DE1928586A1

DE1928586A1 - Lichtbildgeraet,insbesondere Kamera

Info

Publication number: DE1928586A1
Application number: DE19691928586
Authority: DE
Inventors: Henriksen Elmer Carl; Tinebra Carl Peter
Original assignee: Bell and Howell Co
Current assignee: Bell and Howell Co
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1970-01-02
Also published as: US3538830A; BE734158A; NL141654B; MY7400052A; FR2010390A1; SE347821B; AT294570B; GB1208388A; CH495561A; NL6908642A

Description

\ Patentanwälte

ft/nf Ina A. Grünecker

%1:in_g ⁹H.Kinkeldey ₆. Uf* 1969

Dr.-lng.W.Stockmair

22, Maximilian^ 43

128586

P 2554 10 / kr

Bell & Hovell Company, 71oo McCormiek Road, Chicago 60645, ü. S. A.

Lichtbildgerät, insbesondere Kamera

Die Erfindung betrifft ein Lichtbildgerät mit eiiem Gehäuse und einem Objektiv, das durch eine Bewegung gejenüber dem Gehäuse scharfeinsteilbar ist.

Dabei wird insbesondere eine mechanische Einrichtung saum Einstellen eines scharfeinstellbaren Objektivs der Kamera in Abhängigkeit von der Objektentfemung benätzt. Diese horizontale Objektentfernung wird mit einem Entfernungsmesser gemessen, der nach dem Prinzip der Triangulation arbeitet. Das Objektiv wird mit Hilfe eines Motors verstellt, der in einem Steuerstromkreis

909881/0970

liegt, der von der Orientierung eines schwerkraftabhängigen Gliedes abhängig ist.

Hit Hilfe der triangulation kann die Länge einer Kathete eines rechtwinkeligen Dreiecks bestimmt werden, und zwar in vorliegenden Fall die Entfernung zwischen der Kamera und dem Objekt. Zur Berechnung der Entfernung muß die Holle der vertikalen Kathete oder der Hypotenuse und der eine der spitzen Winkel des Dreiecke bekannt sein. Bei der Anwendung dieses Prinzips zum Scharfeinstellen einer Kamera kann die Länge der vertikalen Kathete des Dreiecks empirisch als die "Höhe eines Erwachsenen von durchschnittlicher QrSBe über der Ebene, auf der er steht" bestimmt werden· Die vertikale Kathete ist daher bei den meisten mit der Kamera zu machenden Aufnahmen annähernd gleich. Venn der Benutzer der Kamera in deren Sucherbild den FuBpunkt eines entfernten Objekts mit einer Bezugsmarke in Übereinstimmung bringen will, muß er die Kamera entsprechend neigen. Der Benutzer der Kamera visiert somit jenen Punkt an, an dem eine durch das Objekt gehende, vertikale Linie die Ebene schneidet, auf welcher der Benutzer der Kamera steht. Die optische Achse des Objektivs der Kamera kaxm. wiederholt eine bestimmte Neigung gegenüber der vertikal en bzw. der horizontalen Kathete des Dreiecks ein-

909881/0970

BAD

nehmen. Es stehen dann die Werte zur Verfügung, die für die Berechnung der unbekannten Länge der horizontalen Kathete erforderlich sind.

Zur Bestimmung dee Neigungswinkelβ der optischen Aohee ist -ein pendelartiges Element, das seine Lage unter der Einwirkung der Schwerkraft verändern kann, um eine Achse verschwenkbar, die zu der optischen Achse senkrecht ist. Beim Neigen des Gehäuses bleibt das pendelartige Element, wenn es gegenüber dem Gehäuse frei beweglich ist, im Raum unbeweglich, weil es unter der Wirkung der Schwerkraft vertikal herunterhängt. In dieser Lage ist das pendelartige Element unter einem bestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse angeordnet* Ba man bestimmen kann, welcher Winkelbereich dem Bereich der .Schärfenebenen des Objektibs entspricht, können diese Werte bei der Auslegung einer Scharfeinstelleinrichtung zugrundegelegt werden, die das Objektiv auf die gegebene horizontale Objektentfernung scharf einstellt«

Die Umsetzung des Orientierungswinkels eines pendelartigen Elements in eine Gegenstands-Schnittweite zwecks Einstellung der Schärfenebene eines Objektivs

909881/0970

kann mit Hilfe von mechanischen und eletrcmechaniechen Einrichtungen erfolgen. Die Aufgabe der Erfindung bestellt in der Schaffung eines nach dem Prinzip der Triangulation arbeitenden halbautomatischen Entfernungsaessere in einer besonders einfachen, sicheren Weise. Zu diesem Zweck kann gemäß der Erfindung vorteilhaft eine elektromechanisch^ Einrichtung in Form des pendelartigen Elements verwendet werden, das einen elektrischen Eontakt darstellt, der gegenüber einem Widerstand verschwenkbar ist. In Abhängigkeit von den Widerstandswerten, die ein Motorsteuerkreis bei verschiedenen Stellungen des Kontaktgliedes gegenüber dem Widerstand besitzt, wird ein Motor derart gesteuert, daß er das Objektiv auf ein Objekt scharf einstellt. Mit Hilfe des genannten Steuerkreises wird die Bins ehalt dauer des Motors bestimmt und der Motor genau in dem erforderlichen Zeitpunkt ausgeschaltet. Zum Scharfeinstellen eines Objektivs mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung braucht der Benutzer der Kamera daher nur den Fußpunkt eines Objekts anzuvisieren und ein Bedienungeelement zu betätigen. Danach kann die Kamera wieder in die normale Stellung gebracht und der Ausschnitt gewählt werden, worauf der Auslöser der Kamera betätigt wird.

90 9 8 81/0970

In den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungabeispiele des Erfindungsgegenstandes erläutert. Dabei zeigen

Pig. 1 in schematischer Darstellung ein optisches Gerät, das mit der erfindungsgemäßen Scharf einstell vorrichtung versehen ist,

Fig. 2 schematises die Schaltungsanordnung, mit

der die erfindungegemäße Scharfeineteilvorrichtung versehen ist und

Fig. 3 in einer schematiachen Darstellung Elemente der Scharfeineteilvorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein optisehtβ Gerät in Form einer Kamera 10, deren Gehäuse eine Vorderwand 12 zum Tragen einer scharfeinstellbaren Objektivanordnung 14 mit einem Objektivtubus 16 aufweist. In einer Bückwand 18 des Gehäuses ist ein Fenster 20 auegebildet, durch die der Benutzer der Kamera ein Bild eines entfernt angeordneten Objekts 24- betrachten kann· Das »ohtmatisch durch eine Linie dargestellte Objekt wird von dem Objektiv 14 auf einer nicht gezeigten Bildebene scharf abgebildet. Je nach der Entfernung des Objekte von der Kamera muß die

909881/097Ö

Brennebene üaa Objektivs 14 mit der Bildebene in Übereinstimmung gebracht werden, Zur Veränderung der Brennebene iat ein zur Scharfeinstellung dienendes Element Gfokussierelement) 26 des Objektivs parallel zu der optischen Achse 28 verstellbar. Xn der dargestellten Aue·* führungsform ist mit dem Fokussierelement 26 ein Stellantrieb, z. B. ein kleiner Motor 30, verbunden, der das Fokussierelement 26 länge der optischen Achse 28 hin- und herbewegen kann.

Die Sucheranordnung weist zwei bildreflektierende Elemente in Form von Spiegeln 34, 36 auf, die das Bild durch das Fenster 20 reflektieren» In der Sucheranordnung ist ferner eine Bezugsaarke 38 sichtbar, die zur Bestimmung der Entfernung eines Objekts mit dessen Sucherbild in übereinateiamung gebracht werden muß. Venn das Gerät so orientiert ist, daß eine durch das Objekt gehende, vertikal« Linl· eine dem Objekt und dem Benutzer der Kamera gemeinsame Basieebene an demselben Punkt schneidet wie die optische Achse 28 des Objektivs 14, stellt diese optische Achse die Hypotenuse eines Breiecke dar, mit dessen Hilfe die Länge der horizontalen Kathete zwischen dem Gerät und dem Objekt bestimmt werden kann.

909881/0970

£0 GP.lG.mAL

Dar Entfe7Miungsmess5Z⁵ weist ein pendslartigres Hegelelement 50 suf, dss xm eine Achse 52 drehbar ist, die sich rechtwinklig zu der optischen Achse in. derselben Ebene erstreckt wie diese» Wie es in Fig. 2 schematised dargestellt ist, bildet daa eine Ende des pendelartigen Begelelements 50 einen Schleifkontakt, der sich auf dem Widerstand 54 bewegt, wenn das pendelartige .iSlement 50 unter der Wirkung der Schwerkraft seine Lage verändert. Der Widerstandswert eines elektrischen Stromkreises, der sum Scharfeinstellen dea Objektivs 14 dient, ist von der Stellung dieses pendelartigen Hegelelementes bzw. des Schleifkontakts gegenüber dem Widerstand 54 abhängig.

Das pendelartige Element 50 und der Widerstand 54 sind mit einem SteuerstromkreiG verbunden, der in Fig. 2 schematiscii dargestellt ist. In diesem Stromkreis, in aera auch der Kotor 30 liegt, ist ferner eins regelbare StromveE'Sorguiigseinrichtung 58 angeordnet, die eine Stromquelle, s. B. eine. Batterie 62, einen mit der Batterie in Heihe geschalteten Festwiderstand 64 und eine der Batterie parallelgeschaltete Senerdiode 66 umfaßt« Durch die Diode wird die Ausgangsepaammg der Batterie derart geregelt, daß an den übrigen Stromkreis eine konstante Spannung angelegt wird. Der eine Pol der

909881/0970 B_Aö

Stromverno.vß\m^&einriohtnm;i: 58 ist durch eir.fi T.o

mit fieci Schleifkontakt .50 oder dem Widerstand 54 verbunden. In dieser tevorzugten Ausführungsform ist der Schleifkontakt über die Leitung 72 und den Zeitsteuerungskreie 70 mit dem anderen Pol der Stromversorgungseinrichtung verbunden.

Durch den Zeitsteuerungskreis wird die Dauer der Scharfeinstellbewegung des Objektivs bestimmt* Der Zeitsteuerungskreis 7° enthält einen Kalibrierwiderstand 74» der z. B.in der Fabrik so eingestellt wird, daß der Stromkreis in Anpassimg an andere Kennwerte der Scharfeinstellvorrichtung kalibriert ist. Diese Einstellung des Widerstandes 74 wird dann normalerweise nicht mehr verändert. Der Zeitsteuerungakreis weist ferner einen Kondensator 78 auf, dessen Speisestron von deta Kalibrier^ widerstand und dea Widerstand 54 abhängig ist. In Abhängigkeit von der Stärke dieses Speisestroms wird der Kondensator mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf einen bestimmten Prozentsatz seiner Kapazität aufgeladen. Die Ladegeschwindigkeit ist in erster Linie x^ron der Stellung des Schleifkontaktes 50 gegenüber dem Widerstand 54 abhängig, dessen Widerstsndswert hoch ist, wenn eich der Schleifkontakt in der Nähe des in Fig. 2

909881/0970

unteren jSndes befindet, während der Widerstand 54· einen niedrigen Widerstandswert hat, wenn sich der Schleifkontakt in der Nähe seines oberen Endes befindet. Je nach der Speisestromstärke des Kapazitators wird dieser daher während einer längeren oder kürzeren Zeit geladen.

Zum Einleiten der Stromaufuhr von der Stromversorgungseinrichtung 58 au dem restlichen Stromkreis und dem Motor wird ein Arbeitskontaktschalter 80 von Hand geschlossen. Der Schalter umfaßt zwei Kontaktsätze 80a, 80b, die hier räumlich getrennt dargestellt, aber zur gemeinsamen Betätigung mechanisch miteinander verbunden sind« Nach dem Schließen des Schalters 80 legt die Stromversorgungseinrichtung 58 die voll© Spannung an den Verstärker- und Sehaltkreis 84 für den Motor an* Dieser Kreis S^ schaltet dann den Motor- VQiistäadig ©in. Beim Einschalten d©s Motors wird aueis 4er ander® Kontaktisat des Seäalters 80 gesc&lögaesj wodurch die ätromsisfuhr su dem. Zeitst©u@.ruagslz?@£@ ?ö wia damit die Steuerung der Sinsehaltdaues* des Hotors eingeleitet wird.

9ÖSS81/091Ö

- ίο -

Wenn der Kondensator 7Q des Seitsteuerimbn^raises von der Stromversorgungseinrichtung 58 auf eine bestimmte Spannung aufgeladen worden ist, wird der Kondensator über den Unijunction-Transistor 88 entladen« der durch die Leitung 90 mit dem Zeitsteuerungskreis verbunden, in Reihe mit zwei Widerständen geschaltet und durch eine Leitung 96 mit einem steuerbaren Siliciumgleichrichter 100 verbunden ist. Der Widerstandswert des unteren Wideretandes bestimmt die Spannung, auf die der Sondensator aufgeladen werden muß, ehe er über den Transistor entladen wird. Nach dem Entladen des Kondensators ersengt der Transistor einen positiv gerichteten Auslöseiapiils,, der an den Leiter 96 abgegeben wird»

Durch den Auslöseimpuls wird der- durch den Leiter¹ 96 mit dem Transistor 88 verbundene, steuerbare Siliciumgleichrichter eingeschaltet. ¥©r- dem Sinsclialtsa hat der Gleichrichter einen relativ kohea Widerstand, so άε.Ε ein Strom relativ positiver Polarität dem Ifsfsr«* verstärker zugeführt wird und dieser eisen Bstxdefe «£©s Motors gestattet» Nach dem Sspfang äes AuslSa©impulses wird der Widerstand des Gleichrichter.^ ßeraftg-ssetstg s© daß dieser den Motorverstärker und des, flstor- 3^ effektiv kurzschließt. Dies erfolgt, nacMss das Objektiv 14 so

909881/0970

BAD ORIGINAL

lange in einer axialen Richtung bewegt worden ist, bis ein entferntes Objekt auf der Bildebene der Kamera scharf abgebildet wird.

Gemäß Fig. 3 besteht das manuell betätigbare Bedienungselement 110 aua einem Hebel, mit dem andere Gestängeelemente verbunden aein können, um eine Betätigung von der Außenseite des Kameragehäuses zu ermöglichen. Das Bedienungselement 110 dient zum Zurückstellen des Objektivs 1A- in eine Ausgangsstellung und zum Auslösen des Entfernungsmessers. Das Bedienungselement 110 ist um eine Schwenkachse 116 verschwenkbar, die im Inneren des Gehäuses der Kamera fest angeordnet ist. Das von der Schwenkachse 116 entfernte Ende des Elements 110 durchsetzt einen nicht
gezeigten Sch3,itzt, der in der Platine 118 ausgebildet
ist. In einem umgebogenen Teil 124 der Platine sind mehrere Rasten 120 eingearbeitet, in die eine an dem Element 110 befestigte Socke 128 einrasten kann. Diese Rasten können in der in Fig. 5 gezeigten Lage von oben nach unten gesehen die Bssoichnungen "Ein", "Aus" und "Zurückstellen" haben»

Das Bedienungselement 110 bestimmt in seinen drei
Stellungen die Funktion des Entfernungsmessers. In der

909881/0970

mittleren Stellung "Aus" ist das Bedienungselement im Abstand von dem Mikrosehr?lter 80 und von dem Motor« •gehäuseteil 130 angeordnet. Am einen Ende seines Hubes greift das Bedienungselement 110 am Schalter 80 an. Der Motorgehäuseteil 130 kann entweder einen Fortsatz des Gehäuses des Motors 30 bilden oder mit diesem Gehäuse einstückig sein« Von dem Gehäuse des Motors 30 steht die Abtriebswelle 132 vor, auf deren von dem Motor 30 entfernten Ende ein Ritzel 134 befestigt ist. Dieses Ritzel 134· kann wahlweise in das außen am Objektivtubus 16 vorgesehenen Zahnsegment 138 eingerückt oder aus ihm ausgerückt werden und wird durch ein Belaetungselement , ζ. B. eine Feder 140_t an das Zahnsegment 138 angedrückt. Bei eingeschaltetem Motor wird daher der Objektivtubus 16 so gedreht, daß das Fokussierelement 26 zum Scharfein-¹ stellen in der einen oder anderen Richtung verstellt wird.

Wenn das Bedienungselement 110 nach einem Scharfeinstellvorgang in die Stellung "Zurückstellen" bewegt wird, wird das Objektiv 1'+ in die Ausgangsstellung zurückgeführt, worauf es auf eine andere Entfernung scharf eingestellt werden kann. Bsi seiner Bewegung aus der

909881/0970

Stellung "Aus" greift das Bedienungselement 110 am Portsatz 130 des Motorgehäusen an, so daß dieses um die Zapfen 142 verschwenkt wird. Bei dieser Bewegung des Motorgehäuses wird das Kitzel 134 aus dem Zahnsegment 138 des Objektivtubus ausgerückt. Wenn das Ritzel den Objektivtubus freigegeben hat, bewirkt ein von einer Feder 146 gebildetes Rückstellglied, daß das Objektiv und damit auch das Fokussierelement in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Durch das Auftreffen der Endfläche 150 des Zahnsegments 138 auf einen Anschlag 148 wird die Drehung des Objektivtubus begrenzt. In dieser Lage be~ findet sich das Objektiv in der Ausgangsstellung für einen neuen Scharfeinstellvorgang.

Zum Einleiten eines Scharfeinstellvorganges wird dasBedienungselement 110 in die obere Stellung ("Ein") bewegt· Wenn sich dabei das Bedienungselement 110 aus der Stellung "Zurückstellen" bewegt, kann die Feder das Ritzel 134 wieder in das Zahnsegment 138 einrücken. Wenn sich dae Bedienungselement der Stellung "Ein" nähert, greift der Lappen 154 am Schalter 80 an und schließt ihn, so daß der Steuerstromkreis und der Motor 30 für die Scharfeinstellung eingeschlatet werden. Wie

909881/0970

vorstellend beschrieben wuide, läuft der Motor 30 so lange, äaß das FoJaissierolement; 26 auf das entfernt ange~ ordnete Objekt ncharf eingestellt v/ird. Nach dem Scharfeinstellen des Objektivs wird das Bedienungselement 110 in die Stellung "Aus" bewegt. Da das Ritzel 134 weiter mit dem Zahnbogen 138 kämmt, bleibt das Objektiv 14 auf diese Entfernung scharf Gingestellt, bis es vor der Scharfeinstellung auf eins andira Entfernung zurückgestellt wird.

- Patentansprüche -

'909881/0970

BAD ORIGINAL

Claims

-Patentansprüche-

1.) Lichtbildgerät mit einem Gehäuse und einem Objektiv« dae durch eine Bewegung gegenüber dem Gehäuse acharfeinet ellbar ist, gekennzeichnet durch ein pendelartiges Hegelelement (50), dae gegenüber dem Gehäuse in eine Winkelstellung verschwenkbar ist» welche der horizontalen Objektentfernung entspricht, ferner gekennzeichnet durch einen von dem pendelartigen Hegelelement gesteuerten Stellantrieb zum Bewegen des Objektivs (14) in eine Stellung, in der das Objektiv scharf eingestellt 1st.

2.) lichtbildgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stellantrieb einen Motor (50) zum Bewegen des Objektivs (14) und eine elektrische Einrichtung besitzt, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung des pendelartigen Hegelelements (50) den Motor sum Verstellen des Objektivs (14) einschaltet.

3.) Lichtbildgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Einrichtung einen Schalter zum Ausschalten des Kotors (5o) aufweist, wenn sich das Objektiv in der Stellung befindet, in der es scharf eingestellt istο

909881/0970

4.) Lichtbildgerät mit einem Entfernungemesser und einem Objektiv, das auf ein Objekt in einer Entfernung scharf eingestellt werden kann, die durch die Neigung eines pendelartigen Elemente dargestellt wird, da8 senkrecht zu der Achse des Objektivs beweglich ist, wobei diese Achse die Hypothenuse und die Strecke von dem Gerät zu dem Objekt die horizontale Kathete eines Dreiecks bilden, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Motor-Steuerkreis, der gleichzeitig mit einem Steuerstrorakreis einschaltbar und im eingeschalteten Zustand geeignet ist, dem Objektiv (14) eine Bewegung zur Scharfeinstellung auf verschiedene Entfernungen innerhalb eines bestimmten Bereichs zu erteilen, und eine in dem Steuerstromkreis angeordnete Einrichtung, die in Abhängigkeit von der von· dem pendelartigen Regelelement (50) eingenommenen Stellung die Antriebseinrichtung ausschaltet, wenn das Objektiv (14) auf das Objekt (24) scharf eingestellt ist.

5.) Lichttildgerät nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeich η Gt , daß das pendelartige Regelelement (59) zur Veränderung des Steuerstrorakreises gegenüber einem Widerstand (54) bewegbar ist.

909881 /0970

BAD ORlGfWAL

6.) Lichtbildgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der von der Stellung des pendelartigen Regelelementes abhängige Steueretromkreis ein Zeitsteuerkreis ist, dessen Ablauf beim Einschalten beginnt und nach einem veränderlichen Zeitraum endet.

7.) Lichtbildgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet j daß der Zeiteteuerkreie ein RC-Glied aufweist.

8.) Lichtbildgerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitsteuerkreia ferner einen Unijunetion-Transistor enthält, der mit dem Ausgang des RC-GIiedes verbunden ist und am Ende des Ablaufs des Zeitsteuerungskreises ausgelöst wird.

9c) Lichtbildgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Bedienungselement (110) von Hand in mehrere Stellungen bewegbar ist und in einer dieser Stellungen den Steuerstromkreis einschaltet.

909831/0970

ι*

10·) Lichtbildgerät nach, Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Bedienungselement (110) in einer Stellung daa Zurückstellen eines acharf eingestellten Objektivs in eine Ausgangsstellung für einen weiteren Scharfeinstellvorgang bewirkt.

909881/0970