DE3810228C2

DE3810228C2 -

Info

Publication number: DE3810228C2
Application number: DE3810228A
Authority: DE
Inventors: Noboru Suzuki; Shigeo Toji; Yukio Tokio/Tokyo Jp Uenaka
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1992-02-27
Also published as: US5005087A; US4876603A; DE3810228A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalprozessor für ein Auto fokus-Videosignal zur Scharfeinstellung einer Kamera gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Signalprozessor ist z. B. aus der DE-PS 31 31 053 bekannt.

Elektronisch gesteuerte Kameras, insbesondere fotografische Kameras, haben allgemein ein automatisch fokussierendes op tisches System, mit dem die Scharfeinstellung des aufzu nehmenden Objekts möglich ist. Fig. 18 zeigt schematisch die Anordnung eines solchen Autofokus-Systems. Darin sind ein Aufnahmeobjektiv 1, ein aufzunehmendes Objekt 2, eine Sichtfeldmaske 3, eine Kondensorlinse 4, eine Blendenmas ke 5, Teilungslinsen 6 und 7 als bildteilende Elemente und eine lichtempfindliche Anordnung 8 vorgesehen. Das Auto fokus-System ist insgesamt mit 9 bezeichnet.

In diesem System ist die Sichtfeldmaske 3 nahe einer film äquivalenten Ebene 10 angeordnet, die zu dem Objekt 2 über das Aufnahmeobjektiv 1 konjugiert ist. Auf der filmäquiva lenten Ebene 10 wird ein scharfes Bild 11 des Objekts 2 er zeugt, wenn das Aufnahmeobjektiv 1 scharf eingestellt ist. Die Kondensorlinse 4 und die Blendenmaske 5 teilen das Licht, welches durch das Aufnahmeobjektiv 1 fällt, in zwei separate Strahlen. Die Teilungslinsen 6 und 7 sind in einer optisch konjugierten Position zum Aufnahmeobjektiv 1 über die Kondensorlinse 4 angeordnet. Das in der filmäquivalen ten Ebene 10 erzeugte Objektbild 11 wird mit den Teilungs linsen 6 und 7 als Bilder 11′ in zwei Bereichen eines elek trische Ladungen ansammelnden Teils PD der lichtempfindli chen Anordnung 8 reproduziert.

Wenn der Abstand zwischen den scharf eingestellten repro duzierten Bildern 11′ die Länge l₀ hat, wie sie in Fig. 19a und 20 gezeigt ist, so ist der Abstand zwischen den Bildern kürzer als l₀, wenn das Aufnahmeobjektiv 1 von der Ebene 10 fokussiert, wie es in Fig. 19b gezeigt ist. Der Abstand zwi schen den reproduzierten Bildern ist jedoch länger als l₀, wenn das Aufnahmeobjektiv 1 hinter der Ebene 10 fokussiert ist. Da die Änderung des Abstandes zwischen den reprodu zierten Bildern proportional dem Betrag der Defokussierung des Aufnahmeobjektivs 1 ist, wird der Abstand gemessen, und die Daten werden in einer Zentraleinheit für die automati sche Fokussierung verarbeitet, so daß das Aufnahmeobjek tiv 1 abhängig von der Richtung und dem Betrag seiner De fokussierung bewegt werden kann, um es in die Fokussierungs position zu bringen.

Hierzu muß das Autofokus-Videosignal der lichtempfindlichen Anordnung 8 in vorbestimmter Weise verarbeitet werden. Elek tronisch gesteuerte Kameras enthalten einen hierzu geeigne ten Signalprozessor.

Der Signalprozessor für das Autofokus-Videosignal enthält folgende Komponenten: einen Fotosensor mit selbsttätiger Abtastung und einem Ladungen sammelnden Teil zur Ansammlung elektrischer Ladungen entsprechend der Leuchtdichte des Ob jekts, einen Überwachungssensor zur Sammlung elektrischer Ladungen, die den elektrischen Signalladungen entsprechen, welche auf dem genannten Teil des Fotosensors vorhanden sind, und einen Dunkelladungssensor zum Sammeln elektri scher Dunkelladung. Der selbsttätig abtastende Fotosensor gibt seine Signalladungen sequentiell als Autofokus-Video signal ab. Ferner ist eine Vergleichsschaltung vorgesehen, die einen Referenzwert durch Verschieben des Ausgangspegels des Dunkelladungssensors derart einstellt, daß das Poten tial der elektrischen Signalladungen des Fotosensors auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird. Die Vergleichs schaltung liefert ferner bei Umkehrung des Referenzwertes und des Ausgangspegels des Überwachungssensors ein Ausgangs signal, welches die Autofokus-Zentraleinheit zur Abgabe ei nes Befehls veranlaßt, durch den die auf dem genannten Teil des Fotosensors angesammelte Ladung abgegeben wird. Bei die sem Signalprozessor für das Autofokus-Videosignal wird der Abgabebefehl von der Autofokus-Zentraleinheit einer Treiber schaltung zugeführt, die die elektrischen Signalladungen des Fotosensors sequentiell als Autofokus-Videosignal einem Analog/Digital-Umsetzer zuführt.

Ein dunkles Objekt mit schwachem Kontrast erzeugt eine re lativ kleine Ladungsmenge in dem Ladungen ansammelnden Teil des Fotosensors und erzeugt dann auch ein Autofokus-Video signal mit dem schwachen Kontrast entsprechendem Pegelun terschied, der die Differenz zwischen einem Pegelwert bei hoher Leuchtdichte und einem Pegelwert bei geringer Leucht dichte ist. Dieser Pegelunterschied ist dann relativ klein. Es besteht also der Nachteil, daß die Autofokus-Zentralein heit unter Nutzung des Autofokus-Videosignals eines Objekts mit schwachem Kontrast keine richtigen Entfernungsdaten er zeugen kann, da das Wiederholungsmuster eines solchen Auto fokus-Videosignals schwach ist.

Ein helles Objekt mit schwachem Kontrast wird gleichfalls ein schwaches Wiederholungsmuster erzeugen. Da der Pegel des Autofokus- Videosignals allgemein abgesenkt ist, kann das helle Auto fokus-Videosignal mit schwachem Kontrast bei Verstärkung die Grenze für den Arbeitsbereich überschreiten, jenseits der ein richtiger Verfahrensablauf nicht mehr gewährleistet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Signalprozessor anzugeben, der Autofokus-Videosignale so verarbeitet, daß eine genaue Scharfeinstellung der Kamera auch auf Objekte mit schwachem Kontrast gewährleistet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Signalprozessor nach der Erfindung hat den Vorteil, daß ein Autofokus-Videosignal abhängig von der Helligkeit und dem Kontrast des Objekts so bearbeitet werden kann, daß sich Signalgrößen ergeben, die zu fehlerfreien Fokussierungsdaten führen. Wenn der Signalprozessor in eine komplizierte, elektronisch gesteuerte Multifunktionskamera eingebaut wird, so erleichtert er deren Konstruktion und kompakte Ausführung.

Der dem schwachen Kontrast entsprechende Pegelunterschied, nämlich die Differenz des der hohen Leuchtdichte entsprechenden Pegels und des der geringen Leuchtdichte entsprechenden Pegels des Autofokus-Videosignals, die durch das Objekt mit schwachem Kontrast verursacht wird, wird in einen Wertebereich verlagert, der einem starken Kontrast entspricht, in dem dann die Differenz des einer hohen Leuchtdichte entsprechenden Pegelwertes und des einer geringen Leuchtdichte entsprechenden Pegelwertes eines Autofokus-Videosignals eines Objekts mit starkem Kontrast maßgebend ist.

Bei einer Verstärkung und Pegelverlagerung des Autofokus-Videosignals kann eine Änderung von einem Objekt schwachen Kontrastes zu einem Objekt starken Kontrastes möglicherweise zu einem Autofokus-Videosignal führen, das nach der Verstärkungsregelung und der Pegelverlagerung den vorgegebenen Arbeitsbereich überschreitet. Ein solches Autofokus-Videosignal kann den Analog/Digital-Umsetzer sättigen und dadurch zu Verzerrungen führen. Dies vermeidet die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 bzw. 3.

Ein Autofokus-Videosignal hat auch einen Offset gegenüber dem Referenzpegel des Analog/Digital-Umsetzers. Dieser Off set hängt von den Schaltungseigenschaften ab. Er führt zu dem Problem, daß das Autofokus-Videosignal nicht richtig in die digitale Form umgesetzt werden kann, wenn der Offset zuvor nicht kompensiert wird. Eine Offsetkompensation ist bei der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Ausführungsbei spiels eines Signalprozessors,

Fig. 2 die Schaltungsausführung des Signalprozessors,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Fotosensors,

Fig. 4 ein Ausgangs-Zeitdiagramm des Autofokus-Video signals des Fotosensors,

Fig. 5 den Zusammenhang zwischen der Ladungssammel zeit und dem Autofokus-Videosignal des Foto sensors,

Fig. 6 das Autofokus-Videosignal vor der Offsetkom pensation,

Fig. 7 das Autofokus-Videosignal nach der Offsetkom pensation,

Fig. 8 den Zusammenhang zwischen der Ladungssammel zeit und dem Autofokus-Videosignal für ein dunkles Objekt,

Fig. 9 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Autofo kus-Zentraleinheit für ein dunkles Objekt,

Fig. 10 eine Darstellung der Verstärkungsregelung für ein dunkles Objekt,

Fig. 11 das Autofokus-Videosignal für ein dunkles Ob jekt mit schwachem Kontrast,

Fig. 12 das Autofokus-Videosignal nach Fig. 11 bei höherer Verstärkung,

Fig. 13 das Autofokus-Videosignal für ein helles Ob jekt mit schwachem Kontrast,

Fig. 14 ein Diagramm zur Erläuterung des Nachteils einer höheren Verstärkung des Autofokus-Video signals nach Fig. 13,

Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung des Autofokus- Videosignals nach Fig. 14 nach der Pegelver lagerung,

Fig. 16 das verlagerte Autofokus-Videosignal nach Fig. 15 bei höherer Verstärkung,

Fig. 17 den Vorgang einer Verstärkungsschaltung,

Fig. 18 eine schematische Darstellung eines Autofokus- Systems und

Fig. 19 und 20 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Auswertung eines Fokussierungszustandes mit einem Autofokus-System.

Fig. 1 zeigt eine Blockdarstellung des Signalprozessors, Fig. 2 die Schaltungsausführung und Fig. 3 schematisch einen selbsttätig abtastenden Fotosensor in dem Signalprozessor. In Fig. 3 ist ein Fotosensor, ein sogenanntes CCD-Element (charge coupled device) dargestellt. Dieser Fotosensor 20 hat einen elektrische Ladungen sammelnden Teil PD zum Sam meln signalabhängiger elektrischer Ladungen, eine CCD-An ordnung zur Übertragung der elektrischen Ladungen, ein Über tragungstor TG, einen Drainteil 21, drei Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ zum Sammeln elektrischer Ladungen, die den elektrischen Ladungen entsprechen, welche in dem Teil PD gesammelt sind, und einen Dunkelladungssensor DM₁′ zum Sam meln elektrischer Dunkelladungen. Der Dunkelladungssensor DM₁′ ist mit einem Aluminiumfilm 22 beschichtet.

Der Fotosensor 20 beginnt das Sammeln signalabhängiger elektrischer Ladungen bei Empfang eines Treiber-Befehls signals Φ_int von einer CCD-Treiberschaltung 20′, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Elektrische Ladungen, die in dem Ladungen sammelnden Teil PD, den Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ und in dem Dunkelladungssensor DM₁′ gesammelt sind, werden über den Drainteil 21 nach Erde abgeleitet, bis das Treiber-Befehlssignal Φ_int empfangen wird.

Der Fotosensor 20 beginnt die Übertragung signalabhängiger elektrischer Ladungen abhängig von Treiber-Befehlssignalen Φ_AD, wodurch das Autofokus-Videosignal bitweise nacheinan der wie in Fig. 4 gezeigt übertragen wird. Das Treiber- Befehlssignal Φ_AD wird abhängig von der Ausgabe eines Über tragungstorsignals Φ_T ausgegeben. Die zeitliche Steuerung der Ausgabe dieses Übertragungstorsignals Φ_T wird später erläutert. Die vorstehend erläuterte Anordnung des CCD-Foto sensors ist bereits bekannt.

Die Ausgangssignale M₁, M₂ und M₃ der Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ werden Vergleichern 23, 24 und 25 zugeführt. Das Ausgangssignal DM₁ des Dunkelladungssensors DM₁′ wird einem Eingang eines Subtrahierers 27 über ein Abfrage-Spei cherglied 26 zugeführt. Eine Referenzspannung V 1 von bei spielsweise 4 Volt wird dem zweiten Eingang des Subtrahie rers 27 über eine Referenzspannungs-Einstellschaltung 28 zugeführt, die in Fig. 2 gezeigt ist. Diese Schaltung ent hält eine Zenerdiode ZD und einen rückgekoppelten Verstär ker 29, dessen einem Eingang die Versorgungsspannung von 12 Volt über einen Widerstand zugeführt wird.

Dem einen Eingang des Subtrahierers 27 wird auch eine Schiebespannung zugeführt. Diese wird von einem Digital/ Analog-Umsetzer 30 geliefert. Dieser enthält an seinen Ein gängen DA 5 bis DA 0 ein Datensignal mit 6 Bit Länge. Der Um setzer liefert eine Schiebespannung mit dem Referenzwert V 1 von beispielsweise 4 Volt an seinem Ausgang VO, wenn das Datensignal den Wert 111 111 hat. Die Schiebespannung be trägt 3,972 Volt, wenn das Datensignal den Wert 111 110 hat. Auf diese Weise kann die Ausgangsspannung DM₁ schrittweise mit Intervallen von 28 Millivolt geschoben werden abhängig von der Kombination der Werte 0 und 1 des Datensignals von 6 Bit Länge. Die Spannung des Ausgangssignals DM₁ ist ein später zu beschreibender Referenzwert.

Das Abfrage-Speicherglied 26 enthält einen Schalter 31, einen Kondensator 32 und eine rückgekoppelte Schaltung 33. Der Schalter 31 wird geschlossen bei Empfang eines Signals DMS, und das Abfrage-Speicherglied 26 speichert den Span nungspegel des Ausgangssignals DM₁ des Dunkelladungssensors DM₁′, wenn das Signal DMS empfangen wird. Das Signal DMS wird von der Autofokus-Zentraleinheit zu einer vorbe stimmten Zeit nach Beginn der Sammlung elektrischer Ladun gen erzeugt. Der Grund für die Speicherung des Ausgangs signals DM₁ wird später genannt.

Die Vergleicher 23, 24 und 25, der Subtrahierer 27 und der Digital/Analog-Umsetzer 30 bilden eine Vergleichsschaltung, die den Bezugspegel durch Schieben des Ausgangspegels des Dunkelladungssensors DM₁′ so einstellt, daß das Potential der in dem Ladungen sammelnden Teil PD gesammelten Ladung einen vorbestimmten Pegel erreichen kann. Die Vergleichs schaltung erzeugt bei Umkehrung des Referenzpegels und der Ausgangspegel der Belichtungsmonitoren M₁′, M₂′ und M₃′ ein Ausgangssignal, durch das die Autofokus-Zentraleinheit einen Übertragungsbefehl abgibt, der wiederum die Abgabe der in dem Teil PD gesammelten elektrischen Ladungen be wirkt. Die Funktion dieser Vergleichsschaltung wird im fol genden an Hand der Fig. 5 beschrieben.

Das Autofokus-Videosignal wird dem Analog/Digital-Umset zer 34 (Fig. 1) zur Umsetzung zugeführt und gelangt dann zur Autofokus-Zentraleinheit. Der Analog/Digital-Umsetzer 34 hat einen Arbeitsbereich, der durch einen Referenzpegel und durch einen Grenzpegel bestimmt ist. Ein Autofokus-Video signal, das die Grenzwerte überschreitet, kann den Ana log/Digital-Umsetzer sättigen und dadurch verzerrt werden. Außerdem ist es unmöglich, richtige Daten des Objektab standes zu erhalten, wenn ein Autofokus-Videosignal ohne weitere Bearbeitung benutzt wird, das von einem Objekt schwa cher Kontraste erzeugt wird. Vorzugsweise wird daher ein Autofokus-Videosignal benutzt, dessen Pegel in möglichst wei ten Grenzen innerhalb des vorgegebenen Arbeitsbereichs ver änderlich ist.

Wenn die Oberfläche des Fotosensors 20 Licht in gleichmäßi ger Verteilung empfängt, so leiten die Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′, der Dunkelladungssensor DM₁′ und der die elektrischen Ladungen sammelnde Teil PD das Sammeln elek trischer Ladungen zu dem Zeitpunkt ein, wenn das Treiber- Befehlssignal Φ_int empfangen wird.

Die Spannungspegel der Ausgangssignale der Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ fallen mit der Zeit ab. Entsprechend diesem Vorgang fällt auch der Spannungspegel der in dem Teil PD angesammelten elektrischen Ladungen ab. Der Dunkel ladungssensor DM₁′ empfängt kein Licht, jedoch wird mit der Zeit Dunkelladung angesammelt, so daß der Spannungspegel ADL des Ausgangssignals DM₁ gleichfalls abfällt. Der Spannungs pegel ADL des Ausgangssignals DM₁ wird um einen vorbestimm ten Betrag nach unten verschoben. Da die Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ Licht empfangen, fällt der Spannungs pegel A der Ausgangssignale M₁, M₂ und M₃ schneller ab als der Referenzpegel ADL′, der der verlagerte Pegel des Aus gangssignals DM₁ ist.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel der verlagerte Spannungs pegel ADL′ abgefragt und gespeichert wird, wenn das entspre chende Signal DMS erzeugt wird, ist der verlagerte Span nungspegel ADL′ nach dem Abfrage-Speichervorgang konstant. Nach einer bestimmten Zeit werden der Spannungspegel A und der konstante Pegel ADL′′ umgekehrt und gemeinsam transpo niert. Der Grund für den Abfrage-Speichervorgang des Aus gangssignals DM₁ besteht darin, daß ohne ihn die Umkehrung des Spannungspegels des Referenzpegels und der Ausgangssi gnale M₁, M₂ und M₃ manchmal nicht eintritt, wenn Dunkella dung bei einem Temperaturanstieg schnell angesammelt wird, weil dann ein schneller Abfall des Spannungspegels des Aus gangssignals DM₁ eintritt.

Bei Umkehrung des Referenzpegels ADL′′ und des Spannungspe gels A werden die Ausgangssignale der Vergleicher 23, 24 und 25 umgekehrt und die umgekehrten Signale M 10, M 20 und M 30 der Autofokus-Zentraleinheit zugeführt. Abhängig von diesen umgekehrten Signalen M 10, M 20 und M 30 erzeugt die Autofokus-Zentraleinheit ein Übertragungstorsignal Φ_t, das in Fig. 4 gezeigt ist. Danach erzeugt die CCD-Treiberschal tung 20′ ein Treiber-Befehlssignal Φ_AD abhängig von der Ausgabe des Übertragungstorsignals Φ_t nach Fig. 4, und das Autofokus-Videosignal wird von dem Fotosensor 20 erzeugt.

Die Zeit von der Erzeugung des Treiber-Befehlssignals Φ_int bis zur Erzeugung des Übertragungstorsignals Φ_t ist die Ladungssammelzeit T, während der signalabhängige elektri sche Ladungen in dem Teil PD des Fotosensors 20 gesammelt werden können. Die Ladungssammelzeit T ist bei hellen Ob jekt relativ kurz, da der Spannungspegel der Ausgangssigna le M₁, M₂ und M₃ schnell abfällt, wie es durch die Refe renzmarke A′ gezeigt ist (Fig. 5). Bei dunklem Objekt fällt der Spannungspegel der Ausgangssignale M₁, M₂ und M₃ lang sam, und die Ladungssammelzeit T ist relativ lang. Ein vor bestimmtes Autofokus-Videosignal kann unabhängig von der Helligkeit des Objekts erzielt werden. Der auf der rechten Seite der Fig. 5 gezeigte Signalverlauf ist eine schema tische Darstellung eines solchen Autofokus-Videosignals. Ist das Objekt zu dunkel, so wird das Übertragungstorsi gnal Φ_t manchmal unabhängig von der Länge der Ladungssammel zeit T nicht erzeugt. Die Autofokus-Zentraleinheit ist des halb zur Erzeugung des Übertragungstorsignals Φ_t programmiert, wenn eine maximale Ladungssammelzeit T_max vergangen ist. Dies wird später erläutert.

Das Autofokus-Videosignal wird einem Dunkelladungs-Abfrage- Speicherglied 35 und einer automatischen Verstärkungsregel schaltung 37 zugeführt. Die automatische Verstärkungsregel schaltung 37 enthält einen Vergleicher 38 und einen Signal verstärker 39. Das Dunkelladungs-Abfrage-Speicherglied 35 enthält einen Schalter 40, einen Kondensator 41 und eine rückgekoppelte Schaltung 42. Der Schalter 40 wird geschlos sen bei Empfang des Dunkelladungs-Abfrage-Speichersignals DSH, um den Dunkelpegel des Autofokus-Videosignals abzufra gen und zu halten.

Das Autofokus-Videosignal wird hinsichtlich eines Offset korrigiert, bevor es der automatischen Verstärkungsregel schaltung 37 zugeführt wird. Das nicht korrigierte Autofo kus-Videosignal hat vor seiner Zuführung zum Analog/Digital- Umsetzer einen Offset ΔV durch Schaltungseigenschaften des Dunkelladungs-Abfrage-Speichergliedes 35 und der Verstär kungsregelschaltung 37, wie in Fig. 6 dargestellt. Um den Offset ΔV zu beseitigen, wird zuvor ein Datensignal, das den Dunkelpegel dem Prozeßreferenzpegel angleicht, dem Di gital/Analog-Umsetzer 30 über die Eingänge DA 0 bis DA 5 über den Umsetzer 30 und eine Pegelschiebeschaltung 43 zugeführt. Ferner wird das Autofokus-Videosignal geprüft, um festzu stellen, ob sein Dunkelpegel dem Prozeßbezugspegel (Null pegel) gleich ist, bevor es dem Analog/Digital-Umsetzer 34 zugeführt wird. Wenn der Dunkelpegel gleich dem Prozeßbe zugspegel ist, werden die Eingabedaten in einen elektronisch löschbaren, programmierbaren Lesespeicher (EEPROM) 44 ge speichert. Wenn der Dunkelpegel dem Prozeßbezugspegel nicht gleich ist, so werden die Eingangsdaten erhöht oder vermin dert, so daß der Dunkelpegel dem Prozeßbezugspegel gleich wird, und diese Daten werden dann in dem EEPROM 44 gespei chert, wenn Gleichheit erreicht ist. Somit wird nach dieser Offsetkompensation das Autofokus-Videosignal dem Analog-Di gital-Umsetzer 34 zugeführt, so daß der Umsetzer 30 und die Pegelschiebeschaltung 43 als Offsetkompensationsschaltung arbeiten, die das Autofokus-Videosignal des Fotosensors 20 auf den Prozeßbezugspegel einstellt. Deshalb wird der Di gital/Analog-Umsetzer zum Schieben des Bezugspegels der Vergleichsschaltung und zur Offsetkompensation genutzt.

Die Pegelschiebeschaltung 43 enthält eine Schaltung 44 zur schrittweisen Änderung des Schiebewertes. Diese Schaltung 44 enthält Schalter 45 und 46 und Widerstände und kann den Schieberwert in vier Schritten ändern, abhängig von der Kombination der Daten, die den Anschlüssen DAS 1 und DAS 2 zugeführt werden. Die Funktion der Schaltung 44 wird spä ter beschrieben. Zunächst wird die automatische Verstär kungsregelschaltung 37 erläutert.

Diese Schaltung 37 hat Anschlüsse GA 4, GA 8 und GA 16, mit diesen Anschlüssen verbundene Schalter und Widerstände und kann die Schalter 48 und 49 abhängig von Eingangsdaten an den Anschlüssen GA 4, GA 8 und GA 16 öffnen und schließen, wo durch ein oder mehrere gewählte Widerstände kurzgeschlos sen werden und der Verstärkungsfaktor geändert wird. Die Funktion der automatischen Verstärkungsregelschaltung 37 wird im folgenden an Hand der Fig. 8 bis 12 erläutert.

Wenn das Objekt dunkel ist, so fallen die Spannungspegel der Ausgangssignale der Überwachungssensoren M₁′, M₂′ und M₃′ allmählich ab, wie in Fig. 8 gezeigt, jedoch können sie nicht den Prozeßgrenzwert innerhalb der maximalen Ladungs sammelzeit T_max erreichen. Wird das Autofokus-Videosignal unter diesen Umständen ohne weitere Bearbeitung abgegeben, so hat es einen geringen, einem schwachen Kontrast ent sprechenden Pegelunterschied, der der Differenz des einer geringen Leuchtdichte und des einer hohen Leuchtdichte ent sprechenden Pegels entspricht, wie in Fig. 11 gezeigt. Wenn dieses Autofokus-Videosignal dem Analog/Digital-Umsetzer 34 ohne weitere Bearbeitung zugeführt wird, so führt es zu entsprechend schwachen Scharfeinstellungsdaten, wodurch ein relativ großer Fehler der Scharfeinstellung verursacht wird.

Deshalb bestimmt die Autofokus-Zentraleinheit, ob die maxi male Ladungssammelzeit T_max abgelaufen ist, wie in Fig. 9 gezeigt (Schritt S 1).

Dann wird der Bezugspegel des Dunkelladungssensors DM₁′ auf AGC₀/2 durch den Digital/Analog-Umsetzer 30 verschoben (Schritt S 2).

Dann wird das Auftreten des Treiber-Befehlssignals Φ_AD er wartet (Schritt S 3).

Wenn die Ausgangssignals M₁, M₂ und M₃ sich ändern, wie Fig. 8 als durchgezogene Linie zeigt, so werden ihre Pegel relativ zum Referenzpegel AGC₀/2 umgekehrt, und deshalb wird das Übertragungstorsignal Φ_t in dem Moment erzeugt, wenn der Bezugspegel auf AGC₀/2 geschoben wird, und dadurch wird das Befehlssignal Φ_AD erzeugt.

Der Verlauf des Autofokus-Videosignals, der dann von dem Fotosensor 20 erzeugt wird, ist in Fig. 8 gezeigt. Dieses Signal liegt zwischen 50 und 100% des geeigneten Prozeß bereichs.

Wenn die Amplitude dieses Autofokus-Videosignals verdoppelt wird, so übersteigt es den Grenzwert des Prozeßbereichs. Ein derart starkes Autofokus-Videosignal wird bei Weiter leitung zum Analog/Digital-Umsetzer Verzerrungen verursa chen. Deshalb wird die Verstärkung für den Referenzpegel AGC₀/2 auf den Wert 1 eingestellt.

Wenn die Ausgangssignale M₁, M₂ und M₃ sich so ändern, wie es durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, so wird das Treiber-Befehlssignal Φ_AD nicht erzeugt, auch wenn der Referenzpegel auf AGC₀/2 geschoben wird. Somit wird ent schieden, ob das Treiber-Befehlssignal Φ_AD erzeugt wurde (Schritt S 4). Ist dies nicht der Fall, so wird der Refe renzpegel auf AGC₀/4 geschoben (Schritt S 5). In diesem Fall liegt das Autofokus-Videosignal zwischen 0 und 50% des geeigneten Prozeßbereichs.

Wenn die Ausgangssignale M₁, M₂ und M₃ die Änderung gemäß der gestrichelten Linie erfahren, so wird das Treiber-Be fehlssignal Φ_AD erzeugt. Die Verstärkung wird auf den Wert 1 eingestellt, nachdem die Schritte S 6 und S 7 durchgeführt wurden. Die Information für diese Einstellung wird der auto matischen Verstärkungsregelschaltung 37 über die Anschlüsse GA 4 bis GA 16 zugeführt.

Ist das Objekt noch dunkler, so wird das Signal Φ_AD nicht erzeugt, unabhängig von der Einstellung des Referenzpegels auf AGC₀/4. In diesem Fall wird der Schritt S 8 durchgeführt, um das Übertragungstorsignal Φ_t zu erzeugen, und es wird das Auftreten des Signals Φ_AD erwartet (Schritte S 9 und S 10).

Der Zusammenhang zwischen der Verschiebung des Bezugspegels und der Verstärkung ist in Fig. 10 dargestellt. Diese Ver stärkungseinstellung gewährleistet, daß im wesentlichen gleichartige Autofokus-Videosignale unabhängig davon erhal ten werden, ob das Objekt hell oder dunkel ist, und ein typisches Autofokus-Videosignal gemäß Fig. 11 wird zu einem Signalverlauf verstärkt, der in Fig. 12 gezeigt ist.

Als nächstes wird die Funktion der Schaltung 44 zur Ein stellung des Schiebewertes an Hand der Fig. 13 bis 16 er läutert.

Bei einem hellen, jedoch kontrastschwachen Objekt wird der allgemeine Pegel des Autofokus-Videosignals gemäß Fig. 13 abgesenkt. Wenn die Verstärkung des Autofokus-Videosignals bei diesem abgesenkten Pegel erhöht wird, so überschreitet der untere Grenzwert des Signals den Prozeßgrenzwert, wo durch der erhaltene Signalverlauf gemäß Fig. 14 verzerrt wird.

Im Falle eines hellen, jedoch kontrastschwachen Objekts wird deshalb die Schaltung 44 den Pegelschiebewert für das Autofokus-Videosignal so verstellen, daß das Signal den Pro zeßgrenzwert (Nullpegel) nach Fig. 15 erreicht, und danach wird die Verstärkung angehoben und so eingestellt, daß das Autofokus-Videosignal innerhalb des geeigneten Prozeßbe reichs liegt, wie in Fig. 16 gezeigt.

Wenn der allgemeine Pegel des Autofokus-Videosignals zum Prozeßbezugspegel hin verschoben und dann die Verstärkung eingestellt wird, so wird das Autofokus-Videosignal auto matisch eingestellt und dann dem Analog/Digital-Umsetzer 34 zugeführt. Es kann dann bei einer Umschaltung von einem kontrastschwachen zu einem kontraststarken Objekt den ge eigneten Prozeßbereich überschreiten. Um dies zu vermei den, wird geprüft, ob der Prozeßbezugswert des Analog/Digi tal-Umsetzers 34 über m Bits liegt oder der Prozeßgrenzwert über n Bits liegt, wie Fig. 17 zeigt. Abhängig von dem Er gebnis wird dann die automatische Verstärkungsregelung vorübergehend gesperrt.

Hierzu wird ein 8 Bit-Analog/Digital-Umsetzer 34 verwendet, so daß die Bedingung m, n 8 besteht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Autofokus-Videosignal verstärkt, um es anzupassen, wenn es von einem hellen, jedoch kontrastschwachen Objekt oder von einem dunklen und kontrastschwachen Objekt erzeugt wird. Wenn das Autofokus-Videosignal bei dem vorstehend beschrie benen Ausführungsbeispiel Stör- bzw. Rauschkomponenten vor der Verstärkung enthält, so werden diese gleichfalls ver stärkt. Da in elektronisch gesteuerten Kameras verschiede ne Steuerfunktionen verwirklicht sind, können solche Kompo nenten Fehlfunktionen hervorrufen. Deshalb sollten sie vor zugsweise nicht verstärkt werden.

Bei einem dunklen und kontrastschwachen Objekt fällt der Ausgangspegel der Überwachungssensoren M₁′, M₂′, M₃′ langsam ab, so daß die Ladungssammelzeit, die durch die Umkehr der Ausgangspegel der Überwachungssensoren M₁′, M₂′, M₃′ und den Bezugspegel bestimmt ist, der sich durch Schieben des Aus gangspegels des Dunkelladungssensors DM₁′ ergibt, länger wird, als diejenige bei hellem, jedoch kontrastschwachem Objekt, und den Maximalwert T_max erreicht. Im Falle eines dunklen und kontrastschwachen Objekts muß deshalb ein ge eignetes Autofokus-Videosignal durch Verstärken bereitge stellt werden, so daß in diesem Fall auch die Störkomponen ten verstärkt werden. Im Gegensatz dazu ist bei einem hel len, jedoch kontrastschwachen Objekt die Ladungssammelzeit wesentlich kürzer als die maximale Ladungssammelzeit T_max, so daß sie verlängert werden kann. Bei einem hellen, jedoch kontrastschwachen Objekt wird daher der Bezugspegel durch Schieben des Ausgangspegels des Dunkelladungssensors DM₁′ ohne Verstärkung eingestellt, so daß die Ladungssammelzeit verlängert wird. Dadurch ergibt sich ein Autofokus-Video signal, dessen Kontrast gleich demjenigen eines Signals ist, das sich durch Verstärkung ergibt. Das durch Verlängerung der Ladungssammelzeit erhaltene Autofokus-Videosignal wird keine verstärkten Störkomponenten enthalten. Für ein helles, jedoch kontrastschwaches Objekt nach Fig. 13 wird die Inte grationszeit beispielsweise verdoppelt anstelle einer ent sprechenden Verstärkungserhöhung. Dies ergibt ein Signal, das dem in Fig. 14 gezeigten gleich ist. Sollte dieses Si gnal Störkomponenten enthalten, so ist deren Betrag nur halb so groß wie bei einem Autofokus-Videosignal nach Ver stärkung. Da aber der hohe Signalpegel den Prozeßgrenzwert überschreitet, tritt eine Verzerrung ein. Dann kann durch Pegelverschiebung ein unverzerrtes Autofokus-Videosignal nach Fig. 16 erhalten werden, das im wesentlichen gleich einem Autofokus-Videosignal ist, welches durch Verstärkung mit dem Faktor 2 und Pegelschiebung erzielt wird.

Um die Ladungssammelzeit in vorstehend beschriebener Weise zu verlängern, wird zunächst bei dem in Fig. 9 gezeigten Schritt S 1 bestimmt, ob die maximale Ladungssammelzeit T_max abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, wird bestimmt, ob das Signal Φ_AD erzeugt wurde. Ist dies der Fall, so wird der Bezugspegel auf 2 AGC₀ geändert (dies entspricht dem doppelten Anfangs-Bezugspegel), um die Ladungssammelzeit zu verdoppeln, und es wird das Auftreten des Signals Φ_AD erwartet.

In Fig. 2 sind Schalter 50 und 51 dargestellt, die durch Anlegen der Bezugsspannung leitend gesteuert werden. Ein Schalter 53 wird über einen Anschluß TES 1 gesperrt, und ein Schalter 54 wird über den Anschluß TES 1 leitend ge steuert. Ferner sind in Fig. 2 Widerstandswerte R₁, R₂, R₃ und R₄ dargestellt, denen Multiplikationsfaktoren vorange stellt sind.

Claims

1. Signalprozessor für ein Autofokus-Videosignal zur Scharfeinstellung einer Kamera mit einem das Videosignal in analoger Form aus gespeicherten Signalladungen sequentiell abgebenden Fotosensor, einem Videosignalverstärker und einer digitalen Signalauswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pegeländerungsschaltung (43) den Gesamtpegel des Videosignals in einen für die digitale Signalauswertung vorgegebenen Arbeitsbereich verlegt und daß eine abhängig vom Objektkontrast gesteuerte automatische Verstärkungsregelung (37) die Verstärkung eines kontrastschwachen Videosignals so einstellt, daß es die Amplitude eines kontraststarken Videosignals erhält.

2. Signalprozessor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die automatische Verstärkungsregelschaltung (37) bei Übergang von einem kontrastschwachen auf ein kontraststarkes Videosignal vorübergehend gesperrt wird.

3. Signalprozessor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der automatischen Verstärkungsregelschaltung (37) abhängig von einem Überschreiten des Arbeitsbereichs eines ihr nachgeschalteten Analog/Digital-Umsetzers (34) durch das Videosignal erfolgt.

4. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der digitalen Signalauswertung eine Offsetkompensation durchgeführt wird.

5. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der automatischen Verstärkungsregelung (37) entsprechend der jeweiligen Pegeländerung erfolgt.