DE1963653C3 - Fotoelektrische Vorrichtung zum Bestimmen der Scharfeinstellung eines Objektives - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Vorrichtung zum Bestimmen der Scharfeinstellung eines Objektivs zur Verwendung in Kameras, mit einer Kleinloch-Blende und einer fotoelektrischen Koinzidenzschaltung für die Erzeugung des Objektiv-Einstellsignals.

Es ist bekannt (DT-AS 12 39 934) eine selbsttätige Scharfeinstellung von Objekten dadurch zu bewerkstelligen, daß der Bildkontrast gemessen wird, der bei der Scharfeinstellung bekanntlich seinen Höchstwert erreicht. Hierzu wird das auf die Fotozelle auftreffende Licht moduliert, beispielsweise durch ein hin- und herschwingendes Testbild. Außerdem muß in diesem Fall vor der Fotozelle eine kleine Loch- oder eine schmale Spaltblende angeordnet werden. Die bekannte Anordnung eignet sich daher allenfalls zur Verwendung beispielsweise bei der herstellerseitigen Objektivjustierung u.dgl. Es ist auch bekannt, diese Methode im Wege einer Differenzmessung dadurch zu verbessern, daß die eine Bildhälfte etwas vor und die andere Bildhälfte hinter der eigentlichen Bezugsebene scharf abgebet werden. An diesen Stellen befinden sich je ein fntoleitendes Bauelement, deren Ausgänge mit einem Differenzverstärker verbunden sind Scharfeinstellung S dann gegeben, wenn das Differenzsignal gleich Null *: _a._so die beiden Bildhälften je gleichermaßen un- «•harf abgebildet sind (Prinzip der gleichen Unscharfe; vel US-Patentschrift 28 31 057). Weiterhin ist es auch ^e' , _Dj _As 12 79 374 bekannt, den Kontrast zweier üUmittelbar benachbarter Bildpunkte in der Bildebene zu messen Hierdurch entfällt zwar die Notwendigkeit einer Modulation. Aber die Notwendigkeit, nur zwei dicht nebeneinanderliegende Meßpunkte eines Bildfeldes herausgreifen zu müssen, hat ersichtlich Nachteile. WeSn It aus der DT-AS 12 39 934 bekannt, die Scharfeinstellung dadurch zu bewerkstelligen, daß zwischen dem Einstellobjektiv und einer als Kontrastanzeiger ausgebildeten fotoelektnschen Vorrichtung ein Zuiatzobjektiv so angeordnet wird, daß sich der Lichtempfangsteil des Kontrastanzeigers in der Ebene der Ausgangspupille des aus dem Einstell- und Zusatzobiektiv gebildeten Systems befindet. Hierbei wird von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß die ganze Austrittspupille des optischen Systems gleichmäßig beleuchtet ist, wenn das System auf die Grenze zwischen Objekt und Hintergrund gerichtet ist- Die Gleichmäßigkeit dsr Ausleuchtung wird durch zwei je eine Hälfte der Austrittspupillenfläche einnehmenden Fotozellen die in einer Brückenschaltune gelegen sind, gemessen Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Abbildung der Grenze zwischen Aufnahmeobjekt und Hintergrund mit der Trennlinie zwischen den beiden Fotozellen zusammenfallen muß Deshalb muß auch beim Übergang von der Einstellung eines senkrechten Objekts auf ein waagerechtes die Kamera entsprechend gekippt werden. Noch komplizierter wird es, wenn eine Kontrastlinie diagonal verläuft (Hausgiebel). Die verdrehungsabhängige Meßwertbildung führt ersichtlich zu häufigen Fehlleistungen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine sehr empfindlich arbeitende Scharfeinstellung bereitzustellen, die nicht auf Kontrastmessung, sondern auch auf einem anderen Prinzip beruht und insbesondere keine Lichtmodulatoren wie Schwingblenden, rotierende Sektorenblenden u.dgl. benötigt und auch lageabhängige Meßwertverfälschungen vermeidet.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst daß ein das Objekt im Scharfeinstellungsfalle auf eine Bezugsfokussierebene abbildendes Objektivsystem eine Blende mit zwei in gegenseitigem Abstand angeordneten Kleinlöchern, von denen eines außerhalb der optischen Achse des Systems gelegen ist, sowie der Blende nachgeschaltete optische Glieder aufweist, welche den Bildinhalt des das außeraxiale Blendenloch passierenden Lichtflusses umkehren bzw. die optische Weglänge des das andere Blendenloch passierenden Lichtflusses an die des ersteren angleichen und daß in der Bezugsfokussierebene zwei fotoleitende Bauelemente beidseits der optischen Achse innerhalb einer Ebene angeordnet sind, die die Mittelpunkte der die beiden Blendenlöcher passierenden Lichtflüsse enthält. Bei dieser Kombination wird im Prinzip wie bei einem Doppelbild-Entfernungsmesser gearbeitet, wobei aber das eine Bild gegenüber dem anderen höhen- oder seitenvertauscht überlagert wird, so daß im Scharfeinstellungsfalle nicht wie beim gewöhnlichen Entfernungsmesser eine Koinzidenz der beiden Bilder,

sondern eine spiegelbildlich symmetrische Überlagerung der beiden Bilder auftritt. Im Scharfeinstellungsfalle ist daher die Helligkeitsverteilung unabhängig von der speziellen Natur des Objektes stets symmetrisch; es brauchen deshalb nur entsprechend symmetrisch angeordnete Fotoleiterbauelemente vorgesehen zu werden, um im Wege der Differenzbildung ein Scharfeinstellungssignal zu erhalten. Es kann deshalb der Scharfeinstellzustand stets mit hohem Genauigkeitsgrad beurteilt werden.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ,5

F i g. 2 das Schaltbild der Anordnung nach F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer Stehbildkamera mit einer eingebauten Vorrichtung nach F i g. 1 und

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer Laufbildkamera mit einer eingebauten Vorrichtung nach F i g. 1.

In F i g. 1 bedeuten die Bezugszeichen 1, 2 und 3 Objektivlinsen, die längs einer optischen Achse angeordnet sind. Eine feststehende Blende 4 sitzt hinter der Objektivlinse 2 und hat ein kleines Blendenloch 4i in Ausrichtung zur optischen Achse sowie ein weiteres kleines Blendenloch 42, das im Abstand vom ersten Blendenloch sowie außerhalb der optischen Achse angeordnet ist und den gleichen Durchmesser wie das erste Blendenloch hat. Ein Prisma 5 mit einer ungeradzahligen Anzahl reflektierender Flächen ist so angeordnet, daß der das außeraxiale Blendenloch 42 passierende Lichtstrahl in der vertikalen oder horizontalen Ebene (in der dargestellten Ausführungsform in der horizontalen Ebene) bezüglich seines Bildinhaltes umgekehrt wird. Ein Prisma 6 ist des weiteren so angeordnet, daß das das Blendenloch 4i passierende Licht die gleiche optische Weglänge wie der das Prisma 5 durchquerende Lichtstrahl besitzt. Zwei fotoleitende Bauelemente 7i und 72 mit jeweils gleicher Kennlinie sind so angeordnet, daß sie symmetrisch zur optischen Achse liegen und der Objektivlinse 3 in einer Ebene gegenüberstehen, die die Mittelpunkte der die Blendenlöcher 4i und 42 passierenden Lichtflüsse in einer Bezugsfokussierstellung enthält.

Bei dem vorsiehend beschriebenen optischen System werden die über die Blendenlöcher 4t und 42 erzeugten Bilder eines Objektes in gegenseitig vertauschter Beziehung auf den Fotoleitern 7i und 72 abgebildet. Sind die Bilder auf die Bezugsfokussierebene richtig scharf gestellt, so sind die überlappend unterteilten Bilder auf den Fotoleitern 7i und 72 symmetrisch gleich, und die an den Fotoleitern 7i und 72 festgestellten Lichtintensitäten werden gleich, so daß die Widerstände beider Bauelemente gleichfalls gleich sind. Wenn andererseits die Bilder an der Bezugsfokussierebene unscharf sind, d. h., wenn die Bilder vor oder hinter der Bezugsfokussierebene erzeugt werden, so weicht das Bild, welches von dem das außeraxiale Blendenloch 42 passierenden Licht erzeugt wird, von demjenigen Bild ab, welches von dem das axiale Blendenloch 4i passierende Licht erzeugt wird, welches seinerseits an derselben Stelle wie im Falle der Scharteinstellung, jedoch unscharf erscheint. Des weiteren erscheint das 3ild, welches durch das das Blendenloch Λ- passierende Licht erzeugt wird, auf dem einen Fotoleiter mit einem größeren Gebiet als auf dem anderen Fotoleiter, so daß die von den beiden Fotoleitern festgestellten Lichiintensitäten voneinander verschieden werden, d. h., die Widerstände der beiden Fotoleiter werden verschieden. Wenn die erzeugten Bilder vor den beiden Fotoleitern 7i und 72 erzeugt werden, so wird der Widerstand des Fotoleiters 7i größer als der des Fotoleiters 72 und umgekehrt.

Wie in F i g. 2 dargestellt, sind die beiden Fotoleiter 7i und 72 zusammen mit Widerständen 9 und 10 und einer Speisespannungsquelle 11 zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet, so daß die Differenz zwischen den Widerständen der Fotoleiter 7i und 72 festgestellt werden kann. Hierdurch kann das richtige Scharfeinstellen erreicht werden durch Minimalisieren der Widerstandsdifferenz zwischen den beiden Elementen 7i und 72. Da die Ausgangsspannung der Brückenschallung positiv oder negativ ist, je nachdem ob das Objekt vor oder hinter die Bezugsebene scharf abgebildet ist, kann die Brückenausgangsspannung durch einen Verstärker 12 verstärkt werden, um die Drehung eines Servomotors 13 umzukehren, der dafür ausgelegt ist, die Objektivlinse 1 über eine geeignete Getriebekette 14 vor und zurück zu bewegen sowie automatisch anzuhalten, wenn das Objekt auf die Bezugsfokussierebene scharf abgebildet ist.

F i g. 3 zeigt in schematischer Anordnung den Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine Stehbildkamera. Ein Aufnahmeobjektiv 15 ist parallel zur Linse 1 angeordnet und wird zusammen mit dieser durch den Servomotor über die Getriebekette 14 vor und zurück bewegt. Die optischen Systeme der automatischen Fokussiereinrichtung und der Kamera sind so angeordnet, daß ein Objekt auf die Ebene des Films 16 scharf eingestellt ist, wenn das Objekt auf die Fotoleiter-Elemente 7i und 72 in der vorstehend beschriebenen Weise scharf eingestellt ist. Man sieht, daß das Aufnahmeobjektiv 15 automatisch angehalten werden kann, wenn das Objekt auf die Filmebene 16 richtig fokussiert ist.

F i g. 4 zeigt in schematischer Ansicht den Einbau der erfindungsgemaßen Vorrichtung in eine Laufbildkamera. Von den Aufnahmeobjektivlinsengruppen ISi, 152 und 153 werden die ersten beiden 15i und 152 gemeinsam als Objektivlinse zur Entfernungsmessung benutzt. Ein halbdurchlässiger Spiegel 17 ist schräg in der optischen Achse stehend angeordnet, so daß das Licht von der Linsengruppe 152 zum Film 16 zu einem allgemein mit 18 bezeichneten Suchersystem abgezweigt werden kann. Im Sucherstrahlengang befindet sich hinter dem Spiegel 17 ein weiterer halbdurchlässiger Spiegel 19, so daß das Licht des weiteren für den automatischen Fokussierstrahlengang abgezweigt werden kann. Wie im Falle der Ausführungsform nach F i g. 3 sind alle optischen Bauteile so angeordnet, daß, wenn ein Objekt auf die beiden Fotoleiter 7i und 72 scharf abgebildet ist, das Objekt gleichfalls auch auf die Filmebene 16 scharf abgebildet ist. Die Wirkungsweise ist ansonsten die gleiche wie vorstehend beschrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fotoelektrische Vorrichtung zum Bestimmen der Scharfeinstellung eines Objektivs zur Verwendung in Kameras, mit einer Kleinloch-Blendenanordnung und einer fotoelektrischen Koinzidenzschaltung für die Erzeugung des Objektiv-Einstellsignals, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Objekt im Scharfeinstellungsfalle auf eine Bezugsfokussierebene abbildendes Objektivsystem (1,

2, 3) eine Blende (4) mit zwei in gegenseitigem Abstand angeordneten Kleinlöchern (4i, 42), von denen eines (42) außerhalb der optischen Achse des Systems gelegen ist, sowie der Blende nachgeschaltete optische Glieder (5, 6) aufweist, welche den Bildinhalt des das außeraxiale Blendenloch (42) passierenden Lichtllusses umkehren bzw. die optische Weglänge des das andere Blendenloch (4i) passierenden Lichtflusses an die des ersteren angleichen, und daß in der Bezugsfokussierebene zwei fotoleitende Bauelemente (7i, 72) beidseits der optischen Achse innerhalb einer Ebene angeordnet sind, die die Mittelpunkte der die beiden Blendenlöcher passierenden Lichtilüsse enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Glieder (5, 6) gebildet sind durch ein erstes Prisma (5) mit einer ungeradzahligen Anzahl reflektierender Flächen für die Bildumkehr hinter dem außeraxialen Blendenloch und durch ein zweites Prisma (6) hinter dem anderen Blendenloch (4i), das die optischen Weglängen der beiden durch die beider. Blendenlöcher gehenden Lichtflüsse einander anpaßt.

3. Kamera mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine parallele Anordnung von Kameraaufnahmeobjektiv und des Einstell-Objektivsystems (1, 2, 3), durch eine Kopplungseinrichtung (14) zur Verbindung sowohl des Aufnahmeobjektivs (15) als auch des Objektivsystems (1) mit einem Servomotor, um beide Objektive in der gleichen Richtung zu bewegen derart, daß der Brennpunkt der Objektive auf den Fotoleiter-Bauelementen (7i, 72) bzw. auf der Filmoberfläche gleichzeitig zu liegen kommen.