DE2216766A1 - Sucher - Google Patents

Description

Patentanwalt _r 1491

Dipl.-Ing. Waltor Jackisch ■ - _ ■·

7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 £ <C J Q / U O

Ing. Karl Vockenhuber, 1180 Wien, Pötzleinsdorferstraße 118 -

DDr. Raimund Hauser, 1040 Wien, Goldegg-Gasse 2 |\ U £ · ύ U **'

Sucher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sucher, vorzugsweise Kamerasucher, mit einem Objektiv zum Erzeugen eines reellen Bildes eines Gegenstandes, welches Bild unter Zwischenschaltung weiterer optischer Mittel betrachtet werden kann.

Bei der Betrachtung eines Gegenstandes durch ein optisches Suchersj'stem zeigt es sich als besonders vorteilhaft,- wenn sich die vom Objektiv scharf eingestellten Objekte besonders deutlich abheben, wogegen unscharfe Objekte dunkel bleiben. Mit bis-. her bekannten Einrichtungen konnten derartige Effekte nicht erzielt werden.

Es wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein an sich bekannter, eine Kontrastverstärkungseinrichtung aufweisender Bildbetrachtungsschirm für Auflicht oder Durchlicht im Sucherstrahlengang angeordnet ist, welche Kontrastverstärkungseinrichtung mit einem die Fläche des Schirmes bedeckenden, bzw. ausfüllenden photo-elektro-opti~ «chen Wandler, vorzugsweise einen an sich bekannten optischen Bildverstärker versehen 1st, der aus einer transparenten photo-elektrischen Wandlerschicht, vorzugsweise einer Photohalbleiter-Schichte, und einer damit leitend verbundenen, beispielsweise von einen:

nematischen Kristall gebildeten, elektro-optischen Wandlerschichte aufgebaut ist und dessen

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Charakteristik nichtlinear, ζ. B. logarithmisch ist, und daß zur Veränderung des Arbeitspuifctes des photo-elektro-optischen Wandlers demselben ein, vorzugsweise einstellbarer, Widerstand vorgeschaltet ist, der von wenigstens einer beispielsweise an einer Filmkamera vorgesehenen Steuereinrichtung gegebenenfalls mit einer Betätigungshandhabe verstellbar ist.

Es werden also alle auf den Bildschirm auftreffenden optischen Signale zunächst in elektrische Signale umgewandelt, deren Regelung verhältnismäßig leicht bewerkstelligt werden kann, worauf diese elektrischen Signale wiederum in optische Signale rückverwandelt werden. Dadurch, daß dieser photo-elektro-optische Wandler eine nichtlineare Charakteristik aufweist, ist erst eine \^reränderung des Bildkontrastes möglich. Hiezu sei angemerkt, daß .aus der österreichischen Patentschrift 194 925 ein photo-elektro-optischer Wandler, und zwar ein optischer Bildverstärker bekanntgeworden ist. Ein Hinweis auf die Verwendbarkeit für einen Bildbetrachtungs schirm wie dies unter anderem in erfindungsgemäßer Weise vorgeschlagen ist, findet sich in dieser Literaturstelle nicht.

Wird ein optischer Bildverstärker verwendet, bei dem die elektro-optische Wandlers chi cht von einer Elektro-Lumineszenz gebildet ist, so erhält man zwar die Möglichkeit, die Helligkeit des Bildes zu verstärken, muß aber anderseits in Kauf nehmen, daß das Bild nur in Schwarz-Weiß-Tönen erscheint. Soll man hingegen ein färbiges Bild hinsichtlich seines Kontrastes regeln, so ist es vorteilhaft, wenn die photo-elektrische Wandlerschicht transparent, vorzugsweise eine Photohalbleiterschichte, ist und die elektro-optische Schichte von einem nematischen Kristall gebildet ist, wie dies in der DOS 2 018 235 vorgeschlagen wird. Es ergibt sich der besondere Vorteil, daß ein solcher nematischerkristall nicht nur sein Lichtdurchlaßvermögen, sondern auch die Reflexion in Abhängigkeit von der angelegten Spannung ändert, so daß ein solcher Bildbetrachtungs-Bchirm sowohl für Auflicht, als auch für Durchlicht geeignet ist. Überdies kann ein solcher Schirm wesentlich einfacher ausgebildet sein, als es ein an sich bekannter optischer Bildverstärker ist. Zweckmäßig ist im Rahmen der Erfindung zur Veränderung des Arbeitepunktes des photo-elektro-optischen Wandlers demselben ein, vorzugsweise einstellbarer, Widerstand vorgeschaltet, mit dem gegebenenfalls eine Betätigungshandtiabe ver-

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bunden ist. Durch den vorgeschlagenen Widerstand läßt sich der Kontrast entsprechend einstellen, wobei im Falle, daß dieser Widerstand mit einer Betätigungshandhabe einstellbar ist, auch eine Regelung nach dem Zusammenbau des Schirmes erfolgen kann.

Eine weitere Anwendungsmögliehkeit ist durch die Verwendung des in den Sucherstrahlengang eingebauten Bildbetrachtungsschirmes für eine optische Belichtungsrgelung gegeben. Bei richtiger Wahl des Arbeitspunktes des Bildschirmes werden nämlich alle ausreichend belichteten Bildteile sehr hell erscheinen, wogegen schlecht beleuchtete Objekte dunkel bleiben. In jedem Falle hat der Benutzer der Kamera am Bildschirm eine überhöhte Darstellung der Verhältnisse auf der Aufnahme. Je nachdem, ob der Bildschirm für die Fokussierung oder für die Belichtungsmessung verwendet werden soll, müssen die optischen Verhältnisse gewählt werden. Beispielsweise wird es bei der Verwendung für die Belichtungsmessung vorteilhaft sein, den Bildschirm so anzuordnen, daß

sich Änderungen in der Entfernungs einstellung des Objektivs auf das Bild nicht auswirken. Im Grunde interessiert die Art der Einstellung den Benutzer einer Kamera nicht, sondern es ihm lediglich wesentlich, daß seine Aufnahmen die von ihm gewünschte Gestaltung aufweisen. Es besteht daher ein besonderes Interesse an einer Suchereinrichtung, die das Sucherbild so zeigt, wie bei gegebener Einstellung die Aufnahme werden wird. Dies kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung so erreicht werden, daß der einstellbare Widerstand von einem Schärfentiefenrechner steuerbar ist, wobei wenigstens die photo-elektrische Wandlerschichte eine'nichtlineare Charakteristik aufweist. Die besondere Ausbildung des Schärfentiefenrechners ist für die Erfindung ohne Belang, und es sei diesbezüglichbeispieisweise auf einen Rechner verwiesen, wie er in der ÖPS Nr.

280 779 beschrieben ist. Um dabei den Einfluß der Beleuchtung möglichst auszuschalten, ist es vorteilhaft, wenn eine von einem Belichtungsregler, vorzugsweise einem auf gleichmäßige Objekthelligkeit einstellenden Belichtungsregler, gesteuerte Aperturblende vor dem photo-elektro-optischen Wandler vorgesehen ist. Damit kann man sicher sein, daß die am Schirm zu findende Helligkeit des Objektes nicht auf dessen Beleuchtung, sondern auf eine richtige Fokussierung zurückzuführen ist.

Will man jedoch den Bildbetrachtungsschirm für die Zwecke einer optischen, d. h.

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subjektiven Belichtungsmessung verwenden, so wird zweckmäßig der einstellbare Wider- · stand von einer Belichtungsmeßeinrichtung steuerbar sein, wobei vorzugsweise wenigstens die elektro-optische Wandlers chiehte eine nichtlineare Charakteristik aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Fig.l zeigt einen Schnitt durch einen bekannten optischen Bildverstärker, Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines photo-elektro-optischen Wandlers. Die Fig. 3 und 4 zeigen die Anwendung derartiger Wandler in einer Kamera.

Ein bekannter photo-elektro-optischer Wandler weist zwischen zwei transparente Elektroden 1, 2 einen Wabenkörper 3, beispielsweise aus Kunststoff auf. Die Waben dieses Körpers 3 sind als durchgehende Löcher ausgebildet, wobei die Lochform an sich beliebig ist. Die Waben des Körpers 3 bilden so einen feinen Raster für das Bild. Innerhalb jeder Wabe des Körpers 3 befindet sich an einer Seite eine photo-elektrische Wandlerschichte 4, die in Abhängigkeit ihrer Beaufschlagung durch Licht über die transparente Elektrode 1 ein Ausgangs signal produziert. Dieses Ausgangssignal wird durch eine gegebenenfalls vorhandene leitende Schichte 5 einer der anderen transparenten Elektrode 2 zugewendeten elektro-optischen Wandlerschichte 6 zugeführt. Je nach der zugeführten Spannung wird somit ein größeres oder kleineres optisches Signal in jeder der Waben produziert, wobei die Summe aller Signale das empfangene Bild reproduziert. Wird nun ein solcher Wandler als Bildbetrachtungsschirm ausgebildet und weist er dabei zur Einstellung eines bestimmten Kontrastes eiae nichtlineare, z.B. logarithmische Charakteristik auf, kann auf diese Weise der Schirm als Durchlichtschirm Verwendung finden, wobei der Bildkontrast gegebenenfalls wählbar ist. Als Anwendungsgebiet kommt dabei sowohl eine kinematographische Durchlichtprojektion als auch die Verwendung für das Fernsehen in Frage. Vor allem aber läßt sich so auch eine Rauschunterdrückung bei der Bildübertragung erzielen.

Wenn auch der in Fig. 1 veranschaulichte Wandler durch die Möglichkeit einer Helligkeitsverstärkung Vorteile aufweist, so mag es für gewisse Zwecke als nachteilig erscheinen, daß hiemit lediglich SchwarzWeiß-Bilder erzielbar sind. Überdies ist die

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Herstellung eines solchen Wandlers in entspredi ender Feinheit hinsichtlich der Bildpunktteilung recht schwierig. Diese Schwierigkeiten sind jedoch bei einem Aufbau gemäß Fig. vermieden. Hiebei werden wiederum zwei transpartente Elektroden 1,2, verwendet, wot> ei in der Elektrode 1 beispielsweise eine Photohalbleiterschichte 7 vorgesehen ist. Diese Schichte 7 ist ebenfalls transparent. In einem Gefäß 8 ist ferner eir». Flüssigkristall, z.B. ein nematischer Kristall 9, vorgesehen. Wird nun ein Bild.über die transparente Elektrode 1 auf die Schichte 7 projiziert, so ergeben sich auf dieser Schichte örtliche Ladungsbilder, die dem aufprojuzierten Bild entsprechen. Diöse örtliche Ladungsbilder bewirken ebenso örtlich eine Veränderung in der Ausrichtung der Flüssigkeit 9, wodurch deren Lichtdur chi ässigkeit bzw. Reflexion verändert wird. Besitzt nun der dargestellte Wandler eine nichtlineare Charakteristik, so wird das Bild auf der Seite der Elektrode 2 mit verstärktem Kontrast übertragen, d.h. helle Stellen bleiben hell, wogegen dünkte Stellen noch dunkler werden. Um den Arbeitspunkt des mit einer Spannungsquelle U verbundenen Wandlers verstellen zu können, ist ein Vorwiderstand 10 vorgesehen, der entweder vorjustiert oder über eine Betätigungshandhabe verstellbar ist. Der in Fig. 2 dargestellte photo-elektro-optische Wandler ist verhäl tnismäßig einfacher herstellbar als ein Wandler mit einem Wabenkörper 3 gemäß Fig. 1. Überdies besitzt er den Vorteil, daß auf dem Schirm farbige Bilder erhalten werden können. Darüber hinaus ist ein derartig aufgebauter Schirm sowohl für Durchlicht als auch für Auflicht geeignet, da sich mit der angelegten Spannung nicht nur die Lichtdurchlässigkeit, sondern auch der Reflexionsgrad ändert.

Eine besondere Anwendung für erfindungsgemäße Bildschirme erhebt sich für die Verwendung in Kamerasuchern. Dabei kann dem Benutzer der Kamera auf dem Bildschirm die anvisierte Szene in überhöhter Darstellung so gezeigt werden, wie sie etwa später auf der Aufnahme sichtbar werden wird. Fig. 3 veranschaulicht dies für die Zwecke der Schärfentiefenbestimmung. Hiebei ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schirm 11

im Sucherstrahlengang einer Kamera hinter einem Objektiv 12 angeordnet. Das Objektiv kann das Kameraobjektiv selbst sein, aus dessen Strahlengang ein Teil der Strahlen auf

den Schirm 11 projiziert wird. Der Schirm 11 befindet sich hiebei in einer zur Bildebene

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des Objektivs 12 konjugierten Ebene. Beispielsweise kann das Objektiv ein Vario-Objektiv sein, dessen Schärfentiefenbereich somit einerseits durch die Öffnung einer Irisblende 13, durch die Entfernungseinstellung und durch die Brennweiteneinstellung bestimmt ist. Der Schirm 11 ist nun so ausgebildet, daß die photo-elektrisehe Wandlerschicht 4 bzw. 7 für si ch alleine bereits eine nichtlineare Charakteristik aufweist. Bei solchen photo-elektrischen Wandlern ist es bekannt, daß sie ein besonders großes Ausgangssignal dann abgeben, wenn das auf ihre Fläche entworfene Bild scharf ist. Dieser Effekt wird nun dazu ausgenutzt, daß eine Szene, die beispielsweise aus Bäumen 14,15 und einem sich im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Objektivs 12 erstreckenden Haus 16 besteht, auf dem Schirm 11 so abgebildet wird, daß alle scharf eingestellten Objekte, in Fig. 3 also etwa der Baum 15 hell und deutlich erkennbar sind, wogegen unscharfe Objekte eine deutlich verminderte Helligkeit zeigen. Auf dem Schirm 11 ist ersichtlich, daß zwar der scharf eingestellte Baum 15 deutlich erkennbar ist, daß aber das Haus 16, dessen Vorderfront etwa an der Grenze der Schärfentiefe liegt, gegen sein hinteres Ende nicht mehr sichtbar ist.

Um die am Schirm 11 veranschaulichte Schärfentiefe den Gegebenheiten in bezug auf die Einstellung des Objektivs 12 anzupassen, sind dessen Einsteller mit einem Schärfentiefenrechner 17 verbunden, der an Stelle des Vorwiderstandes 10 { Fig. 2 ) im Stromkreis liegt und den Arbeitspunkt des photo-elektro-optischen Wandlers bestimmt. Somit wird in Abhängigkeit von der gegebenen Schärfentiefe der Kontrast verändert, d.h. die Einrichtung 17 verändert entsprechend den Schwellwert, ab dem der elektrooptische Wandler anspricht.

Selbstverständlich geht auch die Helligkeit der Szenenbeleuchtung in das vom Schirm 11 wiedergegebene Bild ein. Beispielsweise weist der außerhalb des Schärfentiefenbereiches liegende Baum 14 einen hellbeleuchteten Fleck 18 auf, der dementsprechend auf dem Schirm als helle Stelle 18' erscheint. Es ist aber ersichtlich, daß eine solche helle Stelle keinesfalls als scharf eingestelltes Objekt erkannt werden kann, so daß Irrtümer kaum möglich sind.

Um den Einfluß der Beleuchtung möglichst auszuschalten, kann überdies eine

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Photozelle 19 vorgesehen sein, die eine Objekthelligkeitsmessung vornimmt. Derartige Objekthelligkeitsmesser sind in manchen Kameras eingebaut, um bei Gegenlicht die

'Helligkeit des anvisierten Objekts messen zu klnnen. Mit dieser Zelle 19 ist über einen Motor 20 eine im Sucherstrahlengang liegende Aperturblende 21 verbunden, die auf gleiche Objekthelligkeit einregelt. Eine Kreismarke 22 am Schirm bezeichnet das anzuvisierende Objekt, dessen Helligkeit von der Photozelle 19 gemessen wird. Auf diese Weise kann auch leichter erkannt werden, ob gerade das anvisierte Objekt innerhalb der eingestellten Schärfentiefe liegt. Eine andere Möglichkeit, den Einfluß des Lichtes auszuschalten, besteht in der Verwendung von photoelektrischen Wandlern in zwei Ebenen, wie es die Dt-AS 1 173 327 beschreibt.

Gegebenenfalls kann es erwünscht sein, den Bildschirm 11 "aus dem Sucherstrahlengang herauszubewegen. Zu diesem Zweck ist eine schematisch angedeutete Drucktaste 23 vorgesehen, die beim Betätigen den Bildschirm 11 um eine Achse 24 schwenkt. Gleichzeitig wird über einen Stößel 25 ein im Stromkreis gelegener Unterbrecher 26 geöffnet. .

Wenn auch die Verwendung eines Bildschirmes 11 an Hand der Fig. 3 im Zusammenhang mit der Schärfentiefenberechnung erklärt ist, so versteht es sich doch von selbst, daß er in gleicher Weise auch zur Fokussierung selbst geeignet ist. Im übrigen ist es auch denkbar, den Schirm 11 zur subjektiven Belichtungsmessung einzusetzen; Ih diesem Falle ist an Stelle des Rechners 17 oder des Vorwiderstandes 10 ein mit der Belichtungsregelung verbundener Widerstand, beispielsweise ein Photowiderstand vorgesehen. Um einen Eindruck von der Belichtung einer Aufnahme zu erhalten ist es allerdings zweckmäßig, die Charakteristik der photoelektrischen Wandlerschicht möglichst linear zu wählen, damit der oben besprochene Effekt, der scharf eingestellte Objekte besonders hervortreten läßt, unterdrückt wird. Zumindest aber sollte die optische An-Ordnung bzw. das Objektiv so gewählt sein, daß eine möglichst hohe Schärfentiefe auf dem Bildschirm erhalten wird, so daß diese das Bild nicht beeinflußt. Zweckmäßig aber weist die elektro-optische Wandlerschicht für sich eine nichtlineare Charakteristik auf,. so daß in überhöhter Darstellung alle hellen Objekte besonders hell, hingegen, alle dunk-

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len Objekte besonders dunkel sind. Dadurch wird der Benutzer der Kamera besonders drastisch auf etwaige Belichtungsfehler aufmerksam gemacht.

Ein solches Ausführungsbeispiel in vereinfachter Form zeigt Fig. 4. Hiebei wird eine Gegenlichtszene am Schirm 11 abgebildet. Man erkennt darauf deutlich, wie die Konturen der dunklen Flächen des Hauses und des danebenstehenden Baumes ineinander übergehen, wobei einige Sonnenstrahlen von oben die Kontur stören. Durch Verstellen der Irisblende des Objektivs 12 kann gegebenenfalls das Bild am Schirm 11 so korrigiert werden, daß alle Objekte der Szene einwandfrei am Schirm 11 abgebildet sind.

Der Schirm 11 kann dabei entsprechend den Fig. 1 bis 3 ausgebildet sein; im einfachsten Fall kann die photoelektrische Wandler schicht von einer Schicht yon Photozellen gebildet sein, so daß eine Stromversorgung über Elektroden entfällt.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Sucher, vorzugsweise Kamerasucher, mit einem Objektiv zum Erzeugen eines reellen Bildes eines Gegenstandes, welches Bild unter Zwischenschaltung weiterer optischer Mittel betrachtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter, eine Kontrastverstärkungseinrichtung aufweisender Bildbetrachtungsschirm (11) für Auflicht oder Durchlicht im Sucherstrahlengang angeordnet ist, welche Kontrastverstär-

kereinrichtung mit einenüie Fläche des Schirmes bedeckenden, bzw. ausfüllenden, photoelektro-optischen Wandler (1-6; 12, 7-9 ), vorzugsweise einem an sich bekannten optischen Bildverstärker versehen ist, der aus einer transparenten, photo-elektrischen Wandlerschicht ( 4, 7), vorzugsweise einer Photohalbleiterschichte (7 ), und einer damit leitend verbundenen, beispielsweise von einem nematischen Kristall (9 ) gebildeten, elektrooptischen Wandlerschichte (6,9) aufgebaut ist und dessea Charakteristik nichtlinear,' z.B. logarithmisch ist, wobei gegebenenfalls zur Veränderung des Arbeitspunktes des photoelektro-optischen Wandlers demselben ein, vorzugsweise einstellbarer, Widerstand vorgeschaltet ist, der von wenigstens einer, beispielsweise an einer Filmkamera vorgesehenen Steuereinrichtung, gegebenenfalls mit einer Betätigungshandhabe, verstellbar .ist.

2. Kamera mit einem Sucher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Widerstand von einem Schärfentiefenrechner (17) steuerbar ist, wobei wenigstens die photo-elektrische Wandlerschichte (4, 7) eine nichtlineare Charakteristik aufweist.

3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Belichtungsregler (19-21 ^vorzugsweise einem auf gleichmäßige Objekthelligkeit einstellenden Belichtungsregler , gesteuerten Aperturblende ( 21 ) vor dem photo - elektro-

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optischen Wandler (11) vorgesehen ist. ■" ZZ I ρ / DD

4. Kamei'a mit einem Sucher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Widerstand von einer Belichtungsmeßeinrichlung steuerbar ist, wobei vorzugsweise wenigstens die elektro-optische Wandlerschichte eine nichtlineare Charakteristik aufiveist.

5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der photo-elektro-optische Wandler (11) aus dem Sucherstrahlengang bewegbar und zweckmäßig dabei abschaltbar ist.

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