DE1023967B - Vorrichtung fuer austauschbare Objektive an photographischen Kameras - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Austauschobjektive für photographische Kameras, deren eingebauter und mit dem Objektivauszug gekuppelter Entfernungsmesser auf den Einstellweg normalbrennweitiger Objektive abgestimmt ist und bei denen die Objektive bei der Scharfeinstellung nur eine geradlinige Bewegung in Richtung der optischen Achse, aber keine Drehung ausführen. Sie betrifft eine Verbesserung, die besonders für sehr langbrennweitige Austauschobjektive vorteilhaft ist.

Gemäß einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag * sollten für den obengenannten Zweck langbrennweitige Objektive so gestaltet sein, daß sie durch Verschieben der Frontlinse fokussiert werden. Dabei sollte die Frontlinse eine Brennweite besitzen, die nahezu der des Normalobjektivs entspricht, und die Einstellbewegung ¹S wurde unmittelbar auf die Frontlinse übertragen.

In Fig. 1 sind die Umstände dieses älteren Vorschlages schematisch dargestellt. Hat das Austauschobjektiv 16 dieselbe optische Baulänge wie das Normalobjektiv 10 und hat auch seine Frontlinse 15 genau dieselbe Brennweite wie das Objektiv 10, so liegen offenbar der dingseitige Brennpunkt F₀ des Normalobjektivs und F_v dieser Frontlinse am gleichen Ort. Damit entsprechen gleichen Auszugsverlängerungen x' bei der Scharfeinstellung ebenso gleiche Dingweiten x, die mit der vom Entfernungsmesser angegebenen Distanz vollkommen übereinstimmen.

Austauschobjektive von merklich längerer Brennweite als der des Normalobjektivs, mögen es nun normale Typen oder Tele-Objektive sein, weisen aber im allgemeinen eine erheblich größere Baulänge auf. Die Verhältnisse bei derartiger Wechseloptik sind schematisch in Fig. 2 dargestellt. Wie dort erkennbar, hat der vordere Brennpunkt F₁₁ ihrer Frontlinse 115 bzw. Frontlinsenkombination einen mit α bezeichneten Abstand vom Brennpunkt F₀ des Normalobjektivs 10 längs der optischen Achse gemessen. Das Austauschobjektiv 116 ist also immer auf eine um die Strecke α längere Dingweite eingestellt als das Normalobjektiv bzw. der Entfernungsmesser. Für größere Entfernungen fällt dies praktisch nicht störend ins Gewicht; für kleine Abstände jedoch erreicht oder überschreitet dieser Betrag α den Tiefenschärfenbereich.

Um diesen Mangel zu beheben, der bei langbrennweitigen Austauschobjektiven mit einem Vorderglied von gleicher Brennweite wie der des Normalobjektivs auftritt, ist in dem obenerwähnten älteren Vorschlag bereits vorgesehen worden, daß man die Brennweite f_v der Frontlinse nicht gleich der des Normalobjektivs f₀ wählt, sondern ein wenig kürzer. Dann läßt sich erreichen, daß die Einstellentfernung außer für 00 auch für einen wählbaren kürzeren Abstand χ gleich dem Objektabstand wird, den der Entfernungsmesser angibt. Diesen letztgenannten Dingabstand wählt man gemäß jenem älteren Vorrichtung für austauschbare Objektive an photographischen Kameras

Anmelder:

Voigtländer Aktiengesellschaft,
Braunschweig, Berliner Str. 53

Dr.-Ing. Helmut Naumann, München,
ist als Erfinder genannt worden

Vorschlag praktischerweise etwa 1,2 bis l,5mal so groß wie die kürzeste Entfernung, auf die das Objektiv überhaupt eingestellt werden kann. Für alle anderen Entfernungen ergeben sich dann Abweichungen zwischen der Entfernungsmessereinstellung und der Objektivfokussierung, die bei mäßig langbrennweitigen Objektiven innerhalb des Tiefenschärfenbereiches oder eines Bruchteils hiervon bleiben und für den praktischen Gebrauch ohne störende Nachteile in Kauf genommen werden können.

Für längere Brennweiten des Austauschobjektivs, die beispielsweise das Dreifache oder mehr von der des Normalobjektivs betragen, sind dann jedoch die Abweichungen merkbar, so daß es zweckmäßig ist, die technische Regel des älteren Vorschlages mit einer verbessernden Erweiterung auszustatten.

Hier setzt die Erfindung ein. Sie zeigt einen Weg, der die Unterschiede zwischen den Angaben des Entfernungsmessers und der tatsächlichen Scharfeinstellung des Objektivs so gering hält, daß man sie ohne sachliche und praktische Nachteile für alle Entfernungen vollkommen zu vernachlässigen vermag.

Gleichzeitig ist mit dem hier vorliegenden neuen Vorschlag ein weiterer Vorteil verbunden. Es besteht die Tatsache, daß mit größer werdender Brennweite des Objektivs die Anforderungen an einen Entfernungsmesser immer größer werden. Dies sei durch folgende Gleichung verdeutlicht:

α · u · ν · b · k = f².

Hierbei bedeutet α die reziproke Sehschärfe, die man entsprechend dem Wert von 1 Bogenminute, also zu etwa 3400 ansetzt, u ist die erlaubte Unscharfe im Bild, ν die Vergrößerung der mit dem Entfernungsmesser verbundenen optischen Glieder, beispielsweise eines Meßsuchers, b die Länge der Basis des Entfernungsmessers, k die Blendenzahl des Objektivs und f dessen Brennweite.

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Um für einen großen Wert von f bei nicht allzu licht- der Entfernungsmessereinstellung also um den Faktor N schwachen Objektiven, also kleinen Weiten von k, und zunimmt.

bei unverminderten Schärfeanforderungen und einer Bezeichnet χ die Entfernung des jeweils scharf eingeebenfalls unveränderlichen Vergrößerung der dem Ent- stellten Gegenstandes vom vorderen Brennpunkt F₀ des fernungsmesser zugeordneten optischen Teile eine hin- 5 Normalobjektivs, so Hegt die wirksame Basis b im Abreichende Genauigkeit der Entfernungsmesseranzeige stand (x + c), und durch das Prisma 11 wird der Ent- und damit der Einstellung des mit ihm gekuppelten fernungsmesser auf die Entfernung Λ⁷ · (x + c) einge-Objektivs zu erhalten, ist der Faktor b, also die Basis, stellt. Infolge der Spiegelung des wirksamen Basisendzu vergrößern. punktes 8 in Prisma 11 liegt der neue Endpunkt 14 der

Bemerkt sei hierzu, daß es für die Gültigkeit der io wirksamen verlängerten Basis V um den Wert Formel belanglos ist, ob für die Entfernungseinstellung

das gesamte Objektiv der Brennweite f verschoben wird (N —· 1) _# g

oder nur die Frontlinse mit einer anderen, im allgemeinen η kürzeren Brennweite f_v.

Die Verlängerung der Basis geschieht beispielsweise in 15 hinter der ursprünglichen Basis b, wenn man annimmt, an sich bekannter Weise durch ein rhombisches Prisma, daß η die Brechzahl des Werkstoffes ist, aus dem das das den Strahlengang eines der Entfernungsmesserbündel Prisma 11 besteht. Wird das Prisma 11 durch zwei zweimal so abknickt, daß eine Seitenversetzung im Sinne parallele Spiegel ersetzt, so ist natürlich η = 1. Von dem einer Erhöhung der Basis stattfindet. Es ist nun Gegen- vorderen Brennpunkt F_v der Frontlinse 115 des Ausstand der Erfindung, diese Basisverlängerung so abzu- 20 tauschobjektivs 116, der um die Strecke α vor dem stimmen, daß damit nicht nur die Einstellgenauigkeit Brennpunkt F₀ des Normalobjektivs 10 liegt, ist die des Entfernungsmessers erhöht wird, sondern daß gleich- verlängerte wirksame Basis b' aber um die Strecke zeitig der Einfluß der Objektivverlängerung, also die

in Fig. 2 dargestellte Änderung der Dingweite um die (^ — 1) _# , , ,

Strecke a, kompensiert wird. Bezeichnet man im ein- 25 η zelnen den Faktor, um den die Basis vergrößert wird, mit

N, also den Wert der Vergrößerung selbst als das (Λ" — I)- entfernt, so daß sich als die vom Entfernungsmesser

fache der Basis, dann lautet die neue technische Regel angegebene Entfernung, gemessen bis zum Brennpunkt

dahingehend, daß der Betrag der Basisverlängerung, F₁,, der Wert

bezogen auf Luft als optisches Mittel, vermehrt um den 30

Betrag« der Distanz der vorderen Brennpunkte von \N · χ-f (N -I)-C ■ b

Normalobjektiv und Frontlinse des Austauschobjektivs, [ «■

gleich sein muß dem (N —· l)-fachen der Distanz, in der ergibt.

sich die wirksame Basis des Entfernungsmessers hinter Das Produkt dieser Summe mit dem Kameraauszug x',

dem Vorderen-Brennpunkt des Normalobjektivs befindet: 35 um den die Frontlinse verschoben ist, ergibt das Quadrat

ihrer Brennweite f_v nach der bekannten Newtonschen

(N 1) · b ^■ _ 1) . c Abbildungsgleichung; außerdem ist

ⁿ ' x.x'-f*

χ·χ — j ₀

In Fig. 3 ist der Zusammenhang der Größen sehe- 40 für das Normalobjektiv,

matisch veranschaulicht. Das Auge 1 blickt in Richtung Es ergibt sich also

des Pfeils 2 nach dem anvisierten Gegenstand; in diesen , Γ _T (N — 1) Strahlenverlauf eingefügte optische Elemente, wie z.B. fv² = -^ ' /0 + ^x ' P* 1) ' ^c ~ ' " ^a Sucherlinsen, sind nicht gezeichnet. Durch die halbverspiegelte Planscheibe 3 wird in bekannter Weise eine 45 Daraus folgt ein weiterer wichtiger Teil der Erfindung, Strahlenteilung vorgenommen, nämlich in die Ent- nänüich, daß die Brennweite f_v der Frontlinse des Ausfernungsmesserstrahlen 2 und 5, wobei der letztere den Weg tauschobjektivs mindestens näherungsweise gleich der über den Spiegel 4 zum anvisierten Gegenstand nimmt. des Normalobjektivs f₀, malgenommen mit der Wurzel Bei 6 befindet sich eine Schwenklinse oder ein anderes aus dem Verhältnis der Basisverlängerung N, sein muß. den Strahlengang um kleine Winkelbeträge ablenkendes 50 Man erkennt weiter, daß der Einfluß der Einstell-Organ, das bewirken kann, daß längs des gestrichelt entfernung x' auf die Brennweite f_v wegfällt, wenn der gezeichneten Strahles 7 ein nahe gelegenes Objekt an- Betrag der obigen eckigen Klammer identisch zu Null visiert werden kann. Verfolgt man die Strahlen 5 und 7 gemacht wird. Dies ist aber der Inhalt der oben ausrückwärts über den Spiegel 4 hinaus, so findet man bei 8 gesprochenen, den ersten Teil der Erfindung ausmachenden virtuellen Knickpunkt des Meßstrahles 5 bzw. 7 als 55 den Erkenntnis. Dann gilt streng Spiegelbild des Organs 6; durch diesen Punkt 8 ist dann __ die Lage der wirksamen Basis b gegeben. Mit 9 ist die f» = f₀ · ]/iV . Schichtebene der Kamera, mit 10 das Normalobjektiv mit

der Brennweite f₀ und dem vorderen Brennpunkt F₀ Ist es aus irgendwelchen technischen Gründen nicht

bezeichnet; c ist die Entfernung dieses Brennpunktes F₀ 60 möglich, den Wert der Klammer zu Null zu machen, so

von der wirksamen Basis b. bleibt ein Einfluß der Objekt entfernung x' erhalten, und

Nun werde gemäß der Erfindung in den Strahlengang f_v ist so zu wählen, daß für einen bestimmten Wert von

des Entfernungsmesserstrahles 5 das Prisma 11 einge- x' die Gleichung erfüllt ist; für die entsprechende Ding-

fügt, so daß der Strahl 5 längs der durch den Pfeil 12 weite χ ist dann vollkommene Übereinstimmung zwischen

gegebenen Geraden verläuft; bei Naheinstellung wird der 65 Entfernungsmesser und Scharfeinstellung des Objektivs

Strahl 7 längs des Weges 13 eingespiegelt. Der dem vorhanden. Bei allen anderen Entfernungen besteht

Punkt 8 entsprechende wirksame Endpunkt der ver- eine Differenz, die einen Bruchteil des Tiefenschärfen-

längerten Basis ist mit 14 bezeichnet. Die wirksame Länge bereiches nicht überschreiten soll. Man wird jedoch

des Prismas 11 betrage (N-—· 1) · b, so daß die gesamte bestrebt sein, diesen Betrag und damit den Wert der

wirksame Basis auf N ■ b kommt und die Genauigkeit 70 eckigen Klammer sehr gering zu machen.

Folgendes Zahlenbeispiel sei gegeben: Für eine Kleinbildkamera sei

f₀ = 50, c = 90, ~- = 26 sowie a = 90'.

Dann findet man:
und

.V = 2,405
fv=fo-W=⁷⁷>⁶·

IO

Die Erfindung erlaubt verschiedene mechanische Ausgestaltungen. Das Prisma 11 kann mit dem Austauschobjektiv 116 so verbunden sein, daß es beim Ansetzen des Objektivs an die Kamera von selbst vor die eine Ausblicksöffnung des Entfernungsmessers kommt; gleichzeitig kann damit eine Bildmaske verbunden sein, die den Ausschnitt des Suchers bzw. Meßsuchers auf den verkleinerten Bildwinkel des langbrennweitigen Objektivs verringert. Es kann aber auch ein zusätzlicher Sucher mit dem Objektiv und dem Prisma vereinigt werden.

Es ist auch möglich, das Prisma, gegebenenfalls einschließlich des zusätzlichen Suchers, unabhängig vom Objektiv mit irgendwelchen Befestigungselementen, beispielsweise dem Sucherschuh, an der Kamera anzubringen.

Claims (6)

Patentansprüche·.

1. Vorrichtung für austauschbare Objektive an photographischen Kameras, deren Entfernungsmesser mit der Einstellbewegung für das Normalobjektiv gekuppelt ist und bei dem die Frontlinse des Wechsel-Objektivs zur Scharfeinstellung um den gleichen Betrag verschoben wird wie das Normalobjektiv, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem die Entfernungsmesserbasis auf das iV-fache verlängernden Rhombusprisma die Brennweite der Frontlinse des Wechselobjektivs so bemessen ist, daß sie annähernd das ]/JV-fache des Normalobjektivs beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das (A^T — l)-fache der Basis geteilt durch die Brechzahl (n) des Prismas, vermehrt um den Abstand der vorderen Brennpunkte von Normalobjektiv und Frontlinse des Austauschobjektivs, gleich ist dem (N —■ l)-fachen des Abstandes der wirksamen Basis des Entfernungsmessers ohne Prisma vom vorderen Brennpunkt des Normalobjektivs, dessen |/JV-fache Brennweite gleich der der Frontlinse des Austauschobjektivs ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das (N — l)-fache der Basisentfernung (c) vom vorderen Brennpunkt (.F₀) des Normalobjektivs (10), vermindert um dessen Abstand (a) vom vorderen Brennpunkt (Fj,) der Frontlinse (115) des Austauschobjektivs (116) und vermindert um das (N — 1)-fache der Basis (ö), diese geteilt durch die Brechzahl (n) des Prismas (11), malgenommen mit dem Kameraauszug (x¹) für eine die kürzestmögliche Entfernung merklich überschreitende Entfernung, vermehrt um das A^r-fache des Brennweitenquadrats (/Ό²) des Normalobjektivs (10), gleich dem Brennweitenquadrat (fv²) der Frontlinse (115) des Austauschobjektivs (116) ist, was formelmäßig ausgedrückt folgendermaßen lautet:

0- -F-

• b — a

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma mit dem Austauschobjektiv fest verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Prisma ein dem Austauschobjektiv angepaßter Sucher oder eine ihm angepaßte Bildfeldbegrenzung für den Sucher der Kamera verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma durch eine Spiegelkombination ersetzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 743 338.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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