DE3885821T2 - Gerät zur Unterdrückung optischer Frequenzen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterdrückung optischer Frequenzen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
• In Autofokussystemen, wie sie beispielsweise in der US-A-4,185,191 beschrieben sind, wird ein Problem angetroffen, wenn die betrachtete Szene hohe Ortsfrequenzen aufweist. Insbesondere wenn Frequenzen oberhalb der Nyquist- Frequenz auf den Elementarlinsen des Autofokussystems abgebildet werden, wird die Anzahl der Datenpunkte geringer als 2 bei jedem Zyklus mit der Folge, daß die aus den Abtastungen erhaltene Information ungenau wird und die durch die Abtastungen erzeugte Frequenz fehlerhaft wird. Die Phase des Signales aus der Abtastung kehrt sich um, wenn die Ortsfrequenz zwischen der Nyquist-Frequenz und dem Zweifachen der Nyquist-Frequenz liegt. Demgemäß ist die Information in solchen hohen Ortsfrequenzen nicht nützlich für das Autofokussystem und kann unerwünschte Fehler erzeugen.
• Gegenwärtig sind keine optischen Filter erhältlich, die Frequenzen oberhalb der Nyquist-Frequenz unterdrücken und demgemäß sind andere Lösungen für die Unterdrückung solcher Frequenzen vorgeschlagen worden. In der US-A-4 460 260 wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der mehrere Reihen von Elementarlinsen gegenseitig zueinander parallel angeordnet sind und bei der die Ausgänge der Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen von einer Reihe zu denen der nächsten Reihe summiert werden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Die Elementarlinsen sind gestaffelt oder in einer solchen Weise angeordnet, daß Information mit hoher Frequenz den Elementarlinsen über verschiedenen Teilen der Oberfläche von einer Reihe zu der anderen dargeboten wird. Somit ist der Einfluß der hochfrequenten Szene auf die Elementarlinsen von einer parallelen Reihe zu der nächsten verschieden und das summierte Ausgangssignal der Detektoren antwortet auf diese höheren Frequenzen nicht im gleichen Ausmaß wie auf die niederen Frequenzen. Demgemäß bewirkt der Versatz der Bilder eine Unterdrückung der höheren Frequenzen in einer gewünschten Weise.
• Die bei der Lösung gemäß der US-A-4 460 260 angetroffene Schwierigkeit besteht in dem Erfordernis nach mehreren Reihen von Elementarlinsen, die genau parallel beabstandet sind und deren Detektorausgänge miteinander verbunden werden müssen. Die Elementarlinsen/Detektorkombinationen sind schwierig herzustellen und das Erfordernis nach drei oder mehr parallelen Reihen solcher Kombinationen ist extrem schwierig zu erfüllen.
• Die US-A-4 561 749 offenbart in Fig. 7 Mittel zur Unterteilung der Strahlung, die von der Objektivlinse empfangen wird in zwei Strahlungswege, so daß zwei Bilder eines Objektes auf zwei photoelektrischen Elementanordnungen gebildet werden. Die gebildeten Bilder überlappen jedoch nicht in der Ebene jener photoelektrischen Elementanordnungen. Unerwünschte Frequenzen werden durch Filter unterdrückt, die mit jenen Anordnungen verbunden sind und die auf die abgegebenen elektrischen Signale einwirken.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Unterdrückung optischer Frequenzen anzugeben, die das gewünschte Ergebnis in einer einfachen Weise und im optischen Bereich erzielt.
• Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
• Die vorliegende Erfindung kann bei einer einzigen Reihe von Elementarlinsen verwendet werden, wie sie üblicherweise in den Autofokusschaltkreisen verwendet werden, die gegenwärtig in der Industrie in Benutzung sind. Die Szeneninformation, die auf den Elementarlinsen fokussiert wird, wird zur Aufspaltung und zum Versatz veranlaßt, so daß beispielsweise die obere Hälfte der Elementarlinse die Szene empfängt, wie sie über die gesamte Elementarlinse im Stand der Technik empfangen worden wäre, wobei aber die auf der unteren Hälfte der Elementarlinse abgebildete Szene um eine bestimmte Entfernung versetzt ist, so daß sie in Bezug auf die obere Hälfte verschoben wird. Somit empfangen die Elementarlinsen versetzte Information, die wie bei der US-A-4 460 260 die hochfrequente Information unterdrückt.
• Der Versatz der Szene, die auf den Elementarlinsen fokussiert wird, kann erzeugt werden, indem die Linse aufgeteilt wird, die die Szene auf den Elementarlinsen fokussiert und indem der eine Teil der Linse in Bezug auf den anderen Teil der Linse verschoben wird. Alternativ kann die durch die Aufnahmelinse der Kamera verlaufende Strahlung auf ein Paar von Prismen oder Spiegeln treffen, die in Bezug aufeinander geneigt sind, so daß das Bild auf den Elementarlinsen aufgespalten und verschoben wird.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen seien Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Einzelheiten beschrieben, wobei
• Fig. 1 mehrere Elementarlinsen zeigt, die einer relativ geringen Ortsfrequenz unterworfen sind;
• Fig. 2 den Ausgang zeigt, der aus dem niederfrequenten Zustand in Fig. 1 erhalten wird und wobei sich das Ausgangssignal verändern kann, wenn sich das niederfrequente Bild in Bezug auf die Elementarlinsen bewegt;
• Fig. 3 mehrere Elementarlinsen zeigt, die einer Frequenz größer als die Nyquist-Frequenz unterworfen sind;
• Fig. 4 das Ausgangssignal zeigt, das aus der Szene in Fig. 3 erhalten wird und das sich verändert, wenn sich das hochfrequente Bild in Bezug auf die Elementarlinsen bewegt;
• Fig. 5 mehrere Elementarlinsen zeigt, die erneut einer Frequenz größer als die Nyquist- Frequenz unterworfen sind, wobei die Szene auf der oberen Hälfte der Elementarlinsen und die Szene auf der unteren Hälfte der Elementarlinsen um einen halben Zyklus verschoben ist;
• Fig. 6 das Ausgangssignal zeigt, das durch die Anordnung gemäß Fig. 5 erhalten wird;
• Fig. 7 mehrere Elementarlinsen zeigt, die einer relativ geringen Frequenz unterworfen sind, wobei jedoch die der oberen Hälfte der Elementarlinsen präsentierte Szene in Bezug auf die Szene verschoben ist, die der unteren Hälfte der Elementarlinsen präsentiert wird, wobei der gleiche Verschiebebetrag wie im Fall der Fig. 5 vorliegt;
• Fig. 8 das Ausgangssignal zeigt, das in Bezug auf die niederfrequente Information erhalten werden kann, die Elementarlinsen in Fig. 7 präsentiert wird;
• Fig. 9 einen Verlauf der Ortsfrequenzantwort zeigt, die erhalten wird, wenn die Ortsfrequenz auf den Elementarlinsen von 0 auf das Dreifache der Nyquist-Frequenz anwächst;
• Fig. 10 das grundlegende optische System für die Kamera ohne die Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 11 das optische System der Autofokusvorrichtung zeigt, wobei die die Szene auf die Elementarlinsen werfende Linse aufgespalten ist und ein Teil in Bezug auf den anderen Teil verschoben ist;
• Fig. 12 die optische Anordnung des Autofokussystems zeigt, bei dem ein Paar von gegenseitig geneigten Prismen in den Lichtweg zwischen der Linse und den Elementarlinsen eingefügt ist;
• Fig. 13 die optische Anordnung des Autofokussystems zeigt, bei dem ein Paar von zueinander geneigten Spiegeln im Lichtweg zwischen der Linse und den Elementarlinsen verwendet wird;
• Fig. 14 eine optische Anordnung des Autofokussystems zeigt, bei welchem ein Paar von zueinander geneigten Spiegeln ähnlich der in Fig. 13 gezeigten Anordnung verwendet wird mit der Ausnahme, daß die Spiegel und die Elementarlinsen um 90º gedreht worden sind;
• Fig. 14a eine Draufsicht auf die geneigten Spiegel in Fig. 14 zeigt;
• Fig. 14b eine Seitenansicht von Fig. 14a zeigt;
• Fig. 14c eine Seitenansicht der Elementarlinsen in Fig. 14 zeigt;
• Fig. 15 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wobei die Linse von Fig. 11 in vier Teile aufgespalten ist;
• und
• Fig. 16 das Strahlungsmuster zeigt, wie es auf zwei Detektoren aus der Linsenanordnung gemäß Fig. 15 vorliegen kann.
• In dem Autofokussystem, wie es in der US-A-4 185 191 beschrieben ist und welches in Fig. 10 ersichtlich ist, empfängt eine Hauptlinse 10, die die Aufnahmelinse einer Kamera sein kann, Licht von einem entfernten Objekt und erzeugt ein Bild der betrachteten Szene auf mehreren Elementarlinsen 12. Jede der Elementarlinsen in der Anordnung 12 besitzt ein Paar von dahinter in einer solchen Position angeordneten Detektoren 14, daß ein Bild der Austrittspupille der Linse 10 auf den Detektoren 14 gebildet wird. Wenn sich die Linse 10 in einer Position befindet, in der ein Bild des entfernten Objektes auf den Elementarlinsen 12 in geeigneter Weise fokussiert wird, so entspricht das Ausgangssignal des oberen Detektors in jedem der Paare dem Ausgangssignal des unteren Detektors in jedem der Paare. Wenn die Ausgangssignale aller oberen Detektoren in einer Darstellung betrachtet werden und die Ausgangssignale der unteren Detektoren darauf überlagert werden, so stimmen die beiden erzeugten Kurven im wesentlichen überein bzw. sind überlagert, wenn sich das Objekt in der geeigneten Scharfeinstellung befindet. Wenn sich das Objekt aus der geeigneten Scharfeinstellung herausbewegt, so verändern sich die Ausgangssignale der oberen und unteren Detektoren in einer solchen Weise, daß die durch ihre Ausgänge erzeugten Kurven sich voneinander aus der über lagerten Position in einer Richtung herausbewegen, die von der Richtung des Defokussierungszustandes abhängt. Durch Analysierung der Ausgangssignale der Detektoren wird ein Signal erhalten, das den Betrag und die Richtung anzeigt, um die sich die zwei Ausgangskurven voneinander unterscheiden und dieses Ausgangssignal steht zu dem Bewegungsbetrag der Linse 10 in Beziehung, der erforderlich ist, um das Bild des entfernten Objektes zurück in die Scharfeinstellung zu bringen.
• Natürlich müssen die durch die Ausgangssignale der einzelnen Detektoren erzeugten Kurven gemäß der Abtasttheorie wenigstens zwei Abtastpunkte für jeden empfangenen Informationszyklus aufweisen. Wenn die Ortsfrequenz des entfernten Objektes genügend hoch ist, ergeben sich zwei oder weniger Abtastpunkte mit der Folge, daß der Ausgang der Detektoren nicht länger den Fokussierungszustand anzeigt. Der Zustand, bei dem genau zwei Abtastungen pro Zyklus erhalten werden, ist als die Nyquist-Frequenz bekannt und oberhalb der Nyquist- Frequenz tritt das Problem am ernsthaftesten auf. Dies ist klar erkennbar im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4.
• In Fig. 1 sind sechs der Mehrzahl von Elementarlinsen mit 1 bis 6 beziffert. Der Einfachheit halber ist eine durch die Hauptlinse betrachtete Szene so dargestellt, daß sie abwechselnd dunkle und helle Lichtbereiche umfaßt, die auf die sechs Elementarlinsen projiziert werden, wie dies durch die vertikalen Linien 20, 22, 24 und 26 ersichtlich ist. Der Teil zwischen den Vertikallinien 20 und 22 sei für die Zwecke der Erläuterung als ein Lichtteil "L" betrachtet, der so dargestellt ist, daß er den Gesamtbereich der Elementarlinsen 1 und 2 umfaßt. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 22 und 24 sei als Dunkelteil "D" betrachtet, der erkennbar den Gesamtbereich der Elementarlinsen 3 und 4 umfaßt. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 24 und 26 sei als ein weiterer Lichtteil "L" betrachtet, der erkennbar den Gesamtbereich der Elementarlinsen 5 und 6 umfaßt. Diese Szene kann über die Elementarlinse 6 hinausgehen und kann vor der Elementarlinse 1 auftreten aber zum Zwecke der Erläuterung seien nur 6 Elementarlinsen betrachtet.
• Es ist erkennbar, daß ein Bild mit abwechselnd hellen und dunklen Teilen so angeordnet ist, daß jedes abwechselnde Paar von Elementarlinsen das entgegengesetzt kontrastierte Bild empfängt. Ein Zyklus der obigen Information tritt alle vier Elementarlinsen, beispielsweise zwischen den Vertikallinien 20 und 24 auf. Die Wellenlänge entspricht in diesem Fall 4d und somit ist die Frequenz der betrachteten Szene 1/4d. In einem solchen Fall werden vier Abtastausgänge während eines Zyklus der Szene erhalten, was mehr als die zwei Informationsbits ist, die für einen geeigneten Betrieb erforderlich sind. Die Nyquist-Frequenz entspricht natürlich in dem Beispiel von Fig. 1 dem Wert 1/2d.
• Fig. 2 zeigt eine erste Kurve als ausgezogene Linie 30, die zwischen Ausgangssignalen gezogen ist, welche von den Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen 1-6 erhalten werden können. Insbesondere ist das Ausgangssignal der Detektoren hinter den Elementarlinsen 1 und 2 hoch, wie das durch die Punkte 31 und 32 entsprechend repräsentiert wird, da beide gänzlich innerhalb des Lichtbereiches liegen. Das Ausgangssignal der Detektoren hinter den Elementarlinsen 3 und 4 ist niedrig, wie dies durch die Punkte 33 und 34 entsprechend repräsentiert wird, da sie gänzlich in dem Dunkelbereich der Szene liegen. Das Ausgangssignal der Detektoren hinter den Elementarlinsen 5 und 6 entspricht den hohen Werten, da sie wiederum gänzlich innerhalb des Lichtteiles der Szene liegen, was durch die Punkte 35 und 36 entsprechend repräsentiert wird, die in dem vorliegenden Fall auf dem gleichen Pegel wie die Punkte 31 und 32 liegen, obgleich dies in einer tatsächlich betrachteten Szene nicht notwendigerweise der Fall ist. In jedem Fall erscheint eine aus den Punkten 31-36 konstruierte Kurve, beispielsweise als die Kurve 30. Wenn die die Szene auf den Elementarlinsen 1-6 in Fig. 1 fokussierende Hauptlinse sich in einer geeigneten Fokussierposition befindet, sind die Ausgangssignale beider Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen einander gleich und die Kurve 30 repräsentiert beide Detektorausgänge.
• Wenn die betrachtete Szene aus der geeigneten Fokussierung bewegt wird, so spalten sich die Bilder auf den Elementarlinsen 1-6 in zwei Bilder auf und bewegen sich voneinander hinweg. In Fig. 1 ist diese Aufspaltung so dargestellt, daß ein Teil des Bildes sich nach rechts in Bezug auf den anderen Teil des Bildes bewegt. Wenn dies geschieht, so verändert sich das Ausgangssignal eines der Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen in einer solchen Weise, daß mehrere Punkte gebildet werden, welche, wenn sie zu einer Kurve verbunden werden, der Kurve 30 ähnlich ist, aber nicht länger auf dieser überlagert ist. In Fig. 1 ist dieser Defokussierungszustand durch eine Gruppe von abwechselnden hellen und dunklen Teilen zwischen Vertikallinien dargestellt, die als gestrichelte Linien 40, 42 und 44 gezeigt sind. (Eine vierte Vertikallinie, die die neue Position der Linie 26 repräsentiert, fällt nunmehr aus der Zeichnung).
• Es ist erkennbar, daß die Bewegung dieses Bildes auf den Elementarlinsen 1-6 nunmehr ein Muster mit der gleichen Wellenlänge und Frequenz erzeugt wie zuvor, aber nach rechts verschoben (auf Grund einer angenommenen Defokussierrichtung), so daß die Elementarlinse 1 ungefähr 3/4 abgedunkelt und 1/4 hell ist, die Elementarlinse 2 weiterhin vollständig beleuchtet ist, die Elementarlinse 3 ungefähr 3/4 hell und 1/4 dunkel, die Elementarlinse 4 weiterhin vollständig dunkel, die Elementarlinse 5 ebenso wie die Elementarlinse 1 ungefähr 3/4 dunkel und die Elementarlinse 6 wie die
• Elementarlinse 2 vollständig im Hellen ist. Mit der in Fig. 1 zwischen den gestrichelten Linien 40-44 gezeigten Anordnung erscheinen die Ausgangssignale eines der Detektoren hinter den Elementarlinsen als eine gestrichelte Kurve 50 in Fig. 2. Da sich insbesondere die Elementarlinse 1 ungefähr 3/4 im Dunkeln befindet, kann ein Detektorausgang durch den Punkt 51 repräsentiert werden. Der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 2 besitzt den gleichen Wert wie zuvor, da sie sich gänzlich im Licht befinden, d. h. es liegt in dem Punkt 32. Einer der Detektoren hinter der Elementarlinse 3 befindet sich nun zu 3/4 in dem Licht und demgemäß kann sein Ausgang durch den Punkt 53 repräsentiert werden. Die Detektoren hinter der Elementarlinse 4 befinden sich weiterhin gänzlich im Dunkeln, so daß ihr Ausgang durch den Punkt 34 repräsentiert wird. Einer der Detektoren hinter der Elementarlinse 5 befindet sich nunmehr zu 3/4 im Dunkeln und demgemäß kann sein Ausgang durch den Punkt 55 repräsentiert werden. Der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 6 kann durch den Punkt 36 repräsentiert werden, da sie sich weiterhin gänzlich innerhalb des Hellbereiches befinden. Somit kann die Kurve 50 aus diesen Punkten erzeugt werden und es ist erkennbar, daß die Kurve 50 augenscheinlich in Bezug auf die Kurve 30 nach rechts bewegt worden ist. Die Detektorvorrichtung, die dem Autofokusschaltkreis zugeordnet ist, ermittelt diese augenscheinliche Bewegung der Kurve 50 und weiß somit, daß das Bild auf den Elementarlinsen 1-6 augenscheinlich nach rechts bewegt worden ist. Mit dieser Information wird die Hauptlinse erneut fokussiert. Dies ist wie es sein soll und repräsentiert den gewünschten Betrieb des Systems.
• Eine Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 zeigt was geschieht, wenn die Frequenz der Szene größer als die Nyquist-Frequenz ist. In Fig. 3 sind sechs Elementarlinsen, die mit 1-6 beziffert sind, erneut aus der Vielzahl von Elementarlinsen dargestellt, die in dem normalen System verwendet werden und erneut besitzen die Elementarlinsen einen Abstand zwischen ihren Mitten, der dem Wert "d" entspricht. In Fig. 3 zeigen Vertikallinien 60-69 das Bild einer Szene, welches für die Zwecke der Erläuterung erneut aus abwechselnden hellen "L" und dunklen "D"-Teilen bestehen soll. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 60 und 61 ist als hell dargestellt und umfaßt ungefähr 2/3 der Elementarlinse 1. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 61 und 62 ist als dunkel dargestellt und deckt ungefähr 1/3 der Elementarlinse 1 und 1/3 der Elementarlinse 2 ab. Das gleiche Muster wiederholt sich über den Elementarlinsen 3 und 4 und erneut über den Elementarlinsen 5 und 6. Das Ergebnis ist, daß abwechselnd helle und dunkle Teile, die abwechselnd ungefähr 2/3 einer Elementarlinse abdecken, über dem Bereich der Elementarlinsen auftreten. Unter diesen Umständen beträgt die Wellenlänge der betrachteten Szene ungefähr 1 1/3 Elementarlinsen oder 4d/3. Demgemäß ist die Frequenz der Szene in Fig. 3 3/4d und ist größer als die Nyquist-Frequenz 1/2d.
• Mit der Anordnung von Fig. 3 erzeugen die Ausgänge der Detektoren hinter den Elementarlinsen 1-6 eine Kurve wie jene, die in Fig. 4 als ausgezogene Linie 70 gezeigt ist. Da sich die Detektoren hinter der Elementarlinse 1 ungefähr 2/3 im Licht befinden, kann deren Ausgang insbesondere durch den Punkt 71 repräsentiert werden. In gleicher Weise ist die Elementarlinse 2 ungefähr 2/3 ins Licht getaucht, so daß der Ausgang der Detektoren dahinter durch den Punkt 72 repräsentiert wird. Die Elementarlinse 3 befindet sich ungefähr 2/3 im Dunkeln und ihr Ausgang kann demgemäß durch den Punkt 73 repräsentiert werden und die Elementarlinse 4 ist ebenfalls ungefähr 2/3 im Dunkeln, so daß ihr Ausgang durch den Punkt 74 repräsentiert wird. Die Elementarlinsen 5 und 6 befinden sich im gleichen Zustand wie die Elementarlinsen 1 und 2 und dementsprechend können ihre Ausgänge durch die Punkte 75 und 76 entsprechend dargestellt werden. Wenn somit die Punkte 71-76 der Verarbeitungsvorrichtung verfügbar sind, kann die Kurve 70 konstruiert werden, um das Ausgangssignal der Szene zu repräsentieren. Wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläutert, besitzen beide Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen einen durch die Kurve 70 repräsentierten Ausgang und diese Ausgangssignale sind überlagert, wenn das Bild auf den Elementarlinsen 1-6 sich in der Scharfstellung befindet. Wenn jedoch die Szene nicht fokussiert ist, so verschiebt sich das Bild auf den Elementarlinsen 1-6 und die Ausgangssignale der Detektoren verändern sich. Wenn insbesondere in Fig. 3 angenommen wird, daß die Szene defokussiert ist, so daß das durch die Vertikallinien 60-69 repräsentierte Muster nach rechts bewegt wird, so tritt das neue Muster zwischen den gestrichelten Linien 80-88 auf. Unter diesen Umständen ist der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 80 und 81 hell "L'" und umfaßt ungefähr 3/4 der Elementarlinse 1. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 81 und 82 ist dunkel "D'" und deckt ungefähr 1/8 der Elementarlinse 1 und ungefähr die Hälfte der Elementarlinse 2 ab. Der Teil der Szene zwischen den Vertikallinien 82 und 83 ist hell "L'" und deckt die verbleibende Hälfte der Elementarlinse 2 und ungefähr 1/8 der Elementarlinse 3 ab. Es ist erkennbar, daß sich dieses Muster über die Elementarlinsen 4, 5 und 6 wiederholt mit gleicher Wellenlänge und Frequenz, aber von dem vorangehenden Muster leicht nach rechts verschoben (erneut auf Grund einer angenommenen Fehlfokussierung). Dementsprechend verändern sich die Ausgänge eines der Detektoren hinter den Elementarlinsen 1-6, so daß eine Kurve entsprechend der gestrichelten Linie 90 in Fig. 4 erzeugt wird. Da sich insbesondere die Elementarlinse 1 ungefähr 3/4 im Licht befindet, kann der Ausgang eines Detektors durch den Punkt 91 repräsentiert werden. In gleicher Weise ist der Ausgang eines Detektors hinter der Elementarlinse 2 ungefähr 1/2 im Licht und dementsprechend wird sein Ausgang durch den Punkt 92 repräsentiert. Der Ausgang eines Detektors hinter der Elementarlinse 3 befindet sich ungefähr 3/4 im Dunkeln und demgemäß wird sein Ausgang durch den Punkt 93 repräsentiert. Ein Detektor hinter der Elementarlinse 4 wird erneut zur Hälfte vom Licht belichtet und dementsprechend wird sein Ausgang durch den Punkt 94 repräsentiert. Der Ausgang einer der Detektoren hinter den Elementarlinsen 5 und 6 stellt eine Wiederholung des Ausganges von ähnlichen Detektoren hinter den Elementarlinsen 1 und 2 dar und dementsprechend können ihre Ausgänge durch die Punkte 95 und 96 repräsentiert werden. Die Kurve, die aus den Informationspunkten 91-96 gebildet werden kann, ist als gestrichelte Linie 90 dargestellt, die ähnlich der Kurve 70 ist, aber nach links in Fig. 4 bewegt ist. Demgemäß wird der Analysatorschaltkreis des Autofokussystems fehlerhaft feststellen, daß das Bild in Fig. 3 nach links bewegt worden ist, wenn es sich tatsächlich nach rechts bewegt hat. Dies geschieht, da die Frequenz der betrachteten Szene oberhalb der Nyquist- Frequenz liegt, mit dem Ergebnis, daß eine Phasenverschiebung in der entgegengesetzten Richtung von der, in welcher sie auftreten sollte, aufgetreten ist. Dementsprechend wird ein fehlerhafter Ausgang erhalten und die Kamera versucht eine fehlerhafte Fokussierung.
• Der Ausgang der Autofokusdetektoren erscheint als die Kurve 100 in Fig. 9, wenn man ihn als eine Funktion der Frequenz der betrachteten Szene anschaut. Es ist erkennbar, daß bei einem Anstieg der Frequenz von links nach rechts die Kurve 100 auf einen Maximalwert ansteigt und sodann abfällt, wenn sich die Frequenz der gestrichelten Linie 102 nähert, die die Nyquist-Frequenz "N" repräsentiert. Wenn die Frequenz weiter anwächst, so kehrt die Ortsfrequenz-Antwort die Phase um, so daß zwischen der gestrichelten Linie 102 und der gestrichelten Linie 104, die die Frequenzen zwischen der Nyquist-Frequenz "N" und der doppelten Nyquist-Frequenz "2N" repräsentieren, eine Phasenumkehr auftritt. Wenn danach die Frequenz noch weiter anwächst zwischen der gestrichelten Linie 104 und der gestrichelten Linie 106, die die Frequenzen zwischen der doppelten Nyquist- Frequenz "2N" und der dreifachen Nyquist-Frequenz "3N" repräsentieren, so erhält die Kurve erneut die richtige Phase, obgleich die Antwort beträchtlich abgefallen ist gegenüber der, die unterhalb der Nyquist-Frequenz erhalten wird.
• Nahezu alle durch ein optisches System betrachtete Szenen enthalten eine Anzahl von unterschiedlichen Frequenzen, die praktisch von 0 bis in einigen Fällen sehr hohen Frequenzen reichen. Aus der obigen Analyse ist erkennbar, daß, wenn das Bild einen hohen Anteil von Frequenzen oberhalb der Nyquist-Frequenz enthält, ein fehlerhaftes Ausgangssignal erhalten werden kann. Somit führt der Wunsch nach Unterdrückung der höheren Frequenzen zu einer betrachteten Szene, die vorherrschend Frequenzsignale niedriger als die Nyquist-Frequenz enthält, wodurch sich ein geeignetes Ausgangssignal des Autofokusschaltkreises ergibt. Obgleich gegenwärtig keine optischen Filter verfügbar sind, die die hochfrequenten Komponenten befriedigend unterdrücken, hat es sich herausgestellt, daß die höheren Frequenzen unterdrückt werden, wenn die betrachtete Szene einer ersten Reihe von Elementarlinsen in einer in Fig. 3 gezeigten Weise und sodann einer zweiten Reihe von Elementarlinsen parallel zu der ersten Reihe in einer Weise präsentiert werden, welche die Szene um einen vorbestimmten Betrag auf der zweiten Reihe in Bezug auf die erste Reihe verschiebt und wenn sodann die Ausgänge des ersten Detektors hinter den beiden Reihen summiert werden, da der Einfluß der höheren Frequenzen unterschiedliche Effekte auf die verschiedenen Elementarlinsen besitzt. Ein solches System ist in der zuvor erwähnten US-A-4 460 260 beschrieben. Die Schwierigkeit bei der obigen Lösung ist das Erfordernis nach mehreren Reihen von Elementarlinsen und Detektoren, welche sehr schwierig und kostspielig aufzubauen sind.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung von zwei oder mehr Bildern einer betrachteten Szene durch jede der Elementarlinsen und somit die Erzielung eines ähnlichen Aufhebungseffektes für die hochfrequenten Komponenten ohne das Erfordernis nach mehreren Reihen von Detektoren und Elementarlinsen. Um Frequenzen zwischen "N" und "2N" zu unterdrücken, kann insbesondere eine mittlere Frequenz, beispielsweise von "1,SN" gewählt werden, in welchem Fall Frequenzen zu beiden Seiten der gewählten Frequenz in verschiedenem Ausnaß unterdrückt werden, wodurch eine insgesamt Reduzierung der unerwünschten Frequenzen hervorgerufen wird. Um den Effekt der in Fig. 3 gezeigten Frequenz zu entfernen, die das 1.5- fache der Nyquist-Frequenz beträgt, d. h. in der Mitte zwischen den Linien 102 und 104 in Fig. 9 liegt, sollte das zweite Bild der durch jede der Elementarlinsen 1-6 betrachteten Szene in Zeilenrichtung in Bezug auf das erste Bild um einen halben Zyklus verschoben werden. Insbesondere sind in Fig. 5 die Elementarlinsen 1-6 nunmehr mit einer horizontalen Linie 110 dargestellt, die jede der Elementarlinsen in der Mitte unterteilt. Die Linie 110 repräsentiert graphisch die äquivalente Energie, die auf die Elementarlinsen von jedem der Bilder fällt, obgleich sich tatsächlich die zwei Bilder überlappen. In dieser Darstellung ist die obere Hälfte der Elementarlinsen erneut einem Bild ausgesetzt, wie es beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, wobei ein Lichtteil "L1" zwischen einer Vertikallinie 120 und einer Vertikallinie 121 vorliegt, während ein Dunkelteil "D1" zwischen einer Vertikallinie 121 und einer Vertikallinie 122 vorliegt. Ein weiterer Lichtteil "L2" liegt erneut zwischen einer Vertikallinie 122 und einer Vertikallinie 123 vor und dieses Muster setzt sich über die Vertikallinien 124-129 fort. Dieser abwechselnde Hell- und Dunkelteil besitzt die gleiche Wellenlänge 4d/3 wie im Falle der Fig. 3 und die gleiche Frequenz 3/4d. Somit wird das von den Detektoren erhaltene Ausgangssignal hinter der oberen Hälfte der Elementarlinsen 1-6 ähnlich der in Fig. 4 gezeigten Linie 70 sein. Es sei vermerkt, daß in dem vorliegenden Beispiel 3/4d = 1,5N ist.
• In Fig. 5 sind jedoch Vorkehrungen getroffen, wie dies nachstehend erläutert wird, um das durch die untere Hälfte der Elementarlinsen 1-6 betrachtete Bild um einen halben Zyklus zu verschieben und dementsprechend empfängt die untere Hälfte der Elementarlinsen zwischen den Linien 120 und 121 in Fig. 5 einen Dunkelbereich "D2", zwischen den Linien 121 und 122 einen Lichtbereich "L2" und zwischen den Linien 122 und 123 einen weiteren Dunkelbereich "D2", wobei dies in einer Weise geschieht, die entgegengesetzt dem ist, was auf der oberen Hälfte der Elementarlinsen angetroffen wird. Dieser Zyklus wiederholt sich über die Linien 123-129 und dementsprechend ist der Ausgang der Detektoren hinter jeder der Elementarlinsen in der unteren Hälfte exakt entgegengesetzt dem in der oberen Hälfte. Somit heben sich ihre Einflüsse auf und es ergibt sich ein Ausgang gemäß einer geraden Linie, wie dies durch die ausgezogene Linie 130 in Fig. 6 gezeigt ist. Insbesondere ist der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 1 ungefähr 2/3 hell in der oberen Hälfte und 1/3 hell in der unteren Hälfte aber ungefähr 1/3 dunkel in der oberen Hälfte und 2/3 dunkel in der unteren Hälfte. Die Summe dieser Ausgänge ist ungefähr halb hell und halb dunkel und dementsprechend repräsentiert der Punkt 131 den Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 1. In gleicher Weise ist der Ausgang der Detektoren hinter den Elementarlinsen 2-6 halb hell und halb dunkel und dementsprechend werden ihre Ausgänge durch die Punkte 132-136 repräsentiert. Dies erzeugt sodann eine Kurve 130 gemäß einer flachen Linie, die keinen Einfluß auf den Ausgang des Systems besitzt, da keine Frequenz beteiligt ist. Die in Fig. 5 gezeigte Verschiebung eliminiert im wesentlichen vollständig die Einflüsse einer Frequenz entsprechend dem 1,5-fachen der Nyquist-Frequenz. Andere Frequenzen um diesen Wert werden unterdrückt aber nicht vollständig eliminiert, aber insgesamt wird eine beträchtliche Unterdrückung von Frequenzen zwischen "N" und "2N" verwirklicht. Da Frequenzen, die weiter und weiter weg von 1,5N liegen, immer weniger Unterdrückung aufweisen, bleiben Frequenzen unterhalb der Nyquist-Frequenz im wesentlichen ohne Unterdrückung und sind weiterhin verfügbar für die Verwendung bei der Autofokussierung. Frequenzen größer als das Zweifache der Nyquist-Frequenz erfahren ebenfalls wenig Unterdrückung, da aber ihr Einfluß gering ist, ergeben sich keine speziellen Probleme.
• Um zu zeigen, wie die niederfrequenten Komponenten auch bei der mit der Fig. 5 erzeugten Verschiebung weiter vorherrschen, sei Bezug genommen auf Fig. 7. In Fig. 7 sind die Elementarlinsen 1-6 einem niederfrequenten Bild ähnlich demjenigen in Fig. 1 unterworfen, aber das Bild ist wie in Fig. 5 aufgespalten. Mit der Darstellung gemäß Fig. 5 ist insbesondere die obere Hälfte der Elementarlinsen 1 und 2 gänzlich dem Lichtteil "L1" des Bildes ausgesetzt, während die obere Hälfte der Elementarlinsen 3 und 4 gänzlich dem Dunkelteil "D1" des Bildes ausgesetzt ist und die untere Hälfte der Elementarlinsen 5 und 6 erneut dem Lichtteil "L1" des Bildes ausgesetzt ist. Die untere Hälfte der Elementarlinsen 1-6 sind der gleichen Frequenz und Wellenlänge des Bildes, wie die obere Hälfte unterworfen, aber nunmehr um den gleichen Betrag verschoben, wie im Falle der Fig. 5, d. h. ungefähr 2/3 der Entfernung über den Elementarlinsen. Demgemäß empfängt in Fig. 7 die Elementarlinse 1 in der unteren Hälfte ungefähr 2/3 des Dunkelsignales "D2" und ungefähr 1/3 des Lichtsignales "L2". Die Elementarlinse 2 empfängt weiter ein ganzes Lichtsignal in der unteren Hälfte, aber die Elementarlinse 3 empfängt ungefähr 1/3 eines Dunkelsignales "D2". Die Elementarlinse 4 empfängt ein ganzes Dunkelsignal in der unteren Hälfte, die Elementarlinse 5 ungefähr 1/3 eines Lichtsignales und die Elementarlinse 6 ein ganzes Lichtsignal. Demgemäß kann eine Kurve, wie sie durch die ausgezogene Linie 140 in Fig. 8 gezeigt ist, durch die Ausgänge beider Detektoren hinter den Elementarlinsen 1-6 (während eines Fokussierzustandes) erzeugt werden. Da die obere Hälfte der Elementarlinse 1 gänzlich im Licht ist und 1/3 der unteren Hälfte sich im Licht befindet, kann insbesondere der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 1 durch den Punkt 141 repräsentiert werden. Der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 2 besitzt einen hohen Wert, da beide Hälften gänzlich dem Licht unterworfen sind und dies kann durch den Punkt 142 repräsentiert werden. Die Detektoren hinter der Elementarlinse 3 befinden sich in der oberen Hälfte der Elementarlinse gänzlich im Dunkeln und ungefähr 1/3 in der unteren Hälfte im Dunkeln. Demgemäß kann der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 3 durch den Punkt 143 repräsentiert werden und die Detektoren hinter der Elementarlinse 4 befinden sich auf einem minimalen Wert, da beide Hälften der Elementarlinse dem Dunkel ausgesetzt sind und demgemäß ihr Ausgang durch den Punkt 144 repräsentiert werden kann. Der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 5 ist ähnlich jenem hinter der Elementarlinse 1 und der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 6 ist ähnlich jenem der durch die Detektoren hinter der Elementarlinse 2 repräsentiert wird und demgemäß können diese Ausgänge durch die Punkte 145 und 146 repräsentiert werden. Somit kann die Kurve 140 erzeugt werden und es sei darauf verwiesen, daß diese Kurve ganz ähnlich der Kurve 30 in Fig. 2 ist mit der Ausnahme, daß der Ausgang der Detektoren hinter den Elementarlinsen 1 und 5 ein wenig abgenommen hat, während der Ausgang der Detektoren hinter der Elementarlinse 3 ein wenig zugenommen hat. Nichtsdestotrotz stimmt die Form der Kurve 140 ganz eng mit der Form der Kurve 30 überein und soweit der Analysatorschaltkreis betroffen ist, ist die Phase des Signales im wesentlichen die gleiche. Obgleich in Fig. 8 nicht dargestellt, wird eine Kurve, ähnlich in der Form wie die Kurve 140 erzeugt, wenn sich die Szene außerhalb der Scharfeinstellung befindet, so daß das durch die Elementarlinsen 1-6 betrachtete Bild wie im Falle der Fig. 1 nach rechts bewegt ist, so daß die Kurve ziemlich eng der Kurve 50 in Fig. 2 angepaßt ist. Es zeigt sich, daß die Szene sich nach rechts verschoben hat und demgemäß der Ausgang des Analysatorschaltkreises eine Autofokussierung in der richtigen Weise erzeugt.
• Es ist somit erkennbar, daß durch Verschiebung des Bildes, das durch die untere Hälfte der Detektoren in Bezug auf die durch die obere Hälfte der Detektoren betrachtete Szene empfangen wird, die hochfrequenten Komponenten unterdrückt werden können und wenigstens eine Frequenz eliminiert werden kann. Dementsprechend arbeitet das System wie gewünscht in der richtigen Weise bei niederfrequenten Bildern, die in der betrachteten Szene vorliegen.
• Verschiedene Wege zur Verwirklichung der Verschiebung des Bildes in Bezug auf die Detektoren seien nun im Zusammenhang mit den Fig. 11-16 beschrieben.
• In Fig. 11 ist eine Linse 149 ähnlich der Linse 10 in Fig. 6 entlang einer vertikalen Linie 150 aufgespalten und die rechte Hälfte 151 ist in Bezug auf die linke Hälfte 152 nach unten bewegt. Infolgedessen wandert Licht von der betrachteten Szene, welches durch die Hälfte 152 verläuft, beispielsweise entlang der Linien 154 und 155, um auf der Elementarlinsenanordnung 12 in einem Punkt 156 fokussiert zu werden. Andererseits wandert Licht von der betrachteten Szene, das durch die Hälfte 151 verläuft, beispielsweise entlang der Linien 158 und 159 und wird auf der Elementarlinsenanordnung 12 in einem Punkt 160 fokussiert, wobei zu vermerken ist, daß dieser geringfügig niedriger in Fig. 11 als der Punkt 156 liegt. Die Verschiebung wird so vorgenommen, daß sie über einem vorbestimmten Bereich einer jeden der Elementarlinsen in der Anordnung 12 auftritt, wobei sie beispielsweise genau hälftig erfolgt, wie dies im Fall der Fig. 5 und 7 der Fall war. Wenn insbesondere angenommen wird, daß der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Elementarlinsen d=0,2mm beträgt, so kann die Nyquist-Frequenz mit 2,5 Zyklen pro Millimeter berechnet werden. Wenn es erwünscht ist, das System unempfindlich gegenüber 1,5N zu machen, was 3,75 Zyklen pro Millimeter entspricht, so sollten die zwei Bilder einen halben Zyklus von diesen 3,75 Zyklen pro Millimeter beabstandet sein oder 1 - 3,75 · 1/2 = 0,133mm. Somit sollte die Linsenhälfte 152 in Bezug auf die Linsenhälfte 151 um einen Betrag verschoben sein, welcher erforderlich ist, um die Punkte 156 und 160 auf der Anordnung 12 im Abstand von 0,133mm anzuordnen.
• Fig. 12 zeigt ein Verfahren zur Verschiebung der Bilder ohne Aufteilung der Linse. Insbesondere ist in Fig. 12 eine Linse 165 dargestellt, die Licht von einer entfernten Szene empfängt und das Licht beispielsweise entlang der Linien 167 und 168 in Richtung der Elementarlinsenanordnug 12 fokussiert. Ein Paar von gegeneinander geneigten Prismen 170 und 172 sind in diesem Lichtweg dargestellt. Das Prisma 172 bewirkt eine Ablenkung des durchlaufenden Lichtes um einen kleinen Betrag nach oben entlang Linien, wie beispielsweise der gestrichelten Linie 175, so daß das Bild in einem Punkt 177 auf der Anordnung 12 fokussiert ist. Das Prisma 170 bewirkt eine Verschiebung des Lichtes nach unten in Fig. 12 entlang Linien, wie beispielsweise der gestrichelten Linie 179, so daß das Bild in einem Punkt 180 auf der Elementarlinsenanordnung 112 fokussiert wird. Es ist erkennbar, daß der Punkt 177 in Bezug auf den Punkt 180 um einen Betrag verschoben ist, der durch die Neigung der Prismen 170 und 172 festgelegt ist. Wenn es erneut erwünscht ist, die Frequenz 1,5N zu entfernen, so sollten die Prismen 170 und 172 so geneigt sein, daß sie eine Differenz zwischen den Punkten 177 und 180 entsprechend 0,133mm für die Situation erzeugen, bei der der Abstand zwischen den Elementarlinsen in der Anordnung 12 0,2mm beträgt.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 13 dargestellt, wobei eine Linse 190 Licht von einer entfernten Szene empfängt und das Licht entlang Strecken, wie beispielsweise durch die Linien 192 und 194 dargestellt, durch ein geneigtes Element 196 fokussiert, das lichtdurchlässig in einem Bereich 197 sein kann, so daß Licht von der Linse 190 nach rechts hindurchtreten kann, wo ein Paar von Spiegeln 199 und 201, die leicht gegeneinander geneigt sind, angeordnet sind, um das Licht nach unten gegen eine Detektoranordnung 12 zu reflektieren. Insbesondere richtet der Spiegel 199 Licht entlang einer Strecke, wie beispielsweise durch die gestrichelte Linie 204 und 205 veranschaulicht, zu einem Punkt 207 auf der Elementarlinsenanordnung 12. In gleicher Weise richtet der Spiegel 201 Licht entlang von Strecken, wie beispielsweise durch die gestrichelten Linien 209 und 211 gezeigt, zu einem Punkt 212 auf der Elementarlinsenanordnung 12. Es ist erkennbar, daß die Punkte 207 und 212 geringfügig entlang der Elementarlinsenanordnung verschoben sind und die Neigung der Spiegel 199 und 201 sollte so gewählt werden, daß die Differenz zwischen den Punkten 207 und 212 erneut für die gewünschte Unterdrückungscharakteristik geeignet ist. Im zuvor gegebenen Beispiel sollte die Neigung der Spiegel 201 und 199 so sein, daß die Differenz zwischen den Punkten 207 und 212 0,133mm entspricht.
• Das in Fig. 13 gezeigte Element 196 ist üblich in Kameras und wird oftmals benutzt, um Licht zu dem Autofokusschaltkreis abzulenken, wenn Scharfeinstellzustände erwünscht sind. Zu dem Zeitpunkt, wo ein Bild aufgenommen wird, wird der Mechanismus einschließlich des Elementes 196 und der Spiegel 199 und 201 aus dem Weg hinter der Linse 190 geschwenkt, so daß Licht, das durch die Linse 190 verläuft, nun auf dem Film fokussiert werden kann, der in Fig. 13 als Ebene 215 gezeigt ist.
• Fig. 14 zeigt ein System ähnlich dem in Fig. 13 mit der Ausnahme, daß die Spiegel 199 und 201 von Fig. 13 um 900 gedreht worden sind und nunmehr als Spiegel 219 und 221 entsprechend auftreten. Es ist nun erkennbar, daß Licht, das durch die Linse 190 verläuft, entlang Wegen zu dem Spiegel 219 wandert, wie sie beispielsweise durch die Linien 225 und 227 gezeigt sind und daß es entlang der Linien 229 und 231 zu dem Spiegel 221 verläuft. Fig. 14a ist eine Bodenansicht der Spiegel 219 und 221 in Fig. 14 und Fig. 14b ist eine Seitenansicht der Spiegel 219 und 221, wie sie in Fig. 14a gezeigt sind. Es ist erkennbar, daß die Spiegel 219 und 221 unterschiedlich und in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, so daß das Licht, welches von dem Spiegel 219 empfangen wird und das in Fig. 14 schattiert ist, zu der Elementarlinsenanordnung 12 verläuft, aber sich hierbei ein wenig aus der Zeichenebene herausbewegt. In gleicher Weise wird das durch die Linse 190 zu dem Spiegel 221 verlaufende Licht nach unten zu der Elementarlinsenanordnung 12 reflektiert aber hierbei ein wenig in die Zeichenebene hineinbewegt. Fig. 14c ist eine Seitenansicht der Elementarlinsenanordnung 12 in Fig. 14 und das durch den Spiegel 219 fokussierte Bild ist erneut in dem schattierten Bereich dargestellt und wird in einem Punkt 247 fokussiert, während das Bild von dem Spiegel 221 im Punkt 248 fokussiert wird, der geringfügig in Bezug auf die Elementarlinsen in der Anordnung 12 verschoben ist. Wie im Fall der vorangegangenen Ausführungsbeispiele wird der Verschiebebetrag durch das Schwenken der Spiegel 219 und 221 bewerkstelligt und sollte bei dem zuvor gegebenen Beispiel so sein, daß eine Differenz von 0,133mm zwischen den Punkten 247 und 248 in Fig. 14 erzeugt wird.
• Wie es im Zusammenhang mit Fig. 13 der Fall war, wird das Element 196 aus dem Weg herausbewegt, wenn ein Bild aufgenommen wird, so daß das durch die Linse 190 hindurchtretende Licht danach in der Filmebene 215 fokussiert wird, nachdem eine Autofokussierung stattgefunden hat.
• Aus Fig. 15 ist ersichtlich, daß, falls gewünscht, die Strahlung, welche auf den Elementarlinsen abgebildet wird, in mehr als zwei Teile aufgeteilt werden kann, wodurch das System in der Lage ist, mehr als eine spezifische Frequenz zu eliminieren.
• In Fig. 15 ist eine Linse gezeigt, die in vier Teile aufgeteilt ist, was durch die Linsenteile 250, 252, 254 und 256 repräsentiert ist, von denen jede in Bezug auf die Normalposition um einen Betrag verschoben ist, der die Strahlung veranlaßt, sich über die Oberfläche der Elementarlinsenanordnung 12 zu verteilen, wie dies beispielsweise auf einer Elementarlinse 260 dargestellt ist. Insbesondere wandert die durch den Linsenteil 250 hindurchtretende Strahlung entlang Linien, wie beispielsweise den ausgezogenen Linien 262 und 264, um in einem Punkt 266 auf der Elementarlinse 260 fokussiert zu werden. In gleicher Weise wandert Strahlung, die durch den Linsenteil 252 verläuft entlang Linien, wie beispielsweise den gestrichelten Linien 272 und 274, um in einem Punkt 276 auf der Elementarlinse 260 fokussiert zu werden. In gleicher Weise wandert Strahlung, die durch den Linsenteil 254 verläuft, entlang Linien, wie beispielsweise den gestrichelten Linien 282 und 284, um in einem Punkt 286 auf der Elementarlinse fokussiert zu werden und die Strahlung, die durch den Linsenteil 256 verläuft, wandert entlang Linien, wie beispielsweise den ausgezogenen Linien 292 und 294, um in einem Punkt 296 auf der Elementarlinse 260 fokussiert zu werden. Eine ähnliche Verschiebung der Bilder tritt auf den anderen Elementarlinsen in der Anordnung 12 auf, so daß die dahinter angeordneten Detektoren 14 kompensierende Ausgangssignale für die hohen Ortsfrequenzen in einer Weise ähnlich derjenigen erzeugen, die im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.
• Fig. 16 zeigt Elementarlinsen 1 und 2, die Bilder von der Szene empfangen, welche hohe Ortsfrequenzen aufweisen. Es ist erkennbar, daß die Elementarlinsen 1 und 2 vier Gruppen von Bildern empfangen, wobei jedes von dem darüberliegenden um einen vorbestimmten Betrag verschoben ist. In Fig. 16 ist der Dunkelteil des Bildes, das durch den Linsenteil 250 erzeugt wird, schraffiert durch die Bezugsziffer 302 dargestellt. Der Teil der Strahlung, der durch den Linsenteil 252 verläuft, bildet ein Bild, das verschoben ist und dessen Dunkelteil in Bezug auf den Teil 302 versetzt ist und beispielweise bei 304 dargestellt ist. In ähnlicher Weise bildet die Strahlung, die durch den Linsenteil 254 verläuft, ein Bild, dessen Dunkelteil in Bezug auf den Teil 304 verschoben ist, wie dies durch den Dunkelteil 306 dargestellt ist und der Teil der Strahlung, der durch den Linsenteil 256 verläuft, ist noch weiter verschoben, wie dies durch den Dunkelteil 308 dargestellt ist.
• Jede Verschiebung der Strahlung über den Oberflächen der Elementarlinsen besitzt Kompensationseffekte bezüglich der Ausgangssignale der Detektoren, so daß bestimmte Frequenzen gänzlich aufgehoben werden und Frequenzen auf beiden Seiten dieser bestimmten Frequenzen in einer Weise ähnlich der unterdrückt werden, wie dies im Zusammenhang mit den anderen Figuren gezeigt wurde. Es versteht sich natürlich, daß die Spiegel oder Prismen der Fig. 12 und 13 mehr als zwei Elemente aufweisen können, um dieselbe Art des Effektes, wie in Fig. 16 gezeigt, zu erzeugen und daß jede vernünftige Anzahl von Bildverschiebungen verwirklicht werden kann, indem die Linse 10 in eine solche Anzahl von Teilen unterteilt wird oder indem genügend Prismen oder Spiegel vorgesehen werden, um das gewünschte Resultat zu erzielen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Unterdrückung unerwünschter Ortsfrequenzen in einem Bild, aufweisend:

eine Einrichtung (10, 149, 165, 190) zur Formung eines Bildes in einer vorbestimmten Bildebene, welches Bild unerwünschte Ortsfrequenzen enthalten kann,

mehrere Strahlung erfassende Einrichtungen (12, 14), die in der vorbestimmten Bildebene angeordnet sind, wobei entweder die Bildformungseinrichtung (150 - 151; 250 - 256) oder zusätzliche Einrichtungen (170, 172; 199, 201; 219, 221), die im optischen Weg zwischen der Bildformungseinrichtung und der Ebene mit den die Strahlung erfassenden Einrichtungen so aufgebaut ist, daß die Strahlung auf zwei Wege aufgeteilt wird, so daß zwei Bilder geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufteilung der Strahlung dergestalt ist, daß zwei Bilder in der Ebene der Erfassungseinrichtungen (12, 14) überlappen, aber in bezug aufeinander um eine Entfernung verschoben sind, die eine Aufhebung der unerwünschten Ortsfrequenzen an den Erfassungseinrichtungen hervorruft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungserfassungseinrichtungen mehrere Elementarlinsen (12) umfassen, die um eine Entfernung d beabstandet sind, daß die unerwünschten Ortsfrequenzen größer als 1/2d Zyklen pro Millimeter sind und der Abstand zwischen den ersten und zweiten Bildern kleiner als d ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den ersten und zweiten Bildern im wesentlichen 1/3d beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung eine Linse (149) umfaßt, welche aus wenigstens zwei Teilen (151, 152) besteht, die gegenüber einer Normalposition um einen vorbestimmten Betrag versetzt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung wenigstens zwei Prismen (170, 172) umfaßt, die unter einem vorbestimmten Winkel in bezug aufeinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung wenigstens zwei Spiegel (199, 201; 219, 221) umfaßt, die unter einem vorbestimmten Winkel in bezug aufeinander geneigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung ein bewegliches Element (196) umfaßt, das normalerweise in einer ersten Ebene angeordnet ist, wobei die zwei Spiegel (199, 201) auf dem beweglichen Element unter ersten und zweiten vorbestimmten Winkeln zu der ersten Ebene entsprechend angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung ein bewegliches Element (196) umfaßt, das normalerweise in einer ersten Ebene angeordnet ist und daß die zwei Spiegel (219, 221) auf dem beweglichen Element in zweiten und dritten Ebenen senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet sind.

9. Kamera mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlung erfassenden Einrichtungen Elementarlinsen (12) und Detektoren (14) umfassen zur Verwendung in einem Schaltkreis zur automatischen Fokussierung der Kamera und wobei die optische Wegstrecke von einer entfernten, zu fotographierenden Szene verläuft.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarlinsen (12) entlang einer Linie liegen, die im wesentlichen ihre Mittelpunkte miteinander verbindet und daß die Verschiebung der ersten und zweiten Bilder entlang der Linie erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung mehr als zwei bildformende Elemente (250, 252, 254, 256) umfaßt, von denen jedes so angeordnet ist, daß es Strahlung in eine unterschiedliche Richtung ausrichtet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildformungseinrichtung Teile einer Linse umfaßt, von denen jeder in bezug auf den anderen verschoben ist.