DE3921838A1 - Automatische scharfeinstellvorrichtung fuer eine kamera - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Scharfeinstellvor­ richtung für eine Kamera (nachfolgend auch als Autofokus­ vorrichtung bezeichnet).

Eine bekannte Autofokusvorrichtung enthält einen Objektiv­ fokussiermechanismus, der auf der Seite einer Verschlußein­ heit angeordnet ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Antriebsring 1 ist drehbar an einer Grundplatte 2 befe­ stigt, welche sich auf der Seite der Verschlußeinheit be­ findet. Der Antriebsring 1 wird von einem Schrittrotor 4 über ein Leerlaufzahnrad 3 angetrieben, das mit einem am Umfang des Antriebsrings 1 ausgebildeten Sektorzahnrad 1 a im Eingriff steht. Nach einem eingegebenen Programm wird der Schrittmotor zum Fokussieren, Belichten oder Zurück­ fahren vorwärts oder rückwärts gedreht. Als Antwort auf die Drehung des Motors 4 wird der Antriebsring 1 vorwärts oder rückwärts gedreht. Ein Nocken 1 b wirkt auf einen Sektor­ öffnungshebel 5 an einem außerhalb des Fokussierbereichs gelegenen Punkt, um die (nicht gezeigten) Verschlußsektoren zu öffnen oder zu schließen. Der Nocken 1 b steht Umfang des Antriebsrings 1 vor.

Ein Entfernungsring 6 treibt das (nicht gezeigte) Objektiv über ein Objektivantriebsteil 6 a an, um es scharf einzu­ stellen. Der Entfernungsring 6 ist in gleicher Weise wie der Antriebsring 1 drehbar an der Grundplatte 2 befestigt. Der Entfernungsring 6 weist ein Sektorzahnrad 6 b auf, das mit einem Ritzel 7 a kämmt, welches einstückig mit einem Klinkenrad 7 ausgebildet ist. Der Entfernungsring 6 wird von einer Feder 6 c im Uhrzeigersinn (bezogen auf die Dar­ stellung in Fig. 4) vorgespannt und dreht sich mit dem An­ triebsring 1. Ein Sperrhebel 8, der schwenkbar auf einem an der Grundplatte 2 befestigten Stift sitzt, wird von einer Feder 8 a nach rechts vorgespannt. Ein Anker 9 a in Form eines Eisenteiles ist mit einem Ende des Sperrhebels 8 verbunden. Der Sperrhebel wird über den Anker 9 a an einen Elektromagneten 9 angezogen und gehalten. Wenn der auch als AF-Magnet bezeichnete Elektromagnet 9 abgeschaltet wird, wird der Sperrhebel 8 bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Eine Klinke am vorderen Ende des Sperrhebels 8 tritt dann zwischen die Zähne des Klinkenrads 7. Dadurch wird der Entfernungshebel 6 bei er­ reichter Scharfeinstellung verriegelt. An einem Ende des Schrittmotors 4 ist ein Ritzel 11 a befestigt, das den An­ triebsring 1 antreibt. Wenn der Schrittmotor 4 rückwärts gedreht wird, dreht das Ritzel 11 a das Klinkenrad 7 über den Antriebsring 1 und den Entfernungsring 6 im Uhrzeiger­ sinn und stößt den Sperrhebel 8 nach oben. In diesem Moment ist der Elektromagnet 9 erregt, so daß er den Sperrhebel 8 in einer Stellung hält, wo dessen Klinke nicht mit den Zähnen des Klinkenrads 7 in Eingriff kommt.

Der Schrittmotor 4 wird dann zur Scharfeinstellung vorwärts gedreht. Diese Drehung wird über das an einer Welle, die die Drehung überträgt, befestigte Ritzel 11 a auf den An­ triebsring 1 übertragen. Die Feder 6 c dreht den Entfer­ nungsring 6 im Uhrzeigersinn (bezogen auf die Darstellung in der Figur), wobei der Entfernungsring dem Antriebsring folgt. Die Drehung des Entfernungsrings 6 bewirkt, daß ein Abtasthebel (nicht gezeigt) bzw. eine von ihm gehaltene Licht emittierende Einrichtung eine Abtastbewegung aus­ führt. Eine nicht gezeigte Lichtempfangseinrichtung emp­ fängt das Licht von der Licht emittierenden Einrichtung als von dem Aufnahmeobjekt reflektiertes Licht. Wenn das Objek­ tiv scharf eingestellt ist, gibt die Lichtempfangseinrich­ tung ein Fokussignal ab und verursacht die Anzeige einer Information über die Entfernung im Sucher. Das Fokussignal schaltet den Elektromagneten 9 ab und bewirkt so eine Dre­ hung des Sperrhebels 8 nach rechts. Über das Klinkenrad 7 wird damit der Entfernungsring 6 verriegelt. Die Kamera be­ findet sich damit im Scharfeinstellzustand.

Wenn sich der Schrittmotor 4 weiterdreht, wird der An­ triebsring 1 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß seine Nocken­ fläche 1 b den Stift 5 a des Sektoröffnungshebels 5 nach rechts bewegt. Bevor der Sift 5 a nach links schwenkt, wird der vom Schrittmotor 4 gesteuerte Entfernungring 6 vom Schrittmotor 4 abgekoppelt. Der Antriebsring 1 öffnet oder schließt dann den Verschluß, gesteuert durch den Schritt­ motor 4 in bestimmter Weise. Der Schrittmotor 4 wird ab­ hängig von Phasenimpulsen, die von einer Schrittmotortrei­ berschaltung 4 a erzeugt werden, entweder vorwärts oder rückwärts gedreht.

Die vorbeschriebene bekannte Autofokusvorrichtung für eine Kamera besitzt keine Mittel zur Prüfung, ob das elektrische Signal, das heißt die Phasenimpulse, die dem Schrittmotor 4 von der Schrittmotortreiberschaltung 4 a geliefert werden, richtig in eine mechanische Bewegung, das heißt eine Vor­ wärts- oder Rückwärtsdrehung des Schrittmotors 4 umgesetzt werden. Wenn daher die Bewegung des Objektivscharfeinstell­ mechanismus, der von der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Schrittmotors 4 gesteuert wird, von einer Person be­ hindert wird, geht die die Schrittmotortreiberschaltung 4 a steuernde Schaltung dennoch von einem korrekten Betrieb des Objektivscharfeinstellmechanismus aus. Die Steuerschaltung leitet dann eine Folge von Vorgängen einschließlich der Steuerung des Verschlußmechanismus ein. Dabei kommt ein un­ scharfes Bild heraus, oder andere unerwartete Ergebnisse treten ein. Insofern bestehen also bei diesem Stand der Technik ungelöste Probleme.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Scharfein­ stellvorrichtung zur Verwendung in einer Kamera zu schaf­ fen, die, wenn der Objektivscharfeinstellmechanismus nicht korrekt arbeitet, verhindert, daß der Verschluß geöffnet oder geschlossen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine automatische Scharfeinstellvorrichtung gemäß dem Patentanspruch gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zu der Vorrichtung von der Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Anordung gemäß Fig. 2 wiedergibt, und

Fig. 4 schematisch eine bekannte Autofokusvorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Ein Ruhestellungsschalter HS erzeugt ein Ausgangssignal, das den Start des Betriebsablaufs anzeigt. Der Schalter HS enthält einen beweglichen Kontakt h ₁ und einen festen Kon­ takt h ₂ . Gewöhnlich ist der Schalter HS geöffnet. Das vor­ dere Ende des beweglichen Kontakts h ₁ greift an einem Stift 6 d an, der an einem Entfernungsring 6 befestigt ist. Eine Feder 6 c greift ebenfalls einerseits an dem Stift 6 d und andererseits an einer Grundplatte 2 a an. Diese Feder 6 c spannt den Entfernungsring 6 ständig im Uhrzeigersinn (bezogen auf die Darstellung in Fig. 1) vor. Solange ein nicht gezeigter Verschlußknopf nicht gedrückt wird, befin­ det sich der Entfernungsring 6 in seiner Ruhestellung, in der der Stift 6 d den Ruhestellungsschalter HS öffnet. Wenn ein Verschlußauslöser SW, der in Fig. 2 gezeigt ist, nie­ dergedrückt wird, dann bewirkt das Niederdrücken um ein erstes Stück das Anschalten der Stromquelle sowie den An­ trieb des Objektivs für die Scharfeinstellung. Bei fortge­ setztem Druck um ein zweites Stück wird der Film belichtet und transportiert.

Ein Ritzel 11 a ist an einem Ende eines Schrittmotors 4 be­ festigt, der einen Antriebsring 1 antreibt. Wenn die Dreh­ richtung des Schrittmotors 4 umgekehrt wird, dreht das Ritzel 11 a ein Klinkenrad 7 über den Antriebsring 1 und den Entfernungsring 6 im Uhrzeigersinn. Dies stößt einen Sperr­ hebel 8 nach oben. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Elektromag­ net 9 erregt. Das vordere Ende des Sperrhebels 8 wird dann außer Eingriff mit den Zähnen des Klinkenrads 7 gehalten. Der Schrittmotor 4 beginnt sich dann zum Zwecke der Scharf­ einstellung vorwärts zu drehen. Diese Drehung wird über das an einer die Drehung übertragenden Welle befestige Ritzel 11 a auf den Antriebsring 1 übertragen, der an der Grund­ platte 2 montiert ist. Aufgrund der Wirkung der Feder 6 c folgt dabei der Entfernungsring 6 dem Antriebsring 1 im Uhrzeigersinn, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1. Wenn sich der Entfernungsring 6 im Uhrzeigersinn dreht, bringt die Bewegung des Stiftes 6 d den beweglichen Kontakt h ₁ des Ruhestellungsschalters HS, der zunächst geöffnet war, in Kontakt mit dem festen Kontakt h ₂, so daß der angeschlos­ sene Stromkreis geschlossen wird. Der bewegliche Kontakt h ₁ des Ruhestellungsschalters HS ist mit einem Bezugspoten­ tialpunkt verbunden, wärend der feste Kontakt h ₂ mit dem Eingang eines Schaltungsteiles 15 innerhalb einer Steuer­ schaltungs-CPU verbunden ist, der einen Vorwärt/Rückwärts­ drehungsimpuls abgibt. Der Impulsabschnitt von diesem Im­ pulslieferungsschaltungsteil 15 wird von einem Verschlußge­ schwindigkeitsrechenschaltungsteil 17 und einem Scharfein­ stellarithmetikschaltungsteil 18 der Steuerschaltungs-CPU bestimmt. Der Impulslieferschaltungsteil 15 kann an die Schrittmotortreiberschaltung 4 a solange keine Phasenimpulse liefern, solange der Ruhestellungsschalter HS nicht ge­ schlossen ist. Der Impulslieferschaltungsteil 15, der Verschlußgeschwindigkeitsrechenschaltungsteil 17 und der Scharfeinstellarithmetikschaltungsteil 18 sowie ein AF- Magnet-Folgeschaltungsteil 16 werden von einem Programm und von Daten gesteuert, die in einem Hauptsteuerschaltungsteil 19 enthalten sind, der aus ROMs und RAMs besteht.

Wenn der Schaltungsteil 16 vom Hauptsteuerschaltungsteil 19 gesteuert wird, wird eine Folge von Operationen ausgeführt. Das heißt, es werden drei Rückwärtsimpulse abgegeben. Dann wird der Elektromagnet 9 betätigt, und dann werden sieben Impulse für Vorwärtsdrehung ausgegeben.

Es soll nun die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert werden.

Wenn der Verschlußauslöser SW, der in Fig. 2 gezeigt ist, bei der Autofokusvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau niedergedrückt wird, wird eine Folge von Schritten ausge­ führt, die in Fig. 3 mit F _n bezeichnet sind. Wenn der Verschlußauslöser SW gedrückt wird (Schritt F ₁) wird die Stromquelle eingeschaltet und im Schritt F ₂ eingeschaltet gehalten. Ein in Fig. 2 gezeigter Entfernungsmeßschal­ tungsteil 18 a mißt im Schritt F ₃ die Entfernung. Der Scharfeinstellarithmetikschaltungsteil 18 führt Rechen­ operationen zur Scharfeinstellung aus. Der AF-Magnet- Folgeschaltungsteil 16 liefert drei Impulse zum Rück­ wärtsdrehen des Schrittmotors 4 über den Vorwärts/Rück­ wärtsdrehimpulslieferschaltungsteil 15 und die Schritt­ motortreiberschaltung 4 a (Schritt F ₄). Nachdem die drei Rückwärtsimpulse an den Schrittmotor 4 geliefert wurden, dreht sich das Klinkenrad 7 nach links und stößt den Sperrhebel 8 nach oben. In diesem Zustand erzeugt im Schritt F ₅ der Folgeschaltungsteil 16 ein Signal, um den Elektromagneten 9 anzuschalten. Daraufhin wird das vordere Ende des Sperrhebels 8 außer Kontakt mit den Zähnen des Klinkenrads 7 bewegt. Der Impulslieferschaltungsteil 15 liefert im Schritt F ₆ unter der Steuerung durch den Folge­ schaltungsteil 16 sieben Vorwärtsimpulse an den Schritt­ motor 4. Dadurch wird das Objektiv bewegt. Im Schritt F ₇ wird geprüft, ob der Ruhestellungsschalter HS geschlossen oder geöffnet ist. Wenn der Schalter HS geschlossen ist, werden im Schritt F ₈ von dem Scharfeinstellarithmetik­ schaltungteil 18 bestimmte Impulse über den Impulsliefer­ schaltungsteil 15 an den Schrittmotor 4 geliefert. Wenn das Objektiv bis zur Einstellung einer gewünschten Entfernung verstellt wurde (Schritt F ₉) wird der AF Magnet im Schritt F ₁₀ abgeschaltet. Wenn der Verschlußauslöser SW um ein zweites Stück niedergedrückt wird, mißt eine photometrische Schaltung 17 a im Schritt F ₁₁ die Helligkeit des Aufnahme­ objekts. Der Verschlußgeschwindigkeitsrechenschaltungsteil 17 errechnet aus verschiedenen Zuständen, u.a. der Blende und der Filmempfindlichkeit, die Verschlußgeschwindigkeit oder Belichtungszeit. Der Schrittmotor 4 wird nach Maßgabe des Ergebnisses der Berechnung der Verschlußgeschwindigkeit um eine bestimmte Anzahl von Vorwärts- oder Rückwärtsim­ pulsen gesteuert. Nachdem im Schritt F ₁₀ der AF-Magnet abgeschaltet wurde, steht der Antriebsring 1 unter der Steuerung des Schrittmotors 4. Im Schritt F ₁₂ erfolgt die Belichtung nach Maßgabe der errechneten Verschlußge­ schwindigkeit. Nach der Belichtung im Schritt F ₁₂ erhält der Schrittmotor 4 über den Impulslieferschaltungsteil 15 unter der Steuerung durch den Hauptsteuerschaltungsteil 19 im Schritt F ₁₃ Rückwärtsimpulse. Dadurch wird der Entfer­ nungsring 6 in seine Ruhestellung zurückgebracht. In dem Schritt F ₁₃ wird geprüft, ob der Ruhestellungsschalter HS geöffnet oder geschlossen ist. Ist er geöffnet, wird im Schritt F ₁₅ der Film transportiert und im Schritt F ₁₆ die Stromquelle abgeschaltet. Ist der Ruhestellungsschalter HS dagegen nicht geschlossen, werden im Schritt F ₁₉ erneut Rückwärtsimpulse ausgegeben, und der Ablauf geht zu Schritt F ₁₃.

Wenn im Schritt F ₇ festgestellt wird, daß der Ruhestel­ lungsschalter HS nicht geschlossen ist, wird der AF-Magnet im Schritt F ₁₇ sofort abgeschaltet, und es werden im Schritt F ₁₈ acht Rückwärtsimpulse an den Schrittmotor ge­ liefert, damit der Entfernungsring in seine Ruhestellung kommt.

Bei dem oben beschriebenen Beispiel wurde von einem norma­ lerweise offenen Ruhestellungsschalter HS ausgegangen. Statt dessen kann auch ein normalerweise geschlossener Schalter verwendet werden.

Außerdem wurde der Ruhestellungsschalter HS als ein Schal­ ter mit mechanischen Kontakten beschrieben. Der Schalter ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise könnte er aus einer Halbleitervorrichtungen enthaltenden logischen Schaltung hergestellt sein.

In der voranstehenden Beschreibung ist von einem Schritt­ motor als Antriebsquelle die Rede. Entsprechende Vorteile lassen sich aber auch mit einem Ultraschallmotor, einem Gleichstrommotor mit Kodierer oder anderen Motoren er­ zielen.

Die beschriebene Autofokusvorrichtung zur Verwendung in einer Kamera enthält einen Entfernungsring und eine Motor­ treiberschaltung, die von dem Ring betätigt wird. Die Vor­ richtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Betriebszustand des vom elektronischen System gesteuerten mechanischen Sy­ stems zu dem elektronischen System zurückgekoppelt wird. Dadurch wird verhindert, daß eine Folge von Operationen einschließlich der Belichtung und des Filmtransports feh­ lerhaft ausgeführt wird.

Zeichnungslegende zu Fig. 3:

F 1   Auslöseknopf SW ein ?
F 2   Haltestromquelle eingeschaltet
F 3   Entfernungsmessung
F 4   Drei Rückwärtsimpulse
F 5   Errege AF-Magnet
F 6   Sieben Vorwärtsimpulse
F 7   ist HS ein ?
F 8   Treibe Objektiv an
F 9   Bestimme Entfernung
F 10  Schalte AF-Magnet ab
F 11  Helligkeitsmessung
F 12  Belichtung
F 13  Umkehr
F 14  Ist HS aus?
F 15  Filmtransport
F 16  Haltestromquelle aus
F 17  Schalte AF-Magnet ab
F 18  Gib sieben plus eins Rückwärtsimpulse ab
F 19  Inkrementzähler
F 20  P Ausgangsimpulse

Claims (1)

1. Automatische Scharfeinstellvorrichtung zur Verwendung in einer Kamera, umfassend
   einen Motor (4), der in Vorwärtsrichtung und in Rück­ wärtsrichtung drehbar ist,
   einen Objektivscharfeinstellmechanismus (6), der als Antwort auf die Drehung des Motors (4) arbeitet und den Brennpunkt des Kameraobjektivs einstellt,
   eine Betriebsstartsignalerzeugungseinrichtung (HS) zur Bestätigung, daß der Betrieb begonnen hat, die ein Signal erzeugt, das den Betriebsstart des Objektivscharf­ einstellmechanismus anzeigt, und
   eine Motortreiberschaltung, die von der Betriebs­ startsignalerzeugungseinrichtung betätigt wird.