DE3633592C2 - - Google Patents

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DE3633592C2
DE3633592C2 DE3633592A DE3633592A DE3633592C2 DE 3633592 C2 DE3633592 C2 DE 3633592C2 DE 3633592 A DE3633592 A DE 3633592A DE 3633592 A DE3633592 A DE 3633592A DE 3633592 C2 DE3633592 C2 DE 3633592C2
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Linsensystem mit zumindest einem Linsenelement, das in Richtung der optischen Achse des Linsensystems zur Änderung von dessen Fokussierungszustand bewegbar ist, wobei der Betrag der Abweichung Δd der Bildebene gegenüber ihrer Sollposition bei der Scharfeinstellungsposition des Linsenelements ermittelt und hieraus eine geeignete Verschiebungsstrecke x für das Linsenelement bestimmt wird.
Bekanntermaßen kann bei einem fotografischen Linsensystem die Erfassung einer Fokussierungsabweichung mit Betrag und zugehörigem Vorzeichen vorgenommen werden (US 45 00 778).
Darüber hinaus kann eine Scharfeinstellung natürlich nicht nur bei einem Linsensystem mit konstanter Brennweite sondern auch bei einem Linsensystem mit variabler Brennweite bzw. mit Variooptik vorgenommen werden. Eine derartige Scharfeinstellung mit bewegbarem Linsenteil ist aus der DE 32 17 884 A1 bekannt.
Weiterhin ist aus der GB 20 19 589 A ein fotografisches Linsensystem der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zur Ermittlung der Scharfeinstellungsposition Informationen zur Einstellung des Linsenelements entsprechend der Objektweite gespeichert werden. Zudem wird die Entfernung des Objekts über einen separaten Entfernungsmesser ermittelt und nicht mittels der von dem Objekt über das Objektiv einfallenden Lichtstrahlen. Die Verschiebung des bewegbaren Linsenelements erfolgt in Abhängigkeit von den gespeicherten Informationen, wobei diese Informationen eine oder mehrere Kurven beinhalten, die eine nichtlineare Beziehung zwischen der Objektweite und der für ein scharfes Bild erforderlichen Linsenelementposition bzw. Scharfeinstellungsposition darstellen. Dabei ist es jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, die Linsenelementposition stets derart zu variieren, daß eine scharfe Abbildung in einer bestimmten Bildebene erzielt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein fotografisches Linsensystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß stets schnell und zuverlässig die für eine scharfe Abbildung erforderliche Einstellung des Linsensystems erhalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Linsensystem eine Speichereinrichtung aufweist, in welcher für das betreffende Linsensystem spezifische Informationen gespeichert sind, die eine Bezugsgröße S₀ und eine Konstante A beinhalten, wobei die Bezugsgröße S₀ und die Konstante A derart vorgegeben sind, daß eine Gleichung Sd=S₀+A * f(Δd) berechenbar ist, in der f(Δd) eine Funktion der ermittelten Betrags der Abweichung Δd ist und Sd einen Verschiebungskoeffizienten bezeichnet, und daß die Verschiebungsstrecke x für das Linsenelement durch Division des ermittelten Betrags der Abweichung Δd durch den Verschiebungskoeffizienten Sd bestimmbar ist.
Durch die Speicherung von verschiedenen, die Verschiebungsstrecke x beeinflussenden und für das entsprechende Linsensystem spezifischen Faktoren in der in dem Linsensystem angeordneten Speichereinrichtung ist es somit möglich, die Berechnung des Ausmaßes der Bewegung des bewegbaren Linsenelements insbesondere auch nach einem Objektivwechsel schnell und zuverlässig zu erhalten.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1A ein Blockdiagramm, das eine Anwendung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen fotografischen Linsensystems verdeutlicht,
Fig. 1B eine einäugige Spiegelreflexkamera mit einem Objektiv mit konstanter Brennweite, bei dem die Erfindung angewandt wird,
Fig. 1C eine Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, die in der in Fig. 1B gezeigten Kamera verwendet wird,
Fig. 2A und 2B schematische Ansichten zur Erläuterung von Beziehungen zwischen dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem zur Erzielung der Scharfeinstellung erforderlichen Betrag der Verschiebung eines Linsenelements wie einer Fokussierlinse,
Fig. 2C, 2D und 2E Diagramme, die Beziehungen zwischen dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse zeigen,
Fig. 3A und 3B schematische Ansichten zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse bei einem gebräuchlichen System,
Fig. 4 ein Blockdiagramm, das eine Anwendung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen fotografischen Linsensystems verdeutlicht,
Fig. 5A, 5B, 5C und 5D Diagramme, die Beziehungen zwischen dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigen,
Fig. 6, 7 und 8 Blockdiagramme, die weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele zeigen.
Fig. 1A ist ein Blockdiagramm, das eine automatische Fokussiervorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 1B erläutert eine einäugige Spiegelreflexkamera, bei der ein Linsensystem mit konstanter Brennweite verwendet wird, auf das die automatische Fokussiervorrichtung angewandt wird. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung enthält ein erfindungsgemäßes fotografisches Linsensystem 1, eine Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand 2, eine erste Rechenschaltung 4, eine Antriebseinrichtung 5 und eine Ermittlungsschaltung 6.
Das Linsensystem 1 enthält ein Bilderzeugungssystem mit konstanter Brennweite oder mit variabler Brechkraft bzw. Brennweite usw., und ist so aufgebaut, daß der Fokussiervorgang durch Verschieben des Linsensystems als Ganzes oder durch Verschieben eines für diesen Zweck vorgesehenen Linsenelements wie einer Fokussierlinse bewirkt wird.
Die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand 2 ist so aufgebaut, daß der Betrag einer durch das Linsensystem 1 erzeugten Defokussierung bezüglich einer festgelegten Bildebene oder der dem Betrag der Defokussierung entsprechende Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand (= der Betrag der Abweichung der Lage einer scharf einzustellenden Bildebene von der festgelegten Bildebene im Zeitpunkt der Ermittlung der Abweichung) ermittelt wird. Für die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand kann irgendeines von verschiedenen Systemen gewählt werden. Fig. 1C zeigt ein Beispiel für eine solche Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand. Die in Fig. 1C gezeigte Einrichtung besteht aus einer Feldlinse 2a, die in der festgelegten Bildebene positioniert ist, zwei Bildumformungslinsen 2b und einer Photomeßfühleranordnung 2c, die in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend angeordnet sind. Auf der Photomeßfühleranordnung 2c wird ein Paar Bilder erzeugt, und der Abstand zwischen diesen durch Umformen erzeugten Bildern hängt von dem Grad der Annäherung des Einstellungszustands des Linsensystems an den Scharfeinstellungszustand ab. Durch Vergleichen des Abstands zwischen den durch Umformen erzeugten Bildern mit einem Vergleichsabstand t kann ermittelt werden, ob das Bild in der festgelegten Einstell- bzw. Bildebene oder davor oder dahinter erzeugt wird. Auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Vergleichsabstand t und dem Abstand zwischen den durch Umformen erzeugten Bildern kann auch der Betrag der Abweichung berechnet werden.
In dem Linsensystem 1 ist eine Speichereinrichtung 3 angeordnet, die einen Nur-Lese-Speicher bzw. ein ROM oder dergleichen enthält und verschiedene Einflußgrößen, die die optischen Eigenschaften des Linsensystems betreffen, wie z. B. eine Bezugsgröße, die die Verschiebung des Linsenelements bzw. der Fokussierlinse betrifft, speichert. Dieser Speicher kann auch durch eine mechanische Konstruktion gebildet sein.
Die erste Rechenschaltung 4 wirkt in der Weise, daß sie auf der Grundlage der Bezugsgrößen oder dergleichen, die in der Speichereinrichtung bzw. dem Speicher 3 gespeichert sind, und des durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand 2 ermittelten Betrags Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand einen Verschiebungskoeffizienten Sd berechnet, der der Empfindlichkeit entspricht, mit der die Fokussierlinse zu verschieben ist. Die erste Rechenschaltung 4 wirkt ferner in der Weise, daß sie in Übereinstimmung mit dem Verschiebungskoeffizienten Sd den Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse berechnet, der für die Erzielung der genauen Fokussierung erforderlich ist.
Die Antriebseinrichtung 5 enthält einen Motor, einen Zahnstangenmechanismus oder dergleichen für die Verschiebung der Fokussierlinse um eine Strecke, die als Ergebnis der Arbeitsweise der ersten Rechenschaltung 4 ermittelt wird.
Wie es in Fig. 1B gezeigt wird, ist das Linsensystem 1 mit einem Kameragehäuse 10 durch ein Verbindungsstück 11 abnehmbar verbunden und mittels eines elektrischen Verbindungselements 12 leitend mit dem Kameragehäuse verbunden. Die Kamera weist einen Verschluß 13 auf.
Wie es vorstehend beschrieben wurde, ändert sich der in Bezug auf den Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand erforderliche Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse in Abhängigkeit von der Dingweite, der Ausgangslage der Fokussierlinse längs ihrer optischen Achse, der Brennweiteneinstellung usw.
Der durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelte Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand hängt beispielsweise selbst in dem Fall, daß die Dingweite dieselbe ist, von der Lage der Fokussierlinse längs ihrer optischen Achse ab.
Es sei nun angenommen, daß l21 der Abstand zwischen dem Ding 20 und dem Linsensystem 21 ist und daß der Abstand zwischen der gegenwärtigen Lage der Fokussierlinse 22 und der Lage, in der sich die Fokussierlinse befinden muß, um den Scharfeinstellungszustand zu erzielen, x21 beträgt, wie es in Fig. 2A gezeigt wird. In diesem Fall besteht zwischen dem durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelten Betrag Δd21 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem erforderlichen Betrag x21 der Verschiebung der Fokussierlinse die in Fig. 2C gezeigte Beziehung. Der Betrag Δd21 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand entspricht der in a21-a22-a23-a24 eingeschlossenen Fläche.
Wenn andererseits angenommen wird, daß der Abstand zwischen der gegenwärtigen Lage der Fokussierlinse und der Lage, in der sich die Fokussierlinse befinden muß, um den Scharfeinstellungszustand zu erzielen, x22 beträgt, wie es in Fig. 2B gezeigt wird, entspricht der durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelte Betrag Δd22 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der in a21-a25-a26-a24 eingeschlossenen Fläche. In Fig. 2A und 2B zeigt P20 die festgelegte Bildebene, und 20 zeigt das Ding bzw. Objekt. Infolgedessen wird deutlich, daß bei dem allgemeinen Linsensystem zwischen dem Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem erforderlichen Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse eine nichtlineare Beziehung besteht.
Erfindungsgemäß wird bei der Ermittlung des erforderlichen Betrags der Verschiebung des Linsenelements auf der Grundlage des Betrags der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand eine solche nichtlineare Beziehung zwischen dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem erforderlichen Betrag der Verschiebung des Linsenelements berücksichtigt. Zu diesem Zweck wird ein Verschiebungskoeffizient Sd berechnet, und der erforderliche Betrag der Verschiebung wird auf der Grundlage eines solchen Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrages Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt.
Die Arbeitsweise der Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf ein Linsensystem mit konstanter Brennweite bzw. Brechkraft erläutert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1A, 1B und 1C wird im ersten Schritt des Auslösevorgangs des Verschlusses durch die Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der Betrag Δd der Abweichung des Linsensystems vom Scharfeinstellungszustand ermittelt. Durch die Ermittlungsschaltung 6 wird ermittelt, ob der Betrag Δd innerhalb des für das Linsensystem charakteristischen zulässigen Bereichs liegt oder nicht. Wenn der Betrag Δd zu dem zulässigen Bereich gehört, wird der Verschluß 23 durch Zuführung eines Ausgangssignals (Belichtungssignals) der Ermittlungsschaltung 6 geöffnet. Wenn der Betrag Δd außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird der Betrag Δd der ersten Rechenschaltung 4 zugeführt.
Wenn der Betrag Δd außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, werden der ersten Rechenschaltung auf der Grundlage eines aus der Ermittlungsschaltung 6 zugeführten Signals aus der Speichereinrichtung bzw. dem Speicher 3 des Linsensystems eine für das Linsensystem charakteristische Bezugsgröße S0 und eine konstante Zahl A zugeführt. Im Fall eines Linsensystems mit konstanter Brennweite haben die Bezugsgröße S0 und die konstante Zahl A vorausberechnete Werte.
In der ersten Rechenschaltung 4 werden die Bezugsgröße S0, die konstante Zahl A und der Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand berücksichtigt, und der Verschiebungskoeffizient Sd wird unter Anwendung einer Funktion f(Δd) des Betrags Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand erfindungsgemäß nach folgender Gleichung berechnet:
Sd = S0 + A · f(Δd) (1)
Der erforderliche Betrag x der Verschiebung des Linsenelements bzw. der Fokussierlinse wird auf der Grundlage des durch die Gleichung (1) berechneten Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrags Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand gemäß der folgenden Formel berechnet:
x = Δd/Sd (2)
Die Fokussierlinse wird durch die Antriebseinrichtung 5 entsprechend dem Ausgangssignal der ersten Rechenschaltung 4 angetrieben.
Bei dem üblichen automatischen Fokussiersystem bzw. Linsensystem, das in Fig. 3A und 3B gezeigt wird und so aufgebaut ist, daß der Fokussiervorgang durchgeführt wird, indem das Linsensystem als Ganzes verschoben wird, wird das Linsensystem beispielsweise um die Δd31 entsprechende Strecke verschoben, wie es in Fig. 3B gezeigt wird, wenn Δd31 der durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelte Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ist, wie es in Fig. 3A gezeigt wird. In einem solchen Fall geht die Verschiebungsstrecke über die für die Erzielung des genauen Scharfeinstellungszustands erforderliche Strecke hinaus, so daß in einer Lage P31, die um Δd32 von einer festgelegten Bildebene P30 abweicht, ein Bild eines Dinges 30 erzeugt wird. Es wird infolgedessen notwendig, den Vorgang der Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand nochmals durchzuführen.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der durch die Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelte Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand unter Anwendung der Bezugsgröße S0, die der Empfindlichkeit des Linsensystems entspricht, und des Koeffizienten A umgeändert, und dann wird auf der Grundlage dieser Einflußgrößen der erforderliche Betrag der Verschiebung des Linsenelementes bzw. der Fokussierlinse berechnet. Bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel wird die Funktion f(Δd) in der Gleichung (1) beispielsweise durch einen Ausdruck zweiten Grades ausgedrückt, und der Verschiebungskoeffizient Sd wird durch die folgende Formel berechnet:
Sd = S0 + A · Δd2 (3)
oder
Sd = S0 + B · Δd + C · Δd2 (3)′
Der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse wird auf der Grundlage des Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrags Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand gemäß Formel (2) berechnet. In der vorstehenden Formel (3) ist die Bezugsgröße S0 beispielsweise die Empfindlichkeit des Linsensystems für ein Ding, das sich in einem Standardabstand befindet. Die Formeln (3) und (3)′ können folgendermaßen verallgemeinert werden:
Wenn die Fokussierlinse nicht um den Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, sondern um den durch die Formel (2) berechneten Betrag x der Verschiebung verschoben wird, ist es möglich, die Fokussierlinse mit im Vergleich zu dem gebräuchlichen automatischen Fokussiersystem höherer Genauigkeit zu ihrer festgelegten Scharfeinstellungslage zu verschieben.
Nachstehend wird eine Anwendung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben, und zwar die Anwendung bei einem Linsensystem mit variabler Brennweite im Fall des Linsensystems mit konstanter Brennweite haben die Bezugsgröße S0 und die konstante Zahl A jederzeit dieselben Werte, während sie im Fall des Linsensystems mit variabler Brennweite bei den einzelnen Brennweiteneinstellungen verschiedene Werte haben.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das Fig. 1A ähnlich ist, jedoch im besonderen die Bauteile zeigt, die für das Linsensystem mit variabler Brennweite charakteristisch sind. In Fig. 4 werden Bauteile, die in Fig. 1 gezeigten Bauteilen gleichen, durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet. Das in Fig. 4 gezeigte System enthält eine Einrichtung 41 zur Ermittlung der Brennweiteneinstellung des Linsensystems, die an dem Linsensystem 1 oder dem Kameragehäuse angeordnet ist. Der Brennweiteneinstellbereich ist vorher in eine Vielzahl von Abschnitten eingeteilt worden, und die Einrichtung 41 zur Ermittlung der Brennweiteneinstellung ist so aufgebaut, daß sie die von irgendeinem Bezugspunkt im Brennweiteneinstellbereich, beispielsweise vom Punkt der größten Vergrößerung, aus gezählte Adressennummer des Abschnitts bei der Brennweiteneinstellung des Linsensystems ermittelt. Das in Fig. 4 gezeigte System enthält ferner eine zweite Rechenschaltung 42, die in dem Linsensystem 1 oder in einem Teil der ersten Rechenschaltung 4, die sich im Kameragehäuse befindet, angeordnet ist. Die zweite Rechenschaltung 42 wirkt in der Weise, daß sie die Bezugsgröße SZ berechnet, die der Empfindlichkeit bei der jeweiligen Brennweiteneinstellung entspricht. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich das Linsensystem in der vom Punkt der größten Vergrößerung, der den Bezugspunkt bildet, aus gezählten ersten Brennweiteneinstellung befindet und das SZ0 die Bezugsgröße ist, die die Empfindlichkeit in Bezug auf die Verschiebung der Fokussierlinse am Punkt der größten Vergrößerung bedeutet. In diesem Fall wird die Bezugsgröße SZ für irgendeine Brennweiteneinstellung gemäß der folgenden Formel berechnet:
worin 2n die Zahl der Abschnitte des Brennweiteneinstellbereichs und I die Adressennummer des jeweiligen Abschnitts bedeutet. I variiert von 1 bis 2n.
Wenn 2n = 32, gilt folgende Gleichung:
Wenn sich das Linsensystem am Punkt der größten Vergrößerung befindet, gilt I = 1. Für diesen Fall ergibt sich gemäß der Formel (4), das SZ = SZ0. Infolgedessen bedeutet SZ0 die Empfindlichkeit am Punkt der größten Vergrößerung.
Wenn der Speicher 3 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine ausreichende Speicherkapazität hat, ist eine Speicherung der Bezugsgrößen SZ für die jeweiligen Brennweiteneinstellungen möglich. In einem solchen Fall ist die zweite Rechenschaltung 42 nicht erforderlich.
Nachdem die Bezugsgröße SZ für die Brennweiteneinstellung zum Zeitpunkt der Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt worden ist, wird, wie Fig. 4 zeigt, durch die erste Rechenschaltung 4 auf der Grundlage der Funktion f(ΔdZ) des Betrags der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der Verschiebungskoeffizient SZd der Fokussierlinse gemäß der folgenden Formel berechnet:
SZd = SZ + A · f(ΔdZ) (5)
Der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse wird gemäß der folgenden Formel berechnet:
Wenn der Betrag der Abweichung eines Linsensystems mit variabler Brennweite vom Scharfeinstellungszustand mit Δd51 bezeichnet wird, der erforderliche Betrag der Verschiebung eines Linsenelements wie einer Fokussierlinse mit x51 bezeichnet wird und eine Bezugsgröße, die der Empfindlichkeit der Fokussierlinse entspricht, mit S51 bezeichnet wird, sind die Funktionen dieser Größen im allgemeinen diejenigen, die in Fig. 5A gezeigt werden.
In Fig. 5A wird der Betrag Δd51 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand durch die Fläche gezeigt, die durch die vertikalen Achsen und die horizontale Achse und die Kurve Ax eingeschlossen wird, d. h., durch die Fläche, die durch a50, a51, a52 und a53 eingeschlossen wird. Zwischen dem Betrag Δd51 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und dem für die Erzielung der Scharfeinstellung erforderlichen Betrag x51 der Verschiebung der Fokussierlinse besteht eine nichtlineare Beziehung.
In Fig. 5A ist SX0 ein Wert, der für das Linsensystem charakteristisch ist und der Empfindlichkeit um die Fokussierungseinstellung der Fokussierlinse herum bei einer festgelegten Brennweiteneinstellung, einer festgelegten Dingweite usw. entspricht.
SZ ist eine Empfindlichkeit der Fokussierlinse, bei der nur die Brennweiteneinstellung des Aufnahmezustands, die durch die Einrichtung zur Ermittlung der Brennweiteneinstellung bzw. durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt wird, berücksichtigt ist. Bei den meisten Linsensystemen mit variabler Brennweite ist in der Praxis die folgende Annäherung möglich:
SZ ≈ SX0 (7)
Unter diesen Umständen wird die Erläuterung unter der Annahme durchgeführt, daß SZ ≈ SX0.
S51 hängt von der Brennweiteneinstellung zum Zeitpunkt der Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, der Dingweite, der Lage der Fokussierlinse längs ihrer optischen Achse usw. ab. Unter der Annahme, daß Δd52 der durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelte Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ist, ist beispielsweise x52 der für die Erzielung der Scharfeinstellung erforderliche Betrag der Verschiebung. Dieses Δd52 entspricht der in a50, a54, a55 und a53 eingeschlossenen Fläche. Infolgedessen wird deutlich, daß zwischen dem für die Erzielung der Scharfeinstellung erforderlichen Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse und dem Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand eine nichtlineare Beziehung besteht. Deshalb ist es wichtig, eine Gleichung für die Kurve Ax aufzustellen, wenn der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung auf der Grundlage des Betrages Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt wird. Die Gleichung für die Kurve Ax variiert jedoch in hohem Maße in Abhängigkeit von den Aufnahmebedingungen, die für jedes der Systeme charakteristisch sind, wie vorstehend beschrieben wurde, und es ist sehr schwierig, die Gleichung ohne weiteres genau anzugeben.
Unter solchen Umständen war das gebräuchliche Linsensystem bzw. automatische Fokussiersystem so aufgebaut, daß der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse unter Anwendung der Empfindlichkeit SZ bei der Brennweiteneinstellung zum Zeitpunkt der Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand gemäß der Formel xZ = Δd51/SZ berechnet wurde, wie es in Fig. 5A gezeigt wird, wenn Δd51 der Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand war. Wenn der Betrag xZ der Verschiebung gemäß der Formel xZ = Δd51/SZ berechnet wurde, wie es vorstehend beschrieben wurde, war der Betrag xZ der Verschiebung jedoch um den Betrag Δx = ΔS/SZ zu groß, wobei ΔS die Fläche zeigt, die in a53, a56 und a52 eingeschlossen wird, wie es in Fig. 5B gezeigt wird. Als Ergebnis war es erforderlich, die Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand nochmals durchzuführen und denselben Arbeitsgang, der vorstehend beschrieben wurde, zu wiederholen.
Im Hinblick auf die Tatsache, daß der Wert SX0 auf der Ordinate in Fig 5A bei den meisten Systemen durch die Empfindlichkeit, sie sich im wesentlichen nur auf die Brennweiteneinstellung stützt, angenähert werden kann, wird gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Punkt auf der Ordinate in Fig. 5A, d. h., die Bezugsgröße SZ, auf der Grundlage der Brennweiteneinstellung beispielsweise gemäß der Formel (4) ermittelt. Bei der Untersuchung der verschiedenen Linsensysteme ist festgestellt worden, daß die Kurve Ax gut durch eine Funktion zweiten Grades mit den Koordinaten, bei denen der Betrag ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand auf der Abszisse angegeben wird, wie es in Fig. 5C gezeigt wird, angenähert werden kann. Die Kurve Ax wird infolgedessen gemäß der folgenden Formel aufgestellt:
Ax = A · ΔdZ 2 + SZ (8)
worin A eine Konstante ist. Aus dem Wert von Δd51, der der Fläche SZ entspricht, die in a50, a52 und a53 in Fig. 5A eingeschlossen ist, werden gemäß den folgenden Formeln der Wert, der dem Punkt auf der Abszisse zu diesem Zeitpunkt entspricht, d. h., der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse, und der Wert, der dem Punkt auf der Ordinate entspricht, d. h., der Verschiebungskoeffizient SZd, der der Empfindlichkeit der Fokussierlinse entspricht, ermittelt:
SZd = SZ + (Ax-SZ)/3 (9)
Aus den Formeln (8) und (9) wird der Verschiebungskoeffizient SZd gemäß der folgenden Formel ermittelt:
SZd = SZ + (A/3) · Δd51 2 (10)
Der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse wird auf der Grundlage des Betrages Δd51 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand gemäß der folgenden Formel ermittelt:
xZ = Δd51/SZd (11)
Als Ergebnis wird die Fläche SZ, die dem Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand bzw. dem Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse entspricht, durch die Formel SZ = SZd · xZ ausgedrückt. Wie aus Fig. 5A und 5D hervorgeht, gilt für die Fläche SZ und für die Fläche des durch die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelten Betrages Δd51:
SZ ≈ Δd51
Aufgrund dieser Beziehung wird angenommen, daß für den Betrag x51 der Verschiebung, der für die Erzielung der Scharfeinstellung wirklich erforderlich ist, und für den Betrag xZ der Verschiebung, der durch den arithmetischen Vorgang ermittelt wird, folgendes gilt:
x51 ≈xZ
Infolgedessen ermöglicht es die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung, daß die Fokussierlinse durch eine einmalige Verschiebung mit hoher Genauigkeit zu der festgelegten Scharfeinstellungslage verschoben wird.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Konstante A in der Formel (10) beispielsweise für jede der Brennweiteneinstellungen in dem Speicher 3 des Linsensystems 1 gespeichert und zusammen mit der Empfindlichkeits-Bezugsgröße SZ0 durch die Einrichtung zur Ermittlung der Brennweiteneinstellung ausgelesen wird.
Es wird vorausgesetzt, daß der erforderliche Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse bei dem gebräuchlichen Linsensystem bzw. automatischen Fokussiersystem direkt aus den Werten des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und der Bezugsgröße SZ, die der Empfindlichkeit des Linsensystems entspricht, ermittelt wird, während das Ausführungsbeispiel die zweite Rechenschaltung enthält und die Durchführung eines genauen automatischen Fokussiervorgangs ermöglicht, indem zuerst auf der Grundlage des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und der Bezugsgröße SZ, die sich nur auf die Brennweiteneinstellung stützt, gemäß der Formel (5) oder (10) der Verschiebungskoeffizient SZd ermittelt wird und dann auf der Grundlage des vorstehend erwähnten Verschiebungskoeffizienten SZd und des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand gemäß der Formel (11) mittels der ersten Rechenschaltung der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse ermittelt wird.
In dieser Hinsicht ist zu erwähnen, daß das Polynom für die Ermittlung des Verschiebungskoeffizienten SZd in Abhängigkeit von den charakteristischen Eigenschaften des Linsensystems modifiziert und eine von der Funktion zweiten Grades verschiedene Funktion, beispielsweise eine Funktion dritten oder höheren Grades, gewählt werden kann.
Es ist ferner zu erwähnen, daß die Bezugsgröße SZ, die in der Formel (4) für das Linsensystem mit variabler Brennweite ermittelt wird, in Abhängigkeit von den charakteristischen Eigenschaften des Linsensystems gemäß einer anderen Formel ermittelt werden kann.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird die automatische Fokussierung durchgeführt, während nur der Betrag der Abweichung der Lage der scharf einzustellenden Bildebene (nachstehend als Bildebene bezeichnet) vom Scharfeinstellungszustand beachtet wird, und zwar unabhängig davon, ob sich die Bildebene vor oder hinter der genauen Scharfeinstellungslage befindet. Es ist jedoch möglich, die Einstellung des Scharfeinstellungszustandes mit höherer Genauigkeit durchzuführen, wenn berücksichtigt wird, ob sich die Bildebene vor oder hinter der genauen Scharfeinstellungslage befindet.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2A und 2B erläutert wird, hängt eine Änderung der Lage der Bildebene, die durch eine sehr geringe Verschiebung der Fokussierlinse längs ihrer optischen Achse verursacht wird, d. h., die Empfindlichkeit des Systems, selbst in dem Fall, daß die Dingweite dieselbe ist, von der Ausgangslage der Fokussierlinse ab. Fig. 2E ist ein Diagramm, das die Empfindlichkeit S auf seiner Ordinate und die Lage der Fokussierlinse längs ihrer optischen Achse auf seiner Abszisse zeigt, und zwar für den Fall eines Linsensystems der Bauart, bei der das System als Ganzes verschoben wird, um die Fokussierung zu erzielen. In diesem Diagramm zeigen g1, g2, g3 . . . die Empfindlichkeiten bei den jeweiligen Dingweiten, wobei g1 die Empfindlichkeit in Bezug auf ein in unendlichem Abstand befindliches Ding ist und g2, g3. . . die Empfindlichkeiten in Bezug auf Dinge sind, die sich in einer fortschreitend näheren Lage befinden.
Wie Fig. 2E zeigt, ändert sich die Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Ausgangslage der Fokussierlinse selbst in dem Fall, daß die Dingweite dieselbe ist.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse im Fall des Systems mit konstanter Brennweite auf der Grundlage nur eines Verschiebungskoeffizienten, einer für das System charakteristischen Konstante, oder im Fall des Linsensystems mit variabler Brennweite auf der Grundlage eines Verschiebungskoeffizienten für jede Brennweiteneinstellung des Linsensystems ermittelt. Der Verschiebungskoeffizient Sd wurde als konstante Zahl ermittelt, und der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse wurde gemäß der Formel x = Δd/Sd auf der Grundlage eines solchen Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrages Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt.
Der Verschiebungskoeffizient Sd entspricht einem konstanten Wert auf der Ordinate in Fig. 2D.
Der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse ändert sich jedoch selbst in dem Fall, daß der Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand derselbe ist, in Abhängigkeit von den Aufnahmebedingungen, wie es in Fig. 2D gezeigt wird, weil zwischen diesen Beträgen eine nichtlineare Beziehung besteht. Insbesondere ändert sich der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse selbst in dem Fall, daß der Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand derselbe ist, in Abhängigkeit davon, ob die Richtung der Abweichung der Lage der Bildebene von der festgelegten Einstellebene zu dem Ding hin oder von dem Ding weg verläuft, weil die Kurve D an der rechten Seite im Vergleich zu der linken Seite eine Funktion höheren Grades wird, wie es in Fig. 2D gezeigt wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Richtung der Abweichung ermittelt, und entsprechend der Richtung der Abweichung werden verschiedene Korrekturkoeffizienten verwendet, wodurch effektivere Verschiebungskoeffizienten erhalten werden, so daß der erforderliche Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse mit höherer Genauigkeit erhalten wird.
Fig. 6 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Bauteile, die in Fig. 1A gezeigten Bauteilen gleichen, durch dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1A bezeichnet werden.
Das Linsensystem 1 hat eine konstante Brennweite oder eine variable Brennweite, in dem ein Linsenelement bzw. eine Fokussierlinse 11 enthalten ist. Die Einrichtung zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand 2 ist so aufgebaut, daß der Betrag einer Defokussierung bezüglich einer festgelegten Bildebene oder der dem Betrag der Defokussierung entsprechende Betrag der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand (= der Betrag der Abweichung der Lage einer scharf einzustellenden Bildebene von der festgelegten Bildebene im Zeitpunkt der Ermittlung der Abweichung) ermittelt wird. Die Speichereinrichtung bzw. der Speicher 3 ist in einer Objektivfassung des Linsensystems angeordnet und speichert verschiedene Einflußgrößen, die die optischen Eigenschaften des Linsensystems betreffen, wie z. B. eine Bezugsgröße S0, die die Verschiebung der Fokussierlinse betrifft, und zwei Korrekturkoeffizienten A+, A- usw. Die Ermittlungsschaltung 6 wirkt in der Weise, daß sie entsprechend einem aus der Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand zugeführten Signal die Richtung der Abweichung der Lage der scharf einzustellenden Bildebene des Linsensystems von der festgelegten Einstellebene ermittelt, d. h., ermittelt, ob sich die von der genauen Scharfeinstellungslage abweichende Lage der Bildebene vor oder hinter der genauen Scharfeinstellungslage befindet.
In dieser Vorrichtung ist eine Wählschaltung 7 enthalten. Die Wählschaltung 7 wirkt in der Weise, daß sie auf der Grundlage eines aus der Ermittlungsschaltung 6 zugeführten Signals aus dem Speicher 3 einen festgelegten Korrekturkoeffizienten und eine Bezugsgröße auswählt. Die erste Rechenschaltung 4 wirkt in der Weise, daß sie auf der Grundlage der aus dem Speicher 3 zugeführten und durch die Wählschaltung 7 ausgewählten Bezugsgröße und des durch die Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelten Betrags Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand den Verschiebungskoeffizienten Sd berechnet, der der Empfindlichkeit entspricht, mit der das Linsenelementt bzw. die Fokussierlinse zu verschieben ist, worauf der Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse berechnet wird, der für die Erzielung der Fokussierung erforderlich ist. Die Antriebseinrichtung 5 wirkt in der Weise, daß sie die Fokussierlinse um einen Betrag verschiebt, der als Ergebnis des durch die erste Rechenschaltung 4 durchgeführten arithmetischen Vorgangs ermittelt wird.
Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird zunächst durch die Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der Betrag Δd der Abweichung des Linsensystems vom Scharfeinstellungszustand ermittelt. Wenn durch die Ermittlungsschaltung 6 ermittelt wird, daß der Betrag Δd innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird die Belichtung durchgeführt. Wenn der Betrag Δd außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird die Richtung der Abweichung ermittelt, und der Wählschaltung 7 wird ein Ermittlungssignal zugeführt. Die Wählschaltung 7 empfängt aus dem Speicher 3 die Bezugsgröße S0, die für das Linsensystem 1 charakteristisch ist, und einen der zwei verschiedenen Werte der Korrekturkoeffizienten A+ und A-, der entsprechend der Richtung der Abweichung ausgewählt wird. Die Wählschaltung 7 führt der ersten Rechenschaltung 4 auf der Grundlage des aus der Ermittlungsschaltung 6 zugeführten Signals die festgelegte Bezugsgröße S0 und den Korrekturkoeffizienten zu. Wenn die Richtung der Abweichung der Bildebene beispielsweise positiv ist, wird der ersten Rechenschaltung 4 der Korrekturkoeffizient A+ zugeführt, während der ersten Rechenschaltung 4 der Korrekturkoeffizient A- zugeführt wird, wenn die Richtung der Abweichung der Bildebene negativ ist. Andererseits führt die Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der ersten Rechenschaltung 4 den Betrag Δd der Abweichung des Linsensystems vom Scharfeinstellungszustand zu.
Im Fall des Linsensystems mit konstanter Brennweite haben die Bezugsgröße S0 und die Korrekturkoeffizienten A+ und A- jeweils einen festen Wert.
Die erste Rechenschaltung 4 verwendet die Bezugsgröße S₀, den Korrekturkoeffizienten A+ oder A- und den Betrag Δd der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand, um den Verschiebungskoeffizienten Sd für die Verschiebung der Fokussierlinse auf der Grundlage der Funktion f(Δd), die durch Umwandlung des Betrages Δd der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand mittels einer Umwandlungsschaltung erhalten wird, gemäß der folgenden Formel zu berechnen, wobei der Korrekturkoeffizient A+ verwendet wird, wenn die Richtung der Abweichung der Bildebene positiv ist, oder der Korrekturkoeffizient A- verwendet wird, wenn die Richtung der Abweichung der Bildebene negativ ist.
Sd = S₀ + A+ × f(Δd)
oder
Sd = S₀ + A- × f(Δd) (1)′
Die Schaltung arbeitet dann, um den erforderlichen Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse auf der Grundlage des gemäß der vorstehenden Formel (1)′ erhaltenen Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrages Δd der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand gemäß der vorstehend erwähnten Formel (2) (x = Δd/Sd) zu berechnen. Die Antriebseinrichtung 5 wirkt in der Weise, daß sie die Fokussierlinse entsprechend dem Wert des Ausgangssignals der ersten arithmetischen Schaltung 4 verschiebt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand unter Verwendung der Bezugsgröße S0, die der Empfindlichkeit des Linsensystems entspricht, und des Korrekturkoeffizienten A+ oder A- umgeändert, und dann wird der erforderliche Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse auf der Grundlage des auf diese Weise umgeänderten Betrages der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand ermittelt. Die Funktion f(Δd) in der Formel (1)′ wird beispielsweise durch einen Ausdruck zweiten Grades ausgedrückt, und der Verschiebungskoeffizient Sd wird durch die vorstehend erwähnte Formel (3), d. h., Sd = S0 + A · Δd2, berechnet. Der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse wird auf der Grundlage des vorstehend erwähnten Verschiebungskoeffizienten Sd und des Betrages Δd der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand gemäß der Formel (2) erhalten. Die Bezugsgröße S₀ in der Formel (3) ist beispielsweise die Empfindlichkeit des Linsensystems für ein Ding, das sich in einem Standardabstand befindet.
Gemäß dem System, bei dem die Fokussierlinse nicht um den Betrag Δd der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, sondern um den durch die Formel (2) berechneten Betrag x verschoben wird, ist es möglich, die Fokussierlinse mit im Vergleich zu dem gebräuchlichen automatischen Fokussiersystem höherer Genauigkeit zu ihrer festgelegten Scharfeinstellungslage zu verschieben.
Wie aus Fig. 2D ersichtlich ist, ändert sich die Empfindlichkeit S vor und hinter der genauen Scharfeinstellungslage in einfacher Weise. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich bei einem Linsensystem mit Frontlinsenfokussierung die Brennweite des gesamten Linsensystems durch den Fokussiervorgang ändert. Bei einem Linsensystem der Bauart, bei der die Brennweite des gesamten Linsensystems durch Verschieben der Fokussierlinse in Richtung auf das Ding vermindert wird, wird die Empfindlichkeit S im Vergleich zu dem fokussierten Zustand vermindert. Mit anderen Worten, im Fall der "rückwärtigen Scharfeinstellung", bei der die Defokussierungsrichtung negativ und in Bezug auf die Brennebene zur Dingseite gerichtet ist, was dem Fall der Defokussierung zu der linken Seite der Ordinatenachse S in Fig. 2D entspricht, wird ein kleinerer Korrekturkoeffizient A- gewählt, und der erforderliche Betrag x der Verschiebung der Fokussierlinse wird unter Verwendung des vorstehend erwähnten Korrekturkoeffizienten gemäß den Formeln (1)′ und (2) ermittelt. Infolgedessen wird der Betrag x21 der Verschiebung auf der Grundlage des Betrages Δd21 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, der der Fläche entspricht, die in a21, a22, a23 und a24 in Fig. 2D eingeschlossen ist, mit hoher Genauigkeit erhalten. In diesem Fall entspricht der Verschiebungskoeffizient Sd dem Abstand zwischen a21 und a28 in Fig. 2D.
Es versteht sich, daß das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel so aufgebaut ist, daß die Richtung der Abweichung durch die Ermittlungsschaltung ermittelt wird, um den Korrekturkoeffizienten zu ermitteln, der für das individuelle Linsensystem charakteristisch ist, und daß dieser Korrekturkoeffizient verwendet wird, um den erforderlichen Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse mit hoher Genauigkeit zu erhalten.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann so modifiziert werden, daß die Informationen der Bezugsgröße und der Korrekturkoeffizienten, die für das Linsensystem charakteristisch sind, zum Zeitpunkt der Verbindung des Linsensystems mit dem Kameragehäuse aus dem Speicher des Linsensystems in den im Kameragehäuse angeordneten Speicher übertragen und in diesem gespeichert werden, wobei solche Informationen in Abhängigkeit von Signalen, die aus der Ermittlungsschaltung zugeführt werden, verwendet werden.
Sie kann ferner so modifiziert werden, daß die Wählschaltung weggelassen wird und daß das Linsensystem ein Signal aus der in dem Kameragehäuse angeordneten Ermittlungsschaltung empfängt und jedesmal beim Empfang des Signals der ersten Rechenschaltung direkt ein entsprechendes Signal aus dem Speicher des Linsensystems zuführt.
Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben, die auf ein Linsensystem mit variabler Brennweite angewandt wird. In diesem hängen die Werte der vorstehend erwähnten Bezugsgröße und der Korrekturkoeffizienten A+ und A- im Unterschied zu dem Linsensystem mit konstanter Brennweite, bei dem die vorstehend erwähnten Werte feststehen, von der jeweiligen Brennweiteneinstellung ab.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, bei dem unterschiedlich zu dem Blockdiagramm von Fig. 6 ein Linsensystem mit variabler Brennweite enthalten ist. In Fig. 7 werden die Bauteile, die in Fig. 6 gezeigten Bauteilen gleichen, durch dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 6 bezeichnet.
Das in Fig. 7 gezeigte Blockdiagramm enthält eine Einrichtung 41 zur Ermittlung der Brennweiteneinstellung des Linsensystems, die in dem Linsensystem 1 oder dem Kameragehäuse angeordnet ist, und eine zweite arithmetische Schaltung 42.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Aufbau wird die Bezugsgröße SZ bei der Brennweiteneinstellung, bei der die Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand durchgeführt worden ist, ermittelt, und dann wird der Verschiebungskoeffizient SZd der Fokussierlinse auf der Grundlage der Funktion f(ΔdZ), die durch Umwandlung des Betrages ΔdZ der Abweichung der Bildebene vom Scharfeinstellungszustand mittels einer Umwandlungsschaltung der ersten arithmetischen Schaltung 4 erhalten wird, während die Richtung der Abweichung in derselben Weise wie vorstehend beschrieben durch die Ermittlungsschaltung ermittelt wird, und unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten AZ+ oder AZ- in Abhängigkeit von der ermittelten Richtung der Abweichung gemäß der folgenden Formel mittels der Rechenschaltung berechnet:
SZd = SZ + AZ+ · f(ΔdZ)
oder
SZd = SZ + AZ- · f(ΔdZ) (5)′
Der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse wird gemäß der vorstehend erwähnten Formel (6), d. h.:
ermittelt.
Es versteht sich, daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der Richtung der Abweichung der Lage der scharf einzustellenden Bildebene im Hinblick darauf, daß die Kurve D entsprechend der Richtung der Abweichung eine verschiedene Gestalt hat, wie es in Fig. 2D gezeigt wird, eine von zwei verschiedenen Konstanten, nämlich der Korrekturkoeffizient AZ+ oder AZ-, gewählt wird. Infolgedessen wird der erforderliche Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse mit höherer Genauigkeit ermittelt. Ferner ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine zweite arithmetische Schaltung vorgesehen, durch die zunächst auf der Grundlage des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, der Bezugsgröße SZ, die sich nur auf die Brennweiteneinstellung stützt, und der Korrekturkoeffizienten AZ+ und AZ- gemäß der Formel (5)′ oder (10) der Verschiebungskoeffizient SZd ermittelt wird, worauf auf der Grundlage des Verschiebungskoeffizienten SZd und des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand der erforderliche Betrag xZ der Verschiebung der Fokussierlinse gemäß der Formel (11) mittels der ersten Rechenschaltung ermittelt wird. Durch das System gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die automatische Fokussierung mit einer höheren Genauigkeit erzielt werden als durch das gebräuchliche System, bei dem der Betrag der Verschiebung der Fokussierlinse direkt auf der Grundlage des Betrages ΔdZ der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand und der Bezugsgröße SZ, die der Empfindlichkeit des Linsensystems entspricht, ermittelt wird.
Fig. 8 erläutert ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dort wird die Änderung der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Richtung der Abweichung der scharf einzustellenden Bildebene berücksichtigt. In Fig. 8 werden die Bauteile, die den in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel gezeigten Bauteilen gleichen, durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet. Bauteile, die in Fig. 8 neu hinzukommen, werden nachstehend erläutert.
Die Bezugszahl 13 zeigt eine Rechenschaltung für die Ermittlung des Betrages der Verschiebung der Fokussierlinse 11 entsprechend dem aus der Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand zugeführten Ausgangssignal. Die Rechenschaltung 13 enthält eine Ermittlungsschaltung 6, die für den Empfang eines Signals aus der Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand eingerichtet ist und die Richtung der Abweichung der Lage der scharf einzustellenden Bildebene von der Scharfeinstellungslage ermittelt, d. h., ermittelt, ob sich die Bildebene vor oder hinter der Scharfeinstellungslage befindet, eine Wählschaltung 7′ für die in Übereinstimmung mit einem aus der Ermittlungsschaltung 6 zugeführten Signal erfolgende Auswahl eines festgelegten charakteristischen Signals aus einer Vielzahl von charakteristischen Signalen, die der Empfindlichkeit des Linsensystems entsprechen, und eine Rechenschaltung 14 für die Ermittlung des Betrages der Verschiebung der Fokussierlinse 11 unter Verwendung des aus der Einrichtung 2 zur Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand zugeführten Ausgangssignals und des aus der Wählschaltung 7′ zugeführten charakteristischen Signals. Die Bezugszahl 5 zeigt eine Antriebseinrichtung für die Verschiebung der Fokussierlinse um einen festgelegten Betrag, der mit dem durch die arithmetische Schaltung 13 ermittelten Ergebnis übereinstimmt.
Wie aus Fig. 2D ersichtlich ist, ändert sich die Empfindlichkeit S vor und hinter der Scharfeinstellungslage in einfacher Weise. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich bei einem Linsensystem mit Frontlinsenfokussierung die Brennweite des gesamten Linsensystems während der Fokussierung in geringem Maße ändert. Bei einem Linsensystems der Bauart, bei der die Brennweite des gesamten Linsensystems durch Verschieben der Fokussierlinse in Richtung auf das Ding vermindert wird, wird die Empfindlichkeit S im Vergleich zu der Fokussierungszeit vermindert.
In dem Fall, daß die Defokussierungsrichtung in Bezug auf die Scharfeinstellungslage zur Dingseite gerichtet ist ("rear focus"), was dem Defokussierungszustand zu der linken Seite in Fig. 2D entspricht, wird durch die Wählschaltung ein Verschiebungskoeffizient SdS gewählt, der kleiner als derjenige des Bezugs-Linsensystems ist, und der erforderliche Betrag xS der Verschiebung der Fokussierlinse wird durch die arithmetische Schaltung auf der Grundlage dieses Verschiebungskoeffizienten gemäß der folgenden Formel ermittelt:
xS = Δd/SdS
Infolgedessen wird der Betrag x22 der Verschiebung mit hoher Genauigkeit aus dem Betrag d22 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand, der der Fläche entspricht, die in a21, a25, a26 und a24 eingeschlossen ist, ermittelt.
Andererseits nimmt bei dem Linsensystem, bei dem die Brennweite des gesamten Systems abnimmt, wenn die Fokussierlinse in Richtung auf die Einstell- bzw. Bildebene bewegt wird, die Empfindlichkeit S zu im Vergleich zur Fokussierungszeit zu.
Dieser Fall entspricht dem Defokussierungszustand zu der rechten Seite in Fig. 2D, und infolgedessen wird durch die Wählschaltung ein Verschiebungskoeffizient Sd1 gewählt, der größer als derjenige des Bezugs-Linsensystems ist, und der erforderliche Betrag x1 der Verschiebung der Fokussierlinse wird durch die arithmetische Schaltung auf der Grundlage dieses Verschiebungskoeffizienten gemäß der folgenden Formel ermittelt:
x1 = Δd/Sd1
Auf diese Weise wird der Betrag Δ21 der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand ermittelt.

Claims (13)

1. Fotografisches Linsensystem mit zumindest einem Linsenelement, das in Richtung der optischen Achse des Linsensystems zur Änderung von dessen Fokussierungszustand bewegbar ist, wobei der Betrag der Abweichung Δd der Bildebene gegenüber ihrer Sollposition bei der Scharfeinstellungsposition des Linsenelements ermittelt und hieraus eine geeignete Verschiebungsstrecke x für das Linsenelement bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Linsensystem (1) eine Speichereinrichtung (3) aufweist, in welcher für das betreffende Linsensystem spezifische Informationen gespeichert sind, die eine Bezugsgröße S₀ und eine Konstante A beinhalten, wobei die Bezugsgröße S₀ und die Konstante A derart vorgegeben sind,
daß eine Gleichung Sd=S₀+A * f(Δd) berechenbar ist, in der f(Δd) eine Funktion des ermittelten Betrags der Abweichung Δd ist und Sd einen Verschiebungskoeffizienten bezeichnet, und
daß die Verschiebungsstrecke x für das Linsenelement durch Division des ermittelten Betrags der Abweichung Δd durch den Verschiebungskoeffizienten Sd bestimmbar ist.
2. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebseinheit (5) für den Antrieb des Linsenelements in Übereinstimmung mit der errechneten Verschiebungsstrecke x.
3. Linsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (1) eine konstante Brennweite aufweist.
4. Linsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (1) eine variable Brennweite aufweist.
5. Linsensystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (41) zur Ermittlung von Kenngrößen der Brennweiteneinstellung des Linsensystems (1), wobei zur Berechnung der Verschiebungsstrecke x die ermittelten Kenngrößen der Brennweiteneinstellung berücksichtigt werden.
6. Linsensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berechnung der Verschiebungsstrecke x zunächst mittels der ermittelten Kenngrößen der Brennweiteneinstellung die für das Linsensystem (1) spezifischen Informationen modifiziert werden und daß dann die Verschiebungsstrecke x auf der Grundlage der modifizierten Informationen und des ermittelten Betrages der Abweichung Δd ermittelt wird.
7. Linsensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den in der Speichereinrichtung (3) gespeicherten Informationen Teilinformationen gehören, die jeweils in Adressen gespeichert sind, die durch Einteilung des Brennweiteneinstellbereichs des Linsensystems (1) in eine Vielzahl von Abschnitten gebildet werden.
8. Linsensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Abweichung vom Scharfeinstellungszustand die Richtung der Abweichung der Bildebene von der Scharfeinstellungslage mittels von in der Speichereinrichtung (3) gespeicherten Teilinformationen, die dieser Richtung der Abweichung der Lage der Bildebene von der Scharfeinstellungslage entsprechen, errechnet wird.
9. Linsensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den gespeicherten Informationen auch zwei Arten von Korrekturkoeffizienten A+ und A- gehören, die für eine Modifikation des Betrages der Verschiebungsstrecke x ermittelt werden.
10. Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modifikation der Verschiebungsstrecke x eine der folgenden Formeln verwendet wird: Sd = S0 + A+ · f(Δd)
Sd = S0 + A- · f(Δd)
11. Linsensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (1) als Ganzes um die Verschiebungsstrecke x verschoben wird.
12. Linsensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur Teile des Linsensystems (1) um die Verschiebungsstrecke x verschoben werden.
13. Linsensystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebungskoeffizient Sd mittels der Gleichung berechnet wird.
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