DE2950932A1

DE2950932A1 - Filmkamera mit automatischer scharfeinstellung des objektivs

Info

Publication number: DE2950932A1
Application number: DE19792950932
Authority: DE
Inventors: Edwin Kalman Shenk
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1979-01-02
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1980-07-17
Also published as: IT7928300A0; JPS5921002B2; FR2445973B1; GB2039681B; CH654674A5; GB2039681A; ATA804379A; DE2950932C2; CA1133305A; IT1165412B; US4239354A; FR2445973A1; AU5352879A; AT370529B; AU531342B2; JPS55100532A

Description

Patentanwälte Dipl.-'ng. C u rTWä M ä'2h Dipl.-mg. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 18. Dezember 1979

Unser Zeichen: \ß JJ^ - K/Ap

Anmelder: Polaroid Corporation

Technology Square
Cambridge, Mass. 02139
USA

Titel: Filmkamera mit automatischer

Scharfeinstellung des Objektivs

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POLAROID CORPORATION in Cambridge (Massachusetts, USA)

Filmkamera mit automatischer Scharfeinstellung des Objektivs

Die Erfindung betrifft eine Kamera mit automatischer Scharfeinstellung durch Objektivverstellung unter Verwendung eines reversierbaren Antriebs.

Für solche Kameras sind bereits Steuereinrichtungen bekannt, welche das Objektiv unter dem Einfluß eines die Entfernung eines aufzunehmenden Gegenstandes von der Kamera angebenden Signales so verstellen, daß in der Bildebene ein scharfes Bild des aufzunehmenden Gegenstandes erscheint. Es ist auch bereits bekannt, den gesamten Verstellbereich des Objektivs in mehrere Positionszonen aufzuteilen, denen je ein bestimmtes Signal zugeordnet ist.

Bei den bekannten Steuereinrichtungen wird das gesamte Objektiv oder ein verstellbares Element desselben von einem reversierbaren elektrischen Antriebsmotor in der einen oder anderen Richtung zu einer bestimmten Positionszone hin bewegt, und diese Verstellbewegung

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POLABOID COEPORATION

wird beendet, sobald das Objektiv oder Objektivelement die betreffende Positionszone erreicht hat. Das Anhalten des Objektivs oder Objektivelementes in dieser durch ein zugeordnetes Signal festgelegten Zone kann nun aber in mindestens zwei verschiedenen Positionen erfolgen, je nachdem, von welcher Seite her sich das Objektiv oder Objektivelement in diese Zone hineinbewegt. Hiedurch kann sich eine Differenz der Objektiveinstellungen ergeben, die der Breite der betreffenden Positionszone entspricht.

Der erläuterte Fehler kann natürlich vermindert werden, indem die Breite der einzelnen Positionszonen verringert und die Anzahl dieser Zonen, welche insgesamt den Einstellbereich des Objektivs ausmachen, entsprechend vergrößert wird. Dieser Weg zur Verminderung des Fehlers macht aber aufwendige Steuer- und Verstelleinrichtungen für das Objektiv erforderlich. Beispielsweise ist bei einer Vergrößerung der Anzahl der Positionszonen normalerweise in einer auf Digitalbasis arbeitenden Steuereinrichtung eine Erhöhung der Anzahl der binär kodierten Bits erforderlich, um eine unterscheidbare Bezeichnung der einzelnen Positionszonen zu ermöglichen.

Ein anderer Weg zur Verminderung des erläuterten Fehlers bei der Objektiveinstellung besteht in der Verwendung eines Klinkengetriebes, bei dem eine Klinke in ein Klinkenrad eingreift, das an dem beweglichen Element des Objektivs montiert ist und sich mit diesem bei jeder Klinkenbetätigung um einen Schaltschritt dreht. Diese Art von Steuer- und Verstelleinrichtung ist aber störanfällig sowie verhältnismäßig aufwendig und teuer.

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Gemäß der älteren Anmeldung A 6433/79 vom 3. Oktober 1979 wird eine elektrodynamische Bremsung angewendet, um die Objektivverstellung innerhalb eines ausgewählten Teiles der jeweils gewünschten Positionszone zu beenden und so den erläuterten Fehler zu verringern. Diese Lösung bewährt sich zwar bei relativ niedrigen Verstellgeschwindigkeiten, doch hat das Objektiv oder Objektivelement bei höheren Verstellgeschwindigkeiten die Tendenz, sich über die gewünschte Positionszone hinaus zu bewegen, was zu einer gedämpften Oszillationsbewegung des Objektivs bzw. Objektivelementes innerhalb der gewünschten Positionszone führen kann.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, den erläuterten, durch die Verwendung eines reversierbaren Antriebs für die Objektivverstellung verursachten Fehler auf solche Weise zu vermeiden, daß eine gute Scharfeinstellung des Bildes unabhängig von der jeweils erforderlichen Richtung der Objektivverstellung erhalten wird.

Ausgehend von einer Filmkamera mit automatischer Scharfeinstellung des Objektivs, die einen Entfernungsmesser und eine Steuereinrichtung aufweist, welche das Objektiv in Abhängigkeit von der vom Entfernungsmesser ermittelten Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes von der Kamera verstellt, wobei die Steuereinrichtung einen auf Objektivverstellungen ansprechenden Signalgeber enthält, der unterscheidbare Signale liefert, um anzuzeigen, in welcher von mehreren aufeinanderfolgenden Positionszonen sich das Objektiv jeweils befindet, sowie eine Einrichtung zur Beendigung der Objektivverstellung innerhalb jener Positionsζone, die auf Grund der Entfernungsmessung

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die gewünschte Scharfeinstellung ergibt, besteht die Erfindung darin, daß die Einrichtung zur Beendigung der Objektivverstellung einen Signalgeber zur Erzeugung eines Signals aufweist, welches die der richtigen Positionszone unmittelbar vorangehende Positionszone bezeichnet, und daß die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie nach Eintreffen des Nachbarzonen-Signals impulsmäßige Antriebskräfte für das Objektiv erzeugt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine auf Digitalbasis arbeitende Steuereinrichtung für den reversierbaren Verstellantrieb verwendet. Das Objektiv oder ein verstellbares Element desselben kann bei Anwendung der Erfindung in Abhängigkeit vom Ergebnis der Entfernungsmessung mit relativ hoher Geschwindigkeit in die gewünschte, der gemessenen Entfernung entsprechende Positionszone verstellt werden, ohne daß es sodann in eine oszillierende Bewegung um die richtige Position verfällt. Zu diesem Zweck ist der gesamte Einstellbereich des Objektivs oder Objektivelementes in eine Vielzahl von Positionszonen unterteilt, wobei jeder dieser Zonen ein unterscheidbares Signal zugeordnet ist. Bei Eintreffen des zunächst kontinuierlich angetriebenen Objektivs in einer - bezogen auf die jeweilige Verstellrichtung unmittelbar vor der richtigen Positionszone liegenden Kachbarzone wird durch das Nachbarzonen-Signal der Verstellantrieb stillgesetzt, so daß sich das Objektiv oder Objektivelement nur noch auf Grund seiner Massenträgheit etwas weiter bewegen kann. Wenn das Objektiv oder Objektivelement bei dieser weiteren Bewegung nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die richtige Positionszone erreicht, wird durch die

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Steuereinrichtung ein impulsmäßiger Antrieb des Objektivs veranlaßt, bis sich dieses in der gewünschten Positionszone befindet.

Die Erfindung wird nun an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Filmkamera mit automatischer Scharfeinstellung des Objektivs, in welcher die Erfindung verwirklicht ist;

' Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine relativ schnelle Scharfeinstellung des Objektivs der Kamera nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Schrägansicht des verstellbaren Objektivs und des Antriebs für die Objektivverstellung bei der Kamera nach Fig. 1, wobei die Festlegung kodierter Positionszonen erkennbar ist;

Fig. 4A die Vorderansicht des durch eine Schraubbewegung verstellbaren Objektivs nach Fig. $, dessen Halter einen Ringflansch aufweist, auf dem die acht Positionszonen des Objektivs zugeordneten Drehwinkelbereiche mittels eines aus drei Bits bestehenden Kodes binär kodiert ι sind, und

Fig. 4B eine Teilansicht von drei Positionszonen nach Fiii. 4Λ.

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Die in Fig. 1 gezeigte Filmkamera 10 hat ein Gehäuse 12 mit einem Handgriff 14, der vom Gehäuseboden nach unten ragt und mit dem der Benutzer das verstellbare Objektiv 18 auf den aufzunehmenden Gegenstand 16 richten kann, so daß das Objektiv in der Bildebene 20 ein Bild erzeugt, sobald der Verschluß 22 betätigt wird. Eine dem Verschluß 22 zugeordnete Blende 24 steuert die vom Objektiv 18 her auf die Bildebene 20 auftreffende Lichtmenge. Die relative Öffnung der Blende 24 wird von einem Photometer 26 in Abhängigkeit von der Helligkeit der aufzunehmenden Szene geregelt.

Im Gehäuse 12 ist ein automatisches Scharfeinstellsystem 28 untergebracht, das bei seiner Betätigung die Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes 16 von der Kamera und allfällige Änderungen dieser Entfernung fortlaufend feststellt und da3 Objektiv 18 in Abhängigkeit davon so verstellt, daß sich in der Bildebene 20 stets ein scharfes Bild des Gegenstandes 16 ergibt. Im Handgriff 14 der Kamera ist ein Schalter 30 vorgesehen, der durch Handballendruck auf eine Taste 32 betätigt wird und eine (nicht dargestellte) Stromquelle einschaltet und dadurch die Inbetriebnahme des Photometers 26 und des automatischen Scharfeinstellsystems 28 ermöglicht. Überdies legt der Schalter 30 die Stromquelle auch an den Einschalter 3^ für den Antriebsmotor 36 der Kamera an.

Der ebenfalls im Gehäuse 12 untergebrachte Antriebsmotor 36 treibt nach Betätigung des Schalters 3^· mittels einer Fingertaste 35 sowohl den Verschluß 22 als auch den (nicht dargestellten) Greifermechanismus für den Filmtransport an, durch den der Film 38 schrittweise an einem hinter dem Verschluß 22 liegenden Bildfenster vorbeigeführt wird. Schließlich ist die Kamera

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noch mit einem Sucher 40 ausgestattet, mit dessen Hilfe die Kamera auf die aufzunehmende Szene gerichtet werden kann.

Der Benutzer erfaßt die Kamera 10 am Handgriff 14 und richtet sie mittels des Suchers 40 auf den aufzunehmenden Gegenstand 16. Sodann schließt er mittels der Taste 32 den Schalter 30, wodurch das Photometer 26 und das automatische Scharfeinstellsystem 28 eingeschaltet werden. Das Photometer 28 stellt in "bekannter Weise die der Helligkeit der aufzunehmenden Szene entsprechende Blendenöffnung ein, während das Scharfeinstellsystem 28 mittels Ultraschall die Entfernung des Gegenstandes 16 von der Kamera ermittelt und sodann das Objektiv 18 so verstellt, daß in der Bildebene ein scharfes Bild des Gegenstandes 16 erscheint, sobald der Verschluß 22 den Lichtstrahlenweg freigibt. Die Entfernung des Gegenstandes 16 wird durch Messung der Zeit ermittelt, die ein vom Scharfeinstellsystem 28 ausgesendeter Ultraschallimpuls für die Zurücklegung des Weges bis zu dem diesen Impuls reflektierenden Gegenstand 16 und zurück benötigt. In Fig. 1 sind aufeinanderfolgend ausgesendete Ultraschallimpulse 42a und 42b und Echoimpulse 44a, 44b angedeutet. In der Praxis wird ein weiterer Impuls meist erst dann ausgesendet, wenn der vom vorhergehenden Impuls ausgelöste ]*■■ Echoimpuls schon empfangen worden ist. Ein mit Ultraschallimpulsen arbeitender Entfernungsmesser dieser Art ist in der US-Anmeldung Ser.No. 916.114 beschrieben.

Das Scharfeinstellsystem 28 ermittelt das Zeitintervall zwischen der Aussendung eines Ultraschallimpulses und dem Eintreffen des von diesem ausgelösten Echoimpulses, das proportional der Entfernung des Gegen-

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Standes 16 von der Kamera 10 ist. Sodann stellt das System 28 aufgrund dieser Entfernungsmessung das Objektiv 18 so ein, daß ein scharfes Bild des Gegenstandes 16 in der Bildebene 20 erscheint, sobald der Verschluß 22 den Strahlenweg freigibt. Die Betätigung des Verschlusses 22 wird durch Drücken der Pingertaste 35 bewirkt, die mittels des Schalters 34 den Antriebsmotor 36 einschaltet. Das Scharfeinstellsystem 28 bleibt sodann so lange in Betrieb, wie der Benutzer die Kamera 10 am Handgriff 14 hält und dabei die Fingertaste 35 drückt, wobei das Objektiv 18 laufend nachgestellt wird, wenn sich die Entfernung des Gegenstandes 16 von der Kamera 10 während der Aufnahme ändert.

Einzelheiten des automatischen Scharfeinstellsystems 28 sind in Fig. 2 dargestellt, auf die nun Bezug genommen wird. Beim Schließen des Schalters 3^ wird das System 28 mit Strom versorgt, was zunächst bewirkt, daß ein Programmierer 48 für den Arbeitszyklus des Systems das Ausgangssignal eines kristallgesteuerten Hochfrequenz-Oszillators 50 in der Frequenz teilt, um eine Sendeimpulsfolge und eine Rückstellimpulsfolge zu erzeugen, die gleiche Folgefrequenz haben, aber in der Phase gegeneinander verschoben sind. Die am Ausgang 52 des Programmierers 48 auftretenden Sendeimpulse seien mit XMT, die am Ausgang 53 auftretenden Rückstellimpulse mit RST bezeichnet; letztere stimmen mit den Impulsen XMT überein, sind aber diesen gegenüber um etwa 100 msec verzögert. Dieses Zeitintervall ist unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen größer als die Hin- und Rücklaufzeit der Ultraschallimpulse bei einer Gegenstandsentfernung von etwa 7»3 m von der Kamera 10 (Fig. 1); diese Entfernung entspricht der Unendlicheinstellung des Objektivs 18. Von jedem

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Gegenstand im Entfernungsbereich bis 7,3 m von der Kamera kann daher das System 28 im Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückstellimpulsen RST einen Echoimpuls aufnehmen.

Die Sendeimpulse XMT und das Ausgangssignal des Oszillators 50 wirken auf einen von den Sendeimpulsen XMT eingetasteten Sendeverstärker 5^·, der seinerseits einen Wandler 56 beaufschlagt, welcher dadurch periodische Ultraschallimpulse aussendet, von denen in Fig.

zwei dargestellt und mit 42A und 42B bezeichnet sind. Ein beispielsweise vom Impuls 42A ausgelöster Echoimpuls 44A wird vom Wandler 56 wieder aufgenommen und das hiedurch im Wandler ausgelöste elektrische Signal wird einem Empfangsverstärker 58 zugeführt. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 58 wird von einem Sägezahngenerator 60 gesteuert, um die Empfindlichkeit des Systems 28 für die Echoimpulse bei zunehmender Gegenstandsentfernung zu erhöhen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 58 wird einem Detektor 62 zugeführt, der jeweils einen gleichgerichteten Echoimpuls 63 liefert, dessen Zeitabstand vom zugehörigen Sendeimpuls proportional der Entfernung zwischen der Kamera 10 und dem Gegenstand 16 ist.

Das erwähnte Zeitintervall wird im Zusammenwirken mit einem Skalen-Taktgeber 64 zur Gewinnung einer Zahl ausgenutzt, welche die für die Scharfeinstellung erforderliche Soll-Position des Objektivs 18 angibt. Das Ausgangssignal des Skalen-Taktgebers 64 ist eine Impulsreihe, deren Folgefrequenz sich mit der Zeit in Abhängigkeit von der Ableitung der Funktion Objektivposition/Gegenstandsentfernung ändert. Das Ausgangssignal des Skalen-Taktgebers 64 wird durch Zusammenfassen der von diesem erzeugten Impulse in einem

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Binärzähler 66 integriert. Der Stand des Zählers 66 gibt daher in jedem Zeitpunkt das bestimmte Integral der Ableitung der Funktion Objektivposition/Gegenstandsentfernung, ausgewertet vom Zeitpunkt der Abgabe eines Sendeimpulses XMT bis zum betrachteten Zeitpunkt an. Demgemäß entspricht der Stand des Zählers 66 bei Eintreffen eines Echoimpulses 63 dem bestimmten Integral der Ableitung der erwähnten Punktion und damit einer Zahl, welche die Soll-Position des Objektivs für die scharfe Abbildung eines Gegenstandes angibt, dessen Entfernung aus dem Zeitintervall zwischen einem Sendeimpuls XMT und dem zugehörigen Echoimpuls 63 ermittelt worden ist.

Der vom Empfangsdetektor 62 kommende Echoimpuls 63 triggert ein Schieberegister 68 mit parallelen Eingängen, wodurch der Stand des Zählers 66 im Zeitpunkt des Eintreffens des Echoimpulses 63 in das Schieberegister 68 eingetragen wird. Kurz nach dem Eintreffen des Echoimpulses 63 erscheint im Ausgang 53 des Programmierers 48 für den Systemzyklus ein Rückstellimpuls RST, welcher den Skalen-Taktgeber 64, den Binärzähler 66, den Sägezahngenerator 60 und den Sendeverstärker 54 zurückstellt. Das System 28 befindet sich alsdann in einem Zustand, in dem nach Erzeugung des nächsten Sendeimpulses XMT seitens des Programmierers 48 und des nächsten Ultraschallimpulses seitens des Sendeverstärkers 54 der vorstehend beschriebene Arbeitszyklus wiederholt wird, so daß nach Eintreffen des nächsten Echoimpulses 63 der Stand des Zählers 64 wieder in das Register 68 eingetragen wird. Infolgedessen ändert sich die Zahl im Register 68 ständig in Abhängigkeit von Änderungen der Gegenstandsentfernung, u.zw. mit einer Geschwindigkeit, die von der Folgefrequenz der Sendeimpulse XMT abhängt.

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Zur Ermittlung der Ist-Position des Objektivs 18 dient ein Positionsdekoder 7O₁ der nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 "beschrieben wird, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Dekoders dargestellt ist. Gemäß Fig. 3 ist das von einer Fassung und einem Linsensystem 72 gebildete Objektiv 18 derart drehbar an einem mit Schraubgewinde versehenen und im Kameragehäuse 12 abgestützten Tragglied 74- montiert, daß eine Drehbewegung des Objektivs 18 eine Axialver-Schiebung desselben zur Folge hat. Die Gewindesteigung am Tragglied 74 ist so gewählt, daß eine Drehung von wesentlich weniger als 360° erforderlich ist, um das Objektiv 18 aus seiner extremen Naheinstellung in die Unendlichstellung zu verschieben. Zur Drehung des Objektivs 18 ist zwischen dem Antriebsmotor 78 und einer Zahnung am Umfang der Objektivfassung ein Getriebe-Vorgelege 76 angeordnet. Zwischen dem Antriebsmotor 78 und der Objektivfassung ist ferner eine (nicht dargestellte) Rutschkupplung vorgesehen, die einen Weiterlauf des Motors im Falle einer Hemmung der Objektivfassung durch Auflaufen derselben auf einen Anschlag an den beiden Enden seiner Axialbewegung ermöglicht. An der Fassung des Objektivs 18 ist eine flanschartige Kodierscheibe 80 vorgesehen, die mit dem Objektiv drehbar ist und Kodemarken 82 in Form von binär kodierten Schlitzen aufweist, welche die Scheibe 80 durchsetzen. Vorzugsweise sind die Marken 82 nach dem Gray-Kode kodiert; zur Vereinfachung der Beschreibung wird hier jedoch ein Standard-Binärkode mit drei Bits angenommen. Im Wirkungsbereich der Kodemarken 82 befinden sich drei Photozellen 84 und drei (nicht dargestellte) Lichtquellen. Der Lichtweg von einer Lichtquelle zur zugeordneten Photozelle wird durch die geschlitzte Kodierscheibe 80 während ihrer Drehung abwechselnd gesperrt und freigegeben. Das Aus-

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gangssignal jeder Photozelle enthält ein Informationsbit über die Winkellage und damit über die axiale Position des beweglichen Objektivs 18. Die Schlitze in der Scheibe 80 und ihre Beziehung zu den Photozellen 84 sind genauer in Pig. 4A dargestellt.

Fig. 4A zeigt in Ansicht die bewegliche Passung des Objektivs 18 und die mit je drei Bits binär kodierte Kodierscheibe 80, welche von dieser Fassung vorsteht, wobei erkennbar ist, daß die Kodemarken 82 acht Adreßorte oder diskrete Positionszonen des verstellbaren Objektivs festlegen. Diese acht Zonen sind mit A^. bis Ag bezeichnet,und ihnen sind die Binärzahlen 0 bis 7 zugeordnet. Es ist erkennbar, daß sich die Positionszonen A,. bis Ag über 160° der Drehung des beweglichen Objektivs 18 erstrecken. Dieser Winkelbereich gilt aber nur für das gezeigte Ausführungsbeispiel, weil auch Ausführungen bis zu 360° und anderseits mit weniger als 160° möglich sind.

Das Ausgangssignal des Objektivpositions-Dekoders 70 wird gemäß Fig. 2 einem Objektivpositions-Register 86 zugeführt und trägt somit in dieses eine die Ist-Position des Objektivs 18 angebende Zahl ein. Das Schieberegister 68 speichert, wie bereits erläutert worden ist, eine Zahl, welche die Soll-Position des Objektivs 18 angibt und sich in Abhängigkeit von Änderungen der Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes von der Kamera mit einer von der Folgefrequenz der Sendeimpulse abhängigen Geschwindigkeit ändert. Die die Ist-Position des Objektivs 18 angebende Zahl im Register 86 ändert sich in Abhängigkeit von Positionsänderungen des Objektivs 18 mit einer Geschwindigkeit, die von der Geschwindigkeit der Positionsänderungen des Objektivs abhängt. Die Änderungsgeschwindigkeit des Inhaltes des

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Registers 86 ist somit unabhängig von der Änderungsgeschwindigkeit, mit welcher der Inhalt des Registers 68 jeweils auf den neuesten Stand gebracht wird.

Sie Inhalte der Register 68 und 86 werden nun in einem Betrags-Komparator 88 miteinander verglichen, um so auf kontinuierlicher Basis zu ermitteln, welches Register jeweils die größere Zahl enthält. Da beide Registerzahlen den gleichen Bezugspunkt haben (die Soll-Position und die Ist-Position des Objektivs werden ja vom gleichen Bezugspunkt aus gemessen), stimmen die Inhalte der beiden Register überein, wenn die Ist-Position des Objektivs 18 gleich der Soll-Position ist. Wenn der Inhalt eines Registers den Inhalt des anderen übersteigt, so weicht die Ist-Position um einen der Zahlendifferenz entsprechenden Betrag von der Soll-Position ab, wobei der Richtungssinn dieser Abweichung davon abhängt, welches der beiden Register die größere Zahl enthält.

Der Komparator 88 hat zwei Ausgänge 92 bzw. 94·. An der Klemme 92 erscheint ein Vorwärts-Signal FWD nur dann, wenn die Zahl im ersten Register 68 größer als die Zahl im zweiten Register 86 ist. Wenn die Zahlen in den beiden Registern mit A urd B bezeichnet werden, erscheint also an der Klemme 92 ein Signal bei A> B. Umgekehrt erscheint ein Rückwärtssignal REV an der zweiten Klemme 94 nur dann, wenn die umgekehrte Beziehung besteht, also bei B>A.

Ähnlich wie im Betrags-Komparator 88 werden die Inhalte der Register 68 und 86 auch in einem Nachbarzonen-Sensor 96 kontinuierlich miteinander verglichen, um den Zeitpunkt festzustellen, in dem von den Photozellen 84 (Fig. 1 und 3) gerade die der gewünschten Positions-

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zone unmittelbar benachbarte Positionszone abgetastet wird. Die Vorwärts- und Rückwärts signale PWD und REV von den Ausgängen 92 bzw. °A des Betrags-Komparators 88 befähigen den Nachbarzonen-Sensor 96 festzustellen, welche der beiden Nachbarzonen der gewünschten Positionszonen jeweils von den Photozellen 84 abgetastet wird. Es sei beispielsweise Fig. 4B betrachtet, die eine Teilansicht von drei Positionszonen aus Fig. 4-A darstellt, und angenommen, daß die Zone Ac die gewünschte Zone ist, wobei dann die Zonen A^ und Ag jene beiden Zonen sind, welche der gewünschten Zone Ac unmittelbar benachbart sind. Zur Realisierung der Erfindung muß der Nachbarzonen-Sensor 96 wissen, welche dieser beiden möglichen Nachbarzonen der Ist-Position des Objektivs entspricht, und diese Information wird durch die Vorwärts— und Rückwärtssignale RST bzw. FWD an den Ausgängen 92 und 94· des Betrage— !Comparators 88 geliefert. Im Ausgang des Nachbarzonen-Sensors 96 erscheint dann ein Nachbarzonen-Signal 98 nur dann, wenn die Photοzellen 84 die vor der gewünschten Positionszone liegende Nachbarzone abtasten.

Im Betrieb gelangt das am Ausgang 92 des Betrags— Komparators 88 auftretende Vorwärtssignal FWD zu einem Eingang eines ODER-Tores 100 und zu einem Eingang eines UND-Tores 102. Wenn der Nachbarsonen-Sensor 96 kein Nachbarzonen-Signal am Ausgang 98 liefert, wird das UND-Tor 102 leitend und das Vorwärtssignal FWD wird der Vorwärtssteuerung 104 des Antriebsmotors 78 zugeführt, welche diesen Motor veranlaßt, das Objektiv 18 in Vorwärtsrichtung zur gewünschten Positionszone hin zu verstellen. Außer dem UND-Tor 102 wird durch das Vorwärtssignal FWD auch das ODER-Tor 100 leitend und das Ausgangssignal dieses ODER-Tores macht das UND-Tor

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106 leitend, wobei das erforderliche Signal am zweiten Eingang desselben vom Ausgang eines zu diesem Zeitpunkt leitenden NAND-Tores 108 geliefert wird. Durch das Leitendwerden des UND-Tores 106 wird ein Zeitgeberkondensator C über einen Widerstand R auf die Ausgangsspannung des UND-Tores 106 aufgeladen, wodurch einer der beiden Eingänge eines NAND-Tores 108 beaufschlagt wird. Wenn der Nachbarzonen-Sensor 96 die der Soll-Position benachbarte Positionszone abtastet und an seinen Ausgang 98 ein Nachbarzonen-Signal liefert, wirkt dieses Signal auf den zweiten Eingang des NAND-Tores 108 und bewirkt, daß dieses Tor nichtleitend wird und ein Sperrsignal an das UND-Tor 102 anlegt, wodurch das Vorwärtssignal FWD von der Vorwärtssteuerung 104 des Motors 78 und somit die dem Motor zugeführte Treiberleistung abgeschaltet werden, wobei sich jedoch das Objektiv 18 infolge seiner Massenträgheit noch etwas weiter zur gewünschten Positionszone hin bewegen kann. Das im Eingang des NAND-Tores 108 erscheinende Nachbarzonen-Signal macht das NAND-Tor 108 nichtleitend, wodurch auch das UND-Tor 106 nichtleitend wird, so daß die Spannung an seinem Ausgang absinkt und der Kondensator C sich entlädt. Hiedurch werden das NAND-Tor 108 und das UND-Tor 102 wieder leitend, so daß der Motor 78 über die Vorwärtsstellung 104 in dem gleichen Sinn wie vorher wieder eingeschaltet wird und das Objektiv 18 weiter in Richtung zur gewünschten Positionszone verstellt. Die Rückkopplung des Ausgangssignals des NAND-Tores 108 auf den Eingang des UND-Tores 106 hat zur Folge, daß am Kondensator C und an dem einen Eingang des NAND-Tores 108 eine Reihe von Spannungsimpulsen auftritt. Diese Spannungsimpulse bewirken ein abwechselndes öffnen und Schließen des NAND-Tores

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108, was ein entsprechendes öffnen und Schließen des UND-Tores 102 zur Folge hat. Dieses öffnen und Schließen des UND-Tores 102 "bewirkt, daß die Vorwärtssteuerung 104 den Motor 78 in Übereinstimmung mit den an das NAND-Tor 108/an das UND-Tor 102 angelegten Spannungsimpulsen in Vorwärtsrichtung impulsweise speist. Sobald die gewünschte Positionszone erreicht wird, verschwindet das Vorwärtssignal FWD im Ausgang 92 des Betrags-Komparators 88 und das UND-Tor 102 wird nichtleitend und beendet damit die impulsartige Speisung des Antriebsmotors 78. Die Eigenschaften der am Kondensator C auftretenden Spannungsimpulse hängen in erster Linie von der Dimensionierung des Widerstandes R und des Kondensators C ab.

Ein am Ausgang 94- des Betrags-Komparators 88 erscheinendes Rückwärtssignal REV wirkt auf einen Eingang des ODER-Tores 100 und auf einen Eingang eines UND-Tores 112. Wenn der Nachbarzonen-Sensor 96 an seinen Ausgang 98 kein Nachbarzonen-Signal liefert, sind das NAND-Tor 108 und in weiterer Folge das UND-Tor 112 leitend, so daß das Rückwärtssignal REV auf die Rückwärtssteuerung 114 wirkt und diese veranlaßt, den Motor 78 so anzutreiben, daß er das Objektiv 18 gegensinnig zu der im ersten Fall verfolgten Richtung zur gewünschten Positionszone hin verstellt. Das Rückwärtssignal REV macht über das ODER-Tor 100 auch das UND-Tor 106 leitend, weil am zweiten Eingang desselben ein Signal vom Ausgang des leitenden NAND-Tores 108 her wirksam ist. Bei leitendem UND-Tor 106 wird der Kondensator C auf die Ausgangsspannung desselben aufgeladen, so daß an einem der beiden Eingänge des NAND-Tores 108 ein Signal wirksam wird. Sobald der Nachbarzonen-Sensor 96 die der gewünschten

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Positionszone benachbarte Zone abtastet und daher am Ausgang 98 ein Nachbarzonen-Signal liefert, das auf den anderen Eingang des NAND-Tores 108 wirkt, wird dieses nichtleitend, weil der Kondensator C am ersterwähnten Eingang noch voll aufgeladen ist. Dadurch wird auch das UND-Tor 112 nichtleitend und das Rückwärt ssignal REV wird von der Rückwärtssteuerung 114 des Motors 78 abgeschaltet, so daß sich das Objektiv 18 nur noch infolge seiner Massenträgheit weiter in Richtung zur gewünschten Positionszone hin bewegen kann. Infolge des nichtleitenden Sustandes des NAND-Tores 108 wird auch das UND-Tor 106 nichtleitend und die Spannung am Kondensator C sinkt ab, wodurch das NAND-Tor und in weiterer Folge auch das UND-Tor 112 wieder leitend werden, so daß die Rückwärtssteuerung 114 den Motor 78 wieder einschaltet und der Motor das Objektiv 18 weiter in Richtung zur gewünschten Positionszone verstellt. Die Rückkopplung der Ausgangsspannung des NAND-Tores 108 auf den einen Eingang des UND-Tores 106 bewirkt wieder die Erzeugung einer Reihe von Spannungsimpulsen am Kondensator C und an dem einen Eingang des NAND-Tores 108, wodurch dieses Tor und das nachfolgende UND-Tor 112 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Das UND-Tor 112 bewirkt seinerseits ein abwechselndes Ein- und Ausschalten der Rückwärtssteuerung 114 des Motors 78, wodurch der Motor impulsmäßig in Rückwärtsrichtung gespeist wird. Sobald die gewünschte Positionszone erreicht wird, verschwindet das Rückwärtssignal REV am Ausgang 94 des Betrags-Komparators 88 und das UND-Tor 112 wird nichtleitend und beendet die impulsmäßige Speisung des Motors 78.

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Durch das Abtasten der Ankunft des verstellbaren Objektivs in der der gewünschten Positionszone vorhergehenden Nachbarzone, die Abschaltung der kontinuierlichen Speisung des Antriebsmotors für das Objektiv bei Erreichen dieser Nachbarzone und eine nachfolgende impulsmäßige Speisung, bis das Objektiv die gewünschte Positionszone erreicht, ist das erfindungsgemäße Scharfeinstellsystem befähigt, bei relativ großer Verstellgeschwindigkeit das Objektiv fortlaufend in ungefähr die gleiche Lage innerhalb jeder Positionszone einzustellen.

Dem Fachmann ist ohne weiteres erkennbar, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung noch verschiedene Abwandlungen zuläßt.

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Leerseite

Claims

POLAROID COBPOHATION in Cambridge (Massachusetts, USA) Patentansprüche:

1. Filmkamera mit automatischer Scharfeinstellung des

Objektivs, die einen Entfernungsmesser und eine Steuereinrichtung aufweist, welche das Objektiv in Abhängigkeit von der vom Entfernungsmesser ermittelten Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes von der Kamera verstellt, wobei die Steuereinrichtung einen auf Objektivverstellungen ansprechenden Signalgeber enthält, der unterscheidbare Signale liefert, um anzuzeigen, in welcher von mehreren aufeinanderfolgenden Positionszonen sich das Objektiv jeweils befindet, sowie eine Einrichtung zur Beendigung der Objektivverstellung innerhalb jener Positionszone, die auf Grund der Entfernungsmessung die gewünschte Scharfeinstellung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die

Einrichtung zur Beendigung der Objektivverstellung einen Signalgeber (68, 86, 96) zur Erzeugung eines Signals (an 98) aufweist, welches die der richtigen Positionszone (z.B. A^) unmittelbar vorangehende Positionszone (z.B. A^ oder Ag) bezeichnet, und daß

die Steuereinrichtung (28) so ausgebildet ist, daß sie nach Eintreffen des Nachbarzonen-Signals impulsmäßige Antriebskräfte für das Objektiv (18) erzeugt.

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2. Filmkamera nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den impulsmäßigen Antrieb maßgeblichen Teile (106, 108) der Steuereinrichtung einen Widerstand (R) und einen Kondensator (C) als impulsformendes Netzwerk enthalten, wobei der Ausgang dieses Netzwerkes auf den Eingang rückgekoppelt ist.

3· Filmkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle von der Steuereinrichtung erzeugten Antriebsimpulse untereinander gleiche Amplitude und Impulsbreite haben.

4. Filmkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Antriebsimpulsen gleich der Impulsbreite ist.

5· Filmkamera mit einem innerhalb eines vorgegebenen

Bereiches verstellbaren Objektiv, das eine Scharfeinstellung des Bildes von Gegenständen in einem vorgegebenen Entfernungsbereich ermöglicht, einer Einrichtung zur Erzeugung eines die Entfernung eines aufzunehmenden Gegenstandes anzeigenden Signals, einer Einrichtung zur Erzeugung von verschiedene Positionszonen, die insgesamt dem vorgegebenen Verstellbereich des Objektivs entsprechen, unterscheidbar bezeichnenden Signalen und einer Antriebseinrichtung für die Verstellung des Objektivs in beliebiger Richtung zu einer gewünschten Positionszone hin, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (86, 96) zur Erzeugung eines Signals vorgesehen ist, welches anzeigt, daß sich das Objektiv (18) in der der gewünschten Positionszone (z.B. A₁-) unmittelbar vorhergehenden Positionszone (z.B. A^) befindet, und daß eine auf dieses

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Nachbarzonen-Signal ansprechende Einrichtung (102, 112, 106, 110) vorgesehen ist, welche die Antriebseinrichtung (1O4, 114·, 78) für die Objektivverstellung von kontinuierlicher Speisung auf impulsmäßige Speisung umschaltet und diese fortsetzt, bis sich das Objektiv (18) innerhalb der gewünschten Positionszone (z.B. A₅) befindet.

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