DE2217506A1 - Automatisches Fokussiersystem - Google Patents

Description

Nippon Kogaku K. K.

Tokyo, Japan Case 188

Automatisches Fokussiersystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System für eine Kamera mit sogenannter selbsttätiger Entfernungseinstellung, bei der ein lichtelektrischer Wandler vor und zurück bewegt wird, um eine Position aufzusuchen, in der das von einem optischen System, das der Entfernungseinstellung dient, entworfene Bild den maximalen Schärfengrad hat, wonach mit Hilfe einer elektrischen Logikschaltung und einer Analogschaltung die Größe der jeweiligen axialen Verschiebung des Aufnahmeobjektivs entsprechend dieser Schärfeposition und der momentan gegebenen Aufnahme objektiv-Stellung bestimmt wird, so daß ein Servomotor entsprechend dem Ergebnis dieser Bestimmung angetrieben werden kann, um das Aufnahme objektiv entsprechend scharf einzustellen.

Beim Entwurf des optischen Systems für eine Kamera dieser Art wurden sogenannte Zwillings objektiv-Kamera mit einem Aufnahme objektiv in paralleler Anordnung zu einem optischen Entfernungsmeßsystem benutzt.

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Bei einer solchen Zwillingsobjektiv-Kamera führt die Gegenwart zweier vollständig getrennter Linsensysteme zu einer unerwünschten Erhöhung der gesamten Kameragröße und außerdem erfordert die zwischen dem Aufnahmeobjektiv und dem Entfernungsmeß-Linsensystem auftretende Parallaxe eine entsprechende Korrektionsmaßnahme.

Das Parallaxenproblem kann durch Ausbildung der Kamera als einäugige Spiegelreflexkamera vermieden werden. Wenn jedoch ein Kameratypus benutzt wird, bei dem ein Strahlteiler vor dem Aufnahmeobjektiv gelegen ist, muß der Strahlteiler einen großen Durchmesser haben, um die das Aufnahmeobjektiv passierenden tiefen Strahlenbündel an einer Ablenkung zu hindern. Eine Verringerung der Strahlteilergröße könnte realisiert werden durch ein Bau des Strahlteilers in das innere des Aufnahmelinsensystems. Diese wirft jedoch das Problem auf, daß dann der Strahlteiler zusammen mit dem Aufnahmeobjektiv bewegt wird, wenn letzteres zu Scharfeinstellungszwecken axial verschoben wird, wodurch die wirkungsmäßige Ankopplung des Entfernungsmeß-Linsensystems erheblich kompliziert wird. Auch bei einem Triplet-Objektiv oder bei einem Vario-Objekti v, bei denen mit Frontlinsenverstellung gearbeitet wird, bleibt der Kopplungsmechanismus für das Entfernungsmeß-Linsensystems gleichermaßen kompliziert.

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Um hier auf einfache Weise Abhilfe zu schaffen sieht die vorliegende Erfindung ein Aufnahme objektiv vor, das in eine Vorder- und eine Hinergruppe unterteilt ist und zwischen den beiden Gruppen ein Strahlteiler vorgesehen ist. Die Entfernungseinstellung des Aufnahmeobjektivs wird dann erreicht durch axiales Verschieben der ganzen Hintergruppe oder eines Teils derselben.

Dieses führt zu einem kompakten Aufbau des Strahlteilers, weil dieser benachbart der Blende angeordnet sein kann, und demgemäß zu einer Reduzierung der Abmessungen des optischen Systems auch dann, wenn ein halbdurchlässiger Spiegel oder Prisma oder ein Lochspiegel mit transparentem Mittelteil verwendet wird.

Andererseits wird auch das Gesamtsystem stark vereinfacht, weil die Entfernungseinstellung des Aufnahmeobjektivs erreicht wird durch Verschieben nur der Hintergruppe des Aumahmelinsensystems, die unabhängig von der Hintergruppe des Entfernungsmeß-Linsensystems gelagert ist. Darüberhinaus ist das Entfernungsmeß-Linsensystem als Teil der Vordergruppe des Aufnahme-Linsensystems vorgesehen, was insbesondere zum kompakten Aufbau.des. optischen Systems und damit der gesamten Kamera beiträgt. , .>y

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Ersichtlich wird also durch die vorliegende Erfindung eine kompakte Kamera mit automatischer Entfernungseinstellung ermöglicht.

Die Erfindung einschließlich ihrer Weiterbildungen, ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet und nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen

Fig. 1 eine schernatische Schnittansicht einer Aus

führungsform der Erfindung

Fig. 2 verschiedene Diagramme zur Darstellung des

Korrektions zustande des Aufnahmelinsensystems der Anordnung nach Fig. 1 für die Objektentfernung unendlich bzw. 1,5m

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der sphärischen

Aberration und Sinusbedingung für das Entfernungsmeß-Linsensystem der Anordnung nach Fig. 1 bei der Objektentfernung unendlich.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 umfaßt das Aufnahme-Linsensystem eine Vordergruppe, die mit r bis r_q bezeichnet ist, und eine Hintergruppe, die mit r bis r bezeichnet ist. Das Entfernungsmeß-Linsensystem

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wird durch einen Teil der Vorder gruppe, nämlich r bis r_s> gebil- ■. det. Ein Strahlteiler, der als Lochspiegel vorliegt, befindet sich zwischen der Vorder- und Hintergruppe des Aufnahme-Linsensystems, um Objektlich nach xtnten au einer Linsengruppe unterhalb des Strahlteilers angeordneten Linsengruppe hinzulenken und ein Objektbild hierdurch zu fokussieren.

Die Entfernungseinstellung erfolgt durch Verschieben eines Teils der Hintergruppe, zum Beispiel des Teiles r bis ?_0A*

Die numerischen Daten des durchgerechneten Linsensystems sind im Anspruch 2 wiedergegeben, worin bedeuten

r , r .. . den Krümmungsradius aufeinanderfolgender Linsenflächenj

d , d .. . die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen den einzelnen Linsen,

η , η ... die Brechungsindices der einzelnen Linsenglieder ν , v_o... die Abbezahlen der jeweiligen Glasmaterialien, sämtlich von der Objektseite her fortlaufend durchnumeriert.

Der Korrektionszustand des Linsensystems ist der aus Fig. 2 ersichtliche

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soweit das Aufnahme-Linsensystem betroffen ist, und zwar für eine öbjektentfernung von unendlich und 1, 5 m. Hierbei bezeichnen die
Kurven M und S im Astigmatismus-Diagramm den meridionalen bzw. sagittalen Strahl. Die sphärische Aberration und die Sinusbedingung für die Objektentfernung unendlich für das Entfernurtgsmeß-Linsensystem sind in Pig. 3 dargestellt.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Automatisches Fokus sie rsy stem mit einem optischen Entfernungsmeß- System und einem optischen Aufnahme-System, wird dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmesystem in eine Vorder- und eine Hintergruppe unterteilt ist, daß hierzwischen ein Strahlteiler angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil der Vordergruppe des Aufnahmesystems als Vordergruppe des Entfernungsmeß-Systems vorgesehen ist, daß das Entfernungsmeß-System eine Hintergruppe aufweist, die im am Strahlteiler reflektierten Strahlengang gelegen ist, und daß wenigstens ein Teil der Hintergruppe des Aufnahme-Systems zur Fokussierung des Aufnahme-Systems axial verschiebbar ist.

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2. 2. Automatisches Fokus sie rsy stern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Aufnähme objektiv zur Verwendung bei einer Stehbildkamera mit folgenden Daten

   Brennweite f = 80 mm
   relative Öffnung F/4, 5

   174.94

   r. = -362.34

   135.09

   -104.02

   r_ *10000.00

   r_e » -42.672

   50.88

   r_o * -43.756

   d. = 7.5 η, = 1.62299 ν, = 58.1

   0.1

   13.5 n₂ = 1.60311 V₂ = 60.7

   2.0 n_ = 1.75520 v„ = 27.5
3. 3.7 η, = 1.69895 ν. » 30.0 4 4

   1.0 η_κ * 1.5168 ν. = 64.2
4. 4.4

   1.2 η_β = 1.62041 ν_ = 60.3 ο 6

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   ^r9 ⁼ 142.270 V ^rio ⁼ 121.42 ^d10 ^rn ⁼ -48.713 ^dll ^ri2 ⁼ -148.14 ^d12 ^ri3 ⁼ 8O.803 ^d13 ^ri4 ⁼ -1347.294 ^d14 d,,. ^ri5 ⁼ 32.37 15 ^ri6 = -209.947 ^di6 ^ri7 ⁼ 44.615 ^d!7 ^ri8 ⁼ 137.03 ^d18 ^ri9 ⁼ -71.03

   39.538

   4.0 n₇ = 1.62041 V₇ = 60,3

   1.0 n_Q = 1,62004 v_ft = 36.3 10.877

   ^V9

   10.4 n₁₀ = 1.53172 V₁₀ -48.9

   2.8 n„, = 1.7847 V₁₁ = 26.1 38.1

   3.8 n,_o = 1.62041 V₁₉ = 60.3 3.0

   20 984 5/1083

   -31 .35 "20 40. .00 "21 -1595. 00 "22 62. 328 ^d23

   1.5 n₁₃ = 1.744 ν =44.9 4.9 n₁₄ = 1.69895 ν = 30.0

   4.0 n, _ = 1.70154 V₁ _ = 41. 1 15 15

   2466.00

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   und durch ein Entfernungsmeßobjektiv mit folgenden Daten, wobei r bis r sowohl dem Aufnahme objektiv als auch dem Entfernungs-

   X Ό

   meßobjektiv gemeinsam sind. Brennweite f = 50 nim relative Öffnung F/0,8

   174,94 -362.34 135.09 -104.02 10000.00 -28*00

   60.00 -28.989

   = 1.62299 ν = 58.1

   7.5

   0.1

   13.5 n₂ - 1.6031Iv₂ = 60.7

   2.0 n„ = 1.75520

   = 67^

   dp- ■-- 1.0 η. * 1.68893 V₄ * 31.1

   8.0 n_ = 1.691 ν. - 54,8

   O D ■

   0.1

   5/10

   rp = 22.OO

   rp₁₀ = 25.287

   10.25

   12.104

   dp_g = 4.0 n₆ = 1.74443 v₆ * 49.4

   dp₁₀ =

   3.2 n_? = 1.80482 v_? = 46.4

   209845/108?

   3« Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Vordergruppe des Aufnahme systems als die Vordergruppe des Entfernungsmeßsystems vorgesehen ist. .

   4. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die gesamte Hintergruppe des Aufnahme systems zur Entfernungseinstellung des Aufnahme systems verschiebbar ist.

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