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Die Erfindung betrifft eine in einer Bildeinstellscheibe für Aufnahmekameras zur Einstellung der Koinzidenz eingebaute Prismengruppe, deren Prismen nach verschiedenen Richtungen hin geneigte, der Basisfläche gegenüberliegende Begrenzungsflächen besitzen.
Die bekannten Prismensysteme in Bildeinstellscheiben haben vorwiegend ein gemeinsames Merkmal, nämlich, dass der Winkel zwischen der Schnittlinie und der brechenden Kanten der Prismen 900 beträgt, Fig. 2.
Unter einer brechenden Kante ist eine Kante zu verstehen, die parallel zur weggeschnittenen Keilschneide verläuft, wogegen unter Schnittlinie bzw. Schnittbildlinie die auf die gemeinsame Basisebene projizierte Berührungsfläche der Teilprismen verstanden wird, Fig. 2a.
Im allgemeinen ist die Schnittlinie, das ist die Berührungslinie der beiden Prismen, in der das Koinzidieren erfolgt, waagrecht angeordnet, s. Fig. 2a. Bei Biprismengruppen für die Anwendung im Quer- und Hochformat ist neben der waagrechten Schittlinie noch eine senkrechte Schnittlinie vorgeschlagen worden. Die höchst erzielbare Messempfindlichkeit bei diesen Biprismenanordnungen wird dann erreicht, wenn die Objektkante beim Fokussieren rechtwinkelig zur Schnittebene zu liegen kommt. Die auf solche Weise erzielbare Messempfindlichkeit unter vergleichbaren Messbedingungen soll hier mit bo = 1 (100%) bezeichnet werden. Bei jeder Schräganordnung der Schnittlinie zu einer Objektkante ist eine dem Cosinus folgende verringerte Messempfindlichkeit die Folge.
Zur wahlweisen Anwendung eines einfachen Biprismas im Quer- und Hochformat ist vorgeschlagen worden, die Biprismen um 45 zu drehen, damit auch die Schnittlinie unter einem Winkel von 450 zu den Formatseiten zu liegen kommt, um in gleicher Weise vertikale und horizontale Objektkanten erfassen zu können.
Der entscheidende Nachteil einer solchen Einrichtung besteht aber in deren durch die Schräglage bedingten, nur noch etwa 70% betragenden Messempfindlichkeit, das entspricht mathematisch ausgedrückt :
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Da der Objektivhub beim Fokussieren ungünstigerweise mindestens 7mal grösser ist als die gegenseitige
Bildverschiebung durch die Biprismen und die Keilwirkung kaum grösser als 80 ausgeführt werden können wegen der Pupillenabschattungen, so ist die Messempfindlichkeit der Biprismen selbst bei höchster Ausnutzung der bekannten technischen Möglichkeiten für Normalobjektive um wenigstens 40% zu gering. Für kurzbrennweitige
Objektive, z. B. Weitwinkelobjektive, ist die Messempfindlichkeit mindestens 70% zu gering, da sich mit der
Brennweite auch der Abbildungsmassstab verkleinert.
Es ist auch vorgeschlagen worden, diese Mängel dadurch zu beseitigen, dass der Winkel ss zwischen der
Schnittlinie und den brechenden Kanten der Prismen in der Grösse von etwa 300 ausgeführt wird. Die brechende
Kante der Prismen wird dabei parallel zur vorherrschend benutzten Objektkante gelegt und die Schnittlinie zwischen dem Prismenpaar verläuft dann schräg dazu unter einem Winkel von 300, s. Fig. 3. Für einen Winkel ss= 30 ergibt sich dann eine Verdoppelung der Bildverschiebungsstrecke bs = 2 ; das bedeutet auch eine
Verdoppelung der Messempfindlichkeit. Theoretisch wäre eine Steigerung der Messempfindlichkeit bis zur etwa
5, 75fachen Messempfindlichkeit noch sinnvoll ausnutzbar, also bis etwa ss = 10 .
Für das Fokussieren von Normalobjektiven, wo die Brennweite etwa gleich ist der Formatdiagonale, ist ein Winkel ss= 45 schon ausreichend, da hiemit die Messempfindlichkeit auf ba = 1, 414, also um 41, 4% gesteigert werden kann.
Da bei 300 bei angenommener quadratischer Biprismenbegrenzung nur die Hälfte der Breite des Biprismas ausgenutzt werden kann, wurde auch vorgeschlagen, zwei Schnittlinien parallel versetzt zu benutzen, so dass z. B. die linke Schnittlinie in der linken unteren Ecke und die rechte Schnittlinie in der rechten oberen Ecke endeten. Bei dieser Anordnung musste aber der Nachteil in Kauf genommen werden, dass infolge des Vorhandenseins dreier Schnittbilder die Einstellung erschwert und damit die Einfachheit des Scharfeinstellens gestört ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Einrichtung nur für eine Formatlage, z. B. Querformat, brauchbar ist.
Schliesslich ist ein viereckiges Prismenpaar mit Koinzidenzeinstellmitteln für Bildeinstellzwecke bekanntgeworden, dessen Schnittbildlinie bzw. Koinzidenzlinie nur im mittleren Bereich der Bildeinstellscheibe liegt. Zweck dieser Massnahme ist, den relativ kleinen Messbereich innerhalb der Bildmitte möglichst frei von Bildverzerrungen zu halten. Die in dieser bekannten Messeinrichtung rechtwinkelig bzw. annähernd rechtwinkelig zu der Koinzidenzlinie liegenden Kanten erfüllen keine optische Aufgabe im Sinne einer Koinzidenzlinie.
Zweck der Erfindung ist es, unter Wegfall der genannten Nachteile sowohl senkrechte als auch waagrechte Objektkanten zu erfassen, ohne die Kamera während der Bildeinstellung zurückdrehen zu müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der höheren Messempfindlichkeit bei schräggestellter Schnittlinie für die volle Breite von z. B. quadratisch begrenzten Biprismen unter Anwendung von vorzugsweise nur einer Schnittlinie, also nur für ein Prismenpaar, nutzbar zu machen und Biprismenpaarungen zu finden, die gleichermassen für die Anwendung im Quer- und Hochformat brauchbar sind.
Die Erfindung löst die Aufgabe in der Weise, dass in der Prismengruppe zwei oder vier Prismen vereinigt sind, von denen jedes Prisma an das oder die benachbarten Prismen in einer geknickt oder gekrümmt verlaufenden Berührungsfläche grenzt, deren Länge gleich oder grösser ist als die grösste Dimension der Prismengruppe. Gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Prismengruppe nach der Erfindung aus vier
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Prismen zusammengesetzt, deren auf die gemeinsame Basisebene projizierter Umriss ein rechtwinkeliges Dreieck ist, dessen rechter Winkel im Zentrum der Gruppe liegt, und dass die Gruppe aus zwei spiegelbildlich gleichen
Prismenpaaren besteht, von denen jedes Paar wieder aus zwei spiegelbildlich gleichen Prismen zusammengesetzt ist.
Einem zweiten Ausführungsbeispiel zufolge sieht die Erfindung vor, dass die Prismengruppe aus vier identischen Prismen zusammengesetzt ist, deren auf die Basisebene projizierter Umriss ein rechtwinkeliges Dreieck ist, dessen rechter Winkel im Zentrum der Gruppe liegt und dass die vier Prismen in zentrisch symmetrischer
Anordnung angeordnet sind. Gemäss weiteren Ausführungsbeispielen sieht die Erfindung vor, dass die
Prismengruppe aus zwei Prismen besteht, die in zentrisch-symmetrischer Anordnung miteinander vereinigt sind, wobei die auf der Basisebene senkrecht stehende Grenzfläche der beiden Prismen ausserhalb des Zentrums beiderseits je eine Knickstelle oder Krümmung aufweist.
Hiebei ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass die im
Bereich der Krümmungen angelegten Tangenten die senkrecht zur Grundfläche der Bildeinstellscheibe stehenden brechenden Kanten der Prismen unter einem Winkel von etwa 70 bis maximal 900 schneiden.
Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile ermöglichen im Gegensatz zu den bekannten Koinzidenz-Einstellmitteln ausser dem mittleren Messbereich bis zum Rande Übersichtsmessungen, wobei die erfindungsgemässe, in Nähe des Symmetrieschnittpunktes mit Knickstellen versehene Schnittlinie sehr genaue
Koinzidenzmessungen mit hoher Messempfindlichkeit gewährleistet.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, es zeigen : Fig. l schematisch die Wirkung der bekannten Biprismen ; Fig. 2 bekannte Biprismen mit ss = 90 und waagrechter
Schnittlinie sowie eingezeichneter Bildverschiebung ; Fig. 2a ein Biprisma nach Fig. 2 in perspektivischer Ansicht ;
Fig. 3 bekannte Biprismen mit ss = 30 und schräger Schnittlinie mit eingezeichneter Bildverschiebung ; Fig. 3a ein Biprisma nach Fig. 3 in perspektivischer Ansicht ; Fig. 4 ein Biprismenpaar ohne Prismenstufen und mit in der
Symmetriemitte abgeknickter Schnittlinie eines jeden einzelnen Prismas, mit Abknickwinkel y = 900 ;
Fig. 4a ein Biprismenpaar wie Fig. 4 mit eingezeichneter Bildverschiebung für senkrechte und waagrechte Objekte ; Fig. 4b ein Biprismenpaar wie Fig. 4 in perspektivischer Ansicht ; Fig. 4c ein Biprismenpaar wie Fig. 4 mit heraus gezeichnetem Einzelprisma ; Fig. 5 ein Biprismenpaar mit Prismenstufen und mit in der Symmetriemitte abgeknickter Schnittlinie eines jeden einzelnen Prismas, mit Abknickwinkel = 900 ; Fig. 5a ein Biprismenpaar wie Fig. 5 mit eingezeichneter Bildverschiebung für senkrechte und waagrechte Objekte ; Fig. 5b ein Biprismenpaar nach Fig. 5 perspektivisch ; Fig. 5c ein Biprismenpaar wie Fig. 5b mit herausgezeichnetem Einzelprisma ;
Fig. 6 ein Biprisma mit durch die Symmetriemitte diagonal verlaufender Schnittlinie, deren Knickstellen ausserhalb der Symmetriemitte liegen ; Fig. 6a ein Biprisma wie Fig. 6 in perspektivischer Ansicht ; Fig. 7 ein Biprisma mit ausserhalb der Symmetriemitte geknickter Schnittlinie ; Fig. 8 ein Biprisma mit kurvenartiger Schnittlinie ; Fig. 8a ein Biprisma, wie Fig. 8 in perspektivischer Ansicht ; Fig. 9 eine Bildeinstellscheibe mit Biprismen gemäss Fig. 8, waagrechtem Mikro-Koinzidenzraster in Ringform sowie Mattierungsring.
In den Fig. 2, 3,4, 5,6, 7,8 und 9 sind zum besseren Verständnis Zonen mit gleicher Höhe über den Basen durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht. Dabei sind tiefer liegende Stellen durch engere Abstände und höher liegende Stellen durch weitere Abstände zwischen diesen gestrichelten Linien dargestellt.
In Fig. l, 2 und 2a ist in bekannter Weise die Wirkung der Biprismen--l und 2--schematisch dargestellt. Im Keilkreuzungspunkt--3--schneiden sich die schrägen Prismenflächen. Die horizontal verlaufende Keilkante--4--gehört zu dem hinteren bzw. oberen Prisma--l--und die ebenfalls horizontal
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Objektiv her und treffen nach der Ablenkung durch je einen Keil in das betrachtende Auge. Für das Auge scheint der Bildpunkt-Fo--durch das Prisma-l-in-Fi-und durch das Prisma-2-in - F --liegend. Die Bildverschiebung ist durch die Strecke-Fi F -gegeben. Die Strecke von--Fo-- bis zum Keilkreuzungspunkt--3--entspricht dann dem Hub des Objektivs.
Wird der Bildpunkt --Fo-- in der durch den Punkt --3-- gehenden strichpunktierten Ebene --6-- abgebildet, dann ist die Bildverschiebung Null, d. h. die Teilbilder koinzidieren.
Die Prismendarstellung in Fig. 1 entspricht den Schnitten-A-B und A'--B'-der bekannten Anordnungen nach Fig. 2 und 3. Fig. 2 zeigt eine Darstellung bekannter Biprismen in Draufsicht mit ss = 90 . Die Schnittlinie-7-verläuft waagrecht. Rechtwinkelig dazu durch den Keilkreuzungspunkt-3--geht die gemeinsame Höhenlinie-3'-der Prismen-l und 2--. Die Bildverschiebungsstrecke in der Schnittlinie beträgt bo = 1. Alle andern Bezeichnungen sind denen der Fig. 1 identisch.
Fig. 3 und 3a zeigen eine weitere bekannte Art von Biprismen mit unter einem Winkel ss = 30 verlaufender Schnittlinie --7-- zwischen den in der Draufsicht dreieckig ausgeführten Prismen--l und 2--. Waagrecht gemessen ergibt sich in Fig. 3 genau wie bei Fig. 2 ein Bildabstand--bo-. Da aber das Auge von selbst der
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erkennbar gemacht durch die Gegenkathete--bo--, die Hypotenuse--bs--und den Winkel ss.
In den Fig. 4 bis 9 ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungen dargestellt.
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In Fig. 4 sind die dreieckigen Keile-10 und 11 sowie 12 und 13-jeweils gegengleich und ohne Abstand bzw. ohne jeden Stufensprung entgegen den Ausführungen in Fig. 2a und 3a zu einer quadratischen Form zusammengesetzt. Sofern die Biprismen eine runde Aussenbegrenzung gemäss der gestrichelten Linie - 14-- besitzen, würden sich sektorenförmige Keile ergeben.
Hinsichtlich der parallel zur Grundfläche der Einstellscheibe--57-- (Fig. 9) durch die hochliegenden Kanteneckpunket --24 und 25--über den äusseren Kanten--15, 16,17 und 18-- (Fig. 4b) zu denkenden brechenden Kanten (s. strichpunktierte Linie mit eingeschlossenem Winkel ss in Fig. 4c) laufen die Schnittlinien-19, 20,21 und 22--, auf der Horizontalfläche gemessen-unter einem Winkel ss von 45 bis zu einem gemeinsamen Symmetrieschnittpunkt-23-zusammen, wobei dieser gegenüber den Kanteneckpunkten --24 und 25--tiefer, aber gegenüber den Kanteneckpunkten --26 und 27-- höher liegt.
Der Schnittpunkt--23--bildet bei jedem Einzelkeil --10, 11,12 oder 13-- für die entsprechende Schnittlinie, z. B.--19, 22--gleichzeitig die Knickstelle --23--, s.Fig.4c, deren Abknickwinkely etwa 900 beträgt. Der Prismenkeil --13--, s.z.B. Fig.40, wird also begrenzt durch die gegenüber der Grundfläche der Bildeinstellscheibe-57--, Fig. 9, senkrecht stehende und schräg abfallende Kante--18--und der im Schnittpunkt --23-- vollwirksamen, geknickten Schnittlinie --19 und 22--. Mit andern Worten : Fig. 4 zeigt eine Prismengruppe, in der vier Prismen vereinigt sind, von denen jedes Prisma an die benachbarten Prismen in einer geknickt verlaufenden, die ganze Breite der Prismengruppe einnehmenden Berührungsfläche grenzt.
Hiebei ist die ganze Breite der Prismengruppe identisch mit der Breite des Einzelprismas, indem z. B. die Prismengruppe in der Aussenbegrenzung ein Viereck, bzw. ein Quadrat darstellt. Auf Grund eines für alle Prismenkeile-10 bis 13-gemeinsam in der Symmetriemitte
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ausserhalb des Schnittpunktes--23--liegenden Messpunkte eines jeden Einzelkeiles in gleicher Höhe befinden, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, senkrechte und waagrechte Objektkanten sowohl für Hoch- als auch Querformat gleichzeitig zu erfassen, s. die strichliert gezeichneten senkrechten und waagrechten Linien in Fig. 4a und 5a.
In Fig. 4a sind die Bildverschiebungen--Fl und F--für das senkrechte Objekt--Fo--und die Bildverschiebungen--Fi und F --für das waagrechte Objekt--Fo--sowie die Bildverschiebungsstrecke bs = 1, 414 der beiden Schnittlinien 20, 22 dargestellt.
Die Fig. 4b und 4c zeigen in perspektivischer Ansicht die Biprismengruppe, wenn man Fig. 4 in Pfeilrichtung betrachtet. Zur besseren Kenntlichmachung der Höhenunterschiede und der voll wirksamen geknickten Schnittlinie innerhalb eines einzelnen Keilprismas zeigt Fig. 4c, z. B. das Prisma--13--, so dass die im Punkt --23-- geknickte Schnittlinie --19,22-- von einem höchsten Punkt --24-- der Kante --18-- ausgehend über den etwas tiefer liegenden Schnittpunkt--23--bis zum tiefstgelegenen Kantpunkt --27--verläuft.
Die Fig. 5 und 5c zeigen eine weitere Ausführungsart einer Biprismengruppe mit Prismenstufen bzw. mit vier Stufensprüngen und mit im Symmetrieschnittpunkt abgeknickter Schnittlinie eines jeden einzelnen Prismas.
Wie in Fig. 4 kann man sich das quadratische Biprismenpaar aus vier einzelnen dreieckigen Keilprismen
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-30,andern Prismas--33--in der Ebene der Bildeinstellscheibe --57-- zusammenfällt. Jedes der vier Keilprismen--30 bis 33-bildet einen getrennten Messkeil, wobei z. B. der Messkeil --33-- (Fig.5c) begrenzt wird durch die gegenüber der Grundfläche der Bildeinstellscheibe--57--, Fig. 9, abfallende Kante--37-- und einer in der Symmetriemitte --38-- geknickten Schnittlinie --39,42--.
Die Symmetriemitte--38-- liegt demnach tiefer, beispielsweise gegenüber dem Kanteneckpunkt--36'--, aber höher gegenüber dem Kanteneckpunkt --36"-- von Prisam --32--, s.Fig.5b, Die Symmetriemitte --38-- des Biprismenpaares bildet den Koinzidenzmittelpunkt der Messeinrichtung. In gleicher Weise wie in Fig. 4 bildet die Symmetriemitte bzw. der Schnittpunkt -38-- in Fig. 5 die Knickstelle mit dem eingeschlossenen Knickwinkel'Y für die Schnittlinie, z. B.--39, 42-- des Prismas--33--, Fig. 5c. Die Bildverschiebung in den beiden Hauptrichtungen sind in Fig. 5a dargestellt.
Die perspektivische Darstellung gemäss Fig. 5b zeigt deutlich den gemeinsamen Symmetriemittelpunkt-38-aller vier Prismen-30 bis 33-und die schräg verlaufenden Kanten--34 bis 37--mit den Stufen bzw. Absätzen zwischen den einzelnen Prismen.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen vereinfachte Prismen-Ausführungen mit geknickter bzw. gekrümmter Schnittlinie bei sowohl parallel als auch schräg zur Grundfläche der Bildeinstellscheibe--57--verlaufenden Kanten der Prismen. Mit diesen Biprismen können vorzugsweise senkrechte Objektkanten gemessen werden.
Fig. 6 zeigt ein Prismenpaar--63, 64--mit zweimal abgewinkelter Schnittlinie--62--, wobei sich die Knickstellen --65-- ausserhalb des Symmetriemittelpunktes--43--befinden. Der Winkel zwischen der
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--62-- und- 57-stehenden Kanten-44, 45- der beiden Prismen-63, 64-verlaufen zur Grundfläche der BildeinsteIlscheibe --57-- parallel, hingegen die ebenfalls senkrecht zur Grundfläche der Bildeinstellscheibe - stehenden Kanten--68--der Prismen--63, 64--gegenüber der Grundfläche der Bildeinstellscheibe-57-schräg abfallend, s. Fig. 6a.
Fig. 7 zeigt ein Prismenpaar-46, 47-mit einer ebenfalls zweimal abgewinkelten Schnittlinie-48-,
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--66-- bezeichnetFig. 8 zeigt ein Prismenpaar-51 ; 52-- mit einer schräg über der Bildmitte liegenden kurvenartig verlaufenden Schnittlinie--53-- ; diese weist ausserhalb des Symmetriemittelpunktes--54--Krümmungen --67-- auf, deren Tangenten die senkrecht zur Grundfläche der Bildeinstellscheibe--57--stehenden Kanten-55, 56-in einem Winkel von etwa 700 schneiden. Die Abknickwinkely betragen gegenüber der Schnittlinie etwa 400.
In gleicher Weise wie bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 4 und 5, sind in jeder Prismengruppe entsprechend den Ausführungsbeispielen in Fig. 6 bis 8 zwei Prismen vereinigt, von denen jedes Prisma an das benachbarte Prisma in einer geknickt bzw. gekrümmt verlaufenden, die ganze Breite der Prismengruppe einnehmenden Berührungsfläche grenzt. Hiebei ist die ganze Breite der Prismengruppe ebenfalls, wie weiter oben dargelegt, identisch mit der Breite des Einzelprismas, indem z. B. die Prismengruppe in der Aussenbegrenzung ein Viereck bzw. ein Quadrat darstellt.
In gleicher Weise wie in den Fig. 6 und 7 verlaufen in Fig. 8 die senkrecht zur Grundfläche der Bildeinstellscheibe --57-- stehenden Kanten --55 und 56-der beiden Prismen-51, 52-parallel,
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Zum besseren Verständnis sind die Ausführungen der Prismengruppen gemäss den Fig. 6 und 8 in den Fig. 6a und 8a perspektivisch dargestellt. Die Aussenform der in den Fig. 6, 7 und 8 gestrichelt gezeichneten Begrenzungslinien-28 oder 29-kann an Stelle der gezeigten quadratischen Ausführungsform z. B. rund ausgeführt sein.
Fertigungstechnische Vorteile ergeben sich, wenn die Biprismen bzw. Biprismengruppen sich vorzugsweise zentral auf einer Einstellscheibe, Presnelscheibe bzw. Feldlinse, beispielsweise entsprechend Fig. 9, in einer photographischen oder kinomatographischen Kamera ausgeführt befinden und das Ganze vorwiegend aus einem Stück gespritzten, geprägten oder gepressten Glas oder klaren Formstoffen besteht. Ebenfalls sind Biprismen-Anordnungen in bekannter Weise auf einer Mattscheibe mit oder ohne Feinstrukturen z. B. Mikroraster, möglich. Auch an Ausführungen aus zwei und mehr Teilen ist gedacht, die beispielsweise zentrierbar durch Kleben zusammengefügt werden können.
In Fig. 9 ist eine Ausführung dargestellt. Eine aus einem Stück bestehende Bildeinstellscheibe--57-besitzt folgende optisch brechende Flächen : Fresnelringe--58--, die zur gleichmässigen Bildaufhellung dienen. Zur Scharfeinstellung verschiedener Motive sind in der Mitte der Bildeinstellscheibe ein Mattscheibenring - -59--, ein Mikroraster--60--und schliesslich ein der Erfindung entsprechendes Biprisma --61-- nach einem der in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Bildeinstellsystem angeordnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. In einer Bildeinstellscheibe für Aufnahmekameras zur Einstellung der Koinzidenz eingebaute Prismengruppe, deren Prismen nach verschiedenen Richtungen hin geneigte, der Basisfläche gegenüberliegende
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geknickt oder gekrümmt verlaufenden Berührungsfläche grenzt, deren Länge gleich oder grösser ist als die grösste Dimension der Prismengruppe.
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