 wäh­ rend des Fotografierens eingeschlossen bzw. eingebettet wird, um eine Unterbrechung des optischen Wegs während des Fotografierens und zugleich die Erzeugung von Streulicht zu verhindern.

Mit 8 ist eine Vergleichsfeldlinse bezeichnet, während mit 9 ein Totalreflexions-Spiegel bezeichnet ist. 10 ist eine zweite Fotosensorreihe, die in der Bildebene der Vergleichsfeldlinse 8 angebracht ist. Die erste und die zweite Fotosensorreihe 7 und 10 werden hierbei als Bildaufnahmeelemente verwendet, die die Abgabe eines zeitlich seriellen Bildsignals ermöglichen, wie eine La­ dungskopplungsanordnung (CCD), eine Eimerkettenanordnung (BBD) oder eine MOS-Sensor-Reihenanordnung.

Ein wesentliches Merkmal des Entfernungsmeßsystems der einäugigen Spiegelreflexkamera gemäß dem beschriebenen Ausführungs­ beispiel besteht darin, daß das Bildaufnahmeobjektiv 1 zugleich als ein erstes optisches System zur Entfernungsmessung verwendet wird, wobei das Bildaufnahmeobjektiv 1 und die als zweites optisches System zur Entfernungsmessung verwendete Vergleichsfeldlinse 8 um eine vorbestimmte Basis- bzw. Grundlinienlänge voneinander entfernt angeordnet sind. Das an der (nachstehend als Bezugsfeldsensor bezeichneten) ersten Fotosensorreihe 7 mittels des Bildaufnahmeobjektivs 1 erzeugte Objektbild entspricht dem an der (nachstehend als Vergleichsfeldsensor bezeichneten) zweiten Fotosensorreihe 10 mittels der Vergleichsfeldlinse 8 erzeugten Objektbild und wird lediglich auf elektrische Weise mit dem Vergleichsfeldbild verglichen, das einen weiteren Bereich hat. Das auf dem Vergleichsfeldsensor 10 mittels der Vergleichsfeldlinse 8 erzeugte Bild des Objekts wird somit an einer zur Basis bzw Grundlinie parallelen Linie mit einer Versetzungsgröße δ abgebildet, die der Objekt­ entfernung entspricht, falls der Abbildungsteil an der Oberfläche des Vergleichsfeldsensors 10 in dem Fall, daß das Zielobjekt in idealem unendlichen Abstand steht, zu "0" angenommen wird. Nimmt man an, daß die Entfernung des Zielobjekts D ist, die Basislänge B ist und der Abstand von der hinteren Hauptebene der Vergleichsfeldlinse 8 zum Vergleichsfeldsensor 10 f ist, so ist demnach D durch folgende Gleichung gegeben:

D = f B/ δ

Falls bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau eine dem Bezugsfeld entsprechende Bildsignalfolge (ein Bezugsfeld­ signal) des Bezugsfeldsensors 7 mit einer vom Ver­ gleichsfeldsensor 10 abgegebenen, dem Vergleichsfeld ent­ sprechenden Bildsignalfolge (einem Vergleichsfeldsignal) verglichen wird, während die erstere Bildsignalfolge be­ züglich der letzteren Bildsignalfolge verschoben wird, und die Lage einer Bildstelle im Vergleichsfeldbild, die als im wesentlichen übereinstimmend betrachtet werden kann, als eine Anzahl verschobener Bildelemente gespei­ chert wird, kann die genannte Versetzungsgröße δ auf elektrische Weise verarbeitet und als Ausmaß der Verschiebung der Bildelemente ausgedrückt werden.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung zur elektrischen Auswwertung dieser Größe δ der Bildversetzung wird nun anhand von Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 ist 11 eine Treiber­ schaltung für die Sensoren 7 und 10. Mit 12 und 13 sind Binärform-Wandlerschaltungen bezeichnet, die die zeitlich seriellen Bildelementsignale für das Bezugsfeld und das Vergleichsfeld bei einem vorbestimmten Pegel abschneiden und zu in Binärform umgesetzte Bildsignalfolgen for­ men. 19 ist eine Koinzidenzerfassungs-Schaltung, die die beiden in Binärform umgesetzten Bildsignalfolgen speichert und danach während einer aufeinanderfolgenden Relativver­ schiebung der Bildsignalfolgen das Vorliegen oder Nichtvor­ liegen von Koinzidenz der jeweiligen Bits erfaßt. 20 ist eine Entfernungsermittlungs- und Scharfeinstellungser­ kennungs-Schaltung, die zum Speichern des Ausmaßes der Verschiebung bis zum Erreichen der maximalen Anzahl von Übereinstimmungen zum Zeitpunkt der Beendigung der Rela­ tivverschiebung jeweils fortgesetzt die Verschiebungs­ adresse für einen Zeitpunkt zwischenspeichert, zu dem vom Beginn der Relativverschiebung an die Anzahl der Überein­ stimmungen größer wird, und die die Verschiebungsadresse mit einer Information über die Einstellung des (in Fig. 1 gezeigten) Bildaufnahmeobjektivs 1 vergleicht, um da­ durch zu unterscheiden, ob das Bildaufnahmeobjektiv 1 in der Scharfeinstellungs-Stellung, einer Naheinstellungs- Stellung oder einer Weiteinstellungs-Stellung steht. Mit 25 ist ein Verstellungsumsetzungs-Codegeber bezeichnet, der ein Signal abgibt, das der Verstellungslage des Bild­ aufnahmeobjektivs 1 in Form eines Graycodes (digita­ len Codes) entspricht. 26 ist eine Umsetzerschaltung zum Umsetzen der in Form des Graycodes abgegebenen Binärzahl in eine natürliche Binärzahl. Die von der Umsetzerschaltung 26 abgegebene Information über die Stellung des Bildaufnahmeobjektivs 1 wird in einer Spei­ cherschaltung der Einstellungserkennungs-Schaltung 20 zwi­ schengespeichert und mit der vorherigen Ausga­ beadresse für die maximale Übereinstimmungsanzahl vergli­ chen, wodurch eine Abweichung zwischen der Scharfeinstel­ lungslage uno der derzeitigen Lage des Bildaufnahmeobjektivs 1 ermitelt wird. Mit 27 ist eine Anzeigeschaltung bezeichnet, die zu einem Zeitpunkt, zu dem die Abweichungsrichtung oder die Abweichung zu "0" wird, den Scharfeinstellungspunkt anzeigt.

Zur Erkennung der Scharfeinstellung werden die von dem Bezugsfeldsensor 7 und dem Vergleichsfeldsensor 10 abgege­ benen Bildsignalfolgen auf die vorstehend beschriebene Weise wiederholt, wodurch das Bildaufnahmeobjektiv 1 (Fig. 1) in eine korrekte Scharfeinstellungslage gebracht werden kann.

In Fig. 1 ist 21 ein Einstellungsumsetz-Codegeber für die Abgabe der Information über die Stellung des Bildauf­ nahmeobjektivs 1. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Codegeber 21 ein Graycodemuster, das in einem flexiblen Substrat ausgebildet ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein derartiges flexibles Graycodemuster. Fig. 3A zeigt einen Schnitt des Mu­ sters in Einzelheiten. Mit 21 f ist eine Grundplatte be­ zeichnet, die aus einem Kunststoff wie Glas-Epoxy, Poly­ imid oder Polystyrol hergestellt ist. 21 d und 21 h sind Kupferfilme, die mit Klebstoffschichten 21 d bzw. 21 g an der Grundplatte 21 f befestigt sind. Am Kupferfilm 21 d ist ein Graycodemuster ausgebildet, während der Kupferfilm 21 h eine linienförmige Elektrode ist. Die Kupferfilme 21 d und 21 h sind elektrisch miteinander über eine Durchgangs­ öffnung 21 a verbunden. 21 b und 21 c sind Metallbeschichtun­ gen unter Anwendung von Goldplattierung oder Nickelplattie­ rung, die eine Oxidation der Kupferfilme verhindern und deren Gleitwiderstand verringern. 21 i ist ein Isolierblatt zur Isolierung, während 21 j ein Klebemittel zum Ankleben des Graycodemusters an den Objektivtubus des Bildaufnahme­ objektivs 1 ist.

Fig. 3B zeigt eine Schnittansicht eines derartigen flexiblen Graycodemusters am Objektivtubus des Bildaufnahmeobjektivs 1. 23 bezeichnet den Entfernungs­ einstellring des Bildaufnahmeobjektivs 1. 22 ist ein Kontakt. Der Kontakt 22 ist am Stellring 23 befestigt; falls beispielsweise das Bildaufnahmeobjektiv 1 mittels einer schraubenförmigen Fläche bewegt wird, entspricht der Drehwinkel des Stellrings 23 auf lineare Weise dem Ausmaß der Verstellung des Bildaufnahmeobjektivs 1. Demge­ mäß entspricht die Lage des Kontakts 22 in direktem 1 : 1- Verhältnis dem Ausmaß der Verstellung. Mit 24 ist ein feststehender Ring des Bildaufnahmeobjektivs 1 bezeichnet. Das flexible Graycodemuster 21 ist fest an dem feststehen­ den Ring 24 angebracht. Die gleiche Wirkung ergibt sich, wenn der Kontakt 22 am feststehenden Ring 24 befestigt und das flexible Graycodemuster 21 am Stellring 23 ange­ bracht ist.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden zwar die Sensoren 7 und 10 mittels der gleichen Treiberschaltung 11 betrieben, jedoch können alternativ die Sensoren auch mittels gesonderter Treiberschaltungen angesteuert und darüberhinaus Fotosensor-Reihenanordnungen eingesetzt werden, die hinsichtlich ihres Ansteuerungssystems unterschiedlich sind.

Ferner müssen bei Verwendung der gleichen Treiberschaltung 11 die Anzahl der Bildelemente, die Bildelement-Reihen­ teilung und die Größe der Lichtempfangsflächen der bei­ den Sensoren nicht immer gleich sein. Falls nach Erfordernis Ansteuerungsimpulse getrennt er­ zeugt werden, ist es auch möglich die Integrationszeit der Sensoren unterschiedlich zu wäh­ len.

Nachstehend wird näher auf den Zusammenhang zwischen der im mittleren Teil des Spiegels 2 ausgebildeten Öffnung für den Bezugs­ feldsensor 7 und der durch die Blende der Vergleichsfeld­ linse 8 bestimmten Öffnung für den Vergleichsfeldsensor eingegangen.

Falls die Empfindlichkeiten und die Integrationszeiten des Be­ zugsfeldsensors 7 und des Vergleichsfeldsensors 10 und die auf die Sensoren fallenden Lichtmengen von demselben Zielobjekt jeweils Rs bzw. Rr, Ts bzw. Tr und Is bzw. Ir sind, gilt für ein Ausgangssignal Vs des Be­ zugsfeldsensors 7 die Gleichung Vs = Rs · Ts · Is, während für das Ausgangssignal Vr des Vergleichsfeldsensors 10 die Gleichung Vr = Tr · Tr · Ir gilt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht der Zielobjektentfernung die Bezugsfeldbild-Verschiebeadresse zur Verschiebung in den Bildteil, in dem in der Ver­ gleichsfeld-Signalfolge das höchste Übereinstimmungsausmaß mit der Bezugsfeld-Signalfolge erzielt wird. Dementspre­ chend müssen das Ausgangssignal Vs des Bezugsfeldsensors 7 und das Ausgangssignal Vr des Vergleichsfeldsensors 10 für das gleiche Zielobjekt miteinander innerhalb eines praktisch verwendbaren Bereichs Übereinstimmen.

Bei den Entfernungsmeßsystem gemäß beschriebenem Ausführungsbeispiel verwenden der Bezugsfeldsensor 7 und der Vergleichsfeldsensor 10 die gleiche Treiberschaltung 11, so daß sie hinsichtlich der Integrationszeit identisch sind und auch ihre Empfindlichkeiten innerhalb eines praktisch verwendbaren Bereichs gleich sind. Demnach müssen die beiden optischen Systeme für die Entfernungsmessung so eingestellt werden, daß die auf die Sensoren 7 und 10 fallenden Lichtstrahlenbündel inner­ halb eines praktisch verwendbaren Bereichs gleich sind.

In den Fig. 1 und 2 ist 17 eine Bezugsfeld-Blendenöffnung, die im mittleren Teil des Klappspiegels 2 ausgebildet ist. Es ist anzustreben, daß die Mitte der Bezugsfeld-Blendenöffnung 17 mit der optischen Achse des Bildaufnahmeobjektivs 1 übereinstimmt und durch die Blen­ denöffnung 17 ein Lichtstrahlenbündel mit kreisförmigem Querschnitt hindurchgelangt, dessen Mitte im Schnitt­ punkt mit der optischen Achse liegt. Gemäß vorstehender Beschreibung ist die Vergleichsfeld-Blendenöffnung durch die Öffnung der Vergleichfeldlinse 8 oder durch den Durchmesser einer an die Vergleichsfeldlinse 8 angefügten Ein­ stellfestblende bestimmt; es ist anzustreben, daß das Be­ zugsfeldbild und das Vergleichsfeldbild miteinander hin­ sichtlich der Art der Unschärfe identisch sind. Gemäß beschriebenem Ausführungsbeispiel ist die Unschärfe kreisförmig, so daß die Querschnittsform des mittels der Bezugsfeld­ Blendenöffnung 17 begrenzten Lichtstrahlenbündels als Kreis gewählt wird. In der Praxis ist für die Form der Blendenöffnungen für das Bezugsfeld und das Vergleichsfeld jedoch keine übermäßige Genauigkeit notwen­ dig.

Mit 16 (in Fig. 1) ist eine im Bildaufnahmeobjektiv 1 enthaltene Blende bezeichnet. Bei einer üblichen einäugigen Spiegelreflexkamera ist die Blende 16 während der Scharfeinstellung geöffnet. Demnach ist bei den Ent­ fernungsmeßsystem gemäß beschriebenem Ausführungs­ beispiel das Bezugsfeld-Lichtstrahlbündel lediglich durch die Bezugsfeld-Blendenöffnung 17 begrenzt; falls daher die F-Blendenwerte für das Bezugsfeld und für das Vergleichsfeld jeweils Fs bzw. Fr sind und die Produkte aus dem Durchlaßfaktor und dem Reflexionsfaktor jeweils ts bzw. tr sind, müssen die beiden Blendenöffnungen so gewählt werden, daß die Gleichung ts/F²s = tr/F²r gilt. Einen Halbspiegel als Bezugsfeld-Blendenöffnung 17 zu ver­ wenden, um die Verringerung der Sucherlichtmenge auf einem Mindestmaß zu halten, ist in der Praxis eine sehr wir­ kungsvolle Maßnahme.

Es wird nun wieder auf die Schaltung nach Fig. 2 eingegangen. In Fig. 2 bezeichnet 18 eine Spitzenwert-Erfassungs­ schaltung, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel den Spitzenwert des Ausgangssignals des Bezugsfeldsensors 7 erfaßt; der Steuerimpuls für die Ladungs-Integrationszeit bzw. Ladungausscheidungszeit des Sensors 7 wird über die Trei­ berschaltung 11 so gesteuert, daß dieser Spitzenwert nicht aus einem vorbestimmten Pegelbereich heraustritt. Der Vergleichs­ feldsensor 10 wird mittels der gemeinsamen Treiberschaltung 11 angesteuert, so daß die Ladungs- Integrationszeit bzw. Ladungs-Ausscheidungszeit des Vergleichs­ feldsensors 10 der gleichen Steuerung unterliegt. Ferner erfolgt zwar bei dem beschriebenen Ausführungsbei­ spiel die Steuerung mittels des Spitzenwerts der Bildsig­ nalfolge des Bezugsfeldsensors 7, jedoch kann auch bei einer Steuerung mittels des Spitzenwerts des Signals des Vergleichsfeldsensors 10 eine gleichartige Wirkung er­ reicht und eine Sättigung der Sensoren 7 und 10 verhindert werden, und die beiden Bildsignalfolgen können ständig auf einen vorbestimmten Pegel gesteuert werden.

In Fig. 4 bezeichnet 14 Brennweiten-Signalstifte. Die Brennweite des Bildaufnahmeobjektivs 1 wird durch die An­ zahl und die Anordnung der Stifte 1 4 codiert, die zu Schal­ tern 14′ übertragen werden können, welche an einer Stelle der Kameragehäuseseite angebracht sind, an der das Bildaufnahmeobjektiv 1 angesetzt wird. Die Brennwei­ ten-Signalstifte 14 und die Schalter 14′, die einen Brenn­ weitenumsetzungs-Codegeber bilden, sind in Form eines Ersatzschaltbilds in Fig. 5 dargestellt. Gemäß Ausführungs­ beispiel ist der Brennweitenumsetzungs-Codegeber mittels der am Bildaufnahmeobjektiv 1 angebrachten Brennwei­ ten-Signalstifte 14 aufgebaut, jedoch kann er auch als Fotokoppler mittels eines Leuchtelements wie einer Leuchtdiode und eines Lichtempfangselements aufgebaut wer­ den oder es kann alternativ ein Codemuster an einer vorbe­ stimmten Stelle am Bildaufnahmeobjektiv 1 angebracht und dessen Erkennung vom Kameragehäuse her vorgese­ hen werden.

Die Abbildungsvergrößerung des am Bezugsfeldsensor 7 erzeugten Bezugsfeldbilds ist durch die Brennweite des Bildaufnahmeobjektivs 1 bestimmt. Wenn demnach das Bild­ aufnahmeobjektiv 1 durch ein anderes Objektivsystem mit ei­ ner unterschiedlichen Brennweite ersetzt wird, ändert sich die Größe des Bezugsfeldbilds mit einer dieser Brennweite entspre­ chenden Abbildungsvergrößerung. In einem solchen Fall wird es unmöglich, das Ausmaß der Übereinstimmung zwischen die­ sem Bezugsfeldbild und dem mit einer vorbestimmten Abbil­ dungsvergrößerung erzeugten Vergleichsfeldbild zu ermit­ teln. Mit 15 ist, eine Vergrößerungs-Korrekturschaltung zur Kompensation einer derartigen Änderung der Bezugsfeld-Vergrößerung aufgrund einer, Information vom Brennweitenumsetzungs-Codegeber 14, 14′ des Bildaufnahme­ objektivs 1 bezeichnet.

Fig. 6 zeigt die Vergrößerungs-Korrekturschaltung und die Koinzidenzerfassungsschaltung in Blockdarstellung. 33 und 34 sind Speicherregister zur Speicherung eines in Binärform umgewandelten, zeitlich seriellen Bildsignals, das dem Vergleichsfeld entspricht. Die Speicherregister 33 und 34 werden nachstehend jeweils als erstes Ver­ gleichsregister bzw. zweites Vergleichsregister bezeich­ net. Das erste Vergleichsregister 33 hat eine Kapazität für eine Bitanzahl d, die der Teilungsbitanzahl ent­ spricht, wenn sich das Bezugsfeld im Vergleichsfeld entsprechend einer Änderung der Objektentfernung von der Nahbereichslage zur Lage für die unendliche Entfernung oder von der Lage für die unendliche Entfernung zur Nahbe­ reichslage bewegt. Das zweite Vergleichsregister 34 hat eine Kapazität für eine Bitanzahl n, die dem vorge­ gebenen Bezugsfeld entspricht. 35 ist ein Register zum zeitweiligen Speichern eines in Binärform umgewandelten, zeitlich seriellen Bildsignals, das dem Bezugsfeld ent­ spricht. Das Register 35 wird nachstehend als-,T-Register bezeichnet. Das T-Register 35 hat N _max Bits, d. h. eine Kapazität, die groß genug ist, das in Binärform umgewan­ delte serielle Bildsignal vollständig zu speichern, das dem Bezugsfeld bei Abbildung mit einer dem Maximalwert der Brennweite des Bildaufnahmeobjektivs 1 entsprechenden Vergrößerung entspricht. 29 ist eine Umsetzerschaltung zum Umsetzen des von den Schaltern 14′ abgegebenen Brennweiten-Codesignals in eine natürliche binäre Zahl, wenn dieses Brennweiten-Codesignal durch ein Graycodesignal gebildet ist. Die Umsetzerschaltung 29 wird nachstehend als G-B-Umsetzer (Gray/Binär-Umsetzer) be­ zeichnet. Wenn die vom G-B-Umsetzer 29 gegebene Brenn­ weiten-Information x ist und die Größe des mittels des eingesetzten Bildaufnahmeobjektivs 1 erzeugten Bezugsfeldbilds durch eine Bildelementanzahl N(x) gegeben ist, so ist N(x) durch N(x) = q + p gegeben, wobei p die Bit­ anzahl darstellt, die einer Zunahme oder Abnahme der Be­ zugsfeld-Bits im Zusammenhang mit der Änderung des Brenn­ weitenumsetzungs-Codesignals entspricht, während q die Bezugsfeld-Bitanzahl bei x = 0 darstellt. Mit 30 und 31 sind Digitaladdierer bezeichnet, (die nachstehend als Addierer I bzw. Adddierer II bezeichnet sind. 32 ist eine An­ fangswert-Einstellschaltung für die Einstellung des An­ fangswerts q der Bezugsfeld-Bitanzahl bei x = 0. Der Ad­ dierer I führt den Rechenvorgang p = x aus, während der Addierer II den Rechenvorgang q + p × x ausführt, N(x) = q + p abgibt und diesen Wert als Eingangssignal an eine Ablaufsteuerschaltung 28 anlegt. Die maximale Anzahl N _max der mittels der Binärform-Umwandlungs-Schaltung 13 für das Bezugsfeld in binäre Form umgewandelten Signale wird mittels des T-Registers 35 gespeichert, wonach die Ablauf­ steuerschaltung 28 mit der zu diesem Zeitpunkt aufgrund der von den Schaltern 14′ abgegebe­ nen Information berechneten Größe N(x) des Bezugsfeldbilds den Rechenvorgang (N _max -N(x))/2 ausführt und das im T-Register 35 gespeicherte Signal um (N _max -N(x))/2 Bits verschoben wird, wodurch ein Vorschub von zum gegenwär­ tigen Zeitpunkt erforderlichen N(x) Bits der in Binärform umgewandelten Bildsignalfolge ausgeführt wird. Darauffol­ gend wird vom T-Register 35 die vorgeschobe­ ne, in Binärform umgewandelte Bildsignalfolge mit einer Taktfrequenz f/n abgegeben, die durch Frequenzteilung ei­ ner beliebigen Frequenz f durch eine vorbestimmte Bezugs­ feld-Bildanzahl n erhalten wird. Dieses Signal wird bei einem Taktimpuls mit einer Frequenz f/N(x), die durch Fre­ quenzteilung der beliebigen Frequenz f durch N(x) erhalten wird, in ein Bezugsregister 36 eingegeben, das eine Kapazi­ tät von n Bits hat. Die bis zur Abgabe von N(x) Bits der in Binärform umgewandelten Bildsignalfolge aus dem T-Regi­ ster. 35 erforderliche Zeitdauer ist durch N(x) · 1/(f/n) gegeben, während die für die Eingabe der in Binärform umgewandelten Bildsignalfolge in das Bezugsregister 36 mit n Bits erforderliche Zeitdauer gleich n × 1/(f/N(x)) ist. Demgemäß werden Abgabe und Zuführung der in Binärform umgewandelten Bildsignalfolge ohne Überschuß oder Fehlstellen zwischen den Registern 35 und 36 ausge­ führt, wodurch sich eine aus Änderungen der Brennweite ergebene Änderung der Abbildungsvergrößerung des Bezugs­ feldbilds kompensiert werden kann, indem die in Binär­ form umgewandelte Bildsignalfolge auf eine vorbestimmte Größe n verkleinert oder vergrößert wird. Nach Eingabe der verkleinerten oder vergrößerten, in Binärform umge­ wandelten Bildsignalfolge für das Bezugsfeldbild in das Bezugsregister 36 oder der in Binärform umgewandelten Bildsignalfolge für das Vergleichsfeldbild aus der Ver­ gleichsfeld-Binärform-Wandlerschaltung 12 in das erste und zweite Vergleichsregister 33 und 34 werden die Inhaltsdaten des Bezugsregister 36 und des zweiten Ver­ gleichsregisters 34 aufeinanderfolgend abgegeben und es wird mittels eines nachgeschalteten Exclusiv-NOR-Glieds bzw. Äquivalenzgliedes EN das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Übereinstimmung ermittelt. Zu dem Zeitpunkt, bei dem die Abgabe der n-Bit-Signalfolge abgeschlossen ist, ist der Inhalt des Bezugsregisters 36 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückgeführt, während der Inhalt des zweiten Vergleichsregisters 34 durch Aufnahme ei­ nes 1-Bit-Signals aus dem ersten Vergleichsregister 33 um ein Bit verschoben ist. Durch diese Unterscheidung zwi­ schen Übereinstimmung und fehlender Übereinstimmung und die nachfolgende 1-Bit-Verschiebung, die aufeinanderfol­ gend d-fach wiederholt werden, kann eine im wesentlichen mit dem Bezugsfeld Übereinstimmende Stelle im Ver­ gleichsfeld erfaßt werden und damit die Entfernung zum aufzunehmenden Objekt aufgrund der vorstehend genannten Gleichung in Form einer Trianonlationsmessung ermittelt werden. Die Entfernungsermittlungs- und Scharfeinstellungs­ erkennungs-Schaltung 20 führt die Ermittlung der Objekt­ entfernung durch Auswertung der Übereinstimmungslage eines derartigen Bilds aufgrund des Unterscheidungs-Aus­ gangssignals des Äquivalenzglieds EN sowie ferner die Er­ kennung des Scharfeinstellungszustands des Bildaufnahmeob­ jektivs 1 in Bezug auf das Objekt durch einen Vergleich zwi­ schen der ermittelten Objektentfernung und dem von der Umsetzer­ schaltung 26 erhaltenen Verstellungsbetrag des Bildaufnahmeobjektivs 1 aus. Mit 37, 38, 39 und 40 sind Schalter zur Ab­ laufsteuerung der jeweiligen Register bezeichnet.

Fig. 7 zeigt Einzelheiten eines für die Vergrößerungs­ korrektur- und Koinzidenzerfassungsschaltung 19 vorgesehe­ nen Schaltungsteils der Ablaufsteuerschaltung 28, der zur Bildung von verschiedenen Steuerimpulsen hinsichtlich der Vergrößerungskorrektur dient. Fig. 8 ist ein Zeit­ diagramm dieser Impulse. In Fig. 7 bezeichnet 43 einen Digitalsubtrahierer, während 44 eine Anfangswert-Einstell­ schaltung für den Digitalsubtrahierer 43 bezeichnet, die anfänglich 3/2 des vorstehend genannten Werts N _max ein­ stellt. Dementsprechend subtrahiert der Digitalsubtrahie­ rer 43 auf digitale Weise den von der Vergrößerungs-Kor­ rektur-Schaltung 15 abgegebenen Wert N(x)/2 von dem Wert 3 N _max /2 und gibt den Wert (3 N _max -N(x)/2 ab. 45 ist ein Rückwärtszähler, der die mittels des vom Subtrahierer 43 abgegebenen Werts (3 N _max -(x))/x vorgewählte Anzahl rückwärts zählt und an seinem Ausgang CR einen einzigen Impuls abgibt, sobald sein Zählstand "0" ist. Φ₀ ist ein Impuls, der mit der Signalabgabe des Bezugsfeldsensors 7 synchron ist, während Φ SH ein Schiebeimpuls des Bezugs­ feldsensors 7 ist. Der Rückwärtszähler 45 empfängt unter Voreinstellung mittels des Schiebeimpulses Φ SH das Ein­ gangssignal (3 N _max -N(x))/2 und zählt die Impulse Φ₀. Mit 46 ist ein RS-Flip-Flop bezeichnet, das durch den Schiebe­ impuls Φ SH rückgesetzt und mittels des Einzelimpuls­ signals über den Anschluß CR des Rückwärtszählers 45 zum Zeitpunkt des vollständigen Rückwärtszählens des Werts (3 N _max -N(x))/2 gesetzt wird. Φ₄ ist ein Impulssignal, welches aufgrund des Q-Ausgangssignals des RS-Flip-Flops 46 den Umstand anzeigt, daß der erforderliche Vorschub der in binäre Form umgewandelten Bildsignalfolge für das Bezugsfeld im T-Register 35 abgeschlossen ist. Dieses Impulssignal liegt als Eingangssignal am Schal­ ter 37 für die Betriebsart-Umschaltung des T-Registers 35 nach Fig. 6 an, um den Zeitpunkt der Schiebeimpuls-Um­ schaltung zu steuern. Mit 41 ist ein von dem Impuls Φ SH gelöschter n-Bit-Frequenzteilungs-Zähler zur Teilung der Frequenz der Impulse Φ₀ durch n bezeichnet. Φ₅ ist ein Taktimpulssignal, das sich aus der n-Frequenzteilung der Impulse Φ₀ ergibt und ein Impulssignal für die Abgabe der im T-Register 35 vorgeschobenen, in Binärform um­ gewandelten Bildsignalfolge für das Bezugsfeld zum Be­ zugsregister 36 darstellt, wobei dieses Impulssignal zu­ sammen mit den Impulsen Φ₀ an den Schalter 37 angelegt und über diesen selektiv dem T-Register 35 zu­ geführt wird. 42 ist ein N(x)-Frequenzteilungs-Rückwärts­ zähler, der mit den Impulsen Φ₀ das Ausgangssignal N(x) der Vergrößerungs-Korrekturschaltung 15 rückwärts zählt, das zum Zeitpunkt des Impulses Φ SH eingegeben und vorein­ gestellt wird. Φ _x ist eine Impulsfolge, die gleichzeitig mit dem Rückwärtszählen des Werts N(x) über den Ausgang CR des N(x)-Frequenzteilungs-Rückwärtszählers 42 ausgege­ ben wird und ein Bezugsregister-Speicherimpulssignal für das aufeinanderfolgende Einspeichern der vom T-Regi­ ster mittels der Taktimpulse Φ₅ abgegebenen Signalimpulse in das Bezugsregister 36 darstellt. Die Impulsfolge Φ _x wird zusammen mit dem Impuls Φ SH über ein ODER-Glied OG 1 in den N(x)-Frequenzteilungs-Rückwärtszähler 42 eingege­ ben, so daß nach Erzeugung eines Einzelimpulses der Impul­ se Φ SH der Wert N(x) jeweils voreingestellt und einge­ geben wird, wenn die Impulsfolge Φ _x einen Einzelimpuls ergibt. Mit 49 ist ein (n + d)-Bit-Zähler bezeichnet, der nach dem Löschen mittels des Impulses Φ SH (n + d) Bits der Impulse Φ₀ zählt. 50 ist ein RS-Flip-Flop, das mit dem Impuls Φ SH rückgesetzt und danach mittels eines Über­ tragsausgangssignals (am Ausgang CR) aus dem (n + d)-Zähler 49 gesetzt wird. Durch das vom (n + d)-Bit­ Zähler 49 abgegebene Übertragsausgangssignal ist erkenn­ bar; daß die Einspeicherung der in binäre Form umgewandel­ ten Bildsignalfolge für das Vergleichsfeld mit d Bits in das erste Vergleichsregister 33 und mit n Bits in das zweite Vergleichsregister 4 bgeschlossen ist. 47 ist ein n-Bit-Frequenzteilungs-Zähler, der ein Vergrö­ ßerungs-Korrektur-Einspeicherungsabschluß-Signal für eine n-Bit-Impulszählung erzeugt, die sich aus der vom Rückwärtszähler 42 abgegebenen Frequenzteilung der Impulse Φ₀ auf 1/N(x) ergibt. Dabei zeigt das Einspeicherungsab­ schluß-Signal an, daß unter Ausführung des Vergrößerungs­ korrekturvorgangs an der in binäre Form umgewandelten Bildsignalfolge für das Bezugsfeld die Verschiebung aus dem T-Register 35 zum n-Bit-Bezugsregister 36 abge­ schlossen ist; nach dem Löschen mittels des Impul­ ses Φ SH führt der Zähler 47 eine n-Bit-Zählung der Im­ pulse Φ₀ synchron mit dem Ausgangssignal eines UND-Glieds AG 1 aus, das das T-Register-Vorschubabschluß-Signal Φ₄ und die Einspeicherungs-Impulse Φ₆ für das Bezugsregi­ ster 36 empfängt. Mit 48 ist ein RS-Flip-Flop bezeichnet, das von dem Impuls Φ SH rückgesetzt und von dem Über­ tragssignal (am Ausgang CR) des n-Bit-Frequenztei­ lungs-Zählers 47 gesetzt wird. Das Q-Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 48 bildet ein Vergrößerungs-Korrektur-End­ signal, während ein Ausgangssignal Φ₆ eines UND-Glieds AG 2, das dieses Endsignal und ein Einspeicherungsabschluß­ Signal für das erste und das zweite Vergleichsregister empfängt, welches das Q-Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 50 ist, an die (in Fig. 6 gezeigten) Schalter 39 und 40 zum Umschalten zwischen der Betriebsart der Übereinstim­ mungs/Fehlübereinstimmungs-Vergleichsbestimmung des Bezugs­ registers 36 und der Betriebsart der Signaleinspeicherung aus dem T-Register 35 angelegt wird.

In Fig. 6 ist Φ₂ ein Impulssignal zur Steuerung des Schalters 38 zwischen dem ersten Vergleichsregister 33 mit d Bits und dem zweiten Vergleichsregister 34 mit n Bits. Wenn die in die binäre Form umgewandelte Bildsignalfolge für das Vergleichsfeld aufeinanderfolgend eingespeichert werden soll, ist der Schalter 38 auf die Stellung b ge­ schaltet; wenn der Inhalt des Bezugsregisters 36 mit den n Bits zur Ermittlung des Vorliegens oder Nichtvorliegens von Übereinstimmung verglichen werden soll, wird der Schal­ ter 38 auf die Stellung a geschaltet; nach Abschluß des Vergleichs für eine Periode wird der Schalter 38 in die Stellung b geschaltet, um ein Ein-Bit-Signal aus dem er­ sten Vergleichsregister 33 einzugeben; nachdem der Schal­ ter, 38 darauffolgend wieder in die Stellung a geschaltet ist, wird erneut das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Über­ einstimmung durch Vergleich ermittelt; das Impulssignal Φ₂ bewirkt eine Steuerung in der Weise, daß dieser Vor­ gang d-mal wiederholt wird.

In Fig. 7 ist 51 ein n-Bit-Zähler, der aus dem Lösch­ zustand (mittels des Ausgangssignals eines Inverters IV 1) gelöst wird, sobald der Steuerimpuls Φ₆ zur Umschal­ tung zwischen dem Vergleichsbestimmungsbetrieb und dem Einspeicherbetrieb des Bezugsregisters 36 abgegeben wird, um eine n-Bit-Zählung der Impulse Φ₀ auszuführen und ein Einzelperioden-Vergleichsabschlußsignal abzugeben. Das Impulssignal Φ₂ für die Steuerung des Umschaltens zwischen der Speicherungsbetriebsart und der Vergleichsbestimmungs­ betriebsart des Vergleichsregisters 34 wird vom Aus­ gangssignal eines ODER-Glieds OG 2 gebildet, das das Über­ tragsausgangssignal des n-Bit-Zählers 51 und das -Aus­ gangssignal des RS-Flip-Flops 50 empfängt. Φ₁ und Φ₃ sind Impulssignale zum jeweiligen Ansteuern des ersten Ver­ gleichsregisters 33 mit den d Bits bzw. des zweiten Ver­ gleichsregisters 34 mit den n Bits, während Φ₃ das Ergeb­ nis des mittels eines UND-Glieds AG 3 gebildeten logischen Produkts aus dem Ausgangssignal eines ODER-Glieds OG 3, das die Steuerimpulse Φ₆ und das -Ausgangssignal des RS­ Flip-Flops 50 empfängt, und den Impulsen Φ₀ ist. Φ₁ ist das Ergebnis des mittels des UND-Glieds AG 4 gebildeten logischen Produkts aus den Signalen Φ₃ und Φ₂ · Φ₇ ist ein Steuerimpulssignal bei dem Vergleichsbestimmungsbetrieb des Bezugsregisters 36 und stellt das Ergebnis des mittels eines UND-Glieds AG 5 gebildeten logischen Produkts aus dem mittels eines Inverters IV 2 invertierten Impulssignals und dem Impulssignal Φ₃ dar. Mit 52 ist ein d-Bit-Zäh­ ler zum Zählen der Wiederholungsanzahl bezeichnet in die die Periode des Vergleichens der jeweiligen Signalbits des Inhalts des n-Bit-Bezugsregisters 36 mit dem Inhalt des zweiten Bezugsregisters 34 mit n Bits unter aufeinanderfolgendem Anlegen eines jeweiligen Signalbits wiederholt wird. 53 ist ein RS-Flip-Flop, das von dem Impuls Φ SH rückgesetzt und danach durch das Übertragsausgangssignal des d-Bit­ Zählers 52 gesetzt wird. Der d-Bit-Zähler 52 wird mittels des Übertragsausgangssignals des n-Bit-Frequenzteilungs­ Zählers 47 für das Vergrößerungs-Korrektur-Abschlußaus­ gangsimpulssignal gelöscht, wonach der Zähler 52 die Im­ pulse Φ₀ synchron mit dem Ausgangssignal eines UND-Glieds AG 6 zählt, das das -Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 53 und das Übertragsausgangssignal des n-Bit-Zählers 51 für das Vergleichsabschluß-Ausgangsimpulssignal für eine Pe­ riode empfängt. Eine Verschiebungsadresse, die während der aufeinanderfolgenden (d-1)-fachen Verschiebungen das maximale Ausmaß an Übereinstimmung ergibt, wird mittels eines Übertragssignals Φ _L zwischengespeichert, das vom d-Bit-Zähler 52 nach der d-Bit-Zählung als Einzelim­ puls abgegeben wird.

Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des Entfernungsmeßsystems bei einer Videokamera, die mit einem Vario­ objektiv ausgestattet ist.

In Fig. 9 ist 54 ein Bildaufnahme-Varioobjektiv der Videokamera. 54 a ist ein Scharfeinstellungs-Linsensystem des Objektivs 54, 54 b ist ein Vergrößerungsänderungs-Lin­ sensystem des Objektivs und 54 c ist ein Korrektur-Linsen­ system des Objektivs. Mit 54 d ist eine Blende des Bildauf­ nahmeobjektivs 54 bezeichnet, während mit 54 e ein Relais­ Linsensystem des Bildaufnahmeobjektivs 54 bezeichnet ist. 55 ist eine Bildaufnahmeröhre wie ein "Plan-vicon" oder Videcon oder aber ein Festkörper-Bildaufnahmeelement wie eine zweidimensionale Ladungskoppelschaltung (CCD). Die Erzeugung von Videosignalen erfolgt mittels eines Bildaufnahmesystems aus dem Bildaufnahme-Varioobjektiv 54 und dem Bildaufnahmeelement 55, wobei als Bezugsbild­ bereich ein bestimmter Teil des Bildaufnahme­ bereichs verwendet wird. Mit 57 ist eine Vergleichsfeld­ linse bezeichnet. Die Vergleichsfeldlinse 57 soll mög­ lichst so angeordnet sein, daß ihre erste Hauptebene mit der ersten Hauptebene des Scharfeinstellungs-Linsensystems 55 a des Bildaufnahme-Varioobjektivs 54 zusammenfällt, wenn das Scharfeinstellungs-Linsensystem 54 a in eine zur Hälfte versetzte Lage verstellt ist. Falls jedoch zur Erleich­ terung des Aufbaus die Einbaulage der Vergleichsfeldlinse 57 mehr oder weniger von dieser Position ab­ weicht, entsteht praktisch keine nachteilige Auswirkung, so daß keine Einschränkung auf diese Einbau­ lage besteht. 56 ist eine Festblende zum Einstellen der Öffnung der Vergleichsfeldlinse 57. 58 ist eine Fotosensorrreihe für das Vergleichsfeld. Der Vergleichsfeldsensor 58 sollte möglichst an einer Stelle angebracht sein, an der ein in einem der zur Hälfte versetzten Lage des Scharfeinstel­ lungs-Linsensystems 54 a entsprechenden Abstand befindliches Objekt am schärfsten abgebildet wird. Ferner ist der Vergleichsfeldsensor 58 an einer Stelle ange­ bracht, an der sich ein bestimmter Bezugsfeldteil des Bild­ aufnahmeelements 55 befindet, so daß ein Basis-Ent­ fernungsmesser gebildet wird. Bei dem beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel wird eine Zeile des Abtastbildsignals in dem zur optischen Achse des Bildaufnahme-Varioobjektivs 54 orthogonalen Bereich oder eine Zeile in der Nähe der optischen Achse als Bezugsfeld-Bildfläche gewählt, wobei als N _max die Anzahl der Bildelemente gewählt wird, die in der Längsrichtung der Bildfläche enthalten ist, welche einem Fall entspricht, bei dem die Länge der Bezugsfeld- Bildfläche in Bezug auf einen vorbestimmten Entfernungs­ meß-Feldwinkel am größten wird, d. h. einem Fall, bei dem das Bildaufnahme-Varioobjektiv 54 bei größter Brennwei­ te ein im Nahbereich liegendes Objekt aufnimmt.

Dagegen wird beim Vergleichsfeldsensor 58 eine Verschiebungsbitanzahl d gewählt, die der erforderli­ chen Entfernungsmeßgenauigkeit entspricht; ferner beträgt die tatsächlich genutzte Länge des Vergleichsfeldsensors 58 n + d Bits, wobei n die Anzahl der Bildelemente in dem Bereich des Vergleichsfeldsensors 58 ist, der dem Entfer­ nungsmeßfeld-Winkel entspricht.

Mit 59 ist ein Verstellungslagen-Umsetzungs-Codegeber des Bildaufnahme-Varioobjektivs 54 bezeichnet. 60 ist ein Brennweitenumsetzungs-Codegeber, der die Varioobjektiv­ Teillinsensysteme 54 b und 54 c betrifft und eine Brennweitenverstellung als codierte Brennweiteninformation abgibt. 61 ist eine Treiberschal­ tung für die Ansteuerung des Vergleichsfeldsensors 58. Mit 64 ist eine Videosignal-Verarbeitungsschaltung für die Ansteuerung des Bildaufnahmeelements 55 und die Verar­ beitung des Videosignals bzw. Fernsehsignals bezeichnet. Von der Videosignal- Verarbeitungsschaltung 64 wird ein Norm-Videosignal abgegeben sowie in eine Scharfeinstellungs-Ermittlungsschaltung ein Helligkeitssignal als Bezugsfeld-Bildsignalfolge eingegeben. 63 ist eine Belich­ tungsautomatik-Schaltung zum automatischen Regeln der Blende 54 d. Von der Belichtungsautomatik-Schaltung 63 wird ein Blendenwertsignal abgegeben und in die Treiberschal­ tung 61 für den Vergleichsfeldsensor 58 eingegeben, um die Ladungssammelzeit oder die Ladungsausscheidezeit des Vergleichsfeldsensors 58 zu steuern. Der Blendenwert der festen Einstellblende 56 für die Einstellung der Blen­ denöffnung der Vergleichsfeldlinse 57 entspricht bei offe­ ner Blende 54 d des Bildaufnahme-Varioobjektivs 54 dem in Verbindung mit dem vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispiel beschriebenen. Es ist hierbei notwendig, die Verstärkung des Vergleichsfeldsensors 58 entsprechend einer Änderung des Blendenwerts des Bildaufnahme-Varioob­ jektivs 54 aus dessen Öffnungsstellung heraus zu steuern und sie an den Ausgangspegel des genannten Helligkeitssig­ nals anzugleichen. Zu diesem Zweck wird die Ladungssammel­ zeit oder die Ladungsausscheidezeit des Vergleichsfeldsen­ sors 58 aufgrund des von der Belichtungsautomatik-Schal­ tung 63 abgegebenen Blendenstellungssignals gesteuert. Mit 62 ist ein Blendenwertumsetzungs-Codegeber bezeichnet, der bei der Einstellung der Blende 54 d von Hand eine Blen­ denwertinformation abgibt.

Jeder der Umsetzungs-Codegeber 59, 60 und 62 für die Ob­ jektiveinstellungslage, die Brennweite und den Blendenwert kann entsprechend der (in Fig. 1 gezeigten) Kombination aus dem Objektiveinstellungs-Um­ setzungs-Codemuster 21 und dem Kontakt 22 gebildet werden, die bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Entfernungsmeßsystem für eine Ka­ mera wird somit das optische Bildaufnahmesystem der Kamera auch als eines der optischen Systeme zur Entfernungsmessung und vorzugsweise als optisches Bezugsfeldsystem verwendet, wodurch es möglich wird, eine optische Parallaxe gänzlich auszuschalten und darüberhinaus auf den gesonderten Einbau eines optischen Bezugsfeldsystems zu verzichten.

Dabei kann ein Unterschied hinsichtlich der Abbildungsver­ größerung zwischen dem optischen Bezugsfeldsystem und dem optischen Vergleichsfeldsystem sowie eine Schwankung der Abbildungsvergrößerung, die zwangsweise dadurch entsteht, daß das optische Bildaufnahmesystem auch als optisches Bezugsfeldsystem dient, mittels eines Vergrößerungs-Kor­ rektursystems vollständig kompensiert werden, bei dem gemäß den Ausführungsbeispielen ein Regi­ ster zum zeitweiligen Speichern der Bezugsfeldbild-Infor­ mation vorgesehen ist, der Vorschub der erforderlichen Bezugsfeldbild-Information aufgrund einer Brennweitenum­ setzungs-Codeinformation erfolgt und das Verhältnis der Geschwindigkeit der Abgabe und des Einschreibens der zeit­ lich seriellen Bildinformation in ein Bezugsfeldregister einer vorbestimmten Kapazität rechnerisch aufgrund der Brennweitenumsetzungs-Codeinformation verarbeitet wird, wodurch die Bezugsfeldbild-Information in Form einer zeitlich seriellen Bildinformation mit einer bestimmten Bitanzahl erweitert oder verringert wird, so daß die Entfernungsmessung mit hoher Genauigkeit möglich ist.

Die Anwendung des Entfernungsmeßsystems bei einer Vi­ deo- bzw. Fernsehkamera ist zwar anhand eines Falls be­ schrieben worden bei dem ein Teil des Bildaufnahmeelements für die Videobildebene auch als Bezugsfeldsensor dient, jedoch ist es auch möglich, den Bezugsfeldsensor in einer zur Abbildungsebene des Scharf­ einstellungs-Linsensystems konjugierten Ebene derart ein­ zubauen, daß ein Teil der Lichtstrahlen aus dem Scharf­ einstellungs-Linsensystem auf die Oberfläche des Bezugs­ feldsensors fällt und dort abgebildet wird, wodurch eine Beeinflussung des Bezugsfeldbilds durch eine Änderung der Brennweite und eine Änderung des Blendenwerts bei der Brennweitenverstellung des Bildaufnahmeobjektivs verhin­ dert wird.

Ferner ist es auch möglich, die Wellenlängenbereiche der Bezugsfeld-Lichtstrahlen und der Vergleichsfeld-Licht­ strahlen mittels eines Elements wie eines Zwischen- bzw. Sperrspiegels oder Filters so zu wählen, daß sie sich vom Wellenlängenbereich der Bildaufnahme-Lichtstrahlen unterscheiden. Auf diese Weise wird eine Beeinflussung im Sinne einer Verringerung oder Verstärkung der bei der Bildauf­ nahme und dem optischen Sucher genutzten Lichtstrahlen abgeschwächt.

Das Entfernungsmeßsystem ist vorstehend zwar im Hinblick auf seine Verwendung bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera und einer Videokamera beschrieben worden jedoch ist es auch in weitem Ausmaß bei anderen fotografischen optischen Ge­ räten einsetzbar, bei denen eine Objektentfernungsinforma­ tion erforderlich ist.

Claims (13)

1. Entfernungsmeßsystem für die automatische Scharfein­ stellung eines optischen Abbildungssystems, mit einem ersten und einem zweiten optischen System, die in vorge­ gebenem Abstand voneinander angeordnet sind, einer ersten Bildsignalgeneratoreinrichtung, die über das erste opti­ sche System mit einem optischen Objektbild beaufschlagt wird und diesem optischen Objektbild entsprechende erste Bildsignale abgibt, und einer zweiten Bildsignalgenerator­ einrichtung, die über das zweite optische System mit einem optischen Objektbild beaufschlagt wird und diesem opti­ schen Objektbild entsprechende zweite Bildsignale abgibt, wobei die jeweilige Entfernung zwischen optischem Abbil­ dungssystem und Objekt durch Ermittlung der ersten und zweiten Bildsignale entsprechend der in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen optischem Abbildungssystem und Objekt veränderlichen Positionsbeziehung der vom ersten und zweiten optischen System abgebildeten optischen Ob­ jektbilder gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische System das optische Abbildungssystem (1; 54) ist, das auch zur Entfernungsmessung dadurch Verwen­ dung findet, daß das auf einer in der Bildebene (5) des optischen Abbildungssystems (1; 54) angeordneten Bildemp­ fangseinrichtung abzubildende optische Objektbild auf einen Bildsensor (7; 55) gelenkt wird.

2. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kompensationseinrichtung (15, 25; 59, 60, 62) zum Abgleich von Abbildungsunterschieden zwischen dem vom ersten optischen System (1; 54) erzeugten Objektbild bei der ersten Bildsignalgeneratoreinrichtung (7, 13; 55, 64) und dem vom zweiten optischen System (8, 9; 57) erzeugten Objektbild bei der zweiten Bildsignalgeneratoreinrichtung (10, 12; 58).

3. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (15, 25; 59, 60, 62) eine Kompensation in Abhängigkeit von der Brenn­ weite des ersten optischen Systems (1; 54) durchführt.

4. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (15, 25; 59, 60, 62) eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Bildsignal auf der Basis einer Differenz zwischen der Dimension eines entsprechend der Brennweite des ersten optischen Systems (1; 54) empfangenen Objektbildes und der Dimension eines über das zweite optische System (8, 9; 57) empfangenen Objektbildes kompensiert.

5. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (14, 14′, 15; 60), durch die ein von der ersten Bildsignalgeneratoreinrichtung (7, 13; 55, 64) erzeugtes und dem vom ersten optischen System (1; 54) erzeugten Objektbild entsprechendes erstes Bild­ signal in Abhängigkeit von der Brennweite des ersten opti­ schen Systems (1; 54) auf einen konstanten Wert einge­ stellt und festgehalten wird.

6. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstelleinrichtung (14, 14′, 15; 60) den Betrag des ersten Bildsignals derart einstellt, daß das erste Bildsignal in Abhängigkeit von der Brennweite des ersten optischen Systems (1; 54) innerhalb eines vor­ gegebenen Bereichs gehalten wird.

7. Entfernungsmeßsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (15, 25; 59, 60, 62) eine Einrichtung (25; 59) zur Ermitt­ lung der Einstellungslage des das erste optische System bildenden optischen Abbildungssystems (1; 54) aufweist.

8. Entfernungsmeßsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (59, 60, 62) eine Einrichtung (62) zur Ermittlung des Arbeitsblendenwerts des das erste optische System bilden­ den optischen Abbildungssystems (54) aufweist.

9. Entfernungsmeßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein optisches Element (6), das rela­ tiv zum optischen Abbildungssystem (1) zur Beaufschlagung der ersten Bildsignalgeneratoreinrichtung (7, 13) mit einem unter Verwendung eines Teils der Abbildungslicht­ strahlen des optischen Abbildungssystems (1) erzeugten Objektbildes angeordnet ist.

10. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Bildsignalgeneratoreinrichtung (7, 13) und die zweite Bildsignalgeneratoreinrichtung (10, 12) mit einer Abtasteinrichtung (11) zur Abtastung der vom ersten und zweiten optischen System jeweils abgebildeten Objektbilder in Wirkverbindung stehen.

11. Entfernungsmeßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vom optischen Abbildungs­ system (54) erzeugte Objektbild in einer Videokamera in ein elektrisches Videosignal umgesetzt wird und daß die erste Bildsignalgeneratoreinrichtung (55, 64) die ersten Bildsignale durch Verwendung zumindest eines Teils des elektrischen Videosignals bildet.

12. Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Bildsignalgeneratoreinrichtung (58) mit einer Abtasteinrichtung (61) zur Abtastung des vom zweiten optischen System (57) erzeugten optischen Objektbildes in Wirkverbindung steht.

13. Entfernungsmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische System (8, 9; 57) in einer vorgegebenen Basislänge beab­ standet zu dem das erste optische System bildenden opti­ schen Abbildungssystem (1; 54) angeordnet ist und daß der Relativlageunterschied ein Maß für die Entfernung (D) zwischen optischem Abbildungssystem und Objekt darstellt.