DE4113537A1 - Geraet zur automatischen scharfeinstellung - Google Patents
Geraet zur automatischen scharfeinstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur automatischen
Scharfeinstellung bzw. Fokussierung, das für eine elektro
nische Standbild-Kamera, eine Videokamera, eine photogra
phische Kamera, ein Teleskop und dergleichen verwendbar ist.
Ein herkömmliches Gerät zur automatischen Scharfeinstellung
ist beschrieben in der Literaturstelle NHK Technical
Research, Band 17, Nummer 1, laufende Nummer 86 065, Seiten
21 bis 37, unter dem Titel "automatische Scharfeinstellung
bei Fernsehkameras mit Hilfe des Gradienten-Servoansteue
rungsverfahrens". Bei dem Gradienten- bzw. Schrittopti
mierungs-Servoansteuerungsverfahren wird aus einem mittels
einer Fernsehkamera erhaltenen Videosignal eine vorgegebene
Frequenzkomponente extrahiert, worauf ein photographisches
optisches System zu derjenigen Position bewegt wird, an der
der Betrag des Bildsignals der extrahierten Frequenzkompo
nente maximal wird, wodurch eine Scharfeinstellung herbeige
führt wird. Das genannte Schrittoptimierungsverfahren erfor
dert keinerlei spezielle optische Komponente für die
Scharfeinstellung und ermöglicht daher eine Verringerung der
Größe des Geräts. Darüber hinaus ist es möglich, einen hoch
präzisen Scharfeinstellungsvorgang unabhängig von dem jewei
ligen Muster eines zu photographierenden Objekts durchzu
führen.
Bei dem Schrittoptimierungsverfahren schwingt ein jeweiliges
optisches System jedoch in der Nähe eines Scharfein
stellungspunktes, was zu einer geringen Scharfeinstellungs-
bzw. Fokussierungsgeschwindigkeit führt. Von der Anmelderin
wurde bereits eine Patentammeldung eingereicht, die sich auf
ein Gerät zur automatischen Scharfeinstellung bezieht und
bei der zur Lösung des obengenannten Problems ein Scharfein
stellungspunkt durch eine Interpolationsverarbeitung berech
net wird, die auf den Bildsignalwerten an mehreren Punkten
nahe des Scharfeinstellungspunktes basiert (siehe deutsche
Patentanmeldung Nr. P 40 06 592.8, angemeldet am 2. März
1990).
Dieses Gerät zur automatischen Scharfeinstellung wird nach
folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 kurz
beschrieben. Gemäß Fig. 1 wird bei diesem Gerät zur automa
tischen Scharfeinstellung ein mittels eines photographischen
optischen Systems 1 erhaltenes optisches Abbild eines zu
photographierenden (nicht gezeigten) Objekts auf eine Licht
empfangsfläche einer Ladungskopplungsvorricht projiziert,
die als zweidimensionale Abbildungsvorrichtung dient und
nachfolgend mit CCD bezeichnet wird. Es sei darauf hingewie
sen, daß diese zweidimensionale Abbildungsvorrichtung nicht
auf einen CCD beschränkt ist. Beispielsweise kann auch ein
Metalloxyd-Halbleiter verwendet werden, der nachfolgend als
MOS bezeichnet wird. Darüber hinaus muß nicht notwendiger
weise eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung verwendet wer
den, vielmehr kann auch eine Abbildungsröhre oder derglei
chen verwendet werden. Die Ladungen, die infolge der Belich
tungen des CCD2 mit dem Bildlicht des Objekts erzeugt wer
den, werden in dem CCD2 gespeichert. Diese Ladungen werden
daraufhin im Ansprechen auf Lesesignale, die von einer An
steuerschaltung 3 zugeführt werden, jeweils in vorbestimmten
Zeitabständen als Bildsignal aus dem CCD2 ausgelesen.
Dieses Bildsignal wird daraufhin über einen Verstärker 4
einem nachfolgend mit BPF bezeichneten Bandpaßfilter 5 sowie
einer Vor-Meßschaltung 6 zugeführt.
Die Vor-Meßschaltung 6 bestimmt diejenige Ladungsspeicher
zeit des CCD2, die zu einer geeigneten Belichtung führt.
Das entsprechende Zeitsignal wird einem Mikroprozessor 7
zugeführt. Der Mikroprozessor 7 führt der Ansteuerschaltung
3 auf der Basis des Zeitsignals ein Befehlssignal zu,
wodurch die Ladungsspeicherzeit zum Herbeiführen einer
geeigneten Belichtung gesteuert wird.
In der Zwischenzeit wird aus dem dem BPF5 zugeführten Bild
signal die Bildsignalkomponente eines bestimmten Frequenz
bandes extrahiert bzw. herausgefiltert und einem Gatter bzw.
Schaltglied 8 zugeführt. Das Gatter 8 extrahiert nur dieje
nige Signalkomponente, die einen Ziel-Scharfeinstellungsbe
reich aus dem einem Bild bzw. Vollbild entsprechenden Bild
signal zugeordnet ist und führt sie einem Detektor 9 zu. Der
Detektor 9 besteht beispielsweise aus einem Quadrat- bzw.
Quadrierungsdetektor zur Erfassung der Quadratsumme von
Signalen, der die Amplitude der dem Ziel-Scharfeinstellungs
bereich zugeordneten Signalkomponente erfaßt und diese einem
digitalen Integrator 11 über einen A/D Umsetzer 10 zuführt.
Der digitale Integrator 11 besteht aus einem Addierer 12 und
einem Zwischenspeicher 13. Die dem digitalen Integrator 11
zugeführten Signalwerte werden sequentiell zueinander
addiert, um einen bestimmten Frequenzanteil-Wert auszugeben
(der nachfolgend als Fokus- bzw. Bildschärfesignal-Wert
bezeichnet wird). Dieser Bildschärfesignal-Wert entspricht
einem bestimmten Ausmaß der Fokussierung bzw. Scharfein
stellung. Aus einer Vielzahl von Bildschärfesignal-Werten an
jeder Stellung des optischen System 1 wird ein Bildschärfe
signal f(x) erzeugt. Die Variable x im Bildschärfesignal
f(x) gibt dabei die Position bzw. Stellung des photographi
schen optischen Systems 1 in Richtung der optischen Achse
an. Das Bildschärfesignal f(x) wird dem Mikroprozessor 7
zugeführt, der es in einem Speicher 14 speichert. Der Mikro
prozessor 7 führt unter Verwendung des Bildschärfesignals
f(x) einen Steuerungsablauf zur Erfassung eines Scharfein
stellungspunktes aus, um ein Bewegungs-Steuerungssignal zu
erzeugen. Dieses Bewegungs-Steuerungssignal wird einer
Motor-Ansteuerungsschaltung 15 zugeführt. Die Motor-Ansteue
rungsschaltung 15 steuert zur Durchführung der Scharfein
stellung einen Impulsmotor 16 an, mittels dem das photogra
phische optische System 1 in Richtung der optischen Achse
bewegbar ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des den vorgenannten Auf
bau aufweisenden herkömmlichen Gerätes näher erläutert. Es
sei angenommen, daß zur Abbildung bzw. Aufnahme des Objekts
ein Zeilensprungverfahren verwendet wird, bei dem Bildsig
nale als Halbbild-Bildsignale erhalten werden. Aus dem CCD2
werden in jeder Halbbildperiode Halbbild-Bildsignale ausge
lesen. Die Vor-Meßschaltung 6 ermittelt aus dem ersten Halb
bild-Bildsignal eine geeignete Ladungs-Speicherzeit und
führt dem Mikroprozessor 7 Daten über diese Ladungs-
Speicherzeit zu. Daraufhin steuert der Mikroprozessor 7 die
Ansteuerschaltung 3 in Übereinstimmung mit der festgelegten
Speicherzeit an, wodurch dem CCD2 in einem vorgegebenen
Zyklus Lesesignale zugeführt werden. In der Zwischenzeit
veranlaßt die Motor-Ansteuerungsschaltung 15 den Impulsmotor
16, das photographische optische System 1 in einer bestimm
ten Richtung zu bewegen. In diesem Fall ist die Bewegungsge
schwindigkeit konstant. Zu diesem Zeitpunkt werden die aus
dem CCD2 ausgelesenen Bildsignale über das BPF5, das
Gatter 8, den A/D Umsetzer 10 und den digitalen Integrator
11 in das Bildschärfesignal f(x) umgeformt. Auf diese Weise
werden während des Bewegungsablaufes des photographischen
optischen Systems 1 Bildschärfesignale f(x) in vorbestimmten
Zeitabständen erhalten, d. h., das Bildschärfesignal f(x)
wird jedesmal dann erhalten, wenn das optische System 1 um
eine vorbestimmte Strecke bewegt wird. Der Mikroprozessor 7
steuert das photographische optische System 1 in derjenigen
Richtung an, in der sich der Pegel des Bildschärfesignales
f(x) erhöht.
Fig. 2 zeigt das Bildschärfesignal f(x) in Form einer Kombi
nation von diskreten Signalwerten, die auf die vorgenannte
Weise erhalten werden. Fig. 3 ist eine vergrößerte Amsicht
eines Bereiches Q in der Nähe des Maximalwertes der in Fig.
2 gezeigten Bildschärfesignalkurve. Der Mikroprozessor 7
berechnet diejenige Position α des optischen Systems 1, an
der ein Spitzenwert Px (=f(α)) des Bildschärfesignals durch
eine Interpolationsverarbeitung erhalten wird, bei der unter
Zugrundelegung der folgenden Formeln ein Maximalwert-Punkt
P1 (=f(xn)) und zwei Punkte P0 (=f(xm-1)) und P2 (f(xm+1))
der abgetasteten Werte des Bildschärfesignals, die auf bei
den Seiten davon liegen, verwendet werden:
Falls P₀ P₂ gilt:
α = xm - (Δx/2) (P₀-P₂)/(P₁-P₂) (1a)
Falls P₀<P₂ gilt:
α = Xm + (Δx/2) (P₂-P₀)/(P₁-P₀) (1b)
In diesen Formeln ist mit xm diejenige Position des opti
schen Systems 1 bezeichnet, an der der Maximalwert P1 erhal
ten wird, während Δ x die Entfernung (das Abtastintervall)
angibt, um die sich das optische System 1 während einer vor
bestimmten Zeitspanne bewegt.
Wenn das photographische optische System 1 zu dem Scharfein
stellungspunkt α bewegt wird, der durch eine auf die Glei
chung (1a) oder (1b) gestützte Interpolationsverarbeitung
berechnet wird, ist die Scharfeinstellung beendet.
Wenn bei diesem Verfahren das Abtastintervall Δ x vergrößert
wird, kann die Anzahl der Abtastungen (Erfassungen) des
Bildschärfesignales f(x) verringert werden, um dadurch die
Fokussierungs- bzw. Scharfeinstellungsgeschwindigkeit zu
erhöhen. Da die Scharfeinstellungs-Position jedoch durch
eine Interpolationsverarbeitung erfaßt wird, wird bei Ver
größerung des Abtastintervalls Δ x ein auf die Interpolation
zurückzuführender Fehler vergrößert, was eine wenig präzise
Scharfeinstellung zur Folge hat. Wenn bei diesem Interpola
tionsverfahren das Abtastintervall Δ x andererseits zu klein
ist, wird die Erfassung einer Scharfeinstellungsposition
sehr leicht durch Rauschen überlagert bzw. durch Störungen
beeinflußt. Dies wirkt sich ebenfalls negativ auf die
Scharfeinstellungsgenauigkeit aus. Gemäß vorstehender
Beschreibung kann demnach bei dem herkömmlichen Verfahren
kein Abtastintervall bestimmt werden, das den Fehler mini
miert und es ist darüber hinaus schwierig, Präzision und
Geschwindigkeit der Scharfeinstellung aufeinander abzu
stimmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät
zur automatischen Scharfeinstellung, bei dem ein Scharfein
stellungspunkt durch Interpolation erhalten wird, derart
weiterzubilden, daß ein optimales Abtastintervall zum Erhalt
von Daten einstellbar und ein jeweiliger Scharfein
stellungspunkt mit hoher Geschwindigkeit bei gleichzeitig
hoher Genauigkeit erfaßbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeich
nungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung schlägt demnach ein Gerät zur automatischen
Scharfeinstellung vor, das im wesentlichen die folgenden
Einrichtungen umfaßt:
ein optisches System zum Erhalten eines optischen Bilds eines Objekts;
eine Einrichtung zur Abbildung des optischen Bilds und zur Ausgabe eines Bildsignales;
eine Antriebseinrichtung, mittels der die Abbildungseinrich tung und/oder das optische System in Richtung einer opti schen Achse bewegbar sind;
eine Filtereinrichtung, die aus dem von der Abbildungsein richtung ausgegebenen Bildsignal eine vorbestimmte Frequenz komponente extrahiert;
eine Detektoreinrichtung, die ein Ausgangssignal der Filter einrichtung erfaßt und ein ein Fokussierungsmaß des mittels des optischen Systems erhaltenen optischen Bildes repräsen tierendes Bildschärfesignal erzeugt, das eine Funktion der relativen Lagen von Abbildungseinrichtung und optischem System ist;
eine Einrichtung zum Erhalten eines Zwischenparameters, der den Funktionsverlauf des Bildschärfesignals auf der Basis der mittels der Filtereinrichtung extrahierten vorbestimmten Frequenzkomponente sowie eines Blendenwertes des optischen Systems beschreibt;
eine Einrichtung, die ein Abtastintervall anhand einer Kon stanten, die ein Erfassungsverfahren der Detektoreinrichtung repräsentiert, sowie anhand des Zwischenparameters festlegt;
und eine Einrichtung zum Erhalten eines Scharfeinstellungs punktes durch Abtasten des Bildschärfesignals in jedem Abtastintervall und durch Interpolation einer Vielzahl von Abtastsignalwerten, während das optische System und/oder die Abbildungseinrichtung von der Antriebseinrichtung bewegt wird.
ein optisches System zum Erhalten eines optischen Bilds eines Objekts;
eine Einrichtung zur Abbildung des optischen Bilds und zur Ausgabe eines Bildsignales;
eine Antriebseinrichtung, mittels der die Abbildungseinrich tung und/oder das optische System in Richtung einer opti schen Achse bewegbar sind;
eine Filtereinrichtung, die aus dem von der Abbildungsein richtung ausgegebenen Bildsignal eine vorbestimmte Frequenz komponente extrahiert;
eine Detektoreinrichtung, die ein Ausgangssignal der Filter einrichtung erfaßt und ein ein Fokussierungsmaß des mittels des optischen Systems erhaltenen optischen Bildes repräsen tierendes Bildschärfesignal erzeugt, das eine Funktion der relativen Lagen von Abbildungseinrichtung und optischem System ist;
eine Einrichtung zum Erhalten eines Zwischenparameters, der den Funktionsverlauf des Bildschärfesignals auf der Basis der mittels der Filtereinrichtung extrahierten vorbestimmten Frequenzkomponente sowie eines Blendenwertes des optischen Systems beschreibt;
eine Einrichtung, die ein Abtastintervall anhand einer Kon stanten, die ein Erfassungsverfahren der Detektoreinrichtung repräsentiert, sowie anhand des Zwischenparameters festlegt;
und eine Einrichtung zum Erhalten eines Scharfeinstellungs punktes durch Abtasten des Bildschärfesignals in jedem Abtastintervall und durch Interpolation einer Vielzahl von Abtastsignalwerten, während das optische System und/oder die Abbildungseinrichtung von der Antriebseinrichtung bewegt wird.
Erfindungsgemäß wird demnach anhand von jeweiligen Para
metern ein Zwischenparameter ermittelt, mittels dem sich
eine Bildschärfesignal-Kurve charakterisieren bzw. beschrei
ben läßt. Anhand dieses Zwischenparameters wird ein
Abtastintervall bestimmt. In jedem Abtastintervall werden
Bildschärfesignale abgetastet, wobei gleichzeitig das opti
sche System und/oder die Abbildungseinrichtung bewegt wird.
Ein jeweiliger Scharfeinstellungspunkt kann dadurch erhalten
werden, daß die Bildschärfesignale an drei oder zwei Punkten
interpoliert werden. Hierdurch ist es möglich, einen
Scharfeinstellungspunkt sehr genau und mit hoher Geschwin
digkeit zu erhalten.
Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der
sich an den Anspruch 1 anschließenden Ansprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 anhand eines Blockdiagramms ein herkömmliches
Gerät zur automatischen Scharfeinstellung;
Fig. 2 den Kurvenverlauf eines mittels des herkömmlichen
Geräts erhaltenen Bildschärfesignals;
Fig. 3 einen Bildausschnitt zur Erläuterung des Prinzips
einer Interpolationsverarbeitung zum Erzielen eines
Scharfeinstellungspunktes bei dem herkömmlichen Gerät;
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von
Parametern eines optischen Systems, die zur Festlegung
eines Zwischenparameters verwendet werden, der ein
wesentliches Merkmal der Erfindung darstellt;
Fig. 5 anhand eines Kurvenverlaufs die Beziehung
zwischen den Werten einer Modulationsübertragungsfunk
tion (MÜF) und Raumfrequenzen;
Fig. 6 anhand eines Kurvenverlaufs die Beziehung
zwischen den Werten der MÜF und eines Betrags der
Defokussierung;
Fig. 7 anhand eines Kurvenverlaufs die Beziehung
zwischen Fokussierungsfehlern und jeweiligen Abtast
intervallen bei einer Dreipunkt-Interpolation;
Fig. 8 einen Kurvenverlauf zur Erläuterung von Begren
zungen bei den Abtastintervallen;
Fig. 9 eine erste Bedingung zur Einstellung eines
Frequenzbandes;
Fig. 10 eine zweite Bedingung zur Einstellung des
Frequenzbands;
Fig. 11 einen Scharfeinstellungsbereich innerhalb eines
Halbbilds;
Fig. 12 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Ein
stellung eines optimalen Abtastintervalls;
Fig. 13 einen Kurvenverlauf zur Erläuterung des Prinzips
einer Zweipunkt-Interpolation zum Erzielen eines
Scharfeinstellungspunktes;
Fig. 14 anhand eines Blockdiagramms den Aufbau einer
ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Scharfeinstellungspunkt-Erfassungsschaltung;
Fig. 15 anhand eines Blockdiagramms den prinzipiellen
Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungs
gemäßen Geräts zur automatischen Scharfeinstellung;
Fig. 16 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Gesamtab
laufs eines Scharfeinstellungsverfahrens bei dem ersten
Ausführungsbeispiel;
Fig. 17 ein Flußdiagramm eines in Fig. 16 gezeigten
Unterprogramms zur Berechnung eines Parameters;
Fig. 18 ein Flußdiagramm eines in Fig. 16 gezeigten
Unterprogramms für die automatische Scharfeinstellung;
Fig. 19 ein Flußdiagramm eines in Fig. 18 gezeigten
Unterprogramms zur Erfassung eines Scharfeinstellungs
punktes;
Fig. 20 anhand eines Kurvenverlaufs einen Fall, bei dem
eine Umkehr-Verarbeitung erforderlich ist;
Fig. 21 ein Flußdiagramm eines in Fig. 19 gezeigten
Unterprogramms zur Durchführung einer Umkehr-Verarbei
tung;
Fig. 22 ein Flußdiagramm eines in Fig. 18 gezeigten
Unterprogramms zur Durchführung einer Endpunkt-Verarbei
tung;
Fig. 23 anhand eines Kurvenverlaufs zwei Punkte, die bei
der Zweipunkt-Interpolation verwendet werden;
Fig. 24 ein Flußdiagramm eines in Fig. 22 gezeigten
Unterprogramms zur Durchführung der Zweipunkt-Interpola
tion;
Fig. 25 ein Flußdiagramm eines in Fig. 24 gezeigten
Interpolations-Unterprogramms;
Fig. 26 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungs
beispiels des Geräts zur automatischen Scharfein
stellung;
Fig. 27 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des
detaillierten Aufbaus eines in Fig. 26 gezeigten
Geschwindigkeitsdetektors;
Fig. 28 einen Kurvenverlauf, der auf die Bewegung eines
scharfzustellenden Objekts zurückzuführende Änderungen
in der Bildschärfesignal-Kurve zeigt, um hierdurch das
Prinzip einer Geschwindigkeitserfassung bezüglich eines
sich bewegenden Objekts zu erläutern;
Fig. 29A Die Bewegung einer Bildebene für den Fall, daß
sich das Objekt und das optische System in die gleiche
Richtung bewegen;
Fig. 29B Die Bewegung der Bildebene für den Fall, daß
sich das Objekt und das optische System in entgegenge
setzte Richtungen bewegen.
Fig. 30 einen Kurvenverlauf zur Erläuterung des Prinzips
der Geschwindigkeitserfassung bei dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel;
Fig. 31 anhand eines Kurvenverlaufs die Werte einer in
einem in Fig. 27 gezeigten Festwertspeicher hinterlegten
Standardkurve; und
Fig. 32 schematisch die Anordnung des optischen Systems
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Nachstehend soll zunächst das bevorzugte Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Geräts zur automatischen Scharfein
stellung näher beschrieben werden. Erfindungsgemäß wird aus
verschiedenen Parametern des Geräts ein Zwischenparameter
berechnet, der einen Funktionsverlauf (Kurve) eines ein
Fokussierungs- bzw. Scharfeinstellungsmaß in bezug auf die
Position eines optischen Systems angebendes Fokus- bzw.
Bildschärfesignal charakterisiert bzw. beschreibt, wobei
unter Zugrundelegung dieses Zwischenparameters ein optimales
Abtastintervall für eine auf eine Interpolation gestützte
Verarbeitung zur Erfassung der Scharfeinstellung festgelegt
wird. Während die Position des optischen Systems entlang der
Richtung der optischen Achse geändert wird, werden in Über
einstimmung mit diesem optimalen Abstimmungsintervall Bild
schärfesignale abgetastet. Anschließend wird mittels einer
auf drei oder zwei Abtastwerte sowie das Abtastintervall
gestützten Interpolation ein Betriebsablauf zur Erfassung
eines Scharfeinstellungspunktes durchgeführt.
Der Zwischenparameter wird nunmehr näher erläutert. Fig. 4
zeigt verschiedene Typen von Parametern des optischen
Systems. Im einzelnen zeigt Fig. 4 ein zu fokussierendes
bzw. scharfzustellendes Objekt O, einen Abbildungspunkt I
einer Linse bzw.eines Objektivs L, eine Brennweite f des
Objektivs l, einen Blendendurchmesser A des Objektivs L,
eine Objektentfernung a, eine Abbildungsentfernung b, den
Durchmesser δ eines Unschärfekreises, sowie ein Defokussie
rungs- bzw. Unschärfemaß d. Gemäß Fig. 4 gilt in einem Nah
feldbereich die folgende Beziehung:
(1/a) + (1/b) = 1/f (2)
Aufgrund von Ähnlichkeits-Bedingungen gilt darüber hinaus die
folgende Beziehung:
A/δ = b/d (3)
Aufgrund der obigen Beziehungen bzw. Gleichungen (2) und (3)
kann der Durchmesser δ des Unschärfekreises wie folgt ausge
drückt werden:
δ = (a-f)d/F (4)
wobei mit F der Blendenwert (F-Zahl) bzw. die Lichtstärke (=
f/A) des Objektivs L bezeichnet ist.
Darüber hinaus läßt sich die Modulationsübertragungsfunktion
eines optischen Systems (die nachfolgend mit MÜF abgekürzt
werden soll) allgemein wie folgt ausdrücken:
In dieser Gleichung bezeichnet J1 eine Bessel-Funktion
erster Art der Ordnung 1 und S eine Raumfrequenz (mm-1), die
durch das Frequenzband bzw. die Durchlaß-Bandbreite eines
Bandpaßfilters zum Extrahieren bzw. zum Herausfiltern einer
Frequenzkomponente des Bildschärfesignals festgelegt wird.
Wenn der Durchmesser δ des Unschärfekreises konstant ist,
kann die Funktion MÜF(S) durch die in Fig. 5 gezeigte Kurve
dargestellt werden, in der in periodischer Folge positive
und negative Werte auftreten. In Fig. 5 ist mit -S1 die
jenige Raumfrequenz bezeichnet, bei der die MÜF zum ersten
Mal den Wert 0 annimmt. In Übereinstimmung mit den Eigen
schaften einer Bessel-Funktion läßt sich eine Bedingung für
S1 nach folgender Beziehung darstellen:
δπS ≒ 3,832 (6)
Aus den Gleichungen 4 und 6, läßt sich ableiten, daß das
jenige Unschärfemaß d, bei dem der Wert der MÜF zu 0 wird,
durch folgenden Ausdruck gegeben ist:
d = (3,832/π)a F/(a-f)S (7)
Da die Objektentfernung a sehr viel größer als die Brenn
weite f ist, wird der Term a/(a-f) in Gleichung (7) unge
fähr gleich 1. Die Gleichung (7) läßt sich daher wie folgt
umschreiben:
d = (3,832/π) F/S
= 1,22 F/S
=dFZP (8)
= 1,22 F/S
=dFZP (8)
Da der Durchmesser δ des Unschärfekreises gemäß Gleichung
(4) proportional zu dem Unschärfemaß d ist, kann aus Glei
chung (5) leicht entnommen werden, daß Änderungen in der
MÜF, die als Funktion des Unschärfemaßes d auftreten, sol
chen Änderungen ähnlich sind die als Funktion der Raum
frequenz S auftreten. Fig. 6 zeigt den Verlauf einer Über
tragungsfunktion MÜF(d) als Funktion des Unschärfemaßes d,
wenn die Raumfrequenz S konstant gehalten wird. Fig. 5 zeigt
demgegenüber den Verlauf einer Übertragungsfunktion MÜF(S),
wenn das Unschärfemaß d konstant gehalten wird. Der durch
Gleichung (8) ausgedrückte Wert d fällt daher mit einem in
Fig. 6 gezeigten Wert d1 zusammen. Da Fig. 6 den Verlauf
bzw. die Werte der MÜF als Funktion des Unschärfemaßes d
zeigt, fällt der Kurvenverlauf der MÜF mit dem Funktions-
bzw. Kurvenverlauf des oben beschriebenen Bildschärfesignals
f(x) zusammen. Das gemäß der vorstehenden Beschreibung durch
Erfassung der Quadratsumme der Bildsignale erhaltene Bild
schärfesignal f(x) ist in Fig. 6 mittels einer unter
brochenen Kurve dargestellt. In der folgenden Beschreibung
wird von der Annahme ausgegangen, daß das Bildschärfesignal
durch quadratische Erfassung der Bildsignale erhalten wird.
Das anhand der Gleichung (8) berechnete Unschärfemaß d
stellt einen Zwischenparameter dar, der den Kurvenverlauf
des Bildschärfesignals charakterisiert bzw. beschreibt. Wenn
ein jeweiliges Unschärfemaß den Wert d übersteigt, wird das
Bildschärfesignal im wesentlichen zu 0. Dieser Unschärfe
parameter sei mit FZP definiert (FZP: First Zero Point bzw.
erster Nullpunkt). Der Kurvenverlauf des Bildschärfesignals
kann demnach anhand des Zwischenparameters dFZP, der durch
den Blendenwert F und die Raumfrequenz S bestimmt wird, in
Erfahrung gebracht werden; der Zwischenparameter dFZP ist
proportional zum Blendenwert F und umgekehrt proportional
zur Raumfrequenz S.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Festlegung eines optima
len Abtastintervalls Δ x unter Zugrundelegung des Zwischenpa
rameters dFZP näher erläutert. Fig. 7 ist eine graphische
Darstellung, die Fehler zwischen einem realen Scharfeinstel
lungspunkt und solchen Scharfeinstellungspunkten zeigt, die
durch die oben erwähnte, durch die Gleichungen (1a) und (1b)
dargestellte Dreipunkt-Interpolationsverarbeitung erhalten
werden, und zwar in Bezug zu derjenigen Bildschärfesignal-
Kurve, welche die in Fig. 6 mit einer unterbrochenen Linie
dargestellte Wellenform (das Quadrat der Gleichung (5)) auf
weist. In Fig. 7 ist das Abtastintervall Δ x entlang der
Achse der Abszisse aufgetragen, welche mit dem Zwischenpara
meter dFZP normalisiert ist, während der Fokussierungs- bzw.
Bildschärfefehler entlang der Achse der Ordinate aufgetragen
ist, welche ebenfalls mit dem Zwischenparameter dFZP norma
lisiert ist. Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen dem
Abtastintervall x und dem Fokussierungsfehler, falls kein
Rauschen vorliegt (durchgezogene Kurve), bzw. bei Rauschab
ständen von 50 dB, 40 dB, 30 dB und 20 dB (unterbrochen ge
zeichnete Kurven). Wenn kein Rauschen vorhanden ist, stellt
die betreffende Kurve die der Interpolationsverarbeitung
inhärenten Fehler dar. In diesem Falle wird bei einer Ver
größerung des Abtastintervalls Δ x der Fokussierungsfehler
vergrößert. Wenn das Rauschen zunimmt und der Rauschabstand
dementsprechend abnimmt, wird der Fokussierungs- bzw.
Scharfeinstellungsvorgang bei einer Verringerung des
Abtastintervalls Δ x zunehmend durch das Rauschen beeinflußt.
Als Folge davon wird der Fokussierungsfehler vergrößert. Das
optimale Abtastintervall Δ x wird daher in Übereinstimmung
mit den der Interpolationsverarbeitung inhärenten bzw. für
diese typischen Fehlern und einem jeweiligen Einfluß des
Rauschens festgelegt. Gemäß Fig. 7 werden bei jedem
Rauschabstand die minimalen Fehler nahe dem Wert Δ x ist
ungefähr 0,522 dFZP erhalten. Das optimale Abtastintervall
Δx kann daher wie folgt ausgedrückt werden:
x = COPT · dFZP (9)
In dieser Gleichung ist mit COPT eine Konstante bezeichnet,
die entsprechend einem Erfassungsverfahren für das Bild
schärfesignal festgelegt ist. Wenn das Quadratsummen-Erfas
sungsverfahren verwendet wird, wird die Konstante COPT gemäß
Fig. 7 zu 0,52 festgelegt.
Da der jeweilige Fokussierungsfehler gemäß Fig. 7 darüber
hinaus proportional zu dem Zwischenparameter dFZP ist, kann
die Fokussierungsgenauigkeit durch Verringerung des Blenden
werts F oder durch Vergrößerung der Raumfrequenz S verbes
sert werden. Die Raumfrequenz S kann jedoch nicht unbegrenzt
vergrößert werden, da bei einer Vergrößerung der Raumfre
quenz S das Rauschen zunimmt. Der Blendenwert F wird vor
zugsweise auf den vollen Öffnungswert des optischen Systems
eingestellt, um eine Erhöhung der zu empfangenden und abzu
bildenden Lichtmenge zu ermöglichen.
Nachfolgend wird ein Vorgang zur Einstellung der optimalen
Raumfrequenz S (der Bandbreite des Bandpaßfilters) näher
erläutert. Ein durch den in Fig. 4 gezeigten Abbildungspunkt
I definierter Abbildungsbereich ändert sich stark in Abhän
gigkeit von der Brennweite f. Da die minimale Abbildungsent
fernung (wenn die Objektentfernung gleich unendlich ist) und
da die maximale Abbildungsentfernung (wenn die Objektentfer
nung einer nähest möglichen Entfernung amin entspricht)
durch den Ausdruck amin · f/(amin-f) gegeben ist, wird der
Abbildungsbereich L durch folgende Formel ausgedrückt:
L = amin · f/(amin-f) - f (10)
Wenn amin = 0,75 m, ergibt sich beispielsweise für f=35 mm
ein L=1,713 mm, während sich für f=70 mm ein
L=7,205 mm ergibt. Wenn der Bewegungsbereich des optischen
Systems bei einer Änderung in der Brennweite f geändert
wird, wird demnach die Bewegung des Abbildungspunkts bei
einer Bewegung des optischen Systems in Abhängigkeit von der
Brennweite f ebenfalls geändert. Der Maßstab der Abszissen
achse der Bildschärfesignal-Kurve f(x) wird daher in Abhän
gigkeit von der Brennweite f geändert.
Um unter allen Umständen anhand der Werte des Bildschärfesi
gnals an zwei Punkten eine Defokus- bzw. Unschärferichtung
geeignet festlegen zu können, muß einer der beiden Punkte
von einem Scharfeinstellungspunkt aus innerhalb von dFZP ge
legen sein. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.
8 näher erläutert. Gemäß Fig. 8 sind zwei Punkte P1 und P2
von einem Scharfeinstellungspunkt Px um eine Strecke ent
fernt, die dem Wert dFZP oder mehr entspricht, wohingegen
sich ein Punkt P3 innerhalb von dFZP befindet. Es sei ange
nommen, daß zunächst am Punkt P1 ein Bildschärfesignal abge
tastet und anschließend am Punkt P2 ein weiteres Bildschär
fesignal abgetastet wird, das heißt, daß ein Abtastintervall
Δ x12 eingestellt ist. Da in diesem Fall P1 ungefähr gleich
P2 ist, kann die Richtung des Scharfeinstellungspunkts bzw.
die Richtung zu diesem hin nicht festgelegt werden. Wenn
hingegen die Punkte P1 und P3 verwendet werden, das heißt,
wenn ein Abtastintervall Δ x13 eingestellt ist, kann aufgrund
der Tatsache, daß P1 kleiner als P3 ist, ermittelt werden,
daß der Punkt P3 sich näher am Scharfeinstellungspunkt be
findet als der Punkt P1 und daß die Scharfeinstellungs-Rich
tung mit der Richtung des Punkts P3 bzw. der Richtung zu
diesem hin zusammenfällt. Aus diesem Grund sind einem jewei
ligen Abtastintervall Beschränkungen auferlegt und der Zwi
schenparameter dFZP, das heißt, ein Frequenzband S des Band
paßfilters, muß so eingestellt sein, daß diese Beschränkun
gen erfüllt bzw. berücksichtigt werden.
Wenn beispielsweise die in den Fig. 9 und 10 gezeigten
Extremfälle betrachtet werden, müssen die folgenden Bedin
gungen gelten:
dFZP LΔx (11)
Δx 2 dFZP (11a)
Der Scharfeinstellungspunkt wird erfaßt, während das Objek
tiv mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, und
das Bildschärfesignal wird für jede Halbbild-Periode (=Δ x)
abgetastet. Wenn das Objektiv mit maximaler Geschwindigkeit
bewegt wird und die Bewegungsentfernung des Fokussierungs
punkts des Objektivs den Wert Vdmax hat, gilt Δ x=Vdmax.
Das Einsetzen der Gleichung (8) in die Beziehungen (11) und
(11a) ergibt daher folgendes:
1,22 F/S L-Vdmax
Vdmax 2 (1,22 F/S)
Die vorstehenden beiden Beziehungen können in bezug auf die
Raumfrequenz S wie folgt umgeschrieben werden:
S 1,22 F/(L-Vdmax) (12)
S 2,44 F/Vdmax (12a)
Von diesen zwei Bedingungen wird Bedingung (12) vorzugsweise
dann verwendet, wenn gilt Vdmax (2/3)L, während Bedingung
(12a) vorzugsweise dann verwendet wird, wenn gilt
Vdmax < (2/3)L. Der Maximalwert der Raumfrequenz S sei als
Standardfrequenz SB definiert. Es werden Frequenzen verwen
det, die niedriger als diese Standardfrequenz SB sind.
Die verwendbare Maximalfrequenz ist durch die Größe bzw.
Fläche eines Ziel-Scharfeinstellungsbereichs (der nachfol
gend als Fokussierungsbereich bezeichnet werden soll)
beschränkt. Dies wird nachstehend näher erläutert. Unter der
Voraussetzung, daß das Bandpaßfilter ein horizontales, ein
dimensionales Filter ist, und falls gemäß Fig. 11 die Anzahl
der Bildpunkte einer Abbildungseinrichtung durch M×M, die
Anzahl der Bildpunkte des Fokussierungsbereichs durch Ax×Ay
und die Fläche (in mm) der Abbildungseinrichtung durch Sx×Sy
gegeben sind, läßt sich eine Minimalfrequenz Smin (mm-1)
wie folgt ausdrücken:
Smin = (Sx·Ax/M)-1
= M/(Sx·Ax) (13)
= M/(Sx·Ax) (13)
Da die Minimalfrequenz Smin kleiner als die Standardfrequenz
SB sein muß, ist festzuhalten, daß der Fokussierungsbereich
Ax bzw. dessen Breite der folgenden Beschränkung unterliegt:
Ax M/(SB·Sx) (14)
Die erfaßbare Maximalfrequenz Smax(mm-1) ist durch folgenden
Ausdruck gegeben:
Smax = (1/2) (Sx/M)-1
= M/(2 · Sx) (15)
= M/(2 · Sx) (15)
Hierbei ist anzumerken, daß M und Sx derart eingestellt
sind, daß sie die Bedingung SB < Smax erfüllen.
Das Frequenzband bzw. der Durchlaßbereich des Bandpaßfilters
wird innerhalb der auf die vorstehend beschriebene Weise
eingestellten Beschränkungen festgelegt. In der Praxis muß
darüberhinaus ein Frequenzband gewählt werden, bei dem nur
wenig Rauschen auftritt, so daß die Frequenz bzw. die Raum
frequenz S bei der das Bildschärfesignal mit dem maximalen
Pegel auftritt, innerhalb dieser Beschränkungen gewählt
wird, wodurch schließlich ein optimales Abtastintervall Δ x
erhalten wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 ein Verfahren
beschrieben, mittels dem dieses optimale Abtastintervall Δ x
erhalten werden kann. Wenn der Fokussierungsbereich Ax fest
gelegt bzw. unveränderlich ist, werden folgende drei Parame
ter verwendet: die Brennweite f des optischen Systems, der
Blendenwert F des optischen Systems und das Muster eines
scharfzustellenden bzw. zu fokussierenden Objekts (Bild
schärfesignale bei den jeweiligen Frequenzen). Der Zwischen
parameter dFZP wird aus dem gewählten Band S des Bandpaßfil
ters und dem Blendenwert F erhalten. Das optimale Abtastin
tervall Δ x kann durch Multiplikation des Zwischenparameters
dFZP mit einer Konstanten COPT in Übereinstimmung mit einem
jeweiligen Erfassungsverfahren erhalten werden.
Im einzelnen wird der Abbildungsbereich L aus der nähesten
Entfernung amin und der Brennweite f des optischen Systems
in Übereinstimmung mit Gleichung (10) erhalten. Anschließend
wird die Standardfrequenz SB aus dem erhaltenen Abbildungs
bereich L, dem Blendenwert F des optischen Systems sowie aus
der maximalen Bewegungsstrecke Vdmax einer Brennpunktebene
in Übereinstimmung mit den Gleichungen (12) und (12a) erhal
ten. In der Zwischenzeit wird eine Minimalfrequenz Smin aus
der Fläche bzw. dem Wert Ax des Fokussierungsbereichs, der
Fläche bzw. dem Wert Sx der Abbildungseinrichtung sowie aus
der Anzahl M der Bildelemente der Abbildungseinrichtung in
Übereinstimmung mit Gleichung (13) erhalten.
Anschließend wird diejenige Frequenz F, bei der die Bedin
gung Smin S erfüllt ist, sowie dasjenige Bildschärfesi
gnal, bei dem der Maximalpegel auftritt, aus den Bildschär
fesignalen f(x) bei den jeweiligen Frequenzen des Objekts
ermittelt. Daraufhin wird der Zwischenparameter dFZP aus der
Frequenz S und dem Blendenwert F des optischen Systems er
mittelt.
Der Zwischenparamter dFZP wird mit der auf das jeweilige Er
fassungsverfahren gestützten Konstanten COPT multipliziert,
worauf eine Verarbeitung zur Erfassung des Scharfeinstel
lungspunkts durchgeführt wird, indem dieses Multiplikations
ergebnis als optimales Abtastintervall Δ x verwendet wird.
Wenn bei Beginn der Verarbeitung zur Erfassung des
Scharfeinstellungspunkts der Betrag bzw. Anteil von Hochfre
quenz-Komponenten zunimmt, muß das Band bzw. der Durchlaßbe
reich des Bandpaßfilters zur Hochfrequenzseite hin geschal
tet werden, um die Fokussierungsgenauigkeit zu verbessern.
In diesem Falle kann ein optimales Abtastintervall leicht
dadurch erhalten werden, daß ein Zwischenparameter in Über
einstimmung mit den Gleichungen (8) und (9) ermittelt wird,
wodurch eine hochpräzise Scharfeinstellung bei hoher Ge
schwindigkeit ermöglicht wird. Gleichungen (8) und (9) sind
sehr einfach aufgebaut und daher mit hoher Geschwindigkeit
berechenbar. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit jedoch
weiter erhöht werden soll, kann im voraus eine Tabelle von
Raumfrequenzen, Blendenwerten F und Erfassungskonstanten
COPT gebildet werden, so daß durch Auslesen der jeweiligen
Information der Tabelle ein optimales Abtastintervall ermit
telt werden kann.
Es ist anzumerken, daß der Wert Δ x die Bewegungsstrecke der
Brennpunktsebene der Abbildungseinrichtung angibt, welcher
Wert nicht notwendigerweise mit der Bewegungsstrecke des
optischen Systems übereinstimmt. Diese Strecken sind jedoch
proportional zueinander, so daß die Bewegungsstrecke Δ x
leicht in die Bewegungsstrecke des optischen Systems umge
wandelt werden kann, indem die Strecke Δ x mit einem Propor
tionalkoeffizienten multipliziert wird.
Nachfolgend wird ein weiteres Verfahren zur Erfassung des
Scharfeinstellungspunkts unter Verwendung des Zwischenpara
meters dFZP näher erläutert. Bei der vorstehend beschriebe
nen Interpolation werden drei Punkte verwendet. In manchen
Fällen, wie beispielsweise dann, wenn sich das Objektiv in
den der nähest möglichen Entfernung oder der Entfernung "un
endlich" entsprechenden Endlagen befindet, ist es jedoch
nicht möglich, drei Punkte zu erhalten. Um solche Fälle
ebenfalls handhaben zu können, wird daher erfindungsgemäß
eine Interpolationsverarbeitung durchgeführt, die auf zwei
Punkte gestützt ist. Eine derartige Zweipunkt-Interpolation
kann jedoch nicht nur dann durchgeführt werden, wenn wie bei
den genannten zwei Endlagen des Objektivs keine drei Punkte
erhalten werden können, sondern auch dann, wenn gleichwohl
Daten an drei Punkten erzielbar sind. Nachfolgend wird ein
Verfahren zur Erfassung eines Scharfeinstellungspunkts an
hand von zwei Punkten P0 und P1 beschrieben, die sich gemäß
der Darstellung in Fig. 13 auf beiden Seiten eines
Scharfeinstellungspunkts Px befinden. In Fig. 13 entspricht
die Achse der Abszisse der Position des optischen Systems.
Wenn ein Unschärfemaß des Punkts P0 mit X0 und ein Unschär
femaß des Punkt P1 mit X1 ausgedrückt wird (wobei gilt: X0 =
|α-x0|, X1=|α-x1|, wobei α den Scharfeinstellungs
punkt, x0 die dem Punkt P0 entsprechende Position des opti
schen Systems und x1 die dem Punkt P1 entsprechende Position
des optischen Systems angibt), können die Werte der Übertra
gungsfunktion MÜF an den beiden Punkten P0 und P1 gemäß
Gleichung (5) durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt
werden:
Hierin ist mit d′FZP eine Entfernung bzw. Bewegungsstrecke
es optischen Systems bezeichnet, wenn sich die Bildebene um
den Betrag dFZP bewegt. Da als Erfassungsverfahren eine Qua
dratsummenerfassung verwendet wird, ist ein Verhältnis R(x0,
x1) der Wert der Übertragungsfunktion MÜF an den beiden
Punkten durch folgenden Ausdruck gegeben:
R(x₀, x₁)
= (MÜF(x₁))²/(MÜF(x₀))²
= (x₀ · J₁ (3,832 x₁/d′FZP)/x₁·J₁ (3,832 x₀/d′FZP))² (17)
= (MÜF(x₁))²/(MÜF(x₀))²
= (x₀ · J₁ (3,832 x₁/d′FZP)/x₁·J₁ (3,832 x₀/d′FZP))² (17)
Das Verhältnis R(x0, x1) wird alleine festgelegt durch eine
Kombination der beiden Punkte, das heißt durch die Entfer
nung zwischen den beiden Punkten l(= x0-x1) und den jewei
ligen Entfernungen X0 und X1 vom Scharfeinstellungspunkt.
Wenn das Unschärfemaß an demjenigen Punkt (x0 in diesem
Falle), an dem ein größerer Wert für das Bildschärfesignal
erhalten wird, durch D ausgedrückt ist, kann das Unschärfe
maß aus der Entfernung l zwischen den beiden Punkten sowie
aus dem Verhältnis R hergeleitet werden. Da es jedoch
schwierig ist, Gleichung (17) analytisch zu lösen, wird
durch Bezugnahme auf die Tabelle eine numerische Lösung für
Gleichung (17) durchgeführt, um das Unschärfemaß D zu erhal
ten. Falls die Entfernung zwischen den beiden Punkten und
die Entfernung D von dem Scharfeinstellungspunkt mittels des
Zwischenparameters d′FZP normalisiert werden, kann der Un
schärfebetrag D in diesem Fall unabhängig von dem jeweiligen
Blendenwert F und dem jeweiligen Band des Bandpaßfilters aus
der gleichen Tabelle erhalten werden. Hierzu werden gemäß
Fig. 14 Werte l′=l/d′FZP und D′=D/d′FZP eingestellt.
Mittels dieses Verfahrens kann anhand von zwei, auf beiden
Seiten des Scharfeinstellungspunkts befindlichen Punkten auf
leichte Weise ein Scharfeinstellungspunkt bestimmt werden.
Ein derartiges Verfahren zur Erfassung eines Scharfeinstel
lungspunkts unter Verwendung von zwei derartigen Punkten sei
als Zweipunkt-Interpolationsverfahren bezeichnet.
Die Tabelle weist darüber hinaus einen Bereich auf, bei dem
in Abhängigkeit von einer Kombination von l′ und R kein Wert
vorhanden ist, so daß aus diesem Bereich ausgelesene Daten
nicht verwendbar sind. Aus diesem Grund wird in einem sol
chen Fall eine Fehlerkennung E als "1" ausgegeben. Im Nor
malfall wird die Fehlerkennung E auf den Wert "0" einge
stellt.
Gemäß vorstehender Beschreibung ist der Zwischenparameter
dFZP äußerst wirksam bei der Charakterisierung der Wellen
form einer Bildschärfesignal-Kurve.
Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das
vorstehend beschriebene Prinzip der Fokuserfassung angewen
det wird, näher erläutert. In Fig. 15, die einen schemati
schen Schaltungsaufbau dieses ersten Ausführungsbeispiels
zeigt, sind Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet, weshalb auf eine erneute
Erläuterung dieser Teile verzichtet wird. Ein fotographi
sches optisches System 1 hat einen Blendenwert F, eine Lin
sen- bzw. Objektivposition x und eine Brennweite f. Gemäß
Fig. 15 wird die Objektivposition x zwar mittels eines
(nicht gezeigten) Sensors erfaßt, jedoch kann diese Erfas
sung auch mittels eines Impulsmotors 16 oder einer Motor-An
steuerungsschaltung 15 bewirkt werden. Bei dem fotographi
schen optischen System 1 sei angenommen, daß eine Bewegungs
strecke dl der Objektivposition x und eine Bewegungsstrecke
dp der Fokal- bzw. Brennpunktsebene oder der Abbildungsebene
proportional zueinander sind, wie dies durch nachfolgende
Gleichung angegeben ist:
dl = C(f) · dp (18)
In dieser Gleichung ist ein Proportionalkoeffizient C(f)
eine Funktion, die der Brennweite f des Objektivs zugeordnet
ist.
Bandpaßfilter (BPF) 5a bis 5d, die jeweils Bandpaß-Frequen
zen S1, S2, S3 bzw. S4 aufweisen (wobei gilt
S1 < S2 < S3 < S4), sind parallel mit dem Ausgangsanschluß
eines Vorverstärkers 4 verbunden. Die Ausgänge der Bandpaß
filter 5a bis 5d sind jeweils in Reihe mit Schaltgliedern
bzw. Gattern 8a bis 8d, Detektoren 9a bis 9d, die jeweils
aus einer Quadrat-Detektorschaltung gebildet sind, A/D-Um
setzern 10a bis 10d und digitalen Integratoren 11a bis 11d
verbunden. Eine Fokussierungsbereich-Bezeichnungs- bzw.
Festlegungseinrichtung 21 ist mit jedem der Gatter 8a bis 8d
verbunden und hat die Aufgabe, ein derartiges Befehlssignal
zu übertragen, daß aus einem jeweiligen Halbbild des Bildsi
gnals ausschließlich die Signale eines Ziel-Scharfeinstel
lungsbereichs extrahiert werden. Jeder der Detektoren 9a bis
9d dient als Quadrat-Detektor. Darüber hinaus ist jeder der
digitalen Integratoren 11a bis 11d aus einem Addierer 12 und
einem Zwischenspeicher 13 gebildet. Die Integratoren 11a bis
11d führen einem Mikroprozessor 22 jeweils Bildschärfesi
gnale V1, V2, V3 bzw. V4 zu. Der Mikroprozessor 22 empfängt
die Bildschärfesignale V1 bis V4 für jede Halbbildperiode
und führt anhand der in den Fig. 16 bis 19, 21, 22, 24
und 25 gezeigten Rechenvorschrift einen Vorgang zur automa
tischen Scharfeinstellung durch. Der Mikroprozessor 22
empfängt darüber hinaus Daten, die sich auf die Objektivposi
tion x, den Blendenwert F und die Brennweite f des fotogra
phischen optischen Systems 1 beziehen, welche Daten zur
Fokuseinstellung benötigt werden. Ein Festwertspeicher bzw.
ROM 23 ist an den Mikroprozessor 22 angeschlossen und ent
spricht dem in Fig. 14 gezeigten Tabellen-Festwertspeicher.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist in ähnlicher Weise wie
bei dem in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Gerät eine Vor-
Meßschaltung mit dem Ausgangsanschluß des Vorverstärkers 4
verbunden, um eine einer geeigneten Belichtung entsprechende
Ladungsspeicherzeit festzulegen. Das von dem Vorverstärker 4
ausgegebene Bildsignal wird in einem Speichermedium, wie zum
Beispiel einer Magnetscheibe oder einem Magnetband gespei
chert.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise dieses ersten Ausführungs
beispiels mit dem oben beschriebenen Aufbau näher erläutert.
Wenn eine Scharfeinstellung eingeleitet wird, wird von der
Vor-Meßschaltung eine geeignete Ladungsspeicherzeit einge
stellt und von einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) 2 ein
Abbildungsvorgang begonnen. Anschließend werden für jede
Halbbildperiode Bildsignale gelesen und über die Bandpaßfil
ter 5a bis 5d bestimmte Frequenzkomponenten hieraus extra
hiert. In der Zwischenzeit werden von den Gattern 8a bis 8d
ausschließlich die Signale aus einem Fokussierungsbereich
innerhalb eines Halbbilds extrahiert und die Werte V1 bis V4
des Bildschärfesignals, die über die Detektoren 9a bis 9d,
die A/D-Umsetzer 10a bis 10d und die digitalen Integratoren
11a bis 11d erhalten werden, dem Mikroprozessor 22 zuge
führt.
Wenn das fotographische optische System 1 innerhalb einer
Halbbildperiode (wobei die Ladungsspeicherzeit einem Lesezy
klus entspricht) von xα bis xβ bewegt wird, können die Werte
V1 bis V4 des Bildschärfesignals als die Werte eines Bild
schärfesignals an einer Zwischenposition x=(xα-xβ)/2 des
fotographischen optischen Systems 1 betrachtet werden. Die
Werte des Bildschärfesignals werden daher als Funktionen des
Bands S und der Objektivposition x betrachtet und ausge
drückt durch die Funktion M (X, x). Auf diese Weise werden
für jede Halbbildperiode Bildschärfesignalewerte M(Si, x)
(i=1-4) an vier Raumfrequenzen S1 bis S4 erhalten, die den
Bandpaßfiltern 5a bis 5d entsprechen. Unter Verwendung die
ser Bildschärfesignalwerte wird mittels der oben beschriebe
nen Dreipunkt- oder Zweipunkt-Interpolation eine Verarbei
tung zur Erfassung des Scharfeinstellungspunkts durchge
führt.
Der von den Mikroprozessor 22 durchgeführte Vorgang zur Er
fassung des Scharfeinstellungspunkt wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf die in der Druckzeichnung gezeigten Flußdia
gramme näher erläutert. Fig. 16 zeigt dabei eine Hauptrou
tine zur automatischen Scharfeinstellung. In einem Schritt
#1 wird ein Unterprogramm durchgeführt, das mit der Berech
nung von Parametern befaßt ist. Fig. 17 zeigt dieses Unter
programm im einzelnen. In einem Schritt #11 wird in Überein
stimmung mit Gleichung (10) ein Abbildungsbereich L ermit
telt. In einem Schritt #12 wird aus der Maximalgeschwindig
keit Vmax der Brennpunktebene und aus dem Koeffizienten C(f)
in Übereinstimmung mit Gleichung (18) eine maximale Bewe
gungsstrecke Vdmax der Brennpunktebene ermittelt. In einem
Schritt #13 wird die auf diese Weise ermittelte maximale Be
wegungsstrecke Vdmax in die Gleichungen (12) und (12a) ein
gesetzt, um eine Standardfrequenz Sb zu berechnen. In einem
Schritt #14 wird in Übereinstimmung mit den Gleichungen (13)
und (15) sowohl eine Minimalfrequenz Smin als auch eine
Maximalfrequenz Smax erhalten. In einem Schritt #15 werden
Bildschärfesignalwerte M(Si, xi) (i=1-4) erfaßt. In einem
Schritt #16 wird aus der Freuqenz S diejenige Maximalfre
quenz Sd gewählt, die einen Schwellenwert MT überschreitet
und der Bedingung Smin S SB genügt. In einem Schritt #17
wird schließlich ein Gesamt-Erfassungszähler n der Bild
schärfesignale auf den Wert "1" eingestellt, während ein Ge
samt-Inversionszähler rv des optischen Systems 1 auf den
Wert "0" eingestellt wird. Der Schwellenwert MT wird so ein
gestellt, daß ein Band mit geringem Rauschen gewählt ist.
Wenn die jeweiligen Parameter auf diese Weise festgelegt
sind, kehrt der Ablauf der Hauptroutine in Fig. 16 zurück.
In einem Schritt #2 werden in Übereinstimmung mit den Glei
chungen (8) und (9) der Zwischenparameter dFZP und das opti
male Abtastintervall Δ x der Brennpunktebene berechtnet. In
einem Schritt #3 wird in Übereinstimmung mit Gleichung (18)
das optimale Abtastintervall ΔxL (=C(f) · Δx) derjenigen Posi
tion des optischen Sytems 1 ermittelt, die dem Intervall Δ x
entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wert d′FZP (=C(f) ·
dFZP) erhalten. Anschließend wird die Bewegungsgeschwindig
keit des fotographischen optischen Systems 1 derart gesteu
ert, daß jedesmal dann ein Bildschärfesignal erhalten wird,
wenn das optische System 1 um die Strecke Δ xL bewegt worden
ist. Mit anderen Worten, das fotographische optische System
1 wird in einer der Halbbildperiode entsprechenden Zeit um
die Strecke Δ xL bewegt.
In einem Schritt #4 wird die Ansteuerung zur Bewegung des
fotographischen optischen Systems 1 begonnen. Zu diesem
Zeitpunkt kann eine Bewegungsrichtung willkürlich festgelegt
sein. Wenn das optische System 1 hingegen in einer solchen
Richtung bewegt wird, daß es sich einer Standard-Brennweite
nähert (einer Scharfeinstellungsposition, bei der häufig fo
tografiert wird), kann die Scharfeinstellung in vielen Fäl
len sehr effektiv durchgeführt werden. In einem Schritt #5
wird ein Unterprogramm zur automatischen Scharfeinstellung
durchgeführt.
Fig. 18 zeigt die Einzelheiten des im Schritt #5 angegebenen
Unterprogramms zur automatischen Scharfeinstellung. In einem
Schritt #51 werden zu einem Zeitpunkt, bei dem das fotogra
phische optische System 1 um die Strecke Δ xL bewegt worden
ist, Bildschärfesignalwerde M(Si, x2) (i=1-4) erfaßt. In
einem Schritt #52 werden die Bildschärfesignalwerte M(Sd,
x1) und M(Sd, x2) in dem momentan gewählten Band Sd mitein
ander verglichen, um dadurch zu ermitteln, ob sich der
jeweilige Bildschärfesignalwert vergrößert oder verkleinert.
Wenn der Bildschärfesignalwert abnimmt, wird die Bewegungs
richtung des fotographischen optischen Systems 1 in einem
Schritt #53 umgekehrt und der Ablauf verzweigt weiter zu
einem Schritt #58. Wenn der Bildschärfesignalwert demgegen
über zunimmt, wird die Bewegungsrichtung nicht geändert und
in einem Schritt #54 geprüft, ob das Frequenzband des Band
paßfilters zu dem Hochfrequenzband umgeschaltet werden kann.
Das heißt, es wird geprüft, ob ein Band S vorliegt, das den
Bedingungen Sd S < Smax und M(S, x2) MT genügt. Wenn
dies im Schritt #54 bejaht wird, wird das Erfassungsband Sd
auf den neuesten Stand gebracht bzw. aktualisiert und der
Zwischenparameter dFZP sowie das Abtastintervall Δx werden
in einem Schritt #56 erneut berechnet. In einem Schritt #57
wird ein neues Abtastintervall ΔxL (=C(f) · Δ x) ermittelt,
worauf der Ablauf zu dem Schritt #58 verzweigt. Eine Ände
rung in dem optimalen Abtastintervall Δ xL entspricht einer
Änderung in der Bewegungsgeschwindigkeit des fotographischen
optischen Systems 1 durch den Impulsmotor 16, da der Lesezy
klus (Halbbildperiode) der Ladungskopplungsvorrichtung 2
konstant ist.
Wenn im Schritt #54 demgegenüber auf "NEIN" entschieden
wird, wird der Zähler n in einem Schritt #58 auf den Wert
"2" eingestellt. In einem Schritt #59 wird geprüft, ob das
fotographische optische System 1 einen Endpunkt (Position
"unendlich" oder nähest mögliche Position) innerhalb der
nächsten Belichtungszeit erreicht. Wenn dies im Schritt #59
bejaht wird, wird in einem Schritt #60 eine später unter Be
zugnahme auf Fig. 22 näher erläuterte Endpunkt-Anschlußver
arbeitung durchgeführt, worauf der Ablauf zu einem Schritt
#61 verzweigt. Wenn im Schritt #59 demgegenüber auf "NEIN"
enschieden wird, werden im Schritt #61 neue Bildschärfesi
gnalwerte M(Si, xn) (i=1-4) eingegeben und in einem Schritt
#62 wird einen Unterroutine zur Fokuserfassung durchgeführt.
Es ist anzumerken, daß die beim Schritt #59 beginnende Ver
arbeitung dann wiederholt wird, wenn in der Fokuserfassungs-
Unterroutine kein Scharfeinstellungspunkt ermittelt werden
kann, wobei ein Erfassungs-Überlaufzähler zum Abbruch der
Unterroutine zur automatischen Scharfeinstellung herangezo
gen wird, wenn ein Fokus-Erfassungszähler den Wert "8" über
steigt, worauf der Ablauf zur vorherigen Routine zur Beendi
gung der Scharfeinstellungs-Erfassung zurückkehrt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 die Fokuser
fassungs- bzw. Scharfeinstellungs-Unterroutine des Schritt
#62 näher erläutert. In einem Schritt #621 wird geprüft, ob
eine Dreipunkt-Interpolation durchgeführt werden kann. Das
heißt, es wird geprüft, ob der Erfassungszäher n 3 ist und
ob die Erfassungsintervalle von drei Punken gleich sind, das
heißt, ob gilt |xn-xn-1| = |xn-1-xn-2|. Wenn im Schritt
#621 auf "JA" entschieden wird, wird in Übereinstimmung mit
Gleichung (1a) oder (1b) in einem Schritt #622 ein
Scharfeinstellungspunkt α berechnet. In einem Schritt #623
wird das fotographische optische System 1 zu dem Scharfein
stellungspunkt α bewegt, wodurch die Verarbeitung zur
Fokuserfassung beendet wird.
Wenn im Schritt #621 demgegenüber auf "NEIN" entschieden
wird, werden die Bildschärfesignalwerte M(S, xn) und M(S,
xn-1) in einem Schritt #624 verglichen, um dadurch zu ermit
teln, ob die Bewegungsrichtung eine Richtung zur Annäherung
an den Scharfeinstellungspunkt (die nachfolgend als Vor
wärtsrichtung bezeichnet werden soll) oder eine Richtung zur
Abkehr vom Scharfeinstellungspunkt darstellt (wobei letztere
als Rückwärtsrichtung bezeichnet werden soll). Wenn die Vor
wärtsrichtung vorliegt, kehrt der Ablauf zu der ursprüngli
chen Routine zurück.
Wenn demgegenüber die Rückwärtsrichtung vorliegt, wird in
einem Schritt #625 geprüft, ob der Gesamt-Inversionszähler rv
nicht größer als "1" ist. Wenn dies im Schritt #625 bejaht
wird, wird in einem Schritt #626 eine später unter Bezug
nahme auf Fig. 21 näher erläuterte Umkehrverarbeitungs-
Unterroutine ausgeführt. Wenn diese Unterroutine abgeschlos
sen ist, verzweigt der Ablauf entweder zu einem Schritt #627
oder die Verarbeitung zur Fokuserfassung wird beendet. Wenn
im Schritt #625 demgegenüber auf "NEIN" enschieden wird,
wird die Bewegungsrichtung im Schritt #627 umgekehrt. Wenn
in einem Schritt #628 jedoch festgestellt wird, daß der Ge
samt-Inversionszähler größer oder gleich "3" ist, wird er
mittelt, daß keine Scharfeinstellung herbeigeführt werden
kann, wodurch die Verarbeitung zur Fokuserfassung beendet
wird. Wenn der Gesamt-Inversionszähler nicht kleiner als "3"
ist, kehrt der Ablauf zu der übergeordneten Routine zurück,
das heißt, zu der in Schritt #63 in Fig. 18 gezeigten Unter
routine zur automatischen Scharfeinstellung.
Nachfolgend wird die Umkehr-Unterroutine des Schritts #626
in Fig. 19 näher erläutert. Unter Bezugnahme auf Fig. 20
wird dabei ein Fall beschrieben, bei dem der Wert des
Gesamt-Inversionszählers rv kleiner als "1" ist. Wenn unter
Verwendung eines Bands S1 als Erfassungs-Frequenzband zwei
Punkte P0 und P1 erfaßt werden, wird das Band S1 in einem
solchen Fall auf ein Band S2 umgeschaltet, um zwei Punkte Q1
und Q2 zu erfassen, und die Bewegungsrichtung wird umge
kehrt. Obwohl einer der erfaßten Punkte den Scharfeinstel
lungspunkt überschreitet, kann in diesem Fall aufgrund von
unregelmäßigen Abtastintervallen keine Dreipunkt-Interpola
tion durchgeführt werden. Um eine Dreipunkt-Interpolation
durchführen zu können, muß die Bewegungsrichtung des foto
graphischen optischen Systems 1 umgekehrt werden, um an drei
Punkten neue Bildschärfesignale zu erfassen, was zu einer
Zunahme des Zeitverlusts führt. Aus diesem Grund wird der
Scharfeinstellungspunkt mit hoher Geschwindigkeit durch In
terpolation der vorgenannten zwei Punkte ermittelt, die sich
auf beiden Seiten des Scharfeinstellungspunkts befinden. In
diesem Fall wird jedoch das niedrige Band S1 verwendet, um
die Bedingung |x2-x0| 2d′FZP zu erfüllen. Obgleich die
Punkte x0 und x2 sich stets auf beiden Seiten des Scharfein
stellungspunkts befinden, befinden sich die Punkte x1 und x2
nicht immer auf beiden Seiten des Scharfeinstellungspunkts.
Das Band S2 wird nicht gewählt, da die in Fig. 10 gezeigte
Bedingung nicht immer erfüllt ist. Der Mikroprozessor 22
führt die Umkehr-Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem in
Fig. 21 gezeigten Flußdiagramm durch. In einem Schritt #6261
werden ein Teilungswert 1′, der durch Division des Abstands
1 zwischen den zwei auf beiden Seiten des Scharfeinstel
lungspunkt befindlichen Punkten x0 und x1 durch den Zwi
schenparameter d′FZP erhalten wird, und ein Verhältnis R
(=P0/P2) des Bildschärfesignalwerts in die Tabelle im Fest
wertspeicher 23 eingegeben, wobei einer dem Scharfeinstel
lungspunkt zugeordneter Wert T′ aus der Tabelle ausgelesen,
dieser Wert T′ mit dem Zwischenparameter d′FZP multipliziert
und der Wert x2 zu dem Ergebnis der Multiplikation addiert
wird, wodurch man, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist, den
Scharfeinstellungspunkt α erhält. Zu diesem Zeitpunkt wird
die Fehlerkennung auf E "1" oder "0" gesetzt.
In einen Schritt #6262 wird der Wert der Fehlerkennung E
überprüft. Wenn diese den Wert "1" hat, zeigt dies an, daß
auf die Tabelle nicht bezuggenommen werden kann. Als Folge
davon kehrt der Ablauf zu der übergeordneten Routine, das
heißt zum Schritt #627 in der Fokuserfassungs-Unterroutine
in Fig. 19 zurück, um die Bewegungsrichtung des fotographi
schen optischen Systems 1 umzukehren, wodurch die Verarbei
tung zur Fokuserfassung fortgesetzt wird. Wenn die Fehler
kennung E auf den Wert "0" gesetzt ist, wird das fotographi
sche optische System 1 in einem Schritt #6263 zum dem
Scharfeinstellungspunkt α bewegt und die Verarbeitung zur
Fokuserfassung beendet. Infolge der Durchführung einer der
artigen Umkehr-Verarbeitung kann eine Zweipunkt-Interpola
tion durchgeführt werden, um dadurch die Geschwindigkeit bei
der Scharfeinstellung zu erhöhen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 22 eine Endpunkt
verarbeitungs-Unterroutine im Schritt #60 der automatischen
Scharfeinstellungs-Unterroutine näher erläutert. Die End
punktverarbeitung wird in einem Fall durchgeführt, bei dem
das fotographische optische System 1 einen Endpunkt (Posi
tion "unendlich" oder nähest mögliche Position) erreicht,
wenn die Bildschärfesignale mit bzw. in dem augenblicklichen
Intervall Δ xL abzutasten sind, das heißt, in einem Fall, bei
dem keine Dreipunkt-Interpolation durchgeführt werden kann.
Um das Intervall Δ xL zu verringern, wird in einem Schritt
#601 überprüft, ob das Erfassungsband Sd auf ein Band mit
höheren Frequenzen umgeschaltet werden kann. Wenn dies im
Schritt #601 bejaht wird, wird in einem Schritt #603 eine
neue Frequenz Sd eingestellt. In einem Schritt #604 werden
ein Zwischenparameter dFZP und ein Intervall Δ x berechnet.
In einem Schritt #605 wird ein neues Intervall Δ xL ermit
telt. In einem Schritt #606 wird überprüft, ob das fotogra
phische optische System 1 den Endpunkt erreicht. Wenn dies
im Schritt #606 bejaht wird, wird in einem Schritt #602 eine
Zweipunkt-Interpolations-Unterroutine durchgeführt. Wenn im
Schritt #601 demgegenüber festgestellt wird, daß eine
Bandumschaltung nicht durchgeführt werden kann, wird im
Schritt #602 ebenfalls eine Zweipunkt-Interpolation ausge
führt. Wenn im Schritt #606 auf "NEIN" enschieden wird,
kehrt der Ablauf zu der übergeordneten Routine zurück, das
heißt, zu dem Schritt #61 der in Fig. 18 gezeigten Unterrou
tine für die automatische Scharfeinstellung.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 23 die Zweipunkt-
Interpolation an einem Endpunkt näher erläutert. Hierbei sei
angenommen, daß die Bildschärfesignale an zwei Punkten P0
und P1 abgetastet werden und daß festgestellt wird, daß das
fotographische optische System 1 bei der nächsten Erfassung
einen Endpunkt erreicht oder daß keine Bandumschaltung
durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird das fotogra
phische optische System 1 zu dem Endpunkt P3 bewegt und eine
Erfassung von Punkten P2 und P3 durchgeführt. Unter Zugrun
delegung der Pegelbeziehung zwischen diesen drei Punkten P1
bis P3 wird auf folgende Weise eine Zweipunkt-Interpolation
durchgeführt.
Falls P1 < P2 < P3, wird unter Verwendung der Punkte P2 und
P3 eine Zweipunkt-Interpolation durchgeführt, da x2 < α < x₃.
Falls P1 < P2, wird unter Verwendung der Punkte P0 und P2
eine Zweipunkt-Interpolation durchgeführt, da x0 < α < x2.
Falls P1 < P2 und P2 < P3, wird unter Verwendung der Punkte
P1 und P3 eine Zweipunkt-Interpolation durchgeführt, da x1 <
α < x3.
Fig. 24 zeigt ein Flußdiagramm einer Unterroutine zur Durch
führung einer Zweipunkt-Interpolation. In einem Schritt
#6021 wird überprüft, ob eine augenblickliche Position xn
einem Endpunkt enspricht. Falls dies im Schritt #6021 bejaht
wird, wird in einem Schritt #6022 ein Bildschärfesignalwert
an der Position xn eingegeben, während in einem Schritt
#6023 ein Bildschärfesignalwert an einer Position xn-2, die
sich zwei Felder vor der Position xn befindet, eingegeben
wird, wodurch eine Interpolation unter Verwendung von diesen
zwei Punkten durchgeführt wird.
Fig. 25 zeigt diese Interpolations-Unterroutine im einzel
nen. In einem Schritt #60231 wird durch Bezugnahme auf die
Tabelle ein Scharfeinstellungspunkt α erhalten und die Feh
lerkennung E auf "0" oder "1" gesetzt. In einem Schritt
#60232 wird der Wert der Fehlerkennung E überprüft. Wenn
dieser "1" ist, wird das optische System 1 in einem Schritt
#60234 zu dem Mittelpunkt zwischen den beiden Punkten xn und
xn-1 bewegt. Wenn die Fehlerkennung demgegenüber "0" ist,
wird das optische System 1 in einem Schritt #60233 zu dem
Scharfeinstellungspunkt α bewegt. Daraufhin kehrt der Ablauf
zu der übergeordneten Routine zurück.
Wenn im Schritt #6021 auf "NEIN" entschieden wird, wird in
einem Schritt #6024 ein weiteres Bildschärfesignal eingege
ben und in einem Schritt #6025 eine Vergröße
rung/Verkleinerung des Werts des Bildschärfesignals über
prüft. Wenn eine Verringerung des Bildschärfesignals erfaßt
wird, wird in einem Schritt #6023 unter Verwendung von M(S1,
xn-2) und M(S1, xn) eine Zweipunkt-Interpolation durchge
führt. Wenn hingegen eine Zunahme des Werts des Bildschärfe
signal festgestellt wird, wird in einem Schritt #6026 ein
weiteres Bildschärfesignal eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt
befindet sich das Objektiv am Endpunkt. In einem Schritt
#6027 wird erneut eine Vergrößerung/Verkleinerung des Bild
schärfesignals überprüft. Wenn eine Vergrößerung des Werts
des Bildschärfesignals erfaßt wird, wird in einem Schritt
#6028 unter Verwendung der beiden Punkte M(S1, xn-1) und
M(S1, xn) eine Interpolation durchgeführt. Da diese Interpo
lation der anhand des Flußdiagramms der Fig. 25 gezeigten
mit Ausnahme davon, daß xn-2 in xn-1 geändert wird, ent
spricht, erscheint eine Beschreibung hiervon entbehrlich.
Wenn demgegenüber eine Abnahme des Werts des Bildschärfesi
gnals erfaßt wird, wird unter Verwendung der beiden Punkte
M(S1, xn-2) und M(S1, xn) eine Zweipunkt-Interpolation
durchgeführt. Es ist anzumerken, daß diese Zweipunkt-Inter
polation unter Verwendung eines Signals, das die Minimalfre
quenz S1 als Bildschärfesignal enthält, stabil durchgeführt
werden kann.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß dem vorliegenden Aus
führungsbeispiel der Zwischenparameter dFZP, der eine Bild
schärfesignalkurve charakterisiert, anhand des Blendenwerts
F des fotographischen optischen Systems 1 und des Frequenz
bands S des Bandpaßfilters in Übereinstimmung mit Gleichung
(8) erfaßt und das optimale Abtastintervall Δx wird aus dem
Zwischenparameter dFZP und der Konstanten COPT, die auf
einem jeweiligen Erfassungsverfahren basiert, in Überein
stimmung mit Gleichung (9) erhalten. Dadurch kann ein opti
males Abtastintervall Δx erhalten werden, das von den Ein
flüssen von Rauschen befreit ist und das einen auf die In
terpolation zurückzuführenden Fehler minimiert. Da der
Scharfeinstellungspunkt unter Zugrundelegung von Bildschär
fesignalwerten, die auf einen Bewegungsvorgang mit dem opti
malen Abtastintervall Δx hin erhalten werden, sowie des
optimalen Abtastintervalls Δx erfaßt wird, kann darüber
hinaus eine hochgenaue Scharfeinstellung innerhalb einer
kurzen Zeitspanne durchgeführt werden. Da die Scharfeinstel
lung weiterhin mittels einer einfachen arithmetischen Verar
beitung durchgeführt werden kann, ist es möglich, die Fokus
sierungsgeschwindigkeit weiter zu erhöhen.
Bei dem Algorithmus der Fokuserfassung wird im wesentlichen
eine Interpolationsverarbeitung verwendet, die auf Abtastda
ten an drei Punkten basiert, die das optimale Abtastinter
vall aufweisen. Wenn keine Abtastdaten an drei Punkte erhal
ten werden können, wie es beispielsweise dann der Fall ist,
wenn die Bewegungsrichtung des fotographischen optischen Sy
stems 1 umgekehrt ist oder sich das fotographische optische
System 1 an einem Endpunkt befindet, wird eine Zweipunkt-In
terpolation verwendet, wodurch eine hochpräzise Scharfein
stellung bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden darüber
hinaus für die Bandpaßfilter 6a bis 6d jeweils verschiedene
Bandpaß-Frequenzen S1 bis S4 eingestellt und diejenige Fre
quenz S, die die Bedingung Smin S SB erfüllt und an der
der maximale Bildschärfesignalwert auftritt, wird unter Ver
wendung von verschiedenen Arten von Parametern gewählt, wie
zum Beispiel der Brennweite f des fotographischen optischen
Systems 1, der nähesten Entfernung amin, der Bewegungsge
schwindigkeit des optischen Systems 1 oder von Bildschärfe
signalwerten als ein Objektmuster. Mittels dieser Verfahren
kann ein optimales Band eingestellt und die Fokussierungs
präzision weiter verbessert werden.
Da bei der die Tabelle verwendenden Zweipunkt-Interpolation
Daten unter Verwendung des Zwischenparameters dFZP normali
siert werden, wird zur Speicherung derartiger Daten darüber
hinaus unabhängig von dem jeweiligen Blendenwert F und dem
Frequenzband nur eine einzige Tabelle benötigt, wodurch der
Schaltungsaufwand verringert wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird
nach der Erfassung eine A/D-Umsetzung durchgeführt. Es ist
jedoch möglich, die A/D-Umsetzung unmittelbar nach der Aus
gabe der Daten aus dem Vorverstärker 4 durchzuführen und an
schließend digitale Bandpaßfilter zu verwenden. Obgleich in
der vorstehenden Beschreibung als Bandpaßfilter eindimensio
nale Filter verwendet wurden, können hierfür offensichtlich
auch zweidimensionale Filter verwendet werden. Wenn der Pro
portionalkoeffizient C(f) in Gleichung (18) sich in Abhän
gigkeit von dem fotographischen optischen System 1 ändert,
können verschiedene Proportionalkoeffizienten in einem Fest
wertspeicher des jeweiligen optischen Systems 1 gespeichert
werden. Darüber hinaus wird zur Erfassung des Bildschärfesi
gnals eine Quadraterfassungs-Schaltung verwendet. Es können
jedoch auch andere Schaltungen verwendet werden, wie zum Bei
spiel Absolutwert-Schaltungen. In diesem Fall muß jedoch
COPT in Übereinstimmung mit einem jeweiligen Erfassungsver
fahren optimiert werden. In der vorstehenden Beschreibung
wurde angenommen, daß im optischen System 1 lediglich eine
Einstellinse zur Scharfeinstellung bewegt wird. Wenn demge
genüber das gesamte fotographische optische System 1 oder
die Ladungskopplungsvorrichtung 2 zur Scharfeinstellung be
wegt wird, wird C(f) auf "1" eingestellt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird
darüber hinaus ein optimales Abtastintervall durch Schalten
der Bandpaßfilter 5 erhalten. Ein optimales Abtastintervall
kann hingegen auch unter Konstanthalten des Frequenzbandes S
durch Änderung des Blendenwertes F des fotographischen opti
schen Systems 1 erhalten werden. Da bei dieser Anordnung le
diglich ein einziges Bandpaßfilter und ein einziger Detektor
für das Bildschärfesignal erforderlich sind, kann eine Ver
ringerung der Schaltungsgröße erzielt werden. Darüber hinaus
können das Band S des Bandpaßfilters und der Blendenwert F
geändert werden, um auf Dauer ein konstantes bzw. unverän
derliches optimales Abtastintervall einzustellen. Obgleich
für jedes Bandpaßfilter ein unterhalb der Standardfrequenz
SB liegendes Band gewählt wurde, ist es weiterhin möglich,
das Band so zu erweitern, daß es eine Frequenz umfaßt, die
gleich der Standardfrequenz SB ist.
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin
dung beschrieben. Wenn ein Objekt scharfzustellen ist, das
sich in Richtung einer optischen Achse bewegt und daher
nachfolgend als bewegliches Objekt bezeichnet werden soll,
gilt allgemein, daß sich dieses bewegliche Objekt während
eines Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der
Scharfeinstellungspunkt erfaßt wird, und demjenigen Zeit
punkt, zu dem das fotographische optische System zu dem
Scharfeinstellungspunkt bewegt wird, selbst bewegt, was zu
einer Verschiebung des Scharfeinstellungspunkts führt. Um
diesen Nachteil auszuschalten, ist es erforderlich, unter
Berücksichtigung der Richtung und des Ausmaßes der Bewegung
des beweglichen Objekts zur Zeit der Erfassung (die nachfol
gend als Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der Richtung
bezeichnet werden soll) sowie unter weiterer Berücksichti
gung der zur Bewegung des fotographischen optischen Systems
erforderlichen Zeit eine Änderung des Scharfeinstellungs
punkts vorherzusagen und das optische System zu der vorher
gesagten Scharfeinstellungsposition zu bewegen. Ein Verfah
ren zur automatischen Scharfeinstellung, bei dem die Ge
schwindigkeit eines sich bewegenden Objekts berücksichtigt
wird, wird gewöhnlich als Scharfeinstellungsverfahren mit
Bewegungsvorhersage bezeichnet. Da bei derartigen Scharfein
stellungsverfahren mit Bewegungsvorhersage ein Scharfein
stellungspunkt nicht durch eine einzige Erfassung erhalten
werden kann, wird gewöhnlich angenommen, daß dieses Verfah
ren für ein auf eine Interpolation gestütztes Scharfeinstel
lungsgerät nicht geeignet ist. Zur Lösung dieser Probleme
weist das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung zusätz
lich zu der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels eine
Objektbewegungs-Vorhersagefunktion auf.
Fig. 26 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Geräts zur
automatischen Scharfeinstellung gemäß dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 26 sind Teile, die
denen der Fig. 15 entsprechen, mit den gleichen Bezugszei
chen bezeichnet. Bei dem in Fig. 15 gezeigten Gerät werden
die Ausgangssignale des Vorverstärkers 4 durch die Vielzahl
der Bandpaßfilter einer Parallelverarbeitung unterzogen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird demgegenüber lediglich
in einem einzigen System eine Verarbeitung durchgeführt. Es
versteht sich jedoch, daß auch bei diesem Ausführungsbei
spiel eine Parallelverarbeitung durchgeführt werden kann.
Zusätzlich zu den Schaltungskomponenten des ersten Ausfüh
rungsbeispiels weist das zweite Ausführungsbeispiel einen
Objektivpositions-Signalspeicher 31, einen Bildschärfesi
gnalspeicher 32, eine Interpolationsschaltung 33, eine Ge
schwindigkeitserfassungsschaltung 34, eine Zwischenparame
ter-Berechnungsschaltung 35 und einen Mikroprozessor 36 auf.
Positionen x eines fotographischen optischen Systems 1 auf
der optischen Achse werden sequentiell in dem Objektivposi
tion-Signalspeicher 31 gespeichert. Ein von einem digitalen
Integrator 11 ausgegebenes Bildschärfesignal P wird dem
Bildschärfesignalspeicher 32 zugeführt, der den entsprechen
den Signalwert speichert. Die Interpolationsschaltung 33
führt auf der Grundlage von Positionsdaten xd(x0, x1, x2) an
drei Punkten des fotographischen optischen Systems 1, die
aus dem Objektivposition-Signalspeicher 31 ausgelesen wer
den, sowie anhand von drei Bildschärfesignalwerten Pd(P0,
P1, P2), die in Übereinstimmung mit diesen drei Punkten aus
dem Bildschärfesignalspeicher 32 ausgelesen werden, eine
Interpolation durch. Die Interpolationsschaltung 33 führt
der Geschwindigkeitserfassungsschaltung 34 und dem Mikropro
zessor 36 den berechneten Wert eines Scharfeinstellungs
punkts α zu. Die Geschwindigkeitserfassungsschaltung 34 be
rechnet auf der Grundlage der Positionsdaten xd des fotogra
phischen optischen Systems 1, der Bildschärfesignalwerte Pd,
der Daten α des Scharfeinstellungspunkts sowie eines von der
Zwischenparameter-Berechnungsschaltung 35 berechneten Zwi
schenparameters dFZP eine Bewegungsgeschwindigkeit V des zu
fotografierenden Objekts. Die Geschwindigkeitserfassungs
schaltung 34 führt das Ergebnis dieser Berechnung dem Mikro
prozessor 36 zu. Der Mikroprozessor 36 errechnet die Bewe
gungsrichtung und die Bewegungsstrecke des fotographischen
optischen Systems 1 unter Berücksichtigung der Bewegungsge
schwindigkeit des optischen Systems 1 auf der Basis der Be
wegungsgeschwindigkeit V des Objekts, der Information f über
die Brennweite des optischen Systems 1 und des Scharfein
stellungspunkts α. Der Mikroprozessor 36 führt daraufhin
einer Motor-Ansteuerungsschaltung 15 ein Bewegungs-Steue
rungssignal zu.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 27 bis 32
das Prinzip der Geschwindigkeitserfassung in der Geschwin
digkeitserfassungsschaltung 34 näher erläutert. Fig. 28
zeigt Änderungen in der Wellenform einer Bildschärfesignal
kurve f(x) in Übereinstimmung mit der Bewegung eines zu fo
tografierenden Objekts. Eine durchgezogene Kurve L1 gibt da
bei einen Fall an, bei dem sich das Objekt nicht bewegt.
Wenn das fotographische optische System 1 in diesem Fall aus
dem Scharfeinstellungspunkt α um dFZP · C(f) (oder)-dFZP · C(f))
bewegt wird, wird der Wert des Bildschärfesignals
Null. Eine unterbrochen gezeichnete Kurve L2 und eine
strichpunktiert gezeichnete Kurve L3 geben Fälle an, bei
denen sich das Objekt bewegt. Die Kurve L2 wird erhalten,
wenn die Bewegungsrichtung des Objekts mit der Bewegungs
richtung des fotographischen optischen Systems 1 zusammen
fällt (wobei diese Bewegung nachfolgend als gleichsinnige
Bewegungsrichtung bezeichnet wird). Dieser Zustand ent
spricht dem in Fig. 29A dargestellten Zustand. Die Kurve L3
wird erhalten, wenn sich die Bewegungsrichtung des Objekts
von der des fotographischen optischen Systems 1 unterschei
det (wobei diese Bewegung nachstehend als gegensinnige Bewe
gungsrichtung bezeichnet wird). Dieser Zustand entspricht
dem in Fig. 29B gezeigten Zustand.
Bei der gleichsinnigen Bewegungsrichtung ist die Breite der
Bildschärfesignalkurve L2 kleiner als die der Kurve L1. Im
Gegensatz dazu wird bei der gegensinnigen Bewegungsrichtung
die Breite der Bildschärfesignalkurve L3 größer als die der
Kurve L1. Dadurch kann durch Erfassung einer Zunahme/Abnahme
in der Breite der Bildschärfesignalkurve die Bewegungsrich
tung des Objekts aus der Richtung der Zunahme/Abnahme ermit
telt werden, während die Geschwindigkeit des Objekts anhand
des Betrags der Zunahme/Abnahme erfaßt werden kann. In die
sem Ausführungsbeispiel wird die Größe der Zunahme/Abnahme
in der Breite der Bildschärfesignalkurve unter Verwendung
eines Zwischenparameters dFZP ermittelt.
Es sei angenommen, daß das Objekt O ausreichend weit vom
Objektiv L entfernt ist und sich entlang der optischen Achse
mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, wodurch sich
sein Abbildungspunkt I ebenfalls in Richtung der optischen
Achse mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. In diesem
Fall ist die Wellenform der Bildschärfesignalkurve bezüglich
des Scharfeinstellungspunkts symmetrisch. Wenn ein
Scharfeinstellungsvorgang auf die gleiche Weise wie beim
ersten Ausführungsbeispiel durchzuführen ist, wird ein opti
males Abtastintervall Δ x zur Bewegung des fotographischen
optischen Systems 1 berechnet und Bildschärfesignale werden
an dem berechneten Abtastintervall erfaßt. Es sei angenom
men, daß die in Fig. 30 gezeigten Bildschärfesignalkurven
durch eine derartige Erfassung erhalten worden sind. Hierbei
ist anzumerken, daß die Bezugszeichen P0, P1 und P2 Bild
schärfesignalwerte angeben, die tatsächlich erfaßt worden
sind (P0 P1, P2 P1), während eine unterbrochene Kurve L4
eine tatsächliche Bildschärfesignalkurve angibt. Der
Scharfeinstellungspunkt α wird durch eine Dreipunkt-Interpo
lation unter Verwendung dieser Werte P0, P1 und P2 erhalten.
Eine in Fig. 30 durchgezogen gezeichnete Kurve L5 gibt eine
Bildschärfesignalkurve an, die erhalten wird, wenn das
Objekt im Scharfeinstellungspunkt α stillsteht. Die
Bildschärfesignalkurven L4 und L5 haben die gleichen Maxi
malwerte Qt. Der Unterschied zwischen den Bildschärfesignal
kurven L4 und L5 ist auf die Bewegung des Objekts zurückzu
führen. Durch Ermittlung einer Entfernung dx (dem Abstand
zwischen Punkten, an denen die Bildschärfesignalwerte der
beiden Kurven jeweils zum ersten Mal Null werden), kann daher
beispielsweise die Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit
des Objekts erfaßt werden. In der Praxis ist es jedoch nicht
möglich, die Kurven L4 und L5 aus den drei Punkten P0, P1
und P2 abzuleiten.
Aus diesem Grund wird eine Bildschärfesignalkurve L6, die
durch den Punkt P1 läuft und auf einem Bildschärfesignal
basiert, das bei einem stillstehenden Objekt erhalten wird,
unter Verwendung des Zwischenparameters dFZP angenommen. Ein
Bezugszeichen Pt gibt dabei den Maximalwert der Bildschärfe
signalkurve L6 an. Die Kurve L6 wird zu Null bei dFZP · C(f)
und -dFZP · C(f). Differenzen d0 und d2 zwischen Bildschär
fesignalwerten R0 und R1 an den Punkten P0 und P2 an Objek
tivpositionen x0 und x2 auf der Kurve L6 werden jeweils auf
folgende Weise erhalten:
d₀ = P₀-R₀
d₂ = P₂-R₂
Diese Differenzen werden daraufhin mit Pt normalisiert und
wie folgt definiert:
d₀′ = d₀/Pt
d₁′ = d₁/Pt
Diese normalisierten Differenzen d0, und d1, werden verwen
det. Die Differenzen d0, und d2, werden alleine durch eine
Entfernung δ1 zwischen der Objektivposition x1, an der der
maximale Bildschärfesignalwert auftritt, und dem Scharfein
stellungspunkt α sowie durch die Bewegungsgeschwindigkeit
des Objekts festgelegt, da sich d0 und d2 gemäß der Darstel
lung in Fig. 30 ändern, wenn die Kurve L4 zur Kurve L5 hin-
oder von dieser weggeschoben wird. Da diese Daten mit Pt
normalisiert sind, sind sie unabhängig von der Amplitude
eines Bildschärfesignals, das heißt von einem Objektmuster.
Auf diese Weise kann die Bewegungsrichtung und -geschwindig
keit des Objekts aus den Differenzen d0, und d2, der Bild
schärfesignale sowie aus der Entfernung δ1 ermittelt werden.
Fig. 27 zeigt ein Blockdiagramm der Geschwindigkeitserfas
sungsschaltung 34 zur Durchführung der vorstehend beschrie
benen Abläufe zur Geschwindigkeitserfassung.
In der Geschwindigkeitserfassungschaltung 34 wird aus den
aus dem Bildschärfesignalspeicher 32 ausgelesenen Bildschär
fesignalwerten Pt(P0, P1, P2) der dazwischenliegende Wert P1
einem Pt-Detektor 41 zugeführt. Als Ergebnis wird unter Zu
grundelegung der Gleichung Pt = P1/R0, der Maximalwert Pt
der Bildschärfesignalkurve erfaßt. In der Zwischenzeit wer
den die Werte P0 und P2 dem jeweiligen Eingang eines Teilers
42 bzw. 43 zugeführt. Der Maximalwert Pt wird jedem dieser
Teiler 42 und 43 zugeführt, wodurch Quotienten P0, und P2,
dem jeweiligen Eingang eines Subtrahierers 44 bzw. 45 zuge
führt werden.
Die aus dem Objetkivpositions-Signalspeicher 31 ausgelesenen
Positionsdaten xd(x0, x1, x2) des fotographischen optischen
Systems 1 werden dem Eingang des jeweils zugeordneten Sub
trahierer 46, 47 bzw. 48 zugeführt. Der Scharfeinstellungs
punkt α, der mit Hilfe der Interpolationsschaltung 33 mit
tels des gleichen Interpolationsverfahrens wie beim ersten
Ausführungsbeispiel erhalten wird, wird jedem der Subtrahie
rer 46, 47 und 48 zugeführt. Die durch Subtraktion des
Scharfeinstellungspunkts α vo 10974 00070 552 001000280000000200012000285911086300040 0002004113537 00004 10855n Positionen x0, x1 und x2 des
fotographischen optischen Systems 1 auf der optischen Achse
erhaltenen Subtraktionsergebnisse, das heißt Defokussie
rungsbeträge bzw. Unschärfemaße δ0, δ1 und δ2 werden dem
Eingang eines jeweils zugeordneten Dividierers 49, 50 bzw.
51 zugeführt. Darüber hinaus werden die die Brennweite f des
fotographischen optischen Systems 1 betreffenden Daten einem
Koeffizienten-Festwertspeicher 52 zugeführt. Die eingegebe
nen Daten f werden daraufhin in Proportional-Koeffizienten
daten C(f) umgewandelt, welche die Beziehung zwischen der
Bewegung der Abbildungsebene und der des optischen Systems
angeben, und daraufhin in die Gleichung (18) eingefügt. Die
Daten C(f) werden einem Multiplizierer 53 zugeführt. Der von
der Zwischenparameter-Berechnungsschaltung 35 berechnete
Zwischenparameter dFZP wird ebenfalls dem Multiplizierer 53
zugeführt. Ein Ausgangssignal des Multiplizierers 53 wird an
die Dividierer 59, 50 und 51 angelegt. Die mittels der Divi
dierer 59, 50 und 51 mit dem Zwischenparameter d′FZP norma
lisierten Unschärfemaße δ0′, δ1, und δ2, werden einem je
weils zugeordneten Standardkurven-Festwertspeicher 54, 55
bzw. 56 zugeführt. Diese Standardkurven-Festwertspeicher 54,
55 und 56 haben gemäß der Darstellung in Fig. 31 ein Ein
gangs/Ausgangs-Verhältnis in Form einer Bessel-Funktion. Die
in den Standardkurven-Festwertspeichern 54, 55 und 56 ge
speicherten Werte werden mit dem Zwischenparameter normali
siert. Ausgangssignale R0, und R2, aus den Standardkurven-
Festwertspeichern 54 und 56 werden dem Eingang des jeweils
zugeordneten Subtrahierers 44 bzw. 45 zugeführt, während ein
Ausgangssignal R1, des Standardkurven-Festwertspeichers 55
dem Pt-Detektor 41 zugeführt wird. Die von den Subtrahierern
44 und 45 erzeugten Differenzwerte d0, und d2, werden einem
Geschwindigkeitserfassungs-Festwertspeicher 57 zugeführt,
mittels welchem aus den Differenzwerten d0, und d2, sowie
aus dem bezüglich des größten Punkts der drei Punkte auf der
Bildschärfesignalkurve normalisierten Unschärfemaß δ1, eine
momentane Geschwindigkeit V bestimmt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des den erläuterten Aufbau
aufweisenden zweiten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß
das fotographische optische System 1 bei Abschluß eines
Scharfeinstellungsvorgangs sich an der der Ladungskopplungs
vorrichtung 2 nächstgelegenen Position befindet. An dieser
Position stellt das optische System 1 normalerweise ein sol
ches Objekt scharf, das sich in der Position "unendlich" be
findet. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das op
tische System 1 jedoch näher an der Ladungskopplungsvorrich
tung 2 als die vorgenannte Position. Das heißt, bei Beginn
eines Scharfeinstellungsvorgangs befindet sich die zweite
Hauptebene des fotographischen optischen Systems 1 an einer
in Fig. 32 gezeigten Position A. In diesem Fall ist die
zweite Hauptebene eine zur optischen Achse des fotographi
schen optischen Systems 1 rechtwinklig gelegene Ebene, bei
der die Entfernung zu einem Punkt, an dem parallel ein
fallendes Licht die optische Achse schneidet, mit der Brenn
weite f des optischen Systems 1 zusammenfällt. Es sei ange
merkt, daß eine Position B diejenige Position der zweiten
Hauptebene angibt, bei der ein Objekt zu fotografieren ist,
das auf die Position "unendlich" scharf eingestellt ist (Ob
jektentfernung a="unendlich"). Zu diesem Zeitpunkt fällt
eine Abbildungsentfernung (Brennweite f) mit dem Abstand
zwischen der zweiten Hauptebene und der Ladungskopplungsvor
richtung 2 zusammen.
Bei Beginn eines Scharfeinstellungsvorgangs wird die Bewe
gung des fotographischen optischen Systems 1 eingeleitet, um
die zweite Hauptebene aus der Position A zu der Position B
zu bewegen. Zur gleichen Zeit wird auf gleiche Weise wie
beim ersten Ausführungsbeispiel jedesmal dann ein Bildschär
fesignal P erfaßt, wenn das optimale Abtastintervall Δ x be
rechnet ist. Die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Position x
des fotographischen optischen Systems 1 wird in dem Objek
tivpositions-Signalspeicher 31 gespeichert. Die Bildschärfe
signale werden in dem Bildschärfesignalspeicher 32 gespei
chert.
Auf der Basis der drei aufeinanderfolgenden Bildschärfesi
gnalwerte P0, P1 und P2 ermittelt die Interpolationsschal
tung 33, ob eine Interpolation durchgeführt werden kann.
Eine Interpolation kann dann durchgeführt werden, wenn P0
P1 und P2 P1 gilt. Eine Interpolation kann demgegenüber
nicht durchgeführt werden, wenn P0 P1 P2 gilt. Wenn
festgestellt wird, daß eine Interpolation durchgeführt wer
den kann, wird diese Interpolation zur Berechnung des
Scharfeinstellungspunkts α durchgeführt. Zur gleichen Zeit
führt die Geschwindigkeits-Erfassungsschaltung 34 eine Ver
arbeitung zur Erfassung der Geschwindigkeit V durch. Der Mi
kroprozessor 36 berechnet anhand des Scharfeinstellungs
punkts α sowie der Geschwindigkeit V mittels eines bekannten
Verfahrens die für einen Scharfeinstellungsvorgang benötigte
Zeit und die Bewegungsentfernung des Objekts. Daraufhin
führt der Mikroprozessor 36 der Motor-Ansteuerungsschaltung
15 ein Bewegungs-Steuerungssignal zu. Durch diesen Steue
rungsablauf wird das fotographische optische System 1 mit
tels des Impulsmotors 16, dessen Drehungsbetrag und -rich
tung von der Motor-Ansteuerungsschaltung 15 gesteuert wer
den, zu dem Scharfeinstellungspunkt bewegt.
Wenn die Scharfeinstellung auf diese Weise beendet ist, wird
das fotographische optische System 1 in Übereinstimmung mit
der Bewegung des Objekts angesteuert bzw. bewegt. Wenn ein
jeweiliger Benutzer eine Auslösetaste betätigt, wird ein
Bildsignal in ein (nicht gezeigtes) Aufzeichnungsmedium ein
geschrieben. Zur gleichen Zeit kehrt das fotographische op
tische System 1 zur Position A zurück, wodurch der
Scharfeinstellungsvorgang beendet ist.
Gemäß vorstehender Beschreibung wird bei diesem Ausführungs
beispiel die Bewegungsgeschwindigkeit V eines sich bewegen
den Objekts von der Geschwindigkeits-Erfassungsschaltung 34
erfaßt und die Bewegung des Scharfeinstellungspunkts anhand
der Geschwindigkeit V und des Scharfeinstellungspunkts α
vorhergesagt, wodurch das fotographische optische System 1
in Übereinstimmung mit der Bewegung des Objekts bewegt wird.
Mit diesem Steuerungsablauf ist es möglich, bezüglich eines
sich bewegenden Objekts eine hochgenaue Scharfeinstellung
herbeizuführen.
Da das fotographische optische System 1 darüber hinaus aus
einer Position herausbewegt wird, die näher an der Ladungs
kopplungsvorrichtung 2 liegt als eine der Fokussierungsposi
tion "unendlich" entsprechende Position, können stets Bild
schärfesignale an drei Punkten erhalten werden. Ein kompli
ziertes Ermittlungsverfahren, wie zum Beispiel das anhand
des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen Verfahren zur
Endpunktverarbeitung für eine Zweipunkt-Interpolation, ist
daher nicht erforderlich.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Ausgangssignal
des Vorverstärkers 4 von einem einzigen System verarbeitet.
In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann
jedoch auch eine Parallelverarbeitung einer Vielzahl von
Ausgangssignalen durchgeführt werden, indem verschiedene
Frequenzen verwendet werden. Wenn sich ein bewegliches Ob
jekt zusätzlich zu seiner Bewegung entlang der optischen
Achse auch vertikal oder horizontal bezüglich der Ladungs
kopplungsvorrichtung 2 bewegt, ist es darüber hinaus möglich,
mittels einer Scharfeinstellungsbereich-Festlegungseinrich
tung 21 unter Zugrundelegung des Bewegungsbetrags des Ob
jekts über ein Gatter 8 nur die jeweils gewünschten Signale
des Objekts passieren zu lassen bzw. zu verarbeiten.
Gemäß vorstehender Beschreibung wird demnach von der Erfin
dung ein Gerät zur automatischen Scharfeinstellung geschaf
fen, bei dem ein optimales Abtastintervall erzielbar ist und
das einen Scharfeinstellungspunkt mit hoher Geschwindigkeit
und sehr hoher Genauigkeit mittels einer Interpolation er
fassen kann. Darüber hinaus wird ein Gerät zur automatischen
Scharfeinstellung vorgeschlagen, welches ein fotographisches
optisches System selbst bei einem sich bewegenden Objekt zu
einem Scharfeinstellungspunkt bewegen kann, der aus der Be
wegungsgeschwindigkeit dieses Objekts vorherbestimmt wird,
wobei bezüglich dieses sich bewegenden Objekts eine hochprä
zise Scharfeinstellung herbeiführbar ist.
Folgende Abwandlungen der in der Beschreibung erläuterten
konkreten Ausführungsformen sind denkbar: Die Interpolation
ist beispielsweise nicht auf eine lineare Interpolation un
ter Verwendung von drei Punkten beschränkt, vielmehr kann
auch eine nichtlineare Interpolation höherer Ordnung durch
geführt werden. Darüber hinaus kann in ähnlicher Weise wie
beim zweiten Ausführungsbeispiel auch beim ersten Ausfüh
rungsbeispiel die Anfangsposition des optischen Systems ge
mäß der Darstellung in Fig. 32 in eine innerhalb der Entfer
nung f aus der Abbildungsebene befindliche Position zurück
gebracht werden, so daß keine Zweipunkt-Interpolation durch
geführt werden muß. Alternativ ist es möglich, nur eine
Zweipunkt-Interpolation durchzuführen, um einen Hochge
schwindigkeits-Scharfeinstellungsvorgang zu realisieren. Das
Gerät zur automatischen Scharfeinstellung ist darüber hinaus
nicht auf eine elektronische Standbildkamera beschränkt; es
ist vielmehr ebenfalls bei einer herkömmlichen Kamera, die
einen Silbersalz-Film verwendet, eine Laufbildkamera, ein
Mikroskop, ein Teleskop, eine Endoskop oder dergleichen ver
wendbar.
Claims (16)
1. Gerät zur automatischen Scharfeinstellung mit:
einem optischen System (1) zum Erhalten eines optischen Bilds eines Objekts;
einer Abbildungseinrichtung (2) zur Abbildung des opti schen Bilds;
einer Bewegungseinrichtung (16) zur Bewegung der Abbil dungseinrichtung (2) und/oder des optischen Systems (1) entlang der Richtung einer optischen Achse;
einer Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) zur Extraktion einer vorbestimmten Frequenzkomponente aus einem Aus gangssignal der Abbildungseinrichtung (2) ;
einer Detektoreinrichtung (9a bis 9d; 9), die ein Aus gangssignal der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) erfaßt und ein ein Scharfeinstellungsmaß des optischen Bilds darstellendes Bildschärfesignal erzeugt, das eine Funk tion der relativen Positionen von Abbildungseinrichtung (2) und optischem System (1) ist, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (22), die auf der Basis der mittels der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) extrahierten Fre quenzkomponente und eines Blendenwerts (F) des opti schen Systems (1) einen Zwischenparameter (dFZP) ermit telt, der eine Funktionskurve des Bildschärfesignals beschreibt;
eine Einrichtung (22), die auf der Basis einer eine Eigenschaft der Detektoreinrichtung (9a bis 9d; 9) re präsentierenden Konstanten sowie des Zwischenparameters (dFZP) ein Abtastintervall (Δx) bestimmt; und eine Einrichtung (23), die zum Ermitteln eines Scharfeinstellungspunkts das Bildschärfesignal, während die Bewegungseinrichtung (16) das optische System (1) und/oder die Abbildungseinrichtung (2) bewegt, für je des Abtastintervall (Δx) abtastet und eine Vielzahl von abgetasteten Signalwerten interpoliert.
einem optischen System (1) zum Erhalten eines optischen Bilds eines Objekts;
einer Abbildungseinrichtung (2) zur Abbildung des opti schen Bilds;
einer Bewegungseinrichtung (16) zur Bewegung der Abbil dungseinrichtung (2) und/oder des optischen Systems (1) entlang der Richtung einer optischen Achse;
einer Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) zur Extraktion einer vorbestimmten Frequenzkomponente aus einem Aus gangssignal der Abbildungseinrichtung (2) ;
einer Detektoreinrichtung (9a bis 9d; 9), die ein Aus gangssignal der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) erfaßt und ein ein Scharfeinstellungsmaß des optischen Bilds darstellendes Bildschärfesignal erzeugt, das eine Funk tion der relativen Positionen von Abbildungseinrichtung (2) und optischem System (1) ist, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (22), die auf der Basis der mittels der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) extrahierten Fre quenzkomponente und eines Blendenwerts (F) des opti schen Systems (1) einen Zwischenparameter (dFZP) ermit telt, der eine Funktionskurve des Bildschärfesignals beschreibt;
eine Einrichtung (22), die auf der Basis einer eine Eigenschaft der Detektoreinrichtung (9a bis 9d; 9) re präsentierenden Konstanten sowie des Zwischenparameters (dFZP) ein Abtastintervall (Δx) bestimmt; und eine Einrichtung (23), die zum Ermitteln eines Scharfeinstellungspunkts das Bildschärfesignal, während die Bewegungseinrichtung (16) das optische System (1) und/oder die Abbildungseinrichtung (2) bewegt, für je des Abtastintervall (Δx) abtastet und eine Vielzahl von abgetasteten Signalwerten interpoliert.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung (22) zum Ermitteln des Zwischenparame ters (dFZP) eine Einrichtung aufweist, mittels der der Zwischenparameter durch Division des Blendenwerts (F) durch die Frequenz der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) ermittelbar ist, und daß
die Einrichtung (22) zum Festlegen des Abtastintervalls eine Einrichtung aufweist, die das Abtastintervall durch Multiplikation der Konstanten mit dem Zwischenpa rameter bestimmt.
die Einrichtung (22) zum Ermitteln des Zwischenparame ters (dFZP) eine Einrichtung aufweist, mittels der der Zwischenparameter durch Division des Blendenwerts (F) durch die Frequenz der Filtereinrichtung (5a bis 5d; 5) ermittelbar ist, und daß
die Einrichtung (22) zum Festlegen des Abtastintervalls eine Einrichtung aufweist, die das Abtastintervall durch Multiplikation der Konstanten mit dem Zwischenpa rameter bestimmt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (22) zum Ermitteln des Scharfein
stellungspunkts eine Einrichtung aufweist, die den
Scharfeinstellungspunkt (α) anhand des Verhältnisses
von Bildschärfesignalwerten an zwei auf beiden Seiten
des Scharfeinstellungspunkts befindlichen Punkten und
einer mittels des Zwischenparameters (dFZP) normali
sierten Entfernung zwischen den beiden Punkten ermit
telt.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das optische System (1) eine zweite
Hauptebene aufweist und daß eine Anfangsposition (A)
des optischen Systems (1) eine Position ist, bei der
eine Entfernung zwischen der zweiten Hauptebene und der
Abbildungseinrichtung kleiner ist als eine Abbildungs
entfernung (f) für ein Objekt, das sich in der Position
"unendlich" befindet.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Filtereinrichtung eine Vielzahl von Filtern (5a bis 5d) zur Extraktion einer Vielzahl von verschiedenen Frequenzkomponenten aus den Ausgangssignalen der Abbil dungseinrichtung (2) sowie eine Einrichtung (22) auf weist, die in Übereinstimmung mit einer Brennweite (f) des optischen Systems (1) eine optimale Frequenzkompo nente, eine Bildelementfläche der Abbildungseinrichtung (2), eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegungsein richtung (16) sowie Bildschärfesignale auswählt, die aus den mittels der Vielzahl von Filtern extrahierten Frequenzkomponenten erhalten werden, und daß
die Einrichtung (22) zum Ermitteln des Scharfeinstel lungspunkts eine Einrichtung aufweist, die den Scharfeinstellungspunkt auf der Basis von Abtastwerten eines Bildschärfesignals ermittelt, das aus den mittels der Wähleinrichtung gewählten Frequenzkomponenten er halten wird.
die Filtereinrichtung eine Vielzahl von Filtern (5a bis 5d) zur Extraktion einer Vielzahl von verschiedenen Frequenzkomponenten aus den Ausgangssignalen der Abbil dungseinrichtung (2) sowie eine Einrichtung (22) auf weist, die in Übereinstimmung mit einer Brennweite (f) des optischen Systems (1) eine optimale Frequenzkompo nente, eine Bildelementfläche der Abbildungseinrichtung (2), eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegungsein richtung (16) sowie Bildschärfesignale auswählt, die aus den mittels der Vielzahl von Filtern extrahierten Frequenzkomponenten erhalten werden, und daß
die Einrichtung (22) zum Ermitteln des Scharfeinstel lungspunkts eine Einrichtung aufweist, die den Scharfeinstellungspunkt auf der Basis von Abtastwerten eines Bildschärfesignals ermittelt, das aus den mittels der Wähleinrichtung gewählten Frequenzkomponenten er halten wird.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch:
eine Einrichtung (57), die eine Geschwindigkeit des Ob jekts in Richtung der optischen Achse unter Zugrundele gung des Zwischenparameters (dFZP), des Bildschärfe signals und einer Positionsinformation des optischen Systems (1) erfaßt; und
eine Einrichtung (22) zur Korrektur des Bildschärfe signals unter Zugrundelegung der Geschwindigkeit.
eine Einrichtung (57), die eine Geschwindigkeit des Ob jekts in Richtung der optischen Achse unter Zugrundele gung des Zwischenparameters (dFZP), des Bildschärfe signals und einer Positionsinformation des optischen Systems (1) erfaßt; und
eine Einrichtung (22) zur Korrektur des Bildschärfe signals unter Zugrundelegung der Geschwindigkeit.
7. Gerät zur Erfassung einer Scharfeinstellung mit:
einer Abbildungseinrichtung (2) zur Abbildung des opti schen Bilds eines Objekts und zur Ausgabe eines Bild signals;
einer Einstelleinrichtung (16) zur Einstellung einer Bildschärfe (Fokus) der Abbildungseinrichtung (2);
einer Detektoreinrichtung (5a bis 5d, 9a bis 9d; 5, 9) zur Erfassung einer vorbestimmten Frequenzkomponente des Bildsignals und zur Erzeugung eines Bildschärfe signals, das ein Scharfeinstellungsmaß der Abbildungs einrichtung (2) repräsentiert, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22), die unter Zugrundelegung der vorbestimmten Frequenz der Detektoreinrichtung (5a bis 5d, 9a bis 9d; 5, 9) und eines charakteristischen Werts der Abbildungseinrichtung (2) einen Parameter zur Be schreibung des Bildschärfesignals ermittelt; und
eine Einrichtung (23), die unter Verwendung der Ein stelleinrichtung (16) eine Bildschärfeneinstellung durchführt, die Werte des Bildschärfesignals in einem dem Parameter entsprechenden Abtastintervall abtastet und die abgetasteten Werte interpoliert, wodurch ein Scharfeinstellungspunkt erhalten wird.
einer Abbildungseinrichtung (2) zur Abbildung des opti schen Bilds eines Objekts und zur Ausgabe eines Bild signals;
einer Einstelleinrichtung (16) zur Einstellung einer Bildschärfe (Fokus) der Abbildungseinrichtung (2);
einer Detektoreinrichtung (5a bis 5d, 9a bis 9d; 5, 9) zur Erfassung einer vorbestimmten Frequenzkomponente des Bildsignals und zur Erzeugung eines Bildschärfe signals, das ein Scharfeinstellungsmaß der Abbildungs einrichtung (2) repräsentiert, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22), die unter Zugrundelegung der vorbestimmten Frequenz der Detektoreinrichtung (5a bis 5d, 9a bis 9d; 5, 9) und eines charakteristischen Werts der Abbildungseinrichtung (2) einen Parameter zur Be schreibung des Bildschärfesignals ermittelt; und
eine Einrichtung (23), die unter Verwendung der Ein stelleinrichtung (16) eine Bildschärfeneinstellung durchführt, die Werte des Bildschärfesignals in einem dem Parameter entsprechenden Abtastintervall abtastet und die abgetasteten Werte interpoliert, wodurch ein Scharfeinstellungspunkt erhalten wird.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung (23) zum Ermitteln des Parameters eine Einrichtung aufweist, die einen Parameter bestimmt, der proportional zu der Lichtstärke (Blendenzahl F) eines optischen Systems (1) der Abbildungseinrichtung (2) und umgekehrt proportional zu der vorbestimmten Frequenz ist, und daß
die Einrichtung (22) zur Durchführung der Bildschärfen einstellung eine Einrichtung, welche die Einstellein richtung (16) ansteuert und eine Bildschärfe (Fokus) der Abbildungseinrichtung (2) mit einer konstanten Ge schwindigkeit einstellt, und eine weitere Einrichtung aufweist, die während der Bildschärfeneinstellung ein Ausgangssignal der Detektoreinrichtung in einem Zyklus abtastet, der einem Produkt des Parameters und einer einem Erfassungsverfahren der Detektoreinrichtung ent sprechenden Konstanten entspricht.
die Einrichtung (23) zum Ermitteln des Parameters eine Einrichtung aufweist, die einen Parameter bestimmt, der proportional zu der Lichtstärke (Blendenzahl F) eines optischen Systems (1) der Abbildungseinrichtung (2) und umgekehrt proportional zu der vorbestimmten Frequenz ist, und daß
die Einrichtung (22) zur Durchführung der Bildschärfen einstellung eine Einrichtung, welche die Einstellein richtung (16) ansteuert und eine Bildschärfe (Fokus) der Abbildungseinrichtung (2) mit einer konstanten Ge schwindigkeit einstellt, und eine weitere Einrichtung aufweist, die während der Bildschärfeneinstellung ein Ausgangssignal der Detektoreinrichtung in einem Zyklus abtastet, der einem Produkt des Parameters und einer einem Erfassungsverfahren der Detektoreinrichtung ent sprechenden Konstanten entspricht.
9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (22) zur Durchführung der Bild
schärfeneinstellung einen Scharfeinstellungspunkt (α)
berechnet unter Verwendung eines Maximalwerts P1
(=f(xm)) von Abtastwerten eines Bildschärfesignals f(x)
sowie unter Verwendung von Abtastwerten P0 (=f(xm-1))
und P2 (=f(xm+1)) an zwei Punkten auf beiden Seiten des
Maximalwerts P1, in Übereinstimmung mit folgenden Glei
chungen:
wenn P₀ P₂α = xm - (Δx/2) (P₀-P₂)/(P₁-P₂)wenn P₀ < P₂α = xm + (Δx/2) (P₂-P₀)/(P₁-P₀)wobei m eine positive ganze Zahl und Δ x eine Strecke
bezeichnet, um die sich der Fokus der Abbildungsrein
richtung (2) innerhalb des Zyklus bewegt.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abbildungseinrichtung (2) ein opti
sches System (1) zur Erzeugung eines optischen Bilds
des Objekts sowie eine Einrichtung aufweist, die eine
Anfangsposition des optischen Systems (1) auf eine Po
sition einstellt, bei der einen Entfernung zwischen
einer zweiten Hauptebene (A) und einer Abbildungsebene
kleiner als eine Abbildungsentfernung (f) des in der
Position "unendlich" befindlichen Objekts ist.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zur Durchführung
der Bildschärfeneinstellung einen Scharfeinstellungs
punkt auf der Basis eines Verhältnisses der Werte einer
Modulationsübertragungsfunktion an zwei auf beiden Sei
ten des Scharfeinstellungspunkts befindlichen Abtast
punkten und einer Entfernung zwischen den beiden Punk
ten ermittelt.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung (22) zur Durchführung der Brennweitenein
stellung eine Tabelle zur Speicherung von Daten auf
weist, die durch Normalisieren einer Beziehung zwischen
dem Verhältnis, der Entfernung und dem Scharfeinstel
lungspunkt mit dem Parameter erhalten werden und den
Scharfeinstellungspunkt unter Bezugnahme auf die Ta
belle ermittelt.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (5a bis 5d,
9a bis 9d; 5, 9) eine Einrichtung (8a bis 8d; 8, 21)
aufweist, die aus den Bildsignalen eines Halbbilds nur
diejenigen Signale einer vorbestimmten Frequenzkompo
nente erfaßt, die in einem vorbestimmten Fokussierungs
bereich liegen, wobei die vorbestimmte Frequenzkompo
nente auf eine Frequenz eingestellt ist, die in einen
durch eine Größe des Fokussierungsbereichs bestimmten
Frequenzbereich fällt und nicht größer als eine durch
eine Bildschärfeneinstellungsgeschwindigkeit vorgege
bene Frequenz ist und bei der ein Maximalwert des Bild
schärfesignals auftritt.
14. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet
durch
eine Einrichtung (57), die in Übereinstimmung mit dem Parameter die Verschiebung einer Position eines ersten Nulldurchgangspunkts einer Bildschärfesignalkurve er faßt und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts un ter Zugrundelegung der erfaßten Verschiebung ermittelt; und
eine Einrichtung (22) zur Korrektur des Scharfeinstel lungspunkts unter Zugrundelegung der Geschwindigkeit.
eine Einrichtung (57), die in Übereinstimmung mit dem Parameter die Verschiebung einer Position eines ersten Nulldurchgangspunkts einer Bildschärfesignalkurve er faßt und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts un ter Zugrundelegung der erfaßten Verschiebung ermittelt; und
eine Einrichtung (22) zur Korrektur des Scharfeinstel lungspunkts unter Zugrundelegung der Geschwindigkeit.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung (57) zur Erfassung der Bewegungsgeschwin
digkeit unter Zugrundelegung des Parameters eine einem
stillstehenden Objekt zugeordnete Bildschärfesignal
kurve bildet und eine Bewegungsgeschwindigkeit unter
Zugrundelegung von Differenzen d0 = P0-R0 und d2 = P2
- -R2 zwischen Bildschärfesignalwerten R0 und R2 an zwei Punkten x0 und x2, die sich auf beiden Seiten des Scharfeinstellungspunkts auf der Kurve befinden, und Bildschärfesignalwerten P0 und P2 an denjenigen zwei Punkten x0 und x2 ermittelt, die bei der tatsächlichen Abbildung des Objekts erhalten werden.
16. Gerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (57) zur Erfassung der Bewegungsge
schwindigkeit eine Tabelle zur Speicherung von Daten
aufweist, die durch Normalisieren einer Beziehung zwi
schen den Differenzen und der Bewegungsgeschwindigkeit
mit einem Maximalwert der dem stillstehenden Objekt zu
geordneten Bildschärfesignalkurve erhalten werden, und
die Bewegungsgeschwindikgeit unter Bezugnahme auf die
Tabelle ermittelt.
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