DE1934186A1

DE1934186A1 - Verfahren zum Kompensieren ungleicher Helligkeitsverteilung bei elektrooptischen Entfernungsmessern

Info

Publication number: DE1934186A1
Application number: DE19691934186
Authority: DE
Inventors: Richard Loewe
Original assignee: Robert Bosch Photokino GmbH
Current assignee: Robert Bosch Photokino GmbH
Priority date: 1969-07-05
Filing date: 1969-07-05
Publication date: 1971-02-18
Also published as: CH503974A; US3759615A; JPS4913571B1

Description

Anlage zur Patent- und R. Nr. 6?2 Gebrauchsmusterhilfsanmeldumg 4. 7* 1969

St/Hp

ROBERT BOSCH ELEKTRONIK UND PHOTOKINO GMBH Berlin und Stuttgart

Verfahren zum Kompensieren ungleicher Helligkeitsverteilung bei elektrooptisohen Entfernungsmessern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren ungleicher Helligkeitsverteilung im Bereich der MeBzone eines anzumessenden Objekts bei elektrooptischen Entfernungsmessern, die ein vom Objekt reflektiertes Strahlenbündel mit Hilfe eineβ photoelektrischen Empfängers zur Entfernungsmessung auswerten.

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Derartige Entfernungsmesser werden vor allen In photograph!- sehen bzw. icinematographisohen Aufnahme- und Wiedergabegeräten zur entfernungsabhängigen Soharfeinstellung und zu deren Überwachung verwendet. Hierzu steuert der photoelektrische Empfänger, welcher in der Regel aus zwei in einer Differenzsohaltung liegenden Zellen besteht, einen reversiblen Motor, der entweder die Bildbühne oder das Objektiv zusammen mit dem photoelektrisohen Empfänger in Richtung der optisehen Achse verstellt. Die Abschaltung des Motors erfolgt in dem Augenblick,

* in welchem die beiden Zellen des photoelektrisehen Empfängers mit gleicher Strahlungsintensität beaufschlagt werden. Eine optimale Soharfeinstellung liegt jedoch naoh Abschalten des Motors nur dann vor, wenn sich das von der Mefl stelle des Objekte reflektierte Strahlenbündel genau hälftig auf die beiden Zellen verteilt. Dies setzt voraus, dass das anzumessende Objekt im Bereich der Meßzone an allen Stellen zumindest annähernd das gleiche Reflexionsvermögen hat, das heiast, dass das reflektiert« Strahlenbündel an allen Stelen zumindest annähernd gleiche Intensität aufweist.

Diese Bedingung wird jedoch nur selten erfüllt. In der Regel besitzt das anzumessende Objekt starke Helllgkeitskontraste, wobei die helleren und dunkleren Stellen inerhalb der Meßzone so verteilt sind, dass der auf die eine Zelle des photoelektrisohen Empfängers fallende Teil des Strahlenbündelβ eine wesentlich höhere oder geringere Intensität hat als der zur Ausleuchtung der anderen Zelle vorgesehene Teil. In solchen Fällen arbeitet die Vorrichtung ungenau, da der

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photo«lektrlache Empfänger und damit die Scharfeinstellvorrichtung infolge der von seinen Zellen angestrebten Mittlung der Strahlungsenergie im abgeglichenen Zustand eine Lage einnehmen, die im Sinne einer optimalen Scharfeinstellung nicht der tatsächlichen Objektentfernung entspricht.

Um diese Mängel zu beseitigen, wird nach der Erfindung vorgesohlagen, dass mindestens ein weiterer photoelektrischer Empfänger vorgesehen ist, der in einer Differenzsohaltung mit dem ersten Empfänger liegt und mit einem von der MeS-stelle reflektierten Strahlenbündel beaufschlagt wird, das gegenüber dem auf den ersten Empfänger fallenden Strahlenbündel spiegelbildlich versetzt ist.

Auf diese Welse ist erreicht, dass Intensitätsdifferenzen innerhalb des auf den einen photcelektrlsohen Empfänger treffenden Strahlenbündels durch eine gleich gross©, jedoch entgegengesetzt wirkende Intensitätsdifferenz des den anderen Empfänger beleuchtenden Strahlenbündels kompensiert werden. Dadurch ist im abgeglichenen Zustand des Entfernungsmessers neben der Mittlung der Strahlungsenergie stets auoh die für eine optimale Scharfeinstellung erforderliche fläohenmässlge Mittlung des Strahlenbündele auf den photoelektrischen Empfängern vorhanden.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens besteht aus einem optisohen Abbildungssystem, welches das vom Objekt reflektierte Strahlenbündel als Strahlenfleck auf dem photoelek-

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trIschen Empfänger abbildet, der, wie an sich bekannt, zwei mit geringem Aoatand voneinander angeordnete, in einer Differenzsohaltung liegende Zellen aufweist, die bei gleichem auffallenden Energieetron gleiohe Ausgangsstrume liefern und aus eines weiteren» in die Differenzschaltung einbezogenen Zellenpaar, sowie einen diesem zugeordneten optischen Abbildungssystem, das von dem reflektierten Strahlenbündel einen Strahlenfleck auf dem Zellenpaar abbildet, welcher gegenüber den auf das andere Zellenpaar auftreffenden Strahlenfleck spiegelbildlich versetzt ist.

Eine besonders zweokmässige Bauart einer solchen Vorrichtung lässt sich dadurch erreichen, dass die beiden Zellenpaare und die ihnen zugeordneten optischen Abbildungssysteme spiegelsynmetrisoh zueinander angeordnet sind.

Die Differenzschaltung kann mit Vorteil in Form einer an sich bekannten WlderstandsbrUcke aufgebaut sein, deren Zweige die beiden Zellenpaare enthalten.

Ein AusfUhrungsbelspiel eines nach dem erfindungsgemftssen Verfahren ausgebildeten elektrooptischen Entfernungsmessers wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigte

Pig. 1 die für die Erfindung wesentlichen Teile des Entfernungsmessers in sohematischer Darstellung,

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Fig. 2 die photoelektrischen Empfänger des Entfernungemessers im abgeglichenen Zustand,

Fig. "p ein Schaltbild der Anordnung mit einem an den Ausgang des Messkreises angeschlossenen Verstellmotor für ein Objektiv.

Ein aus einer Strahlquelle 1 und einem Reflektor 2 (Fig. I) bestehendes optisches Sendeayetem wirft die erzeugte Strahlung in Form eines StrahlenbündeIe auf das anzumessende Objekt. Die Strahlung wird dabei zweckmässig so stark ge-DÜndelt, dass sie auf einzelne Teile des anzumessenden Objekts gerichtet werden kann, so dass die Entfernung des betreffenden Objektteils für die Einstellung maesgebend 1st. Die von der Strahlquelle 1 abgegebene Strahlung gehört vorzugsweise dem langwelligen Infrarotbereich an, damit Störungen des Entfernungsmessers durch sichtbares Licht vermieden werden.

Der vom anzumessenden Objekt reflektierte Anteil des Strahlenbündel trifft auf einen Umlenkspiegel 3, der die Strahlen einem optischen Abbildungssystem zuführt, welches aus einer Einzellinse 4 besteht. Diese bildet die von der Strahlquelle 1 und dem Reflektor 2 am Objekt ausgeleuchtete Zone als scheibenförmigen Strahlenfleck 5 (Fig. 2) auf einem photoelektrischen Empfänger des Entfernungsmessers ab. Letzterer hat zwei mit geringem Abstand voneinander angeordnete und in einer nachstehend näher beschriebenen Differenzsohaltung

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liegende Zellen β. J, die bei gleichem auffallenden Energie» strom gleiche dusgangsströme liefern. Als solche Zellen worden im AusfUhrungsbeiapiel infraroteiapfiridliohe Photawiderstände benutzt.

Die Zellen 6, 7 sind in Richtung des Doppelpfeil« 8 verschiebbar angeordnet und mit dem in Pig. 3 dargestellten Objektiv 9 einer Kamera oder eines Projektors in an sieh bekannter Weise derart verbunden, dass jeder Stellung der Zellen eine bestimmte Entfernungseinstellung des Objektivs zugeordnet ist. Befindet sich das anzumessende Objekt beispielsweise sehr weit von der Kamera entfernt, so ergibt sich für den reflektierten Strahlenanteil des von den Teilen 1, 2 erzeugten Strahlenbündel 4er in ausgezogenen Linien angedeutete Strahlenverlauf. Die beiden Zellen 6, 7 nehmen dabei im abgeglichenen Zustand die in Pig. 1 gezeigte Lage ein, in welcher die Intensität des von der Linse 4 entworfenen Strahlenflecks gleiohmässig auf beide Zellen verteilt ist. Diese Zellenstellung entspricht der Unendlicheinstellung des Objektivs 9·

Rückt das anzumessende Objekt näher an die Kamera heran, so ändert sich, wie in Pig. 1 anhand der gestrichelten Linien gezeigt ist, der Einfallswinkel des reflektierten Strahlenanteile. Dies hat zur Folge, dass der Strahlenfleck 5 auswandert und die Zelle 6 stärker beleuchtet als die Zelle 7. Das dadurch erzeugte elektrische Signal setzt einen nachstehend nooh näher beschriebenen Veretellmechanieeus in Tätigkeit,

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Wf lf'.h-:r Oaa Zolienp»ar 6. 7 und dae Objektiv 9 ao weit vor» ttteller-, bis ein Abgleich, d. h. eine Mitt lung der StrahlungsintenoitJit dec tYtuhtflecka 5 auf den Kellen 6, 7 vorhanden ist. DIo OrWaso der hierzu erforderlichen Verschiebung ist ein Maas für die Entfernung des angemessenen Objekts.

Die vom Strahlenbündel erfasste Zone des anzumessenden Objekts hat in der Rego.l hellere und dunklere Partien, deren Reflexionsvermögen unterschiedlich gross ist. Diese Unterschiede machen sich im Strahlcni'lQük 5 als Intensltlitsdifferenzen bemerkbar, woloh© je nach ihrer Verteilung innerhalb des Flecks Ungenauigkeiten in dor Sntfernungseinstellung verursachen können.

Wie aus Pip. 2 ovai^htlioh ist, hat dei¹ Strahlenfleck' 5, bedingt durch eino dunkle Partie in dor unteren HHIfte der am Objekt ausgeleuchteten Zone einen bnndflirraigen Absohnitt Io von geringerer Intencität, welcher im abgeglichenen Zustand der Regeleinrichtung auf die Zelle 6 fällt. In dero Bestreben, die Strahlungsintensität zwischen sich zu vermitteln, würden die beiden Zellen 6, 7. bedingt durch den dunklen Abschnitt lo, in eine Lage überwechseln, in welcher die Zelle einen weitaus grfsseren Flächenanteil des Liehtflecks 5 erfasst als die Zelle 7. Dies hätte zur Folge, dass die von der Regeleinrichtung bestimmte Einstellage des Objektivs 9 erheblich von dessen Solleinstellage abweicht.

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Uns derartige Fehleinstellungen zu verhindern, besitzt der Entfernungemesser eine Kompensationsvorriehtung in Form eines weiteren, in die Differenzschaltung der Zellen 6, 7 einbezogenen Zellenpaars 11, 12 und eines diesem zugeordneten optischen Aobildungssystems. Letzteres ist in gleicher Waise aufgebaut wie das mit dem Zellenpaar.6, 7 zusammenarbeitende Abbildungssystem 4 und umfasst eine Sammellinse 13» welche den vom angemessenen Objekt reflektierten, auf einen Umlenkspiegel 14 treffenden Strahlenante.ll des von den Teilen 1, 2 ψ erzeugten Strahlenbündel als Strahlen.?.leek 15 (Pig. 2) auf dem Zellenpaar 11, 12 abbildet. Die Linsen 4, IJ haben im AusfUhrungsbeispiel die gleichen optisehen Eigenschafton und denselben Äostand von dem ihnen zugeordneten Zellenpaar, so dass sich Strahlenflecke gleicher Gröase ergeben.

Die beiden Zellehpaare 6, 7 und 11, 12 untf die beiden Abbildungesysteme 4, 13 sowie die Umlenkapiegel 3, 14 aißd 8piegelsymmetriseh zueinander angeordnet, wobei dl® achse zwischen den beiden Zellenpaarßn 6, 7 und 1.1, 12 liegt und mit der Achse des Reflektors 2

Wie die in Flg. 1 eingezeichneten P/V*He ϊ6 und 17 und ebenso die Darstellungen nach Pig. 2 erkennen latin&n, ist der vm der Linse 13 auf dem Zellenpaar 11, 12 abgebildete Strahlen»' fleck 15 gegenüber dem auf das Zellenpear 6, 7 treffenden Strahlenfleck 5 spiegelbildlich versetzt. Durch diese Hassnaiuw ist erreicht, dass sich die in den beiden Hälften der Strahlenflecke 5 und 15 vorhandenen IntensitMtsunterschiede

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aufheben, d, h. die geringer© Intensität der unteren Hälft© des Strahlenfleoks 5 und di@ höhere Intensität des? unteren Hälft© des Strahlenfleeks 15 ergeben einen Inten« sifcätssaifct©lw©rt·., u®r demjenigen d@r ©b©ren Hälfte der beiden Strahlenfleck© g@siau entspricht. Dies bedeutet, dass im abgeglichenen Zustand der Regeleinrichtung nicht nur die Strahlungsintensität, sondern auch di© Fläche der Strahlen=. fl@ek® 5» 15 auf den 'Zellenpaaren 6, 7 bzw. 11, 12 gemittelt igt, wi© @s dig ©3s;akt© Scharfstellung d©§ B: ldes auf dem Film verlangt„

Wl© Fig. 3 z©igt, sind die Zellen β, 7 und 11, 12 in einer von einer Batt©ri© 16 gespeisten Widerstandsbrüoke 17 angeordnet, wobei die Zellen 6, 11 im einen Brüokenzweig und die Zellen 7, I^ ira anderen Brück©nzw@ig liegen. Ausserdem enthält jeder Zimig einen Triiamwiderstand 18 bzw. 19* Die Diagonalspannung d©r Brüok© wird nash Verstärkung durch einen Nullverstärker 2o dem reversiblen Motor 21 zugeführt. Letzterer steht über einen in gestrichelten Linien angedeuteten Getriebezug 22 mit einem nicht gezeigten Stellglied für die Vor- und Rückwärtsbewegung des Objektivs 9 sowie d@r beiden Zellenpaare 6, 7 und 11, 12 in Verbindung.

Die Arbeitswelse der beschriebenen Anordnung ist wie folgts

Sobald sich die Aufnahmeentfernung ändert, werden die Strahlenfleoke 5, 15 mit einer gewissen seitlichen Versetzung auf

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den Zellenpaaren 6, 7 bzw, 11, 12 abgebildet. Duron die ungleiche Intensitlitsbeauf schlagung der Zellen entsteht in der Brücke 17 ein Signal, das den Motor 21 einschaltet und zugleich dessen Drehrichtung bestifiaat. Die Motorwellß bewegt den Träger des Objektivs 15 und der beiden Zellenpaare 6, 7 und 11, 12 in Riehtung der optischen Äshse so lange vor bzw. zurück, bio siah der Abgleich eingestellt hat. Diea iat dann der Pail, wenn die Zellenpaare 6, 7 und 11, 12 bezüglich der ihnen zugeordneten Strahlenflecken 5 bzw. 15 die in W Pig. 2 dargestellte Lege einnehmen, in welcher sowohl die Strahlungsintensität als auch die Fläche der beiden Strahlcmflecke auf den Zellenpaaren gemittelt ist.

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Claims

Patentanaprüoh«

1. Verfahren ζυα Kompensieren ungleicher Helligkeiteverteilung la Bereich der Mefizone eines anzumessenden Objekte bei elektrooptischen Entfernungsmessern, die ein vom Objekt reflektiertes Strahlenbündel alt Hilfe eines photoelektrisohen Empfängers zur Entfemungsnessung auswerten, dadurch gekennzeichnet, dass Bindeβtens ein weiterer photoelektrisoher Empfänger vorgesehen ist, der in einer Differenzschaltung mit dem ersten Empfänger liegt und mit einem von der Meßstelle reflektierten Strahlenbündel beaufschlagt wird, das gegenüber dem auf den ersten Empfänger fallenden Strahlenbündel spiegelbildlich versetzt ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein optisches Abbildungssystem (4). welches das vom Objekt reflektierte Strahlenbündel als Strahlenfleck (5) auf dem photoelektrisohen Empfänger abbildet, der, wie an sich bekannt, zwei mit geringem Abstand voneinander angeordnete, in einer Differenzschaltung liegende Zellen (6, 7) aufweist, die bei gleichem auffallenden Energiestroa gleich· Ausgangsströme liefern und durch ein weiteres, in die Differenzsehaltung einbezogenes Zellenpaar (11. 12), sowie ein diesem zugeordnetes optisches Abbildungssystem (13), das von dem reflektierten Strahlenbündel einen Strahlenfleck (lo) auf dem Zellenpaar abbildet,

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welcher gegenüber dem auf das andere Zellenpaar treffenden Strahlenfleek spiegelbildlich versetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zellenpaare (6, 7) und (11, 12) und die ihnen zugeordneten optischen Abbildungssysterne (4 bsw. 13) spiegeleynmetrisch zueinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruoh 2 oder 3» daduroh gekennzeichnet, dass die beiden Zellenpaare (6, 7) und (11, 12) in den Zweigen einer an sich bekannten WiderstandsbrUoke (17) liegen.

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