DE19945962A1 - Mehrfach-Scharfeinstellerfassungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrpunkt-Scharfstellerfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungszonen (70) in einem ersten Muster in einer Scharfstellebene. Eine entsprechende Anzahl von Anordnungen (212) aus Lichtaufnahmeelementen sind in einem zweiten Muster angeordnet, wobei eine entsprechende Anzahl Strahlenbündel durch die Erfassungszonen (70) auf die Anordnungen (212) aus Lichtaufnahmeelementen gerichtet sind. Die Vorrichtung enthält mehrere Paare Separatorlinsen (83), die jeweils ein Bild in einer der Erfassungszonen (70) in zwei Bilder teilen, eine vor den Separatorlinsenpaaren (83) angeordnete Separatormaske (81), die mehrere Öffnungspaare entsprechend den Separatorlinsenpaaren (83) enthält, und einen Strahlenbündelablenker (83, 85, 86) nahe den Separatorlinsenpaaren (83). Eine erste Anordnung (212A) aus Lichtaufnahmeelementen und eine zweite Anordnung (212B) aus Lichtaufnahmeelementen sind so ausgerichtet, daß sie parallel zueinander liegen und einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand haben. Der Strahlenbündelablenker (83, 85, 86) ist nahe den Separatorlinsenpaaren (83) so angeordnet, daß der Hauptstrahl des ersten Strahlenbündels und der Hauptstrahl des zweiten Strahlenbündels parallel zueinander liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Scharfeinstellerfassungsvorrichtung für ein optisches Instrument wie z. B. eine einäugige Spiegelreflexkamera.

Es sind bereits einäugige Spiegelreflexkameras bekannt, die eine Scharfeinstell­ erfassungseinheit zum Bestimmen der Scharfeinstellung in einer von mehreren Erfassungszonen enthalten. Bei dem optischen System einer solchen Erfas­ sungseinheit sind eine oder mehrere außermittige Erfassungszonen außerhalb der optischen Achse angeordnet, und ein Strahlenbündel eines Objektbildes, das durch eine zentrale und weitere außermittige Erfassungszonen geleitet wird, wird jeweils durch Spiegel auf Lichtaufnahmeelemente gerichtet, die in einer horizon­ talen Zeile angeordnet sind. Das Strahlenbündel eines Objektbildes, das durch eine horizontal-längliche Erfassungszone geleitet wird, wird einmal an einem Spiegel auf eine entsprechende horizontal-längliche Anordnung aus Lichtaufnah­ meelementen reflektiert. Dabei wird das durch die horizontal-längliche zentrale Erfassungszone betrachtete Bild mit zwei Separatorlinsen in zwei Bilder geteilt, die als separate Bilder auf der horizontal-länglichen Anordnung aus Lichtaufnah­ meelementen abgebildet werden. Gleichzeitig wird ein weiteres Strahlenbündel des Objektbildes, das durch eine vertikal-längliche, außermittige Erfassungszone geleitet wird, an zwei Spiegeln reflektiert und auf einer entsprechenden horizon­ tal-länglichen Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen abgebildet. Das durch die vertikal-längliche außermittige Erfassungszone betrachtete Bild wird mit zwei Se­ paratorlinsen in zwei separate Bilder geteilt, die auf der entsprechenden horizon­ tal-länglichen Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen abgebildet werden. Die zentralen und die außermittigen Paare Separatorlinsen sind unter einem vorbe­ stimmten Abstand zu den zentralen und den außermittigen Lichtaufnahmeele­ menten angeordnet.

In dem optischen System einer solchen bekannten Erfassungseinheit mit mehre­ ren Erfassungszonen sind die Hauptstrahlen, die jeweils durch entsprechende Paare Separatorlinsen zu den entsprechenden Anordnungen aus Lichtaufnah­ meelementen geleitet werden, nicht parallel. Tritt ein mechanischer Abmes­ sungsfehler auf und/oder sind die Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen gegenüber den Originalpositionen der optischen Achse versetzt, so können die jeweils durch entsprechende Paare Separatorlinsen geleiteten Strahlenbündel den entsprechenden Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen nur ungenau zugeführt werden, wobei ein Einstellen der Position eines jeden Strahlenbündels relativ zu der jeweiligen Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen schwierig ist. Da die Hauptstrahlen der Lichtbündel, die jeweils durch ein Paar Separatorlinsen geleitet werden, nicht parallel liegen, ändern sich die Abstände zwischen den Hauptstrahlen, wenn die Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen nach vorn oder nach rückwärts versetzt sind. Dies erfordert ein Einstellen der Position einer jeden Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Erfassungseinrichtung mit mehreren Erfas­ sungszonen anzugeben, bei der mechanische Abmessungsfehler und/oder Fehler durch ungenaue Anordnung praktisch nicht auftreten und bei der die Position ei­ ner jeden Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen relativ zu dem einfallenden Strahlenbündel bei auftretenden Fehlern leicht vorzunehmen ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung verlaufen die Hauptstrahlen der Strah­ lenbündel, die durch mehrere Erfassungszonen auf mehrere Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen gerichtet werden, in einer Ebene lotrecht zu der Rich­ tung, in der die Lichtaufnahmeelemente eines jeden Liniensensors ausgerichtet sind, parallel zueinander. Deshalb kann jedes Strahlenbündel genau der entspre­ chenden Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen zugeführt werden, während Einstellungen wie das Zentrieren eines Liniensensors und das Einstellen seiner Axialposition leicht durchgeführt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des optischen Systems einer Scharfeinstellerfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungszonen als Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die Draufsicht einer fotografischen Ebene mit mehreren Erfassungs­ zonen,

Fig. 3 die Draufsicht einer Abdeckung mit mehreren Schlitzen entspre­ chend mehreren Erfassungszonen nach Fig. 2,

Fig. 4 den Querschnitt von Separatorlinsen und ihrer Umfangsabschnitte in einem optischen System nach Fig. 1 in Blickrichtung A als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4 als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 4 als drittes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 7 das Blockdiagramm der Hauptkomponenten einer einäugigen Spie­ gelreflexkamera mit einer Erfassungsvorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 7 zeigt das Blockdiagramm der Hauptkomponenten einer einäugigen Spiegel­ reflexkamera, die mit einer Scharfeinstellerfassungsvorrichtung mit mehreren Er­ fassungszonen ausgerüstet ist. Die Kamera hat ein Gehäuse 11 und ein daran befestigtes Wechselobjektiv 51. Das Gehäuse 11 enthält die Erfassungsvorrich­ tung und eine Autofokuseinrichtung mit mehreren Erfassungszonen.

Der größere Teil des Objektlichts (mit dem ein aufzunehmendes Objektbild er­ zeugt wird) tritt in das Gehäuse 11 durch das Objektiv 51 ein und wird an einem Hauptspiegel (Schnellklappspiegel) 13 auf ein Pentaprisma 17 reflektiert, das das Hauptelement des optischen Suchersystems im Gehäuse 11 ist. Dann wird das Objektlicht mehrmals in dem Pentaprisma 17 reflektiert und tritt an einem Okular (nicht dargestellt) aus. Ein Teil des in dem Pentaprisma 17 reflektierten Lichts fällt auf ein Lichtaufnahmeelement eines Lichtmeß-IC 18. Ein Teil des Objektlichts, das auf den Hauptspiegel 13 trifft, wird durch einen halbdurchlässigen Spiegelab­ schnitt 14 des Hauptspiegels 13 geleitet und an einem Hilfsspiegel 15 hinter dem Hauptspiegel 13 abwärts reflektiert. Dieses Licht trifft auf eine Mehrpunkt-AF- Sensoreinheit 21, die eine Mehrpunkt-Scharfeinstellerfassungsvorrichtung ist. Die Sensoreinheit 21 kann z. B. ein Phasendifferenz-Entfernungsmeßsensor sein. Dies trifft auf dieses Ausführungsbeispiel zu, und die Sensoreinheit 21 enthält sechs CCD-Liniensensoren (212A bis 212F in Fig. 1), die sechs Scharfeinsteller­ fassungszonen entsprechen (70A bis 70F in Fig. 2).

Das Gehäuse 11 enthält eine Haupt-CPU 35, die alle Operationen der Kamera steuert. Die Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21, eine mit dem Lichtmeß-IC 18 ver­ bundene Peripherieschaltung 23, ein AF-Motortreiber 37 zum Steuern eines AF- Motors 39, ein Codierer 41 und ein EEPROM 43 sind in dem Gehäuse 11 ange­ ordnet und insgesamt mit der CPU 35 verbunden.

Die CPU 35 berechnet einen Defokusbetrag für jeden der sechs Liniensensoren 212A bis 212F mit einer vorbestimmten Operation, wozu Integrationsdaten eines jeden Liniensensors 212A bis 212F verwendet werden, die von der Sensoreinheit 21 zugeführt werden. Dann bestimmt die CPU 35 den Defokusbetrag und dessen Priorität abhängig von allen berechneten Defokusbeträgen, um Richtung und An­ zahl der Umdrehungen des AF-Motors 39 zu bestimmen bzw. zu berechnen (d. h. die Anzahl von Impulsen, die der Codierer 41 abgeben muß). Danach steuert die CPU 35 den AF-Motor 39 über den AF-Motortreiber 37 entsprechend der be­ stimmten Richtung und der berechneten Anzahl Umdrehungen. Die CPU 35 erfaßt und zählt die mit der Drehung des AF-Motors 39 von dem Codierer 41 abgegebe­ nen Impulse. Wenn die gezählte Impulszahl die berechnete Impulszahl erreicht, gibt die CPU 35 ein Signal an den AF-Motortreiber 37 ab, um den AF-Motor 39 stillzusetzen.

Die Drehung des AF-Motors 39 wird über einen Getriebeblock 46 und eine Kupp­ lung zwischen einem Anschluß 47 am Gehäuse 11 und einem Anschluß 57 an der Fassung des Objektivs 51 auf dieses übertragen. Das Objektiv 51 enthält einen Linsenantriebsmechanismus 55 zum Übertragen der Drehung des Anschlusses 57 auf eine AF-Linsengruppe 53, so daß diese mit dem AF-Motor 39 über den Getriebeblock 46, die Anschlüsse 47, 57 und den Linsenantrieb 55 bewegt wird.

Die CPU 35 enthält ein ROM 35a, das vorbestimmte Programme enthält, ein RAM 35b, das Daten zum Berechnen und zum Steuern temporär enthält, einen Zähl­ zeitgeber 35c, einen Zähler 35d und einen A/D-Wandler 35e. Das EEPROM 43 ist als externer Speicher mit der CPU 35 verbunden. Es enthält verschiedene gehäu­ seseitige Konstanten und vorbestimmte Werte zur Integrationssteuerung.

Ein Lichtmeßschalter SWS, der durch Niederdrücken einer Äuslösetaste um ei­ nen halben Schritt geschlossen wird, und ein Auslöseschalter SWR, der durch Niederdrücken der Auslösetaste um den vollen Schritt geschlossen wird, sind mit der Haupt-CPU 35 verbunden. EIN/AUS-Daten der beiden Schalter SWS und SWR werden der CPU 35 zugeführt.

Die CPU 35 dient als Steuerung für die Operationen im Gehäuse 11 und der elektronischen Komponenten des Objektivs 51. Sie bewirkt eine Integrations­ steuerung zusammen mit der Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit und der peripheren Steuerschaltung 23 sowie eine Objektivsteuerung zusammen mit dem AF-Motor 39.

Das Objektiv 51 enthält den Linsenantriebsmechanismus 55 zum Bewegen der AF-Linsengruppe 53 in Richtung der optischen Achse, den Anschluß 57, der in Verbindung mit dem Anschluß 47 des Gehäuses 11 die Drehung des AF-Motors 39 auf den Linsenantriebsmechanismus 55 überträgt, und eine Objektiv-CPU 61, die erforderliche Daten mit der Haupt-CPU 35 austauscht, wenn das Objektiv 51 an das Gehäuse 11 angeschlossen ist.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Hauptelemente der Mehrpunkt-AF-Sen­ soreinheit 21, Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Anordnungsmusters der sechs Erfassungszonen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Erfassungszo­ nen 70A, 70B, 70C, 70D, 70E und 70F in einer Bildebene 70, d. h. in der vorbe­ stimmten Scharfeinstellebene 20 angeordnet. Die Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 enthält sechs CCD-Liniensensoren 212A, 212B, 212C, 212D, 212E und 212F entsprechend den sechs Erfassungszonen 70A, 70B, 70C, 70D, 70E und 70F.

Die zentrale Erfassungszone 70A ist horizontal-länglich und liegt in der Mitte der Bildebene 70. Die obere zentrale Erfassungszone 70B liegt parallel über der Er­ fassungszone 70A.

Die linke Erfassungszone 70C und die rechte Erfassungszone 70D sind vertikal­ längliche Zonen und beiderseits der zentralen und der oberen Erfassungszone 70A und 70B angeordnet. Die am weitesten links liegende Erfassungszone 70E ist eine vertikal-längliche Zone, sie liegt links neben der Erfassungszone 70C (Fig. 2). Die am weitesten rechts liegende Erfassungszone 70F ist gleichfalls eine vertikal-längliche Zone, sie liegt rechts neben der rechten Erfassungszone 70D (Fig. 2). Die Erfassungszonen 70C, 70D, 70E und 70F liegen parallel zueinander.

Das Anordnungsmuster der sechs Liniensensoren 212A bis 212F unterscheidet sich von dem Anordnungsmuster der Erfassungszonen 70A bis 70F, wie Fig. 1 und 2 zeigen. Die Liniensensoren 212A bis 212F liegen auch unterschiedlich zu den Schlitzen 72A bis 72F der Abdeckung 72. Die Liniensensoren 212A bis 212F sind gemäß Fig. 1 so angeordnet, daß sie mit gleichen Abständen auf einer unte­ ren Linie liegen, während die anderen Liniensensoren 212B, 212C und 212D mit denselben Abständen auf einer oberen Linie über und parallel zur unteren Linie liegen. Die sechs Liniensensoren 212A bis 212F befinden sich auf einem gemein­ samen Schaltungsträger 212 (Fig. 4 bis 6), so daß ihre Lichtaufnahmeflächen in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Die Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 hat eine durchscheinende Abdeckung (Zo­ nenplatte) 72 in oder nahe einer vorbestimmten Scharfstellebene (die an einer der Filmebene äquivalenten Position angeordnet ist), auf der mit dem Objektiv 51 ein Primärbild des aufzunehmenden Objekts erzeugt wird. Die Abdeckung 72 hat sechs rechteckige Schlitze 72A bis 72F zum Aussondern von sechs Objektbildern entsprechend den sechs Erfassungszonen 70A bis 70F. Fig. 3 zeigt eine Drauf­ sicht auf die Abdeckung 72 von der Oberseite des Gehäuses 11 her gesehen (in Fig. 1 vertikale Blickrichtung).

Die Schlitze 72A bis 72F sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie den Erfas­ sungszonen 70A bis 70F entsprechen, so daß jeder Schlitz 72A bis 72F eine ent­ sprechende Erfassungszone 70A bis 70F definiert. Die sechs durch die Schlitze 72A bis 72F fallenden Strahlenbündel treffen auf die sechs Liniensensoren 212A bis 212F und erzeugen dort Objektbilder entsprechend den sechs Erfassungszo­ nen 70A bis 70F. Damit ist es möglich, den Scharfstellzustand (Defokusbetrag) für jede Erfassungszone 70A bis 70F festzustellen. Das durch jede Erfassungszone 70A bis 70F gesehene Bild wird durch jeweils ein Paar Separatorlinsen 83A bis 83F in zwei Bilder geteilt, die als separate Bilder auf den entsprechenden Linien­ sensor 212A bis 212F fallen. Eine Separatormaske 81 befindet sich vor den sechs Paaren Separatorlinsen 83A bis 83F. Die Separatormaske 81 hat sechs Öff­ nungspaare 81A bis 81F.

In Fig. 1 sind die durch die Mitten der Erfassungszonen 70A bis 70F laufenden Hauptstrahlen gezeigt. Die Seite, von der aus ein Strahlenbündel auf ein opti­ sches Element fällt, wird im folgenden als Vorderseite bezeichnet, während die andere Seite, an der das Strahlenbündel austritt, als Rückseite bezeichnet wird.

Jeder Liniensensor 212A bis 212F enthält eine Anordnung aus Fotodioden als Lichtaufnahmeelemente. Jede Fotodiode sammelt (integriert) eine elektrische La­ dung abhängig von der Helligkeit des auf ihr erzeugten Objektbildes. Die gesam­ melten elektrischen Ladungen werden von den Fotodioden mit einer bekannten Treiberschaltung gelesen und mit einem Signalprozessor in ein Videosignal um­ gesetzt. Dieses wird der CPU 35 zugeführt. Die CPU 35 bestimmt den Abstand (Phasenunterschied) zweier Objektbilder auf den Liniensensoren 212A bis 212F, wozu ein Algorithmus verwendet wird, der als phasendifferenz-Erfassungsverfah­ ren bekannt ist. Dann berechnet die CPU 35 einen Defokusbetrag ausgehend von dem erfaßten Abstand (Phasenunterschied), um die Drehrichtung des AF-Motors 39 zu bestimmen und die Umdrehungszahl zu berechnen (d. h. die von einem Co­ dierer 41 abzugebende Impulszahl), die zum Bewegen der AF-Linsengruppe 53 in die Scharfeinstellung erforderlich ist. Die von dem Codierer 41 abzugebende Im­ pulszahl wird ausgehend von einem der sechs Defokusbeträge berechnet, die sich für die sechs Liniensensoren 212A bis 212F ergeben.

Sechs Kondensorlinsen 73A bis 73F sind hinter der Abdeckung 72 entsprechend den sechs Schlitzen 72A bis 72F angeordnet. Fünf Prismen 75A, 75C, 75D, 75E und 75F zur Ablenkung des Strahlengangs sind hinter den sechs Kondensorlin­ sen 73A bis 73F angeordnet. Fünf Spiegel 76A, 76C, 76D, 77C und 77D befinden sich hinter den fünf Prismen 75A bis 75F.

Im folgenden werden zunächst die optischen Systeme der zwei Strahlenbündel beschrieben, die durch den mittleren und den oberen mittleren Schlitz 72A und 72B geleitet werden. Ein zentrales Strahlenbündel LA, das durch den Schlitz 72A und die Kondensorlinse 73A fällt, wird an dem zentralen Spiegel 76A um etwa 90° abgelenkt und dem Liniensensor 212A zugeführt. Das Prisma 75A ist hinter der Kondensorlinse 73B angeordnet. Ein oberes mittleres Strahlenbündel LB, das durch den Schlitz 72B und die Kondensorlinse 73B geleitet wird, wird durch das Prisma 75A so abgelenkt, daß der Abstand zwischen den beiden Strahlenbündeln LA und LB verringert wird. Dann wird das obere mittlere Strahlenbündel LB mit dem zentralen Spiegel 76A um etwa 90° abgelenkt und trifft auf den Liniensensor 212B. Im dargestellten Beispiel fällt der Hauptstrahl des zentralen Strahlenbün­ dels LA mit der optischen Achse O des Objektivs 51 zusammen.

Ein Teil des zentralen Strahlenbündels LA fällt durch das entsprechende Öff­ nungspaar 81A und wird in zwei Strahlenbündel geteilt, die dann durch die Sepa­ ratorlinsen 83A geleitet werden und zwei Bilder auf dem zentralen Liniensensor 212A erzeugen. Diese haben einen gegenseitigen Abstand (Basislänge), der der Objektentfernung entspricht. Ähnlich wird ein Teil des oberen mittleren Strahlen­ bündels LB nach Reflexion an dem Zentralspiegel 76A durch die beiden Öffnun­ gen 81B in zwei Strahlenbündel geteilt, und diese laufen durch die Separatorlin­ sen 83B und erzeugen zwei Bilder auf dem oberen mittleren Liniensensor 212B, deren Abstand (Basislänge) der Objektentfernung entspricht.

Der mittlere Liniensensor 212A und der obere mittlere Liniensensor 212B liegen parallel zueinander und haben einen vorbestimmten Abstand in Richtung lotrecht zu der Richtung, in der ihre Fotodioden ausgerichtet sind.

Nun werden die optischen Systeme der beiden Strahlenbündel beschrieben, die durch die Schlitze 72C und 72E geleitet werden. Das Prisma 75C befindet sich hinter der Kondensorlinse 73C. Ein linkes Strahlenbündel LC, das durch den Schlitz 72C und die Kondensorlinse 73C fällt, wird durch das Prisma 75C von dem mittleren Strahlenbündel LA weg abgelenkt (d. h. in Fig. 1 nach rechts), so daß es auf den ersten linken Spiegel 76C fällt. Dann wird das linke Strahlenbün­ del LC an dem ersten linken Spiegel 76C auf den zweiten linken Spiegel 77C re­ flektiert und fällt dann auf den Liniensensor 212C.

Andererseits ist das Prisma 75E hinter der Kondensorlinse 73E angeordnet. Ein linkes Strahlenbündel LE fällt durch den Schlitz 72E und die Kondensorlinse 73E und wird mit dem Prisma 75E auf das linke Strahlenbündel LC zu abgelenkt, so daß auf den ersten linken Spiegel 76C fällt. Dann wird das linke Strahlenbündel LE an dem ersten linken Spiegel 76C auf den zweiten linken Spiegel 77C reflek­ tiert und fällt dann auf den Liniensensor 212E.

Ein Teil des linken Strahlenbündels LC, der an dem zweiten linken Spiegel 77C reflektiert wird, fällt durch das Öffnungspaar 81C und wird in zwei Strahlenbündel geteilt, die dann durch die Separatorlinsen 83C zwei Bilder auf dem Liniensensor 212C erzeugen, welche einen gegenseitigen Abstand (Basislänge) haben, der der Objektentfernung entspricht. Ähnlich wird ein Teil des linken Strahlenbündels LE hach Reflexion an dem zweiten linken Spiegel 77C durch die Öffnungen 81E in zwei Strahlenbündel geteilt, die durch die Separatorlinsen 83E zwei Bilder auf dem Liniensensor 212E erzeugen, deren gegenseitiger Abstand (Basislänge) der Objektentfernung entspricht.

Ähnlich wie die Liniensensoren 212A und 212B sind die Liniensensoren 212C und 212E parallel zueinander unter einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand in Richtung lotrecht zu der Richtung angeordnet, in ihre Fotodioden ausgerichtet sind.

Schließlich werden die optischen Systeme der beiden Strahlenbündel, die durch die beiden rechten Erfassungszonen 70C und 70F geleitet werden, beschrieben. Die optischen Systeme für die beiden Strahlenbündel, die durch die Schlitze 72D und 72F laufen, und die optischen Systeme für die beiden Strahlenbündel, die durch die Schlitze 72C und 72E laufen, sind symmetrisch zu einer Ebene ange­ ordnet, die die optische Achse O enthält.

Das Prisma 75D liegt hinter der Kondensorlinse 73D. Ein rechtes Strahlenbündel LD, das durch den Schlitz 72D und die Kondensorlinse 73D fällt, wird mit dem Prisma 75D in Richtung weg von dem mittleren Strahlenbündel LA abgelenkt (in Fig. 1 nach links), so daß es auf den ersten rechten Spiegel 76D fällt. Dann wird das rechte Strahlenbündel LD an dem ersten rechten Spiegel 76D auf den zwei­ ten rechten Spiegel 77D reflektiert und fällt dann auf den Liniensensor 212D.

Andererseits liegt das Prisma 75F hinter der Kondensorlinse 73F. Ein rechtes Strahlenbündel LF, das durch den Schlitz 72F und die Kondensorlinse 73F fällt, wird mit dem Prisma 75F auf das rechte Strahlenbündel LD zu abgelenkt, so daß es auf den ersten rechten Spiegel 76D fällt. Dann wird das rechte Strahlenbündel LF an dem ersten rechten Spiegel 76D reflektiert und fällt auf den zweiten rechten Spiegel 77D, der es auf den Liniensensor 212F reflektiert.

Ein Teil des rechten Strahlenbündels LD läuft nach Reflexion an dem zweiten rechten Spiegel 77D durch das Öffnungspaar 81D und wird dadurch in zwei Strahlenbündel geteilt, die dann durch die Separatorlinsen 83D zwei Bilder auf dem Liniensensor 212D erzeugen, deren gegenseitiger Abstand (Basislänge) der Objektentfernung entspricht. Ein Teil des rechten Strahlenbündels LF läuft nach Reflexion an dem zweiten rechten Spiegel 77D durch die Öffnungen 81F und wird dadurch in zwei Strahlenbündel geteilt, die durch die Separatorlinsen 83F zwei Bilder auf dem Liniensensor 212F erzeugen, deren gegenseitiger Abstand (Ba­ sislänge) der Objektentfernung entspricht.

Ähnlich wie die Liniensensoren 212A und 212B sind die Liniensensoren 212D und 212F parallel zueinander unter einem gegenseitigen Abstand in Richtung lot­ recht zu der Richtung angeordnet, in der ihre Fotodioden ausgerichtet sind.

Vorstehend wurde der grundsätzliche Aufbau der Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 erläutert. Im folgenden wird der Aufbau des Ausführungsbeispiels der Sensorein­ heit 21 erläutert, die die Strahlenbündel nach den Separatorlinsen 83A bis 83F parallel zueinander richtet, wozu auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen wird. Diese zeigen jeweils einen Querschnitt von Separatorlinsen und ihrer Um­ fangsteile in dem optischen System der Sensoreinheit 21 in Blickrichtung A nach Fig. 1. Nur der Aufbau des Teils des optischen Systems, der den beiden linken Strahlenbündeln LC und LE zugeordnet ist, wird im folgenden erläutert, da der Aufbau der optischen Systeme für das mittlere Strahlenbündel LA, das obere mittlere Strahlenbündel LB und die rechten Strahlenbündel LD und LF damit übereinstimmt.

Fig. 4 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Separatorlinsen für die beiden lin­ ken Strahlenbündel LC und LE. Hierbei befindet sich die Mehrpunkt-AF-Sen­ soreinheit 21 vor den beiden Öffnungen 81C mit Hilfslinsen 85C, so daß die opti­ schen Achsen OC der Hilfslinsen 85C gegenüber den zentralen Achsen der Öff­ nungen 81C dezentriert sind. Nur eine der beiden Hilfslinsen 85C ist in Fig. 4 ge­ zeigt. Ähnlich ist die Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 vor jeder Öffnung 81E mit Hilfslinsen 85E so angeordnet, daß die optischen Achsen OE der Hilfslinsen 85E gegenüber den zentralen Achsen der Öffnungen 81E dezentriert sind. Nur eine der beiden Hilfslinsen 85E ist in Fig. 4 gezeigt. Die beiden linken Strahlenbündel LC und LE werden durch die Umfangsteile der Separatorlinse 85C und der Sepa­ ratorlinse 85E parallel gerichtet. Dann laufen die Strahlenbündel LC und LE durch die Öffnungen 81C und 81E und fallen auf die Separatorlinsen 83C und 83E. Die beiden Paare Hilfslinsen 85C und 85E sind relativ zu den Öffnungspaaren 81C und 81E so angeordnet, daß ihre optischen Achsen gegenüber den mittleren Achsen der Öffnungspaare so dezentriert sind, daß die Strahlenbündel LC und LE nach Durchlauf der Separatorlinsen 83C und 83E auf die Liniensensoren 212C und 212E fallen, wobei die Strahlenbündel LC und LE in einer Ebene lotrecht zu der Richtung parallel zueinander verlaufen, in der ihre Fotodioden ausgerichtet sind (Zeichenebene der Fig. 4).

Ferner haben die Liniensensoren 212C und 212E eine gemeinsame Lichtaufnah­ meebene, und die Separatorlinsenpaare 83C und 83E sind so angeordnet, daß die Strahlenbündel LC und LE auf jeweils einen Liniensensor 212C und 212E lot­ recht auftreffen.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel können die Liniensenso­ ren 212C und 212E leicht positioniert werden, und diese Positionen können auch leicht eingestellt werden, da die Strahlenbündel LC und LE parallel zueinander gerichtet werden, bevor sie auf die Separatorlinsen 83C und 83E treffen. Hierzu dienen die dezentrierten Paare Hilfslinsen 85C und 85E vor den Öffnungspaaren 81C und 81E. Da die Strahlengänge der Strahlenbündel LC und LE zwischen der Separatormaske 81 und den Lichtaufnahmeflächen der Liniensensoren 212C und 212E jeweils durch die Hilfslinsen 85C und 85E gekürzt werden, kann auch der Abstand zwischen den Separatorlinsenpaaren 83C und 83E (d. h. der Abstand zwischen den Strahlenbündeln LC und LE) gekürzt werden, wodurch die Größe der Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 minimiert wird.

Fig. 5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Separatorlinsen für die beiden Strahlenbündel LC und LE. Hier ist die optische Achse einer jeden Sepa­ ratorlinse gegenüber der Mittelachse der entsprechenden Öffnung der Separa­ tormaske 81 dezentriert. Ein Separatorlinsenpaar 83C1 entsprechend den Separatorlinsen 83C in Fig. 1 ist hinter der Separatormaske 81 so angeordnet, daß die optische Achse OC1 einer jeden Separatorlinse 83C1 gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öffnung 81C der Separatormaske 81 dezentriert ist. Ähnlich ist ein Separatorlinsenpaar 83E1 entsprechend dem Separatorlinsenpaar 83E in Fig. 1 hinter der Separatormaske 81 so angeordnet, daß die optische Achse OE1 einer jeden Separatorlinse 83E1 gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öffnung 81C der Separatormaske 81 dezentriert ist. Die beiden Paare Separatorlinsen 83C1 und 83E1 sind relativ zu den beiden Öffnungspaaren 81C und 81E so angeordnet, daß die optischen Achsen OC1 und OE1 gegenüber den zentralen Achsen der Öffnungspaare so versetzt sind, daß die Strahlenbün­ del LC und LE, die durch die Separatorlinsenpaare 83C1 und 83E1 fallen, auf die Liniensensoren 212C und 212E treffen, wobei die Strahlenbündel LC und LE in einer Ebene lotrecht zu der Richtung, in der die Fotodioden ausgerichtet sind, parallel liegen (Zeichenebene der Fig. 5).

Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel muß die Mehrpunkt-AF- Sensoreinheit 21 kein zusätzliches optisches Element haben, da die Strahlen­ bündel LC und LE mit den dezentrierten Separatorlinsenpaaren 83C1 und 83E1 parallel geführt werden.

Fig. 6 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Separatorlinsen für die linken Strahlenbündel LC und LE. Hier ist die optische Achse einer jeden Separatorlinse gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öffnung der Separatormaske 81 ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 dezentriert. Ein Paar Separatorlinsen 83C2 entsprechend dem Paar Separatorlinsen 83C in Fig. 1 liegt hinter der Separatormaske 81 so, daß die optische Achse OC2 einer jeden Separatorlinse 83C2 gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öff­ nung 81C der Separatormaske 81 dezentriert ist. Ähnlich ist ein Paar Separator­ linsen 83E2 entsprechend dem Paar Separatorlinsen 83E in Fig. 1 hinter der Se­ paratormaske 81 so angeordnet, daß die optische Achse OE2 einer jeden Sepa­ ratorlinse 83E2 gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öffnung 81E der Separatormaske 81 dezentriert ist. Ferner befindet sich die Mehrpunkt-AF- Sensoreinheit 21 vor dem Öffnungspaar 81C mit einem Prisma (Strahlenablen­ kung) 86C, während die Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 ferner vor dem Öff­ nungspaar 81E mit einem Prisma (Strahlenablenkung) 86E liegt. Die Prismen 86C und 86E lenken die Strahlenbündel LC und LE so ab, daß ihr Divergenzwinkel verringert wird. Das mit dem Prisma 86C abgelenkte Strahlenbündel LC läuft durch das Öffnungspaar 81C und trifft dann auf die dezentrierten Separatorlinsen 83C2, während das Strahlenbündel LE nach Durchlauf durch das Prisma 86E durch das Öffnungspaar 81E auf die dezentrierten Separatorlinsen 83E2 fällt. Die Strahlenbündel LC und LE fallen dann auf die Liniensensoren 212C und 212E, wobei sie in einer Ebene lotrecht zu der Ausrichtung ihrer Fotodioden parallel lie­ gen (Zeichenebene der Fig. 6). Die beiden Prismen 86C und 86E und die beiden Separatorlinsenpaare 83C2 und 83E2 sind so angeordnet, daß die Strahlenbün­ del LC und LE nach Durchlauf durch die Separatorlinsen 83C2 und 83E2 auf die Liniensensoren 212C und 212E treffen, wobei die Strahlenbündel LC und LE in einer Ebene lotrecht zur Ausrichtung der Fotodioden der Liniensensoren 212C und 212E parallel verlaufen.

Bei dem dritten, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dezentrierbetrag eines jeden Separatorlinsenpaars 83C2 und 83E2 verglichen mit demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 geringer, da die Strahlenbündel LC und LE durch die dezentrierten Separatorlinsenpaare 83C2 und 83E2 und die Prismen 86C und 86E vor den Öffnungspaaren 81C und 81E parallel gerichtet werden. Dadurch wird ein unerwünschter Einfluß (z. B. Aberration) auf das optische Sy­ stem der Mehrpunkt-AF-Sensoreinheit 21 reduziert.

Der Aufbau der drei in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele ist an­ wendbar auf den Aufbau des entsprechenden Teils des optischen Systems, das dem mittleren Strahlenbündel LA und dem oberen mittleren Strahlenbündel LB zugeordnet ist, sowie auch auf den Aufbau des Teils des optischen Systems, das den rechten Strahlenbündeln LD und LF zugeordnet ist. Wird der Aufbau eines dieser Ausführungsbeispiele auf das optische System für die Strahlenbündel LA, LB, LC, LD, LE und LD angewendet, so werden alle Strahlenbündel, die durch die Separatorlinsenpaare 83A bis 83F zu den Liniensensoren 212A bis 212F geleitet werden, in einer Ebene lotrecht zu der Richtung parallel gerichtet, in die die Foto­ dioden eines Liniensensors 212C und 212E ausgerichtet sind. In diesem Fall können, da alle Strahlenbündel LA bis LF parallel zueinander liegen, die Positio­ nen der Liniensensoren 212A bis 212F insgesamt eingestellt werden, auch wenn die drei Liniensensoren 212A, 212E und 212F mit übereinstimmenden Abständen längs einer unteren Linie liegen, während die anderen drei Liniensensoren 212B, 212C und 212D mit übereinstimmenden Abständen längs einer oberen Linie par­ allel zu der unteren Linie liegen. Deshalb können die sechs Liniensensoren 212A bis 212F leicht auf einem gemeinsamen Schaltungsträger angeordnet sein. Fer­ ner ändern sich die Abstände zwischen den Hauptstrahlen der Lichtbündel LA, LB, LC, LD, LE und LF nicht, auch wenn der Schaltungsträger für die Liniensen­ soren 212A bis 212F vorwärts oder rückwärts bewegt wird, um seine Position ein­ zustellen. Dadurch wird das Zentrieren der Liniensensoren vereinfacht, denn diese werden in einer Ebene bewegt, in der ihr Schaltungsträger liegt. Auch die Einstellung der axialen Position der Liniensensoren durch Vorwärts- oder Rück­ wärtsbewegen ihres Schaltungsträgers wird erleichtert.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind fünf periphere Erfassungszonen um eine zentrale Erfassungszone vorgesehen. Hierauf ist die Erfindung aber nicht beschränkt. Sie kann hingegen auch auf jede andere Mehr­ punkt-Scharfeinstellerfassung mit mehreren Erfassungszonen angewendet wer­ den.

Claims (11)

1. Mehrpunkt-Scharfeinstellerfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungszo­ nen in einem ersten Muster in einer vorbestimmten Scharfstellebene und mehreren Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen in einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Muster, bei der eine entsprechende Anzahl Strahlenbündel, die durch die Erfassungszonen geleitet werden, auf die An­ ordnungen aus Lichtaufnahmeelementen treffen, gekennzeichnet durch:
mehrere Paare Separatorlinsen, die jeweils ein Bild in einer der Erfassungs­ zonen in zwei separate Bilder teilen, die auf einer der Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen erzeugt werden,
eine vor den Paaren Separatorlinsen angeordnete Separatormaske mit meh­ reren Öffnungspaaren entsprechend den Separatorlinsenpaaren, wobei jede Öffnung die Größe eines Strahlenbündels bestimmt, das in eine jeweils zu­ geordnete Separatorlinse eintritt, und
einen Strahlenbündelablenker nahe den Separatorlinsenpaaren,
wobei eine erste Anordnung der Lichtaufnahmeelemente, auf die ein erstes Strahlenbündel durch eine erste Erfassungszone fällt, und eine zweite An­ ordnung aus Lichtaufnahmeelementen, auf die ein zweites Strahlenbündel durch eine zweite Erfassungszone fällt, parallel zueinander unter einem ge­ genseitigen Abstand in Richtung lotrecht zur Ausrichtung der Lichtaufnah­ meelemente parallel gerichtet werden, und
wobei der Strahlenbündelablenker nahe den Separatorlinsenpaaren so an­ geordnet ist, daß der Hauptstrahl des ersten Strahlenbündels und der Hauptstrahl des zweiten Strahlenbündels in einer Ebene lotrecht zu der Aus­ richtung der Lichtaufnahmeelemente parallel verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlen­ bündelablenker mehrere Hilfslinsen enthält, die jeweils vor einer entspre­ chenden Öffnung der Öffnungspaare so angeordnet sind, daß die optische Achse jeder Hilfslinse gegenüber der zentralen Achse der entsprechenden Öffnung dezentriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlen­ bündelablenker aus mehreren Prismen besteht, die vor den Öffnungspaaren jeweils angeordnet sind,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Separa­ torlinse gegenüber der zentralen Achse einer entsprechenden Öffnung de­ zentriert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Erfassungszone und die zweite Erfassungszone in der vorbestimmten Scharfstellebene gegenüber deren Mitte gleichsinnig versetzt sind, und daß die zweite Erfassungszone einen größeren Abstand zu der Mitte als die erste Erfassungszone hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erfassungszone in der Mitte der Scharfstellebene angeordnet ist, und daß die zweite Erfassungszone gegenüber der Mitte versetzt ange­ ordnet ist.

7. Mehrpunkt-Scharfeinstellerfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungszo­ nen in einem ersten Muster in einer vorbestimmten Scharfstellebene und mehreren Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen in einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Muster, bei der eine entsprechende Anzahl Strahlenbündel, die durch die Erfassungszonen geleitet werden, auf die An­ ordnungen aus Lichtaufnahmeelementen treffen, gekennzeichnet durch:
mehrere Paare Separatorlinsen, die jeweils das Strahlenbündel eines durch eine entsprechende Erfassungszone betrachteten Bildes in zwei Strahlen­ bündel teilen, so daß zwei separate Bilder auf einer der Anordnungen aus Lichtaufnahmeelementen entstehen,
eine vor den Separatorlinsenpaaren angeordnete Separatormaske mit meh­ reren Öffnungspaaren entsprechend den Separatorlinsenpaaren, wobei jede Öffnung die Größe eines Strahlenbündels bestimmt, das in eine entspre­ chende Separatorlinse eintritt,
wobei eine erste Anordnung aus Lichtaufnahmeelementen, auf die ein erstes Strahlenbündel durch eine erste Erfassungszone trifft, und eine zweite An­ ordnung Lichtaufnahmeelemente, auf die ein zweites Strahlenbündel durch eine zweite Erfassungszone trifft, parallel zueinander unter einem gegensei­ tigen Abstand lotrecht zur Ausrichtung der Lichtaufnahmeelemente ange­ ordnet sind, und
wobei jede Separatorlinse gegenüber der zentralen Achse einer entspre­ chenden Öffnung so dezentriert ist, daß der Hauptstrahl des ersten Strahlenbündels und der Hauptstrahl des zweiten Strahlenbündels in einer Ebene parallel zur Ausrichtung der Lichtaufnahmeelemente parallel laufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Er­ fassungszone und die zweite Erfassungszone in der vorbestimmten Scharf­ stellebene gegenüber der Mitte der Scharfstellebene gleichsinnig versetzt sind, und daß die zweite Erfassungszone einen größeren Abstand zu der Mitte als die erste Erfassungszone hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Er­ fassungszone in der Mitte der Scharfstellebene angeordnet ist, und daß die zweite Erfassungszone gegenüber der Mitte versetzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Lichtaufnahmeelement eine Fotodiode ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie Teil einer einäugigen Spiegelreflexkamera ist.