DE1954391A1

DE1954391A1 - Photographische oder kinematographische Kamera

Info

Publication number: DE1954391A1
Application number: DE19691954391
Authority: DE
Inventors: Keznickl Ing Eduard; Vockenhuber Ing Karl; Freudenschuss Dipl-Ing Otto
Original assignee: HAUSER DR RAIMUND
Current assignee: HAUSER DR RAIMUND
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1969-10-29
Publication date: 1970-06-11
Also published as: DE1954391C3; FR2022596A1; CH522891A; GB1269549A; US3605596A; DE1954391B2; AT286776B

Description

Patentanwalt DipL-lng. Walter Jaddsdi

7 Stuttgart N, MiUtl 40

Ing. Karl Vockenhuber, 1180 Wien, Pötzleinsdorferstraße 118 £8. OKt, 1969

DDr. Raimund Hauser, 1040 Wien, Goldegg-Gasse 2

Photographische oder kinematographische Kamera

Die Erfindung betrifft eine photographische oder kinematographische Kamera mit einem, insbesondere pankratischen Objektiv und einer Einrichtung zur Ermöglichung eines Vergleiches zwischen der Soll-Einstellung des Nah- und des Fernpunktes des Aufnahmeraumes und dem aus den tatsächlichen Einstellwerten des Objektivs, wie Entfernung, Blende und gegebenenfalls Brennweite, resultierenden Schärftentiefenbereich.

Es ist ein Ziel der Erfindung zu verhindern, daß bei photographischen oder kinematographischen Aufnahmen der Schärfentiefenbereich für eine gegebene Szene unterschritten wird und unscharfe Bilder aufgezeichnet werden. Die bisher bekanntgewordenen Schärfentiefenanzeiger konnten dieses Problem nicht lösen. Vor allem bei Kinokameras mit mit pankratischen Objektiven ergeben sich dadurch besondere Schwierigkeiten, daß während der Aufnahme die Brennweite des Objektivs verstellbar ist. Bei Verstellung in Richtung langer Brennweiten kommt es häufig vor, daß das Aufnahmeobjekt aus dem Schärfentiefenbereich gelangt und damit unscharf abgebildet wird. Die bekannten Schärfentiefenanzeiger, die an der Objektivfassung den Schärfentiefenbereich anzeigen, können in dieser Richtung keine Abhilfe schaffen. Das gleiche trifft auch flir die Schärfentiefenanzeiger zu, welche gemäß bekannten Vorschlägen im Sucher der Kamera sichtbar sind, da es bei pankratischen Objektiven zufolge des in bestimmten Grenzen willkürlich einstellr barsn Abbildungsmaß Stabes unmöglich ist, durch das Suchersystem eine Entfernungsgehätzung vorzunehmen. Ee ist zwar bereits eine Vorrichtung zur Einstellung eines den gewünschten Nah- und Fernpunkt eines aufzunehmenden Objektes al« Grenzpunkte enthal-

. 009824/1283

tenden Schärfentiefenbereichs an einer photographischen Kamera mit gekuppeltem Entfernungsmesser bzw. an einer Spiegelreflexkamera durch Veränderung der Entfernungzwischen Aufnahmaobjektiv und Bildeberie und der Blende des Aufnahmeobjektivs bekannt, wobei ein aus parallel und senkrecht zur optischen Achse beweglichen Teilen bestehender Übertragungsmechanismus zur Einstellung des Abstandes zwischen Aufnahmeoptik und Bildebene vorgesehen ist, der bei Einstellung eines Punktes N am Entfernungsmesser bzw. der Mattscheibe mit Schärfenindikator die Aufnahmsoptik in Abhängigkeit, von der ge rade eingestellten Blende in eine Scharfeinstellung bewegt, für die der Punkt N Nahpunkt ist, und daß durch anschließende Verstellung der mit dem Übartragungsmechanisnsus gekuppelten Blende der Entfernungsmesser bzw. die Mattscheibe mit Schärfeciudikato? auf einen Punkt F eingestellt wird, wodurch die Aufnahmeoptik in eine Scharfeinstellung bewegt wird, für die der Punkt F Fernpunkt ist und der Punkt N Nahpunkt bleibt. Mit einer solchen Einrichtung ist wohl ein Vergleich zwischen einer Soli-Einstellung des Nah- und des Fernpunktes des Aufnahmeraumes möglich, es ist jedoch ein solcher Vergleich überaus kompliziert und kommt praktisch, insbesondere für kinematographische Kameras, bei denen sich der Benutzer der Kamera auf die aufzunehmende Handlung konzentrieren muß, nicht in Frage.

Durch die Erfindung wird das Problem in der V/eise gelöst, daß je ein Voreinsteller für den Nah- bzw. den Ferripunkt des Aufnahmeraumes vorgesehen ist und daß die Vergleichseinrichtung von einer automatischen Ii icheneinrichtung gebildet ist, wobei bei Differenzen der Soll- und der Ist-Einstellung ein Impuls auslösbar ist, der einer Anzeige- und/oder Steuereinrichtung zufiihrbar ist. Der durch die Einrichtung abgegebene Impuls kann sowohl eine elektrische, als auch eine mechanische Große sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzeigeeinrichtung eint an sich bekannte optische, vorzugsweise im Sucher sichtbare Signaleinrichtung. Für bestimmte Anwendungen kann es jedoch vorteilhaft sein, eine akustische Signaleinrichtung, vorzusehen, in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist mit einer Kamera mit einem pankratiachen Objektiv eine Sperre für die Brennweite, ve stelleinrichtung vorgase-

000824/1283

BAD ORIGINAL

hen, die durch den Impuls der Vergleichseinrichtung steuerbar ist und eine Verstellung der Brennweitenverstelleinrichtung im Sinne einer Verlängerung der Brennweite blockiert, wenn der Schärfentiefenbereich gleich oder kleiner als der eingestellte Aufnahmeraum ist. Bei einer Kamera mit einem elektromotorischen Antrieb der Brennweitenverstelleinrichtung des Objektivs kann eine Schalteinrichtung im Stromkreis des Brennweitenverstellmotors vorgesehen sein, die diesen abschaltet, wenn der Schärfentiefenbereich glei ch oder kleiner als der eingestellte Aufnahmebereich ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Äusführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die Fig. 1 veranschaulicht den Axialschnitt des optischen Systems einer kinematographischen Kamera, die Fig. 2 stellt daszugehörige elektrische Schaltschema dar.

Das in Fig. 1 dargestellte optische System einer kinematographischen Kamera umfasst ein pankratisches Objektiv, welches aus einem Frontglied 1, einem Variator 2 und einem Grundobjektiv 3 aufgebaut ist. Der Variator 2 besteht aus zwei gegeneinander verschiebbaren Gliedern 4 und 5. Die Fassungen der Glieder 4 wad 5 sind mit einem Tubus 6 längsverschiebbar. Durch in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtungen sind die beiden Objektivglieder gegen eine Verdrehung gesichert, so daß sie einer Drehung des Tubus 6 nicht folgen können. Der Tubus 6 weist an seiner Innenseite Steuerkurven 7 und 8 auf, in welche Stifte 9 und 10 eingreifen, die an den Fassungen der Objektivglieder 4 und 5 angeordnet sind. Durch die beiden Steuerkurven 7 und 8 werden bei einer Drehung des Tubus 6 die Objektivglieder 4 und 5 so verstellt, daß ihr Vergrößerungsverhältnis kontinuierlich verändert wird, die Schnittweite des Variators jedoch konstant bleibt. Der Tubus 6 trägt an seinem Außenumfang einen Zahnkranz 11, der mit einem Zahnrad 12 kämmt, welches über ein Schneckengetriebe 13 von einem Motor 14 angetrieben wird. Der Tubus 6 trägt ferner einen Regelwiderstand 15, an welchem ein ortsfester Sclüeifer 16 anliegt. Der ebenfalls ortsfeste Schleifer 17 liegt an einer Kontaktbahn 18 auf, welche mit dem einen "Ende des Widerstandes 15 verbunden ist. Der Widerstand 15 und die Kontaktbahn 18 sind gegenüber dem Tubus 6 elektrisch isoliert. Zwischen dem Variator 2 und dem Grund-

009824/1283

objektiv 3 ist ein teilverspiegeltes Prisma 19 angeordnet, welches ca« 25 % der einfallenden Lichtmenge in ein Suchersystem ablenkt, dessen Objektiv mit 20 bezeichnet ist. Durch einPrisma 21 wird die optische Achse des Suchers parallel zur optischen Achse des Objektivs ausgerichtet. Das vom Sucherobjektiv 20 entworfene Zwischenbild wird durch ein schematisch angedeutetes Umkehrsystem 22 aufgerichtet und durch ein ebenfalls schematisch angedeutetes Okular betrachtet. Das Prisma 21 ist ebenfalls teilverspiegelt und läßt ca. 50 % des einfallenden Lichtes geradlinig passieren. Der nicht reflektierte Teil des Lichtes wird von einem Photo wider stand 24 aufgefangen. Mit 25 ist eine Signallampe bezeichnet, welche außerhalb des eigentlichen Sucherbildfeldes angeordnet ist.

Zwischen dem Teilungsprisma 19 und dem Grundobjektiv 3 ist der Blendenflügel 26 eines automatisch arbeitenden Blendenreglers vorgesehen. Dieser wird durch einen Photowiderstand 27 gesteuert, der während der Transportphase des Flügels Über einen rotierenden Spiegelverschluß 28 beleuchtet wird. Der Photowiderstand 27 ist in bekannter Weise an einer Wheatstone¹ sehen Brücke 29 angeordnet, in deren Diagonalzweig ein richtkraftloses Galvanometer 30 liegt, welches den Blendenflügel 26 verstellt. Mit 31 ist das Bildfenster der Kamera bezeichnet, an welchem durch ein nicht dargestelltes Greifersystem der Film 32 schrittweise vorbeitransportiert wird.

Zur Entfernungseinstellung des pankratischen Objektivs ist das Frontglied 1 in axialer Richtung verschiebbar. Die Fassung 33 weist ein Gewinde 34 auf, welches in einem ortsfesten Muttergewinde 35 geführt ist. An der Fassung 33 sind Planetenräder gelagert, die mit den als Kronenräder ausgebildeten E instell ringen 37 und 38 kämmen. Die beiden Einstellringe tragen je eine Handhabe 39,40. Am Einstellring 38 ist ein Widerstand 41 vorgesehen, an welchem ein Schleifer 42 anliegt, der am Einstellring 37 befestigt ist. Der elektrische Anschluß des Widerstandes 41 und des Schleifers 42 erfolgt über nicht dargestellte flexible Bänder oder Über Schleifringe.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung wird im folgenden näher erläutert, wobei besonders auf Fig. 2 Bezug genommen wird. Die Einstellringe 37 und 38 sind längs einer gemeinsamen reziproken Enlfernungsskala verstellbar und dienen zur Einstellung

0 0'9 824/1283

BAD OHiQINAt

der vorderen und hinteren Grenze eines Aufnahmeraumes, wobei der Ring 37 der hinteren Grenze, der Ring 38 den vorderen Grenze dieses Raumes zugeordnet ist. Wird der erstgenannte Ring um einen Winkel O( 1, der zweitgenannte um einen Winkel O( 2 verdreht, so wird durch das aus den Teilen 36 bis 38 gebildete Differentialgetriebe der Tu-

CX 1 + (X 2

bus 33 des Frontgliedes um den Winkel O( = ■—--— verstellt. Die Entfernungseinstellung des Objektivs erfolgt damit in der Weise, daß die beiden gewählten Grenzentfernungen Schärfentiefengrenzen für gegebenenfalls fiktive Einstellwerte des Objektivs entsprechen. Die durch die Differenz CX 1 - CX 2 charakterisierte Tiefe des Aufnahmeraumes wird durch den Schleifwiderstand 41 in Verbindung mit dem Schleifer 42 in einen elektrischen Widerstandswert umgesetzt. Dieser Wert wird, wie im folgenden näher erläutert, der Tiefe des Schärfentiefenbereiches gegenübergestellt, der bekanntlich eine Funktion der Blendenzahl k und des Quadrates der Objefctivbrennweite f ist. Wird dieser Wert ebenfalls in einem reziproken Maßstab dargestellt, so ergibt er sich zu

= c

^f2

wobei c eine Proportionalitätskonstante darstellt. Die Blendenzahl k wird durch den Photowiderstand 24, der von einem Teil des durch das Objektiv einfallenden Lichtes getroffen wird, in einen elektrischen Widerstandswerc umgesetzt. Mit zunehmender Helligkeit der aufzunehmenden Szene wird durch den automatischen Blendenregler die Objektivblende 26 verkleinert, d. h. im Sinne einer Vergrößerung der Blendenzahl k verstellt. Das auf den Photowiderstand 24 auffallende Licht bewirkt eine entsprechende Erhöhung des Leitwertes desselben, wobei durch geeignete Auslegung der Charakteristik dieses Widerstandes ein linearer Zusammenhang zwischen der Blendenzahl k und dem Wideretandswert des Photowiderstandes 24 hergestellt wird. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Blendenzahl k durch photoelektrische Abtastung des Blendenflligels in Form eines Widerstandswertes darzustellen. Zu diesem Zweck kann der Blendenflügel 26 eine weitere sich verjüngende Blendenöffnung aufweisen, die zwischen einer (HUhlampe und einem Photowiderstand angeordnet ist. Durch geeignete Formgebung der genannten Blende können auch eventuelle Abweichungen in der Charakteristik des Photowider-

009824/1283

Standes berücksichtigt werden. Zur Umsetzung der Brennweite in einen elektrischen Widerstandswert ist am Tubus 6 des Variators ein Widerstand 15 mit quadratischem Widerstandsverlauf vorgesehen, der mit einem ortsfesten Schleifer 16 zusammenwirkt. In analoger Weise ist es auch hier möglich, die Umsetzung des Drehwinkels des Tubus 6 in einen elelctrischen Widerstandswert mit Hilfe einer mit dem Tubus verbundenen Blende durchzuführen, die im Strahlengang einesLämpchens und eines Photowiderstandes angeordnet ist. Die Widerstände 15,41 und 24 sind in einer Wheatstone¹ sehen Brücke angeordnet, die durch eine Batterie 43 gespeist wird. 44 bezeichnet einen festen Vergleichswiderstand der Brücke. In der Brückendiagonale ist ein richtkraftloses Drehspulrelais 45 vorgesehen, dessen verstellbarer Kontakt 46einem ortsfesten Kontaktpaar 47,48 gegenüberliegt. Die . Kontakte 47,48 sind im Stromkreis eines Relais 49 angeordnet, welches Schalter 50,51 im Stromkreis des Brennweitenverstellmotors 14 betätigt. Die Batterien dieses Motors sind mit 52 und 53 bezeichnet. Die Steuerung des Motors 14 erfolgt mit Hilfe eines Handschalters 54. In Parallelschaltung zum Relais 49 ist ein Glühlämpchen 25 vorgesehen, welches im Strahlengang des Suchers angeordnet ist. Die Wheatstone'sche Brücke ist so ausgelegt, daß sie im Gleichgewicht ist, wenn der durch den Widerstandszweig 15 und 24 repräsentierte Wert <ί OC gleich ist dem durch den Widerstand 41 repräsentierten Wert «=3 OC · In diesem Fall ist der durch die Einstellwerte des Objektivs definierte Schärftentiefenbereich gleich dem durch die beiden Einstellhandhaben 39 und 40 eingestellte Aufnahmeraum. Ist der Schärfentiefenbereich des Objektivs größer als der Aufnahmeraum, so nimmt das Drehspul-Relais 45 seine Ruhelage ein, in welcher der Kontakt 46 vom Kontaktpaar 47,48 abgehoben ist. Wird durch Verstellen der Objektivbrennweite im Sinne einer ner Verlängerung derselben oder durch ungünstige Lichtverhältnisse der Schärfentiefenbereich des Objektivs verkleinert, bis er schließlich kleiner als der vorgewählte Aufnahmeraum ist, so kehrt sich die Stromrichtung in der Brückendiagonale um und der Kontakt 46 des Drehspul-Relai s 45 wird im Uhrzeiger gegensinn verschwenkt, wobei er die Kontakte 47 und 48 schließt. Durch das Aufleuchten des im Sucher angeordneten Lämpchens 25 wird der Benutzer auf auf die Unterschreitung des kritischen Schärfentiefenbereiches aufmerksam gemacht. Gleichzeitig unterbricht das Relais 49 den Stromkreis zwischen der

009824/1283

Batterie 52 und Brennweitenverstellmotor 14, so daß eine weitere Verstellung der Objektivbrennweite im Sinne einer Verlängerung derselben unterbunden wird. Durch einen Schalter 51 kann gegebenenfalls der Motor 14 im entgegengesetzten Drehsinn eingeschaltet werden, so daß die Objektivbrennweite automatisch auf einen solchen Wert verkürzt wird, der für eine scharfe Abbildung des gesamten mit den Einstellringen 37 und 38 vorgewählten Aufnahmeraumes erforderlich ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. An: Stelle einer Wheatstone¹ sehen Brücke, kann jede andere als Analogrechensystem wirksame Schaltung vorgesehen werden. Im Interesse eines robusten Aufbaues der Einrichtung kann es

vorteilhaft sein, an Stelle eines Drehspul-Relais einen Verstärker, insbesondere einen ι

Halbleiter-Verstärker vorzusehen. Schließlich kann die Kamera auch mit einem mechanischen Bechenwerk ausgestattet werden, welchem auf der einen Seite die Werte für Blende und Brennweite, auf der anderen Seite die Größe des vorgewählten Aufnahmeraumes eingegeben we rden.

00982A/1283

Claims

Patentansprüche.

l) Photographische oder kinematographische Kamera mit einem,, insbesondere pan-

kratischen Objektiv und einer Einrichtung zur Ermöglichung eines Vergleichs zwischen der Soll-Einstellung des Nah- und des Fenipunktes des Aufnahmeraumes und dem aus den tatsächlichen Einstellwerten des Objektivs, wie Entfernung, Blende und gegebenenfalls Brennweite, resultierenden Schärfentiefenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß je ein 'Voreinsteller (39,40) für den Nah- bzw. den Fernpunkt des Aufnahmeraumes vorgesehen ■ ist und daß die Vergleichseinrichtung von einer automatischen Recheneinrichtung gebil-. det ist, wobei bei Differenzen zwischen der Soll- und der Ist- Einstellung ein Impuls auslösbar ist, der einer Anzeige-(25) und/oder Steuereinrichtung (45-51) zuführbar ist.
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,—daß die Anzeigeeinrichtung eine an sich bekannte optische., vorzugsweise im Sucher (20-23) sichtbare Signaleinrichtung (25) ist.
3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2 mit einem pankratischen Objektiv, gekennzeichnet durch eine durch den Impuls der Vergleichseinrichtung steuerbare Sperre für die Brenmveitenverstelleinrichtung (14), welche eine Verstellung der Brennweitenverstelleinrichtung im Sinne einer Verlängerung der Brennweite blockiert, wenn der Schärfentiefenbereich gleich oder kleiner als der voreingestellte Aufnahmebereich ist.
4. Kamera nach Anspruch 3 mit einem elektrischen Antrieb zur Verstellung der Brennweite des Objektivs, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (49-51) im Stromkreis des Brennweitenverstellmotors (14), die diesen abschaltet» wenn der Schärfentiefenbereich gleich oder kleiner als der voreingcstcllle Aufnahmeboreich ist.
5. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung

009824/1283

BAD ORIGINAL

( 49-51) den Brenmveitenverstellmotor (14) im Sinne einer Verkürzung der Oujclaivbrennweite einschaltet, wenn der Schärfentiefenbereich kleiner als der eingestellte Aufnahmeraum ist.
6. ·.-' Kamera nach einem der Ansprache 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Voreinsteller (39,40) mit je einem Eingang dines Getriebes ( 34-38) gekoppelt sind, das die Entfernungseinstelleinrichtung (1) des Objektivs (1,3,4,5,26) "auf eine solche Ebene im' Objektraum scharf einstellt, daß die durch die beiden Einsteller eingestellten Grenzentfernungen Schärfentiefenbereichsgrenzen fur bestimmte, gegebenenfalls fiktive Objektiveinstelhverte darstellen.
7. Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe als Differentialgetriebe (36-38) ausgebildet ist.
8. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Wandler (15,16; 17,18; 41,42) vorgesehen sind, die die Einstellwerte des Objektivs (1,3, 4, 5,26) und der beiden Voreinsteller ( 39,40 ) in elektrische Größen, insbesondere in elektrische Widerstände umsetzen, die einem Analogrechen system zugeführt sind, das einen Impuls auslöst, wenn der Schärfentiefenbereich kleiner oder gleich dem eingestellten Aufnahmeraum ist. . -
9. Kamera nach Anspruch 8, bei welcher die Einstellwerte in elektrische Widerstände umgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Analogrechensystem eine Wheatstone'sehe Brücke verwendet ist, in dessen Diagonale ein Galvanometer (45) oder

' ein Verstärker angeordnet ist ( Fig. 2).

009824/1283

L e e r s e i t e