DE2210641C3 - Optisch-elektrische Scharfeinstelleinrichtung für fotografische Wiedergabegeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optisch-elektrische Scharfeinstelleinrichtung, die es ermöglicht, bei fotografischen Wiedergabegeräten eine optimale Bildschärfe schnell und genau festzustellen und automatisch einzustellen.

Das Scharfeinstellen von fotografischen Wiedergabegeräten, z. B. eines Vergrößerungsgerätes mit dem Auge, ist ein sehr ungenauer Vorgang, da ein Beobachter die beste Scharfeinstellung erst nach ihrem Eintritt feststellen kann. Die zum Scharfeinstellen üblichen visuellen und manuellen Verfahren sind daher nur eine Interpolation zwischen den beiden Grenzfällen des visuell erfaßbaren Einstellpunktes. Eine weitere Ungenauigkeit ergibt sich dann, wenn die spektrale Empfindlichkeit des Auges nicht mit der der Emulsion des Kopiermaterials übereinstimmt. Bei schwachem Licht oder kleinen Bildern ist eine visuelle Einstellung

außerdem sehr mühevoll und schwierig.

Es sind mechanische Vorrichtungen wie die in der DAS 12 93 568 beschriebene, mit einer selbsttätigen Scharfeinstellung versehene, bekanntgeworden. Diese > mechanischen Vorrichtungen enthalten meistens mindestens eine Kurvenscheibe als Stellglied, und haben den Nachteil nur bei fotografischen Geräten anwendbar zu sein, bei denen der Abstand zwischen der Bildebene und der Kopiervorlage verhältnismäßig gering ist ίο Hinzu kommt, daß diese Vorrichtungen für jedes Objektiv einzeln und sorgfältig geeicht werden müssen. Ihre Genauigkeit wird durch Abnutzungen, Temperaturschwankungen und auch dann nachteilig beeinflußt, wenn das Kopiermaterial und/oder die Kopiervorlage nicht in der Schärfenebene liegen. Die Genauigkeit mechanischer Vorrichtungen läßt daher zu wünschen übrig.

Bei Vorrichtungen zum elektronischen Scharfeinstellen von abbildenden optischen Systemen beliebiger Brennlänge wird im allgemeinen eine Testmarke auf der Wiedergabeebene abgebildet, und dort von fotoelektrischen Wandlern aufgefangen, welche an auf ihre Leitfähigkeit ansprechende Schaltungselemente angeschlossen sind. Die Schaltungselemente steuern das Geräteobjektiv über einen Fokusmotor so lange, bis scharf eingestellt ist.

Letztere elektronisch einstellbare Scharfeinstellsysteme haben den Nachteil, daß ihre Einzelteile räumlich weit voneinander entfernt sind, d. h., daß der Lichtspender bzw. die Testmarke räumlich vom Lichtempfänger (fotoelektrischer Wandler) getrennt ist. Dies erfordert hohe Herstellungskosten und lange Montagebauzeiten durch Justierungen. Außerdem muß bei Vergrößerungsarbeiten das Fotopapier und die Kopiervorlage sehr

.35 gensu in der Ebene der fotoelektrischen Empfänger einjustiert werden. Dies ist erfahrungsgemäß in der Dunkelkammer nicht immer einfach.

Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine optisch-elektrische Scharfeinstelieinrichtung für fotografische Wiedergabegeräte zu schaffen, die unabhängig von der Sorgfalt und den Fähigkeiten der sie bedienenden Person und auch bei ungenauem Einspannen des Fotopapiers in der Kopiervorlage stets für eine einwandfreie Bildschärfe sorgt. Außerdem soll die gesamte Scharfeinstelleinrichtung kompakt in oder an dem fotografischen Wiedergabegerät angeordnet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine in den Bildstrahlengang eingespiegelte Marke unter Verwendung des Geräteobjektivs durch Autokollimation unter abwechselnder Verkürzung und Verlängerung des Autokollimationsstrahlenganges auf eine Testvorlage abgebildet wird, und daß die über den Rand der Marke hinausgehenden Abbildungen ebenfalls abwechselnd zwei fotoelektrisehen Wandlern zugeleitet werden, die in an sich bekannter Weise einen Fokusmotor bis zum Symmetrieabgleich steuern. Wenn die durch Autokollimation über den Rand der Marke hinausragenden Abbildungen, die durch die abwechselnde Verkürzung und Verlängerung des Strahlenganges entstehen, gleich groß sind, werden die fotoelektrischen Wandler mit der gleichen Lichtenergie beaufschlagt und der Fokusmotor erhält keinen !mp_Ui_s mehr, !n diesem Zustand fallen Schärfenebene und Wiedergabeebene zusammen. Liegt

⁶-^s die Schärfenebene jedoch vor der Wiedergabeebene, so wird die Marke im verlängerten schärfer als im verkürzten Autokollimationsstrahlengang auf sich selbst, d. h., auf der Testvorlage, abgebildet. Durch die

Ausspiegelung der durch verlängerte Autokoliimation entstandenen, über den Rand der Marke hinausragenden Abbildung auf den einen fotoele'-arischen Wandler und durch die danach stattfindende Ausspiegelung der durch verkürzte Autokoliimation entstandenen, wesentlich weiter über den Rand der Marke hinausragenden Abbildung auf den anderen Wandler, bewegt über eine elektronische Steuerschaltung der Fokusmotor das Geräte.-vbjektiv so, daß die Schärfenebene sieh in Richtung auf die Wiedergabeebene bewegt und schließlich mit ihr zusammenfällt.

Die optische Verkürzung oder Verlängerung des Autokolliniationsstrahlenganges wird durch eine rotierende, in regelmäßigen Abständen in ihrer Randzone mit Freischnitten und lichtdurchlässigem Material versehene Scheibe, die abwechselnd mit diesen Randzonen in den Autokollimationsstrahlengang eingreift, erreicht. Die Scheibe kann dabei aus Glas, Plexiglas oder anderen, den Strahlengang verkürzenden bzw. verlängendernden Materialien bestehen.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die rotierende Scheibe in regelmäßigen Abständen in ihrer Randzone mit konvexen und konkaven Linsen versehen, wobei die Linsen abwechselnd hintereinander den Autokollimationsstrahlengang durchlaufen. Diese etwas kostspieligere Ausführungsform erhöht die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung oszilliert die Marke in Richtung des Autokolliniationsstrahlenganges. Die Verkürzung und Verlängerung des Autokollimationsstrahlenganges wird also nicht optisch durch eine lichtdurchlässige Scheibe, sondern mechanisch durch eine schwingend aufgehängte Testvorlage erreicht.

In einer weiteren Ausbildungsform erfolgt zusätzlich synchron zum verkürzten oder verlängerten Autokollimationsstrahlengang eine Ablenkung der von der Marke zurückgespiegelten Abbildung über Prismen oder Spiegel. Die Ablenkungsvorrichlungen für die von der Marke zurückgespiegelten Abbildungen können z. B. in der Randzone der Scheibe angeordnet sein.

Die bei der Autokoliimation verwendeten Marken können kreis-, ring-, strich-, kreuz- oder sternförmig sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Vergrößerungsgerät mit einer optischelektrischen Scharfeinstelleinrichtung,

Fig. la eine in regelmäßigen Abständen in ihrer Randzone unterbrochene Glasscheibe mit einer spiegelnden Randzone,

Fig. Ib eine in Fig. 1 im Schnitt dargestellte, mit konvexen und konkaven Linsen versehene Scheibe in Draufsicht.

In dem schematisch dargestellten Vergrößerungsgerät ist eine Vergrößerungsleuchte 1 über einem Kondensator 2 und einer Negativebene 3 angeordnet.

Das zu vergrößernde Bild in der Negativebene 3 wird über das Geräteobjektiv 4 auf die Wiedergabeebene 5 geworfen. Über seitlich am Vergrößerungsgerät angeordnete Umlenkspiegel 6 und 7 wird ein Teil des Lichtes der Vergrößerungsleuchte 1 über den Teststrahlengang 8 einer Testvorlage 9 zugeführt. Die Testvorlage 9 weist eine Marke 10 auf, die von einem im Bildstrahlengang zwischen dem Geräteobjektiv 4 und der Negativebene 3 angeordneten teildurchlässigen Spiegel 12 ebenso weit entfernt ist, wie die Negativebene 3. Zwischen der Testvorlage 9 und dem teildurchlässigen Spiegel 12 befindet sich exzentrisch zu einem Autokollimationsstrahlengang 13 eine in seiner Randzone unterbrochene Scheibe 14(F i g. la und Ib).

Symmetrisch zu dieser von einem Motor angetriebenen Scheibe 14 sind außerhalb dieser zwei fotoelektrische Wandler 15, 16 so angeordnet, daß sie je nach Stellung der Scheibe 14 den von der Testvorlage 9 entworfenen und von der Wiedergabeebene zurückgeworfenen Autokollimationsstrahl 13 messen. An die Wandler 15, 16 schließen sich die Verstärker 17, 18 und eine beide Meßwerte verarbeitende Steuerschaltung 19 an. Die Steuerschaltung 19 ist mit dem Fokusmotor 20 verbunden, der das Geräteobjektiv 4 in Aufwärts- oder

iS Abwärtsrichtung bewegt.

In F i g. la besteht die in der Randzone unterbrochene Scheibe 14 aus Glas, Plexiglas oder einem anderen durchsichtigen Material. Die Scheibe ist in ihrer Randzone mit fünf Freischnitten versehen, die mit am Umfang des lichtdurchlässigen Materials angeordneten verspiegelten Randzonen 21 abwechseln. Die verspiegelten Randzonen 21 sind in radialer Richtung wesentlich schmaler als die fünf Freischnitte.

In Fig. Ib kann die in der Randzone mit zwei sich gegenüberliegenden Freischnitten 25 versehene Scheibe 14 aus lichtundurchlässigem Material bestehen. An Stelle des lichtdurchlässigen Materials von Fig. la treten in Umfangsrichtung abwechselnd konkave und konvexe Linsen 22, 23. Radial außerhalb der konkaven Linsen 22 sind in der äußeren Randzone der Scheibe 14 Spiegelflächen 24. Die Spiegelflächen 24 wechseln ebenfalls in Umlaufrichtung mit den Freischnitten 25 ab. Die Wirkungsweise der elektrischen Scharfeinstelleinrichtung soll im folgenden beschrieben werden:

Im Bildstrahlengang 11 liegt der teildurchlässige Spiegel 12 und das Geräteobjektiv 4. Falls die Wiedergabeebene 5 mit der Schärfensbene des Negativs zusammenfällt, wird die Marke 10 der Testvorlage 9 mit Hilfe des Teststrahlenganges 8 durch Autokoliimation an der Wiedergabeebene 5 zeitlich nacheinander abwechselnd unscharf auf sich selbst, d. h., auf der Testvorlage, abgebildet. Abgebildet wird nur der über den Rand der Marke hinausragende Teil. Während des Drehens der Scheibe 14 durchlaufen die konkaven und konvexen I insen 22,23 den Autokollimationsstrahlengang 13. Der Autokollimationsstrahlengang 13 wird dadurch optisch laufend verlängert, unterbrochen, verkürzt und wieder unterbrochen. Der über den Rand der Marke 10 hinausragende Abbildungsteil wird beim verkürzten Autokollimationsstrahlengang über die Spiegelfläche 24 auf den Wandler 16 übertragen. Beim verlängerten Autokollimationsstrahlengang (konkave Linse 23) wird die über den Rand der Marke hinausragende Abbildung aufgrund des Freischnittes 25 auf den Wandler 15 übertragen. Beim verkürzten Autokollimationsstrahlengang (konvexe Linse 22) wird die über den Rand der Marke hinausragende Abbildung aufgrund der Spiegelfläche 24 auf den Wandler 16 übertragrn. Beide Wandler 15 und 16 erhalten in diesem Fall die gleiche Lichtmenge, so daß über die Verstärker 17,18 die Steuerschaltung 19 den Fokusmotor 20 in der dem scharfeingestellten Bild entsprechenden Stellung beläßt.

Falls die Schärfenebene des Negativs nicht mit der Wiedergabeeben·- 5 übereinstimmt, also z. B. davorliegt, würde auch die Marke 10 der Testvorlage 9 ohne das Vorhandensein der Scheibe 14 unscharf auf der Wiedergabeebene abgebildet und noch unschärfer auf

die Testvorlage zurückgeworfen. Mit Hilfe der konkaven Linse 23 wird jedoch der Autokollimationsstrahlengang 13 optisch so verlängert, daß die an sich unscharf abgebildete Marke 10 nun scharf auf sich selbst, d. h., auf die Testvorlage, abgebildet wird. Die scharfe Abbildung der Marke 10 auf sich selbst bedeutet aber, daß über den Rand der Marke hinaus auf der Testvorlage und damit auch auf den Wandler 15 keine Abbildung erfolgt. Der Wandler 15 bleibt ohne Lichtsignal.

Bringt man nun in den ohne die Scheibe 14 ohnehin schon zu kurzen Autokollimationsstrahlengang 13 eine diesen zusätzlich verkürzende konvexe Linse 22, so wird die Marke 10 der Testvorlage 9 noch unschärfer, d. h., mit einer über den Rand der Marke noch weiter hinausragenden Abbildung auf der Testvorlage abgebildet. Die über den Rand der Marke hinausragende relativ große Abbildung der Marke 10 wird über die Spiegelfläche 24 am radial äußeren Rand der Scheibe 14 auf den Wandler 16 gespiegelt. Der Wandler 16 erhält ein gegenüber dem eingangs beschriebenen abgeglichenen Zustand wesentlich größeres Lichtsignal.

Da der Wandler 15 kein Signal erhält und der Wandler 16 ein relativ großes Signal bekommt, veranlaßt über den Verstärker 18 die Steuerschaltung Ii den Fokusmotor 20 das Geräteobjektiv 4 sich so zi bewegen, daß die Schärfenebene mit der Wiedergabe ebene 5 zusammenfällt. Ist dies der Fall, werden beide Wandler mit der gleichen Lichtintensität beaufschlag! und der eingangs beschriebene Fall des Stillstandes des Fokusmotors 20 ist erreicht.

An Stelle der konvexen und konkaven Linsen 22, 23 kann auch eine abwechselnd mit Freischnitten 25

ίο versehene Glasscheibe verwendet werden. Der Autokollimationsstrahlengang wird dann durch das andere optische Medium (Glas) verkürzt.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man die in F i g. 1 dargestellte Scheibe

)j 14 nicht verwendet, und die dort abgebildete feststehende Testvorlage 9 in Richtung des Autokollimationsstrahlenganges 13 oszillieren läßt, d. h., man hängt die Testvorlage 9 mit der Marke 10 zweckmäßigerweise auf eine Blattfeder, die in regelmäßige Schwingungen

»ο versetzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird der Autokollimationsstrahlengang nicht optisch, sondern mechanisch verkürzt. Die restlichen Wirkungsweisen sind die gleichen wie die in F i g. 1 beschriebenen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Palcnlansprüche:

1. Optisch-elektrische Scharfeinstelleinrichtung für fotografische Wiedergabegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine in den Bildstrahlgang (11) eingespiegelte Marke (10) unter Verwendung des Geräteobjekts (4) durch Autokollimation unter abwechselnder Verkürzung und Verlängerung des Autokollimationsstrahlenganges (13) auf eine Testvorlage (9) abgebildet wird, und daß die über den Rand der Marke (10) hinausragenden Abbildungen ebenfalls abwechselnd zwei fotoelekirischen Wandlern (15,16) 2". geleitet werden, die in an sich bekannter Weise einen Fokusmotor (20) bis zum Symmetrieabgleich steuern.

2. Scharfeinstelleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine rotierende, in regelmäßigen Abständen in ihrer Randzone mit Freischnitten (25) und lichtdurchlässigem Material versehene Scheibe, die abwechselnd mit diesen Randzonen in den Autokollimationsstrahlengang (13) eingreift.

3. Scharfeinstelleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine rotierende, in regelmäßigen Abständen in ihrer Randzone mit konvexen und konkaven Linsen (22, 23) versehene Scheibe (14), wobei die Linsen (22, 23) abwechselnd hintereinander den Autokollimationsstrahlengang (13) durchlaufen.

4. Scharfeinstelleinnchiung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke (10) in Richtung des Autokollimationsstrahlenganges (13) oszilliert.

5. Scharfeinstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Anspruch«;:, dadurch gekennzeichnet, daß synchron zum verkürzten oder verlängerten Autokollimationsstrahlengang (13) eine Ablenkung der von der Marke (10) zurückgespiegelten Abbildung über Prismen oder Spiegel (21,24) erfolgt.

6. Scharfeinstelleinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsvorrichtungen (21, 24) für die von der Marke (10) zurückgespiegelten Abbildungen in der Ratidzone der Scheibe (14) angeordnet sind.

7. Scharfeinstelleinrichturig nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken (10) kreis-, ring-, strich-, kreuz-, sternförmig o. dgl. sind.