DE2215390A1

DE2215390A1 - Entfemungsmeß-Vorrichtung

Info

Publication number: DE2215390A1
Application number: DE19722215390
Authority: DE
Inventors: Tadao Kokubunji Tokio Isono (Japan)
Original assignee: Japan Cine Equipment Manufacturing Co., Ltd., Tokio
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-11-23
Also published as: FR2132382A1; GB1367260A; CA982386A; AT319031B; JPS5317790Y2; JPS4724130U

Description

Die Erfindung betrifft eine Entfernungsmeß-Vorrichtung, die nach dem Prinzip der Triangulation arbeitet und in einem Gerät verwendbar ist, das ein Gehäuse und ein Objektiv besitzt» welches auf ein entferntes Objekt scharfeinstellbar ist und eine optische Linie bestimmt, die um eine vorgegebene Achse in eine Winkellage bewegbar ist, in der sie die Hypotenuse eines Dreiecks bildet, dessen eine Ecke der Fußpunkt des Objekts ist, wobei ein im Gehäuse gelagertes Glied vorgesehen ist, das unter Schwerkrafteinwirkung verstellbar ist, wenn die optische Linie'auf den Fußpunkt des Objekts gerichtet wird.

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Insbesondere schafft die Erfindung eine verbesserte Scharfeinstellvorrichtung für ein optisches Gerät, z.B. eine Kamera, mit einem Objektiv, das auf Dingabstände scharfeinstellbar ist, die durch Triangulation bestimmt werden. Ferner schafft die Erfindung eine verbesserte Scharfeinstellvorrichtung, die nach dem Prinzip der Triangulation arbeitet.

In fotografischen Geräten, z.B. Einzelbild- und Filmkameras, werden die verschiedenartigsten Scharfeinstellvorrichtungen, verwendet. Dabei kommt immer mehr ein System zur Anwendung, das auf dem Prinzip der Triangulation beruht. Dieses Prinzip besteht darin, daß der Dingabstand als die Länge einer Kathete eines rechtwinkligen Dreiecks bestimmt wird. Zur Berechnung dieses Abstandes müssen die Länge der vertikalen Kathete oder der Hypotenuse und einer der beiden außer dem rechten Winkel vorhandenen ¥inkel bekannt sein. Bei der Anwendung dieses Prinzips auf die Scharfeinstellung einer Kamera kann man annehmen, daß die Länge der vertikalen Kathete des Dreiecks annähernd der Augenhöhe eines normalen aufrechtstehenden Erwachsenen über der Fußebene des Objekts entspricht. Die vertikale Kathete ist daher bei den meisten mit der Kamera gemachten Aufnahmen annähernd gleich. Zur Bestimmung eines der veränderlichen Winkel des Dreiecks kann der Benutzer jenen Punkt anvisieren, an dem die vertikale Achse des Objekts dessen Fußebene schneidet. Da von dem veränderlichen Winkel der Fußpunktabstand abgeleitet werden kann, kann man die so erhaltene Information mechanisch in den Dingabstand umsetzen und das Objektiv auf diesen Dingabstand scharfeinstellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein nach dem Prinzip der Triangulation arbeitendes Entfernungsmeß-System, das

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eine halbautomatische Scharfeinstellung des Objektivs eines optischen Geräts ermöglicht, insbesondere einer Kamera, und zwar vorzugsweise während der Betrachtung des Objekts durch den Sucher, wobei gegenüber dem Gerätegehäuse ein Pendel verschwenkbar ist und das Objektiv gegenüber einer im Gehäuse vorgesehenen Pilmebene scharfeingestellt werden kann. Wenn die durch das Objektiv festgelegte optische Linie oder Achse auf den Fußpunkt eines entfernten Objekts gerichtet wird, nimmt das Pendel unter der Wirkung der Schwerkraft eine bestimmte Stellung ein.

Eine Scharfeinstellung des Objektivs des optischen Geräts, z.B. einer Kamera, auf ein entferntes Objekt wird erfindungsgemäß mit Hilfe einer Vorrichtung erzielt, die nach dem Prinzip der Triangulation arbeitet und einen Sucher sowie ein schwerkraftabhängig verstellbares Pendel besitzt, durch das ein Lichtsteuerglied relativ zu einer Lichtquelle bewegbar ist, die in Abhängigkeit von der Scharfeinstellbewegung des Objektivs verstellbar ist, wobei eine Lichtführung vorgesehen ist, mittels welcher das von der Relativstellung des Pendels und der Lichtquelle abhängige Licht in dem Sucher sichtbar und für den Benutzer erkennbar ist, ob bzw. daß das Objektiv auf das Objekt scharfeingestellt ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine verstellbare Lichtquelle, ein in deren Bereich angeordnetes verstellbares Lichtsteuerelement und eine Einrichtung, mittels deren bei einex durch eine Verschwenkung der optischen-Linie, bewirkten Bewegung der Lichtquelle und/oder dem Lichtsteuerelement und bei einer durch eine Scharfeinstellbewegung des Objektivs bewirkten Bewegung des jeweils anderen dieser beiden Elemente diese so koordinierbar sind, daß das von der Lichtquelle in den Sucher fallende Licht gesteuert wird.

Indem man also eine Lichtquelle und ein Lichtsteuerglied, dessen Orientierung von einem unter Schwerkrafteinwirkuiig verstellbaren Glied abhängig ist, in eine solche Stellung zueinander bringt, daß Licht aus der Lichtquelle in den Sucher fällt, kann der Benutzer die Scharfeinstellung des Objektivs ojjtisch kontrollieren, ohne daß er sein Auge von dem Sucher wegnimmt.

Das schwerkraftabhängig verstellbare Glied oder Pendel be~ sitzt vorzugsweise einen plattenförmigen Teil, der einen Lichtsteuerteil aufweist, z.B. einen in dem plattenförmigen Teil ausgebildeten, gekrümraten Schlitz, dem gegenüber bei der Scharfeinstellbewegung des Objektivs eine Lampe verstellbar ist. Durch einen Träger sind die Lampe und ein zum Scharfeinstellen des Objektivs verstellbarer Teil desselben so miteinander verbunden, daß beim Scharfeinstellen des Objektivs die Lampe bewegt wird. Die Scharfeinstellung ist erreicht^ wenn infolge des Pluchtens der Lampe mit dem Lichtsteuerteil der Benutzer der Kamera in dem Sucher entweder eine Lichtanzeige oder eine Anzeige minimaler Helligkeit erkennt.

Der Steuerteil des Pendels kann ferner einer Kraftübertragungs* fläche des Pendels so zugeordnet sein, daß bei einem Verschwenken der optischen Achse der Kamera auf den Fußpunkt eines entfernten Objekts das Objektiv in Abhängigkeit von der Orientierung des Pendels verstellt wird*

V/eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteil« der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung; Von Ausführüngsbeispielen anhand der Zeichnung* Darin

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Pig. 1 ein Schema des Prinzips der Triangulation anhand einer Kamera in Entfernungsmeßstel-lung, : ,

Pig. 2a und 2b je eine, schematische Ansicht einer Kamera in Stellungen zum Messen eines unendlichen bzw. eines endlichen Dingabstandes,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Schrägansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4· und 7 je eine Ansicht einer Ausführungsform von erfindungsgemäß verwendeten Pendeln,

Fig. 5 eine auseinandergezogene Schrägansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems und

Fig. 6a und 6b Schemata von Lichtführungen von einer Lichtquelle zu einem optischen Sucher.

Fig. 1 erläutert die Anwendung der Trigonometrie auf nach dem Prinzip der Triangulation arbeitende Entfernungsmeß-Vörrichtungen. Ein rechtwinkliges Dreieck wird von den Katheten a, b und c gebildet. Dabei ist die Länge der Kathete a gleich der Höhe einer Kamera über der Kathete c, auf der sich die Fußpunkte eines Benutzers und eines Objekts befinden. Mit der' optischen Achse der Kamera flüchtet die Hypotenuse b, deren Länge gleich dem Abstand der Kamera von dem Fußpunkt des Objekts ist. Mit O ist der Neigungswinkel der optischen Achse der Kamera gegenüber der Horizontalen bezeichnet. Mit dem Neigungswinkel der Hypotenuse gegenüber der Fußebene des Objekts ändert sich auch der Winkel O. Bei einem kleinen Dingabstand ist dieser Winkel groß, und-bei einem größeren Dingabstand ist er klein. Aus den verschiedenen in Fig» 2a und 2b gezeigten Stellungen des Pendels erkennt man, daß der Winkel 0 von dem Dingabstand abhängig ist, so daß man umgekehrt durch Messung dieses Winkels den Dingabstand bestimmen kann.

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Gemäß Fig. 2a ist das Pendel um eine Schwenkachse 2 in einer Kamera 1 frei schwenkbar. Auf dem Pendel 3 ist ein Zeiger 4 vorgesehen, der an einer Skala 5 die Entfernung anzeigt, die dem von dem Winkel O abgeleiteten Dingabstand entspricht. Wenn gemäß Pig. 2b der Dingabstand einen endlichen Wert von beispielsweise 3m bzw. 10 Fuß hat, wird das Pendel 3 _t gegenüber der Kamera verstellt, indem zur Bestimmung der Schärfenebene die Kamera auf den Fußpunkt des Objekts gerichtet wird. (Tatsächlich wird die Kamera verschwenkt, während das Pendel seine Stellung im Raum ia wesentlichen beibehält, doch wird der Winkel θ üblicherweise als der Verschwenkungswinkel des Pendels bezeichnet.) Infolge der Verstellung des Pendels gelangt der Anzeiger 4 an eine einem endlichen Dingabstand zugeordnete Stelle der Skala 5· I^D Fig. 2b entspricht diese Stelle einem Dingabstand von 3 m bzw. 10 Fuß.

Gemäß Fig. 3 besitzt das Pendel 3 einen plattenförmigen Teil, der vorzugsweise aus einem lichtundurchlässigen Material besteht und von einem gekrümmten Lichtsteuerschlitz 6 durchsetzt ist. Das Pendel ist an oder in dem (nicht gezeigten) Kameragehäuse um einen Schwenkzapfen 2 schwenkbar gelagert. Mit dem Objektiv 9 ist ein verstellbarer Arm 8 gekuppelt, der in Abhängigkeit von Scharfeinstellbewegungen des Objektivs verstellbar ist. Der Arm 8 trägt eine Lichtquelle oder Lampe 7, die längs einer Seite des Pendels 3 in eine und aus einer mit dem Schlitz 6 korrespondierende(n) Stellung bewegbar ist. Auf der entgegengesetzten Seite des Pendels ist eine Lichtführung in Form eines Lichtleitstabes 10 angeordnet,der an seinem einen Ende bei mit dem Schlitz 6 korrespondierender Lampe 7 von dieser Lichtstrahlen empfängt. Der Lichtleitstab oder das Lichtrohr 10 ragt mit seinem anderen Ende in den

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Sacher 11 hinein und gibt an'ihn die Lichtstrahlen ab, die auf das erstgenannte Ende des Lichtleitstabes fallen.

Gemäß Fig. 4- entspricht der Verlauf des Schlitzes 6 in dem plattenförmigen Teil des Pendels der vorstehend beschriebenen Funktion des Winkels O. Von dem unteren Bereich des plattenförmigen Teils zu seinem oberen Bereich nähert sich der Schlitz allmählich dem Schwenkzapen 2. Die Differenz zwischen den Radien der Kreise, auf denen die Endprodukte der Kurve liegen, entspricht der Axialverschiebung,die der Lampe 7 erteilt wird, wenn das Objektiv zwischen dem kleinstmöglichen und dem größtmöglichen Dingabstand, etwa von 1 α bzw, 3 Fuß auf Unendlich bzw. IHF scharfeingestellt wird. Dabei wird das Pendel um einen Winkel verschwenkt der dem Winkel zwischen der Verbindungsgeraden zwischen der Schwenkachse und der obersten Stellung des gekrümmten Schlitzes und der Verbindungsgeraden zwischen der Schwenkachse 2 und der unterßten Stelle des gekrümmten Schlitzes entspricht. Bei einer Verschwenkung des Pendels steuert daher der Schlitz das von der Lampe in den Sucher gelangende Licht, indem er direkte Strahlen von der Lichtquelle nur dann auf den Lichtleitstab gelangen läßt, wenn die Lichtquelle dem Steuerschlitz genau gegenübersteht. * _

Nach dieser Beschreibung der wesentlichen Bestandteile des Systems soll nun beschrieben werden^ vie ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenes optisches Gerat scharf-.eingestellt wird. !Zum Scharfeinstellen des Objektivs wird die Kamera in eine Stellung gebracht_§ in der die optische Achse des Objektivs mit dem Fußpunkt eines Objekts flüchtet. Über einen (nicht gezeigten) Lampensteüerkreis wird die

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Lampe 7 gespeist. Infolge des Verschwenkens der Kamera wird das Pendel in eine Stellung verschwenkt, in welcher der Schiita 6 die ihm benachbarte Stirnfläche des Lichtrohrs 10 derart kreuzt, »daß Lichtstrahlen von der Lampe 7 nur dann durch das Lichtrohr 10 treten können, wenn die Lampe mit ihm fluchtet. Bei geneigter Kamera wird das Objektiv in der erforderlichen Richtung verstellt, bis die Lampe 7 mit dem Schlitz 6 axial fluchtet. In dieser Stellung ist für den Benutzer im Sucher das diesem benach- ■ barte Ende des Lichtrohrs 10 mit größter Helligkeit sichtbar, was gesagt, daß das Objektiv scharfeingestellt ist. Danach wird der Speisekreis für die Lampe 7 ausgeschaltet und die Kamera in der üblichen Weise verwendet.

Pig. 7 zeigt eine andere Form des plattenförmigen Teils des Pendels J. Dieser Teil besteht aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material und ist mit einer mehr oder weniger dichten oder lichtundurchlässigen Kurve versehen, z.B. bedruckt. Die Scharfeinstellung des Objektivs wird dadurch angezeigt, daß das von einer eingeschalteten Lampe kommende Licht,auf ein Minimum herabgesetzt wird, weil die relativ lichtundurchlässige Kurve mit dem Lichtrohr übereinstimmt. Man kann die Platte und die Kurve auch aus Materialien in ausgewählten Farben, z.B. rot und blau, herstellen, so daß der Benutzer an der Reinheit der in der Lichtführung sichtbaren Farbe die Scharfeinstellung erkennen kann.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entfernungsmeß-rVorrichtung, In dieser Ausführungsform ist das Pendel 3 mit einem gekrümmten Schlitz 6 und längs eines Randes des Pendels mit einer entsprechenden

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Kurvenfläche 12 ausgebildet. Dies dient zur'Steuerung-*■ der axialen Scharfeinstellbewegung des Objektivs auf einen Abstand, welcher der Orientierung des Pendels 3 entspricht. Man erkennt, daß an der Passung eines (nicht gezeigten) ScharfeinStellgliedes des Objektivs 9 ein Kurvenanschlagstift 13 befestigt ist. Auf einem Zapfen 13' ist ein Winkelhebel 15 schwenkbar gelagert, der einen den Stift 13 tragenden Ann besitzt"und normalerweise unter der Wirkung einer Feder 14 den Stift 13 an der Kurvenfläche 12 anhält. Der freie Arm des Winkelhebels ragt aus der Kamera heraus, so daß der Winkelhebel von Hand betätigt werden kann. In dieser Ausführungsfοrm kann man die Kamera gegen den Fußpunkt.des Objekts neigen und dann den Winkelhebel derart betätigen, daß das Objektiv bis zum einen Ende seines Scharfeinstellbereichs verschoben wird, worauf das Pendel 3 unter Schwerkraftwirkung frei verschwenkbar ist. Durch Betätigung des Winkelhebels 15 kann ferner die von ihm getragene Lampe 7 eingeschaltet werden. Wenn in der Entfernungsmeßstellung der Kamera dann der Winkelhebel freigegeben wurde, drückt die Feder 14 die Fassung des Scharfeinstellgliedes des Objektivs 9 gegen die Kurvenfläche des Pendels 3· Ferner wird die von dem Winkelhebel 15 gehaltorte Lampe mit dem gekrümmten Lichtsteuerschlitz 6 gefluchtet, so daß das. Lichtleiteleinent 10 beleuchtet wird und dem Benutzer anzeig , daß das Objektiv scharf eingestellt ist.

Fig. 6a und 6b zeigen abgeänderte Ausführungsformen eines Lichtleiters 10-, dessen Ende in Bewegungsrichtung des Objektivs 9 ebenso breit ist wie der Bewegungsbereich des Objektiv-Scharfeinstellgliedes oder noch breiter. Die Fläche 10' des Lichtrohrs kann gemäß Fig. 6a eine licht-

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strahlenreflektierende, ebene Fläche sein, von welcher der Lichtstrahl an verschiedenen Stellen der reflektierenden Fläche reflektiert wird. Es wird daher nicht immer ein und dieselbe Stelle des Lichtrohrs 10 "beleuchtet, vjei.1 bei der Scharfeinstellung des Objektivs 9 auf das entfernte Objekt die Lampe 7 zwischen den Stellungen A und B bewegt wird und daher dss Licht auf verschiedene Stellen fällt. Indem gemäß Fig. 6b die reflektierende Fläche 10' des Lichtrohrs 10 gekrümmt ist, wird die Scharfeinstellung in der Weise erleichtert, daß das Licht an dem sucherseitigen Ende ders Lichtrohrs 10 stets annähernd an derselben Stelle reflektiert wird.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verf ahrens schritte, könne?! sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein,'

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Claims

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a t e η t s η s ρ r ü ehe

(I^Entfernungsmeß-Vorriclitung zur Scharfeinstellung dee Objektivs eines optischen Gerätes, z.B. einer Kamera, auf ein entferntes Objekt nach dem Prinzip der Triangulation, mit einem Sucher und einem schwerkraftabhängig verstellbaren Pendel, dadurch gekennz e i c h η e t , daß durch das Pendel (3) ein Licht-Steuerelement (6) relativ zu einer Lichtquelle (7) bewegbar ist, die in Abhängigkeit von der Scharfeinstellbawegung des Objektivs (9) verstellbar ist, und daß eine Lichtführung (10) vorgesehen ist, mittels welcher das von der Helativstellung des Pendels (3) und der Lichtquelle (7) abhängige Licht in dem Sucher (H) sichtbar und für den Benutzer erkennbar ist, ob bzw. daß das Objektiv (9) auf das Objekt scharfeingestellt ist. ^;
2. Entfernungsmeß-Vorrichtung, die nach dem Prinzip der Triangulation arbeitet und in einem Gerät verwendbar ißt, das ein Gehäuse und ein Objektiv besitzt, welches auf ein entferntes Objekt schaifbinstellbar ist und eine optische Linie bestimmt, die um eine vorgegebene Achse in eine Winkellage bewegbar ist, in der sie die Hypotenuse eines Dreiecks bildet, dessen eine Ecke der Fußpunkt des Objekts ist, wobei ein im Gehäuse gelagertes Glied vorgesehen ist, das unter Schwerkrafteinwirkung verstellbar ist, wenn die optische Linie auf den Fußpunkt des Objekts gerichtet wird, g e k en η ζ e i e h η e t durch eino verstellbare Lichtquelle (?), durch ein in deren Bereich angeordnetes verstellbares Lichtsteuerelement (6) und durch eine Ein-

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richtung (8;13_?14,15), mittels deren bei einer durch eine Verschwenkung.der optischen Linie (c) bewirkten Bewegung der Lichtquelle (7) und/oder dem Lichtsteuerelement (6) und bei einer durch eine Scharfeinstellbewegung des Objektivs (9) bewirkten Bewegung des jeweils anderen dieser beiden Elemente (6,7) diese so koordinierjbar sind, daß das von der Lichtquelle (7) in den Sucher (11) fallende ^v Licht gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Lichtsteuerelement (6) von dem schwerkraftabhängig verstellbaren Glied (^) verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (7) mit einem Träger (8) versehen ist, der in Abhängigkeit von der Scharfeinstellbewegung des Objektivs (9) verstellbar ist.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtsteuereinrichtung (7) und dem Sucher (11) eine Lichtführung (10) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsteuerelement als gekrümmter Schlitz (6) in dem schwer-kraftabhängig verstellbaren Glied (3) ausgebildet ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden des gekrümmten Schlitzes (6) in Radiusrichtung des schwerkraftabhängig

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verstellbaren Gliedes (3) in einem Ausmaß gegeneinander versetzt sindj daß dem Ausmaß der Scharfeinstellbewegung des Objektivs (9) über dessen Scharfeinstellbereich entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch ■gekennz ei chnet, daß sich eine Stirnfläche der Li clit führung (Ίθ) längs der Li chtst euer einri chtung (6) über eine Strecke erstreckt, die dem Ausmaß entspricht, um das die Enden des gekrümmten Schlitzes (6) gegeneinander versetzt sind.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche A bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schwerkraftabhängig verstellbare Glied (3) eine Kraftübertragungsfläche (12) besitzt, die mit einem zur Scharfeinstellung des Objektivs (9) dienenden Glied (3) zusammenwirkt.
10» Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis'9? dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (7) in einem Ausmaß der.Scharfeinstellbewegung des Objektivs (9) über dessen ScharfeinsteHbereich entspricht.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtführung als Lichtleitstab (10) ausgebildet ist, der eine im Sucher (11) angeordnete Endfläche (10¹) besitzt.

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