DE1954391C3 - Photographische oder kinematographische Kamera - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fotografische oder kinematografische Kamera nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei fotografischen oder kinematografischen Aufnahmen besteht die Gefahr, daß der Schärfentiefenbereich ai. der Kamera vom Benutzer auf einen Wert eingestellt, wurde, der kleiner ist als es der tatsächlichen Raumtiefe entspricht, innerhalb der sich das aufzunehmende Objekt befindet Wird ein Objekt aus demjenigen Bereich der Raumtiefe aufgenommen, der außerhalb des Schärfentiefenbereiches der Kamera liegt, so werden unscharfe Bilder aufgezeichnet. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich in diesem Zusammenhang bei Kinokameras mit pankratischen Objektiven, da bei diesen Kameras die Brennweite des Objektivs während der Aufnahme verstellbar ist Insbesondere bei Verstellung des Objektivs in Richtung langer Brennweiten kommt es häufig vor, daß das Aufnahmeobjekt aus dem Schärfentiebenbereich gelangt und damit unscharf abgebildet wird.

Die üblichen Schärfentiefenanzeigen, die an der Objektivfassung oder auch im Sucher der Kamera den Schärfentiefenbereich anzeigen, sind für den Benutzer eine nur unvollkommene Hilfe, unscharfe Abbildungen des Aufnahmeobjektes zu vermeiden. Der Fotograf muß bei Verwendung dieser Kameras in jedem Fall die tatsächliche Entfernung zum Aufnahmeobjekt abschätzen und danach beurteilen, ob der angezeigte Schärfentiefenbereich für die Aufzeichnung scharfer Bilder ausreicht Das ist häufig schwierig und bei Kinokameras mit pankratischen Objektiven sogar unmöglich, da deren Abbildungsmaßstab in bestimmten Grenzen willkürlich einstellbar ist und die tatsächliche Entfernung des Objektes daher nicht anhand der Abbildung im Suchersystem geschätzt werden kann.

Es sind fotografische Kameras mit gekuppeltem Entfernungsmesser und auch Spiegelreflexkameras bekannt (DE-AS 12 54010), bei denen der Schärfentiefenbereich durch Veränderung der Entfernungen zwischen Aufnahmeobjektiv, Bildebene und Blende einstellbar ist, wobei die Grenzwerte des eingestellten Schärfentiefenbereiches durch den Nahpunkt bzw. den Fernpunkt des aufzunehmenden Objektes angegeben sind. Diese Einstellvorrichtung enthält zur Einstellung des Abstandes zwischen Aufnahmeobjektiv und Bildebene einen Übertragungsmechanismus, der aus parallel und senkrecht zur optischen Achse beweglichen Teilen besteht und der bei Einstellung eines Punktes N an der Anzeigevorrichtung — also am Entfernungsmesser bzw. an der Mattscheibe mit Schärfenindikator — die Aufnahmeoptik in Abhängigkeit von der eingestellten Blende in eine Scharfeinstellung bewegt, für die der Punkt /VNahpunkt ist; durch anschließende Versteilung der mit dem Übertragungsmechanismus gekuppelten Blende wird dann die Anzeigevorrichtung auf einen Punkt F eingestellt und dadurch die Aufnahmeoptik in eine Scharfeinstellung bewegt, für die der Punkt F

Fernpunkt ist und der Punkt N Nahpunkt bleibt. Diese Einrichtung erlaubt also einen Vergleich zwischen der für eine Scharfabbildung gewählten, durch einen Nah- und einen Fernpunkt bestimmten Tiefe eines Aufnahmeraumes und dem aus der Einstellung des Objektivs resultierenden Schärfentiefenbereich. Die bekannte Einrichtung ist jedoch wegen des notwendigen Übertragungsmechanismus konstruktiv sehr aufwendig und außerdem in der Bedienung kompliziert, weil der Vergleich aufeinanderfolgende Einstellungen des Nahpunktes und des Fernpunktes erfordert und vor jeder Aufnahme notwendig ist wenn eine ungewollte Aufnahme unscharfer Bilder mit Sicherheit vermieden werden soll. Für kinematografische Kameras ist eine solche Einrichtung völlig ungeeignet, da sich der Benutzer einer solchen Kamera auf die aufzunehmende Handlung konzentrieren muß.

Ausgehend von einer fotografischen oder kinematografischen Kamera mit einer Einrichtung zum Vergleich der Tiefe des Aufnahmeraumes und dem Schärfentiefenbereich des Objektivs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Handhabung der Kamera zwecks Vermeidung unscharfer Abbildungen des aufzunehmenden Objektes zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Infolge dieser Anordnung kann der Kamerabenutzer durch einfaches Bedienen je eines Voreinstellen den Nahpunkt und den Fernpunkt des Aufnahmeraumes und damit dessen Tiefe einstellen, innerhalb der alle Objekte scharf abgebildet werden sollen. Wenn der Schärfentiefenbereich des Objektivs hierfür nicht oder nicht mehr ausreicht — insbesondere nach Verstellung der Brennweite —, wird durch den in diesem Fall von der Recheneinrichtung ausgelösten Impuls ein Anzeige- und/oder ein Steuersigna! erzeugt Beim Auftreten des Anzeigesignals kann der Kamerabenutzer die Aufnahme abbrechen oder die Brennweitenverstellung umkehren; wahlweise oder zusätzlich hierzu kann mittels der Steuereinrich'ung die weitere Aufnahme oder eine weitere Brennweitenverstellung blockiert werden. Der Kamerabenutzer kann sich daher vollständig auf die Aufnahme konzentrieren, ohne die Aufzeichnung unscharfer Bilder befürchten zu müssen, sobald er mittels der beiden Voreinsteller die gewünschte Tiefe des Aufnahmeraumes ausgewählt hat

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kamera wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 dac optische System einer kinematografischen Kamera im Axialschnitt zum Teil schematisch, mit automatischem Blendenregler,

F i g. 2 den Stromiaufplan der Vergleichseinrichtung.

Das in F i g. 1 dargestellte optische System einer kinematografischen 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 S. Die Passungen der Glieder 4 und 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,

ίο welches über ein Schneckengetriebe 13 von einem Motor 14 angetrieben wird. Der Tubus 6 trägt ferner einen Regelwiderstand 15, an welchem ein ortsfester Schleifer 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 Grundobjektiv 3 ist ein teilverspiegeltes Prisma 19 angeordnet welches ca. 25% der einfallenden Lichtmenge in ein Suchersystem ablenkt dessen Objektiv mit 20 bezeichnet ist Durch ein Prisma 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 Fotowiderstand 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 Fotowiderstand 27 gesteuert, der während der Transportphase des Flügels über einen rotierenden Spiegelverschluß 28 beleuchtet wird. Der Fotowiderstand 27 ist in bekannter Weise an einer Wheatstoneschen 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 paritätischen Objektivs ist das Frontglied 1 in axialer Richtung verschiebbar. Die Fassung 33 weist ein Gewinde 34 auf, welches in

so einem ortsfesten Muttergewinde 35 geführt ist. An der Fassung 33 sind Planetenräder 36 gelagert, die mit den als Kronenräder ausgebildeten Einstellringen 37 und 38 kämmen. Die beiden Einstellringe tragen je eine Handhabs 39,40. Am Einstellring 38 ist ein Widerstand 41 vorgesehen, an welchem ein Schleifer 42 anliegt, der am E.nstellring 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 erMutert, wobei besonders auf F i g. 2 Bezug genommen wird. Die Einstellringe 37 und 38 sind längs einer gemeinsamen reziproken Entfernungsskala verstellbar und dienen zur Einstellung der vorderen und hinteren Grenze eines Aufnahmeraumes, wobei der Ring 37 der hinteren Grenze, der Ring 38 der vorderen Grenze dieses Rau oes zugeordnet ist. Wird der erstgenannte Ring um einen Winkel λ 1, der zweitge-

nannte um einen Winkel α 2 verdreht, so wird durch das aus den Teilen 36 bis 38 gebildete Differentialgetriebe der Tubus 33 des Frontgliedes um den Winkel

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 α 1 — & 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 Quadrats der Objektivbrennweite f ist. Wird dieser Wert ebenfalls in einem reziproken Maßstab dargestellt, so ergibt er sich zu

f²

wobei c eine Proportionalitätskonstante darstellt. Die Blendenzahl k wird durch den Fotowiderstand 24, der von einem Teil des durch das Objektiv einfallenden Lichtes getroffen wird, in einen elektrischen Widerstandswert 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 Fotowiderstand 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 Widerstandswert des Fotowiderstandes 24 hergestellt wird. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Blendenzahl k durch fotoelektrische Abtastung des Blendenflügels 26 in Form eines Widerstandswertes darzustellen. Zu diesem Zweck kann der Blendenflügel 26 eine weitere sich verjüngende Blendenöffnung aufweisen, die zwischen einer Glühlampe und einem Fotowiderstand angeordnet ist. Durch geeignete Formgebung der genannten Blende können auch eventuelle Abweichungen in der Charakteristik des Fotowiderstandes berücksichtigt werden. Zur Umsetzung der Brennweite in einen elektrischen Widerstandswert ist am Tubus 6 des Variators ein Widerstand 15 mit quadratischem ^iderstandsverlauf 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 elektrischen Widerstandswert mit Hilfe einer mit dem Tubus verbundenen Blende durchzuführen, die im Strahlengang eines Lämpchens und eines Fotowiderstandes angeordnet ist. Die Widerstände 15, 41 und 24 sind in einer Wheatstoneschen 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 46 einem 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

in 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 Wheatstonesche

ι -, Brücke ist so ausgelegt, daß sie im Gleichgewicht ist, wenn der durch den Widerstandszweig 15 und 24 repräsentierte Wert Δα gleich ist dem durch den Widerstand 41 repräsentierten Wert Δα. In diesem Fall ist der durch die Einstellwerte des Objektivs definierte

jo Schärfpntipfenhereich gleich dem durch die beiden Einstellhandhaben 39 und 40 eingestellte Aufnahmeraum. Ist der Schärfentiefenbereich des Objektivs größei 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 Vorstellen der Objektivbrennweite im Sinne einer Verlängerung derselben oder durch ungünstige Lichtverhü'.tnisse der Schärfentiefenbereich des Objektivs verkleben, bis er schließlich kleiner als der vorgewählte

κι Aufnahmeraum ist, so kehrt sich die Stromrichtung in der Brückendiagonale um und der Kontakt 46 des Drehspul-Relais 45 wird im Uhrzeigergegensinn verschwenkt, wobei er die Kontakte 47 und 48 schließt. Durch das Aufleuchten des im Sucher angeordneten

r> Lämpchens 25 wird der Benutzer auf die Unterschreitung des kritischen Schärfentiefenbereiches aufmerksam gemacht. Gleichzeitig unterbricht das Relais 49 der Stromkreis zwischen der Batterie 52 und BrennweitenverStellmotor 14, so daß eine weitere Verstellung dei 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 Beispie! beschränkt. An Stelle einer Wheatstoneschen Brücke

in kann jede andere als Analogrechensystem wirksame Schaltung vorgesehen werden. Im Interesse eine« robusten Aufbaus der Einrichtung kann es vo^r'eilhafi sein, an Stelle eines Drehspul-Relais einen Verstärker insbesondere einen Halbleiter-Verstärker, vorzusehen Schließlich kann die Kamera auch mit einem mechani sehen Rechenwerk ausgestattet werden, welchem au der einen Seite die Werte für Blende und Brennweite auf der anderen Seite die Größe des vorgewählter Aufnahmeraumes eingegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fotografische oder kinematografisch^ Kamera mit einer Einrichtung zum Vergleich zwischen der für eine Scharfabbildung gewählten, durch einen "> Nah- und einen Fernpunkt bestimmten Tiefe eines Aufnahmeraumes und dem aus der Einstellung des Objektivs resultierenden Schärfentiefenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kamera je ein Voreinsteller (39,40) für die Auswahl in des Nahpunktes und des Fernpunktes des Aufnahmeraumes vorgesehen ist und daß die Vergleichseinrichtung eine automatische Recheneinrichtung ist, welche die gewählte Tiefe des Aufnahmeraumes mit der Schärfentiefe des Objektivs ständig vergleicht r> und einen Impuls auslöst, sobald der Schärfentiefenbereich des Objektivs die voreingestellte Differenz zwischen Nah- und Fernpunkt unterschreitet, und daß der Impuls einer Anzeige- (25) und/oder Steuereinrichtung (45 bis 51) zugeführt wird.

Z Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daö die Anzeigeeinrichtung eine an sich bekannte optische, vorzugsweise im Sucher (20 bis 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 Brennweitejwerstelleinrichtung (14), welche eine Verstellung der Brennweitenverstelleinrichtung im Sinne einer Verlängerung der jo Brennweite blockiert, wenn der Schärfentiefenbereich gleich oder kleiner als der voreingestellte Aufnahmeberc;'ch ist

4. Kamera nach Anspruch 3 mit einem elektrischen Antrieb zur Verstellung der Brennweite des r> Objektivs, gekennzeichnet durch pine Schalteinrichtung (49 bis 51) im Stromkreis des Brennweitenverstellmotors (14), die diesen abschaltet, wenn der Schärfentiefenbereich gleich oder kleiner als der voreingestellte Aufnahmebereich ist

5. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (49 bis 51) den Brennweitenverstellmotor (14) im Sinne einer Verkürzung der Objektivbrennweite einschaltet, wenn der Schärfentiefenbereich kleiner als der ·»·> eingestellte Aufnahmeraum ist

6. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Voreinsteller (39,40) mit je einem Eingang eines Getriebes (34 bis 38) gekoppelt sind, das die Entfernungseinsteil- w einrichtung (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 für bestimmte, gegebenenfalls fiktive Objektiveinstellwer- v> te darstellen.

7. Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe als Differentialgetriebe (36 bis 38) ausgebildet ist.

8. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ω 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 Analogrechensystem 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 Wheatstonesche Brücke verwendet ist, in dessen Diagonale ein Galvanometer (45) oder ein Verstärker angeordnet ist (F i g. 2).