DE2136071C3 - Entfernungsmeßsystem für eine Kamera - Google Patents

Description

von dieser total reflektiert, tritt also an der Vorderseite aus dem Substrat wieder hinaus. Damit wird bei dieser Anordnung der beiden planparallelen Flächen sowohl das von der dichroitischen Schicht hindurchgelassene als auch das von dieser Schicht reflektierte Licht annähernd vollständig für die Abbildung des Objektes auf der Bildebene des Suchers ausgenutzt, so daß also annähernd kein drm Strahlengang des Objektivs entnommenes Licht verlorengeht Auf diese Weise entsteht ein sehr viel helleres Sucherbild, das auch entsprechend einfacher für die Scharfeinstellung der Kamera zu kontrollieren ist. Durch die Ausbildung der ebenen Flächen in Form der Voider- und Rückseite eines durchlässigen Substrates, also z. B. einer planparallelen Glasplatte ist eine sehr einfache und trotzdem hochge- "5 naue gegenseitige Ausrichtung der beiden reflektierenden Flächen möglich, die durch mechanische Einwirkungen auf die Kamera ihre gegenseitige Ausrichtung niemals verlieren können.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In"·, einzelnen zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht eines optischen Gerätes, das mit einem erfindungsgemäßen Entfernungsmesser versehen ist, ²S

F i g. 2a und 2b schematisierte Darstellungen des Strahlenganges im Gerät nach Fig. 1, wobei Teile nicht maßstabsgerecht dargestellt sind, so daß man die Strahlengänge bei fokussiertem bzw. nicht fokussiertem Objektiv besser unterscheiden kann, und 3<>

F i g. 3 ein vergrößertes Strahlengangschema des Spiegelsubstrates bei fokussiertem bzw. bei nicht fokussiertem Objektiv.

Die gezeichnete Kamera IO hat ein Suchersystem 12 und einen fokussierbaren Objektivteil 14 mit veränderlicher Brennweite. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Objektivteil 14 eine Fokussierlinse 16 und eine unabhängig davon bewegliche Vario-Linse 18 zum Verändern der Brennweite. Von der Vario-Linse 18 gelangen wenigstens annähernd parallelisierte Lichtstrahlen 20 längs eines Teiles des Strahlenganges 22 zu der Hauptlinse 24 des Objektivs oder zu einer ähnlichen Objektivlinse 26 des Suchersystems. Die Linse 26 fokussiert die Lichtstrahlen auf eine Bildebene 28, in der sich eine Suchermaske befindet

Zwischen der Vario-Linse 18 und den Objektivlinsen 24 und 26 ist schräg zur optischen Achse ein Bildumlenkspiegel 30 angeordnet, der einen Teil der parallelisierten Lichtstrahlen empfingt und sie zu einem zweiten Umlenkspiegel 36 reflektiert, von dem aus die Strahlen zur \ustrittspupille 34 des Suchers gelangen.

Der Entfernungsmeßspiegel 30 erzeugt im Zusammenwirken mit der Vario-Linse 18 entweder Doppeloder Einzelbilder einer Szene; er ermöglicht die Verwendung des Suchers auch als Entfernungsmesser. Gemaß F i g. 3 besteht der Spiegel 30 aus einem Substrat oder Träger 30a aus durchsichtigem Material, z. B. aus Glas mit planparallelen Flächen. Auf der Vorderfläche befindet sich ein dichroitischer Überzug 30b. Die Rückfläclie trägt einen totalreflektierenden Überzug 3Öe. ^⁸

Der dichroitische Überzug 306 besteht aus einem Material, das Licht in Farbkomponenten zerlegt, wovon die eine Komponente durchgelassen und die andere Komponente reflektiert wird. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel reflektiert der dichroitische ^6s Überzug die rote Kompou^nte eines Bildes, wogegen er die verbleibende cyanfarbene (blau-grüne) Komponente durchläßt; die das cyanfarbene Komplement bildenden Lichtstrahlen treten in das Substrat 30a ein und treffen auf dem totalreflektierenden hinteren Überzug 30c auf, von dem sie in Koinzidenz mit den Lichtstrahlen der roten Komponente reflektiert werden, wenn die Lichtstrahlen genau parallel sind, u.id mit einer geringen Abweichung von der Koinzidenz, wenn die Strahlen nicht genau parallel sind.

Infolge der Anordnung des Umlenkspiegels 30 an einer Stelle des Strahlenganges, an der die Lichtstrahlen wenigstens annähernd parallelisiert sind, werden die auf dem Spiegel 30 auftreffenden, getrennten chromatischen Komponenten im wesentlichen parallel zum Sucher 12 hin reflektiert. Die von der dichroitischen Fläche 30b reflektierten Lichtstrahlen entwerfen ein erstes vollständiges Bild des Gegenstandes. In diesem Bild fehlt nur die nicht reflektierte, sondern durchgelassene Farbkomponente des Lichtes. Die vor. der hinteren Fläche 30c des Spiegels reflektierten, sekundären Lichtstrahlen setzen ein aus der durchf-^lassenen Farbkomponente bestehendes, zweites verständiges Bild des Objekts zusammen.

Wenn der Objektivteil 14 auf ein Objekt fokussiert ist, das sich in einer entfernten Dingebene befindet, sind die von der Vario-Linse 18 abgegebenen Strahlen genau parallel, so daß sie im Sucher 12 zusammentreffen. Ist dagegen der Objektivteil 14 nicht auf das Objekt fokussiert, so sind die auf dem Spiegel 30 auftreffenden Strahlen nicht genau parallel. Es ist daher keine Koinzidenz der von dem Spiegel reflektierten bzw. durchgelassenen Lichtstrahlen vorhanden, so daß zwei deutlich voneinander unterscheidbare Bilder der Szene entstehen. Diese Einzelbilder sind dann seitlich etwas gegeneinander versetzt, weil die Lichtstrahlen unter verschiedenen Winkeln zu dem Spiegel 30 auf diesem einfallen und von ihm abgegeben werden.

Bei Verwendung des bevorzugten dichroitischen Überzuges hat das eine Bild einen beträchtlichen Rotgehalt und das andere Bild einen beträchtlichen Cyangehali. Das Bild des Gegenstandes hat daher auf der einen Seite einen Rand in der Farbe der einen Farbkomponente, z. B. rot, und auf der anderen Seile einen cyanfarbenen Rand. Die einander überlappenden, farbtonähnlichen Teile des Bildes enthalten zur Erzeugung der ursprünglichen Farbe genügende Mengen beider Farbkomponenten. Nach den Gesetzen der Farbaddition führen daher die einander überlappenden Teile der Bilder des Objekts zu einem farbneutralen Bild, dessen Farben, Tönung und Helligkeitswerte im wesentlichen denen der ursprünglichen Szene entsprechen. Bei einem Gegenstand bfcw. einer Szene, auf welchen bzw. welcher das Objektiv fokussiert ist, verschwinden alle Farbränder.

Da sich die von den Flächen des Spiegels 30 kommenden Lichtstrahlen im wesentlichen in rter Brehnebene kreuzen, wird der Farbrand, der auf der einen Seite des Bildes eines Gegenstandes sichtbar ist, dessen Ebene vor der Brennebene liegt, auf die andere Seite dieses Bildes verlagert, wenn die Brennebene des Objektivs vor die Ebene dieses Objekts verschoben wird. Bei einem gegebenen Fokussierfehler führen die von der dichroitischen Vorderfläche reflektieren Lichtstrahlen zur Bildung eines Farbrandes auf der einen Seite des Bildes des Gegenstandes und die von der Rückfläche reflektie. {cn Lichtstrahlen zur Bildung eines Farbrandes auf der anderen Seite des Bildes des Gegenstandes. Bei zwei Farbkomponenten kann der Benutzer daher an der Lage der Farbränder feststellen. ob die Brennebene des Objektivs vor und hinter dem

Cicgcnslancl liegt.

Die größte Farbratulbreite b/w. der f-*iirbr;inclbildungs-Wirkungsgrad des chromatischen I ntfernungs messers ist von der ßildverschiebiing abhängig. Diese ist von dem zwischen den Lichtstrahlen erzeugten Abstand und damit von dem Brechungsindex und eier Dik kc des Substrats- bzw. Trägers 30.·» abhängig, je breiter der f-'arbrand ist, desto genauer kann der Benutzer die richtige Fokussierung prüfen. Die größte Bildverschiebung und der Strahlcnabstand vor dem Auftreten einer Bildvigneltierung ist von dem Verhältnis /wischen dem Durchmesser der Eintrittspupillc des Suchers 12 und dem Durchmesser der Auslrittspupillc der Vario-Linse 18 abhängig.

Aus F i g. 2a, 2b und J geht hervor, daß die Funktion des Spiegels 30 als chromatischer Entfernungsmesser von dem Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf dem Spiegel sou'ic ^uo" 'JrTi Austritts- und Reflexionswinkel die scr Lichtstrahlen abhängt. Die parallelisierten Lichtstrahlen von einem Gegenstand, auf welchen das Objektiv fokussiert ist. sind genau parallel, wie dies in F i g. 2a und 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. und kommen anscheinend von einem unendlich weil entfernten Objekt. Ls besteht daher eine koin.'iden/ der von der dichroitischen fläche reflektierten Lichtstrahlen und der gebrochenen und von der totalicflek ticrcnden Fläche reflektierten Lichtstrahlen. Da alle koin/idcnten Lichtstrahlen im Sucher 12 auf dieselbe Brennebene fokussiert sind, sieht man nur ein einziges Bild des Gegenstandes, auf welchen das Ohiekliv fokussiert ist

Wenn die Brennebene des Objektivs vor oder hinter einem Objekt liegt, haben die Lichtstrahlen verschiedene Einfallswinkel. Wie in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. bilden dann die von der dichroitischen Vorderfläche reflektierten Strahlen im Nu

ίο eher ein erstes Bild. Da die durch das dichroitische FiI-tor hindurchgelasseni'M Strahlen einen anderen Im fallswinkel haben, treten diese Strahlen nach ihrer Brechung und Reflexion aus dem Substrat in einem Strahlengang aus. der gegenüber dem Strahlengang der von der Vorderfläche reflektierten Strahlen vcrset/l ist. Die von dem dichroitischen Überzug durchgelassenen Strahlen bilden daher im Sucher ein /weites Bild in einem Abstand D von dem ersten Bild. Die Breite des Farbrandes oder die Bildverschiebung D steht in einer

ίο mathematischen Beziehung zu der Dicke /des planparallelen Substrats, dem Brechungsindex dieses Substrats, dem Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf dem Spiegel 30 und der Brennweite der Vario-l.insc 18. Wenn man durch eine Veränderung des Winkels .x die Bildver-Schiebung vergrößert, nimmt auch die Breite der im Sn eher 12 sichtbaren Farbränder zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Entfernungsmeßsystem für eine Kamera, um diese auf ein Szenenbild unter Betrachtung durch einen Spiegelreflexsucher zu fokussieren, der optisch mit einem fokussierbaren Objektiv über eine erste ebene Fläche sowie eine zu ihr parallele, zweite ebene Fläche eines durchsichtigen Materials gekoppelt ist, wobei die erste Fläche eine dichroitische Schicht hat, die Farbkomponenten des von der Szene kommenden Lichtes selektiv durchläßt bzw. reflektiert, und die zweite Fläche eine total reflektierende Schicht hat, so daß die reflektierenden Flächen das von der Szene kommende, einfallende Licht im wesentlichen in Koinzidenz reflektieren, wenn das Objektiv fokussiert ist, dieses Licht aber ohne Koinzidenz reflektieren, wenn das Objektiv nicht fokussiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dichroitische Schicht (3Ob) auf der Vorder- und die total reflektierende Schicht (30c) auf der Rückseite einer im bei Fokussierung in der Bildebene parallelen Strahlengang in dessen Randbereich angeordneten planparallelen Platte (30) aufgebracht sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Entfernungsmeßsystem für eine Kamera, utci diese auf ein Szenenbild unter Betrachtung durch einen Spiegelreflexsucher zu fokussieren, der optisch mit einer t fokussierbaren Objektiv über eine erste ebene Fläche sowie eine zu ihr parallele, zweite ebene Fläche eines durchsichtigen Materials gekoppelt ist, wobei die erste Fläche eine dichroitische Schicht hat, die Farbkomponenten des von der Szene kommenden Lichtes selektiv durchläßt bzw. reflektiert, und die zweite Fläche eine total reflektierende Schicht hat, so daß die reflektierenden Rächen das von der Szene kommende, einfallende Licht im wesentlichen in Koinzidenz reflektieren, wenn das Objektiv fokussiert ist, dieses Licht aber ohne Koinzidenz reflektieren, wenn das Objektiv nicht fokussiert ist

   Bei einem solchen aus der DEOS 18 04 194 bekannten Entfernungsmeßsyslein wird etwa ein Drittel des durch das Objckliv von einem Objekt in die Kamera einfüllenden Lichtes über ein (eildurchlässiges Prisma ausgcspiegelt und auf /wci parallel zueinander angeordnete, ebene Flächen gegeben. Die erste dieser beiden ebenen Flächen ist dabei mil einem dichroitischcn Überzug versehen, so duß das auf dieser ersten Mäche aufireffende Licht teilweise hindurchgclassen und teilweise an die Bildebene des Suchers reflekliert wird. Infolge dieses dichroitischen Überzugs findet dabei eine Farbtrennung der auftreffcnden Lichtsirahlen stall, wobei das an die Bildebene des Suchers reflektierte Licht einen ersten Farbauszug darstellt, während das von dem dichrouisehcn Überzug hindurchgclassene Licht einen anderen und vorzugsweise zu dem ersten Farbauszug komplementären Farbauszug darsiellt. Die /weite Fläche ist mit einem totalrcflckticrenden Überzug versehen, so daß das auf dieser /weilen Fläche antreffende Lieht in Richtung der Bildebene des Suchers lotalrcflektierl wird, wobei dieses vor dem lumchen der Bildebene des Suchers jedoch auf die Rückseite der ersten, mit dein dichroitischen Überzug versehenen Fläche auftrifft, so daß von diesem iniulreflckiierten Licht wiederum ein Teil durch den dichroiti.schcn Überzug der ersten Fläche zur Bildebene des Suchers hindurchgelassen und der andere Teil von dem dichroitisehen Überzug der ersten Ebene reflektiert wird. Auch dabei findet wieder eine Farbirennung statt, wobei jedoch jetzt der von dem dichroitischen Überzug hindurchgelassene, also den komplementären Farbius/ug darstellende Anteil des Lichtes auf die Bildebene des Suchers fällt. Auf der Bildebene des Suchers erscheinen daher zwei komplementär zueinander gefärbte Bilder, wobei das erste dieser Bilder von der ersten Ebene und das zweite dieser Bilder von der zweiten Ebene reflektiert ist. Ist das Objektiv auf das aufzunehmende Objekt fokussiert, so verlaufen die auf der ersten und zweiten Ebene auftreffenden Lichtstrahlen parallel zueinander und werden daher auch koinzident zueinander von diesen Flächen reflektiert, d. h. sie koinzidieren auch auf der Bildebene des Suchers, so "daß auf dieser nur ein einziges Bild entsteht, daß infolge der Farbaddition der miteinander zur Deckung gelangenden Teilbilder komplementärer Farben farbneutral ist. Ist dagegen das Objektiv auf das aufzunehmende Objekt nicht fokussiert, so verlaufen auch die auf der ersten und zweiten Fläche auftreffenden Lichtsirahlen nicht parallel zueinander und werden dabir auch nicht koinzident von diesen Flächen reflektiert, wodurch zwei gegeneinander verschobene Teilbilder auf der Bildebene des Suchers entstehen, die infolge der komplementären Farben dieser Teilbilder sich auch farblich voneinander unterscheiden, so daß sofort zu erkennen ist. daß das Objektiv nicht fokussiert ist. Dieses bekannte Entfernungsmeßsystem hat den Nachteil, daß infolge der Ausblendung nur eines relativ kleinen Anteils des durch das Objektiv in die Kamera hineingelangenden Lichtes, von dem wiederum jeweils etwa die Hälfte eines jeden Tcilbildes von dem dichroitischen Überzug der ersten Fläche reflektiert und damit dem Abbildungsvorgang entzogen wird, ein relativ dunkles Sucherbild auf der BiIdebene des Suchers entsteht, was insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen das Aufsuchen des Objektes und auch die Scharfeinstellung der Kamera erschwert. Außerdem ist die exakte parallele Ausrichtung der beiden getrennten Flächen relativ schwierig und kann sich während des Einsatzes der Kamera z. B. infolge von Stoßen ändern, wobei eine nur sehr geringfügige Fehlausrichtung bereits zu einem Versagen des gesamten EntfernungMneßsystems führt.
   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Entfernungsmeßsystern der genannten Art so zu verbessern, daß ein möglichst helles Sucherbild auf der Bildebene des Suchers erzeugt wird und die mechanische Konstruktion des Entfernungsmeßsystems möglichst einfach und gegenüber Erschütterungen der Kamera weilgehend unemp-

   SS findlich ist.

   Bei einem Entfernungsmeßsystem der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die dichroitische Schicht auf der Vorder- und die total reflektierende Schicht auf der Rückseite einer im bei Fokussierung in der Bildebene parallelen Sirahlengang in dessen Randbereich angeordneten planparallelen Platte aufgebracht sind.

   Das auf der Vorderseite auf das Substrat auftreffende Licht wird von der auf dieser Seite befindlichen di chroitischen Schicht teilweise durchgelassen und teil weise sofort reflektiert. Das von der dichroitischen Schicht durchgelassene Licht gelangt durch das Substrat hindurch auf die total reflektierende Rückseite und wird