DE2226964A1 - Fokussiereinrichtung für optische Instrumente - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN ■ DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-800J) MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Canon Kabushiki Kaisha, Tokyo/Japan

Fokussiereinrichtung für optische Instrumente

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fokussiereinrichtung für optische Instrumente mit optischen Elementen zur Aussendung von Strahlung an ein Objekt, fotoelektrischen Konverterelementen zum Empfang der Strahlung· von dem Objekt und Umwandlung in ein elektrisches Signal, ferner mit den fotoelektrischen Konvertereinrichtangen verbundene elektrische Signalkreise, welche ein Signal zur Steuerung des bildformenden optischen Systems abgeben und Bildformeinrichtungen mit einem bildformenden optischen System, welche von dem Ausgangssignal der Behandlungseinrichtung derart beaufschlagt sind, daß

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eine Fokussierung in Bezug auf das Objekt vorgtmomms.T. ist.

Es sind bereits optische Instrumente - beispielsweise Filmkameras - bekannt, welch? mLt einer automatischen Fokussiereinrichtung versehen sind. Dabei wird beispielsweise die Trennungslin i.e eines Entfernungsmessers eines optischen Systems so bewegt, daß sich ein überlagertes, doppeltes Bild des von einem Objekt stammenden Lichtes ergibt, wodurch der Brennpunkt eingestellt werden kann. Dabei ist ein optisches System zur Beugung das Lichtstrahls bzw. als Ersatz dafür ein fotoelektrischer Konverter notwendig.

Es ist ferner eine Einrichtung bereits bekannt (siehe DGbm 7 010 O65), bei welcher die Lichtstrahlen eines Objektes gespalten und auf zwei oder mehrere fotoelektrische Konverterelemente geworfen wird, wodurch der Abstand zu dem Objekt festgestellt werden kann. Dabei treten jedoch Schwierigkeiten bei der Positionierung von wenigstens zwei im Abstand angeordneten, fotoelektrischen Konverterelementen bezüglich einer genauen Einstellung auf einen gewünschten reflektierten Lichtwert des Licht tellers auf, welcher den wesentlichen Teil einer derartigem Einrichtung bildet. Ferner erscheint es schwierig, wahrend des Herstellungsprozesses zwei fotoelektrische Koriverterelemente zu schilf fen, welche genau dieselben elektrischen Eigenschaften aufweisen. Dadurch verringert sich die» Genauigkeit der Abstandsmessung, wenn die; Ausgangss Ignal e von zwei oder mehreren fotoelektrLschen Konvertern miteinander verglichen werden.

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Um den Fokussierzustand einer Filmkamera innerhalb des Suchers anzuzeigen, werden in der Regel optische Einrichtungen wie Mikroprismen oder Bildspalter verwendet. Derartige Fokussiersysteme mit konventionellen optischen Einrichtungen ergeben theoretisch eine sehr hohe Fokussiergenauigkeit, jedoch muß eine sehr genaue Einstellung vorgenommen werden, um die gewünschte Fokussierung zu erreichen. Die Bedienungsperson muß demzufolge relativ erfahren sein, um von verschiedenen Objekten in verschiedenen Abständen relativ schnell gute Fotografien herstellen zu können.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fokussiereinrichtung für optische Instrumente zu schaffen, welche eine sehr rasche Fokussierung ermöglicht, ohne daß dabei eine hohe Geschicklichkeit eines Amateurphotographen erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die optischen Einrichtungen zur Übertragung der Strahlung ein empfangsoptisches System zur Bildformung aufweist, mit welchem die Strahlung von dem Objekt in ein einziges Bild auf dem fotoelektrischen Konverter umgewandelt wird, und daß der fotoelektrische Konverter aus wenigstens zwei fotoelektrischen Konverterteilen besteht, welche im wesentlichen unabhängig voneinander arbeiten und entlang einer Trennlinie sich gegenseitig berühren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung

..das.,

kann das^Bild aufnehmende optische System so lange bewegt worden, bis eine Anzeigenadel eine vorgegebene Position oirmimmt oder eine Glühlampe eingeschaltet wird,

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wodurch eine genaue Fokussierung angezeigt wird. Demzufolge kann selbst ein ungeschickter Fotograf innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes eine sehr genaue Fokussierung durchführen.

^ mit Hilfe einer Filmkamera kontinuierlich Bilder hergestellt werden sollen, ist es einleuchtend, daß der zur Verfügung stehende Zeitraum zur Fokussierung in Bezug auf ein aufzunehmendes Objekt relativ kurz ist, so daß dadurch die Qualität der aufgenommenen Fotografien leiden kann. Um den Fokussierzustand innerhalb des Suchers anzugeben, kann das bildaufnehmende System während des Fokussierens in Bezug auf das Objekt verschwenkt werden, so daß der Fokussiervorgang sehr schnell durchgeführt werden kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die erzielbare Bildqualität auch dadurch erhöht werden, indem nicht nur der Fokussierzustand, sondern auch der Bildschärfebereich angezeigt wird, welcher von dem Fokalabstand und der Brennweite des optischen Systems abhängt. .Dadurch kann gewährleistet sein, daß das optische System derart eingestellt wird, daß eine gewünschte Tiefenschärfe vorhanden ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der fotoelektrische Bildpositionsdetektor mit zwei fotoelektrischen Konverterelementen vorgesehen werden. Der Objektabstand und ein Signal entsprechend der Position des bildaufnehmenden optischen

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Systems werden dabei elektrisch miteinander verglichen, demzufolge das bildaufnehmende optische System so lange bewegt wird, bis die Differenz zwischen den beiden Signalen auf Null zurückgeführt wird. Eine automatische Einstellung des Brennpunktes des bildaufnehmenden optischen Systems kann somit vorgenommen werden.

Anstelle der Verwendung eines Servomotors . in dem automatischen Fokussiersystem zum Antrieb des bildaufnehmenden optischen Systems ist es möglich, die Einrichtung so auszubilden, daß das Ausgangssignal des elektrischen Kreises einem Meßgerät zugeführt wird. Das bildaufnehmende optische System wird dann manuell oder auf andere Weise so lange bewegt, bis die Meternadel auf eine bestimmte Position gelangt, welche der Fokussierposxtion entspricht. Dabei kann die Meternadel und die zur Anzeige der richtigen Fokussierposxtion vorhandene Markierung in oder in der Nähe des Bildsuchers so angeordnet sein, daß die Bedienungsperson durch den Bildsucher hindurck blickt und das bildaufnehmende optische System in die richtige Fokussierposxtion bewegt.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Anzeige des Fokussierzustands dadurch erreicht werden, daß die Position der Meternadel den Objektabstand anzeigt, während eine andere Nadel vorgesehen ist, um die Position des bildaufnehmenden Systems anzuzeigen. Die zweite Nadel muß dabei auf die erste Meternadel eingestellt werden, um die gewünschte Fokussierung des bildaufnehmenden Systems vorzunehmen.

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Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fokussiereinrichtung,

Fig. 2A - C verschiedene elektrische Kreise von fotoelektrischen Bildpositionsdetektoren, welche in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig.1 verwendet sind,

Fig. 3A-G seitliche Schnittansichten von verschiedenen Ausführungsformen von Masken für die fotoelektrischen Detektoren, welche in Verbindung mit der Fokussiereinrichtung von Fig.1 verwendbar sind,

Fig. k ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises, welcher in Verbindung mit der Einrichtung von Fig.1 verwendbar ist,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fokussiereinri chtung,

Fig. 6-8 Blockdiagramme von verschiedenen Schaltkreisen, welche in Verbindung mit den Fpkussiereinrichtungen von Fig. 1 und h verwendbar sind,

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Fig. 9 ein elektrisches Schaltdiagramm eines Positionseinstellkreises des bildaufnehmenden optischen Systems, welches in Verbindung mit den elektrischen Schaltkreisen von Fig. 6-8 verwendbar ist,

Fig.10 eine Stirnansicht einer Meteranzeige zur Anzeige des Fokussierzustands im Bereich eines Bildsuchers,

Fig.11 ein Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform der Ausgangsstufe der Schaltkreise von Fig.h oder 6,

Fig.12 eine Stirnansicht einer Art von Anzeige mit Lampen, welche in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig.11 zur Anzeige des Fokussierzustandes bei Fokussiereinrichtungen verwendbar ist, bei welchen die Anzeige in einem Teil des BildSuchers erfolgt,

Fig.13 eine Stirnansicht einer weiteren Form der Anzeige mit Lampen in Verbindung mit einem Schaltkreis gemäß Fig.8 zur Anzeige in einem Teil des Bildsuchers,'

eine perspektivische, schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

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Fig.15 eine perspektivische, schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.i6 eine vordere Ansicht einer Fokussierzustandsanzeige, welche in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig.15 verwendbar ist,

Fig.17 ein Blockdiagramm einer abgewandelten Form der Ausgangsstufe der Schaltanordnungen von Fig.k oder 6,

Fig.i8 eine vordere Ansicht einer Fokussi erzustandsanzeigeeinrichtung, welche in Verbindung mit dem Schaltkreis von Fig.17 bei einer Anzeige, im Bereich des Bildsuchers verwendbar ist, und

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und B vordere Ansichten der Ausführungsformen von Anzeigen gemäß Fig.i8.

In dem folgenden soll auf Fig.1 Bezug genommen werden, welche eine Lichtquelle 1 zeigt, die durch ein optisches System 2 und ein Filter 3 einen Entfernungssuchstrahl aussendet. Falls der Wunsch besteht, nur Infrarotstrahlung auszusenden, kann das Filter 3 beispielsweise ein Infrarotfilter sein. Die Lichtquelle 1 des optischen Systems 2 und das Filter 3 bilden zusammen einen Projek-

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tor zur Aussendung eines Lichtstrahles. Das optische System 2 kann dabei so ausgebildet sein, daß von der punktförmigen Lichtquelle ein paralleler Lichtstrahl ausgesandt wird. Falls der von der Lichtquelle 1 ausgesandte Lichtstrahl durch einen Impulsgenerator amplitudenmoduliert wird, kann ein Empfangssignal gebildet werden, das von der Außenhelligkeit unbeeinflüßbar ist. Das Empfangssystem besteht aus einem Filter 4 und einem optischen System 5> welches in einem gewünschten Abstand von der optischen Achse des Projektors angeordnet ist. Mit Hilfe dieses Empfangssystems wird der an einem Objekt reflektierte Lichtstrahl empfangen. Das Filter k erfüllt dabei dieselbe Funktion wie das Filter 3· Demzufolge erscheint es zweckmäßig, wenn die beiden Filter 3» h aus demselben Material hergestellt sind. Das optische System 5 kann so ausgebildet sein, daß ein Bildpunkt des Objektes in einer Richtung - gemäß Fig.1 in der vertikalen Richtung - in Form eines Strichbildes I auf der Fokalebene des optischen Systems 5 bzw. einem fotoelektrischen Bildpositionsdetektor im Bereich der Fokalebene abgebildet wird. Der fotoelektrische Bildpositionsdetektor besteht aus zwei fotoelektrischen Elementen 6a und 6b, welche entlang einer Trennlinie nebeneinander angeordnet sind. Darauf ist eine Maske 7 vorgesehen, auf welcher die Bildposition festgestellt wird. So wie dies in dem folgenden noch beschrieben sein soll, kann der fotoelektrische Bildpositionsdetektor ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen, welches der Position des Objektbildes entspricht. Zu diesem Zweck hat der Detektor eine Öffnung 8,

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deren Länge in Richtung der Verschiebung des Bildes in Abhängigkeit der Form der Maske verschiebbar ist, wodurch die auf den fotoelektrischen Elementen auffallende Strahlung beeinflusst werden kann. Fernerhin ist ein bildaufnehmendes optisches System 9 vorgesehen, welches innerhalb eines Rohres 10 angeordnet ist, das mittels eines Zahnrades 11 von einem Zahnrad 12 angetrieben werden kann, das über eine Welle mit einem Potentiometer 13 verbunden ist. Dieses Potentiometer 13 erzeugt somit ein elektrisches Ausgangssignal, welches der Position des bildaufnehmend en Systems 9 in einer 1: 1-Beziehung entspricht. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Bildpunktdetektors kann mit Hilfe eines elektrischen Kreises 1 ^;4 mit dem Aus gangs signal des Potentiometers verglichen werden. Das dem Abstand des Objektes von dem bildaufnehmenden optischen System entsprechende Signal und das der eingestellten Position des bildaufnehmenden optischen Systems entsprechende Signal werden mit Hilfe des elektrischen Kreises 14 miteinander verglichen. Falls Unterschiede zwischen diesen beiden Signalen bestehen, wird ein einen Teil des elektrischen Kreises 1^ bildender Servokreis betätigt, wodurch ein Servomotor 15 in einer gewünschten Richtung - entsprechend der Größe, der Differenz und der relativen Größe der Signale - angetrieben wird. Dadurch wird ein auf der Walle 16 des Servomotors 15 befestigtes Ritzel 17 in Drehung versetzt, wodurch das bildaufnehmende optische System 9 entlang der optischen Achse verstellt wird. Die Drehung des bildaufnehmenden optischen Systems 9 erfolgt in jener Richtung, in welcher die Differenz zwischen den beiden Signalen'durch den Servokreis vermindert wird. Durch Zurückführen des

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Positionssignals des bildaufnehmend en optischen Systems in Abhängigkeit mit dem Ausgang des Potentiometers 13 wird das bildaufnehmende optische System an jenem Punkt zum Stillstand gebracht, an welchem die Differenz zwischen den beiden Signalen Null wird. Daraus ergibt sich, daß das bildaufnehmende optische System automatisch das Objektbild auf einem Film 18 fokussiert, indem das Potentiometer 13 und der fotoelektrische Bilddetektor so eingestellt werden, daß beide Ausgangssignale einander gleich sind, Ein anderer Fall tritt jedoch auf, wenn der dem Ausgangssignal des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors entsprechende Abstand und der durch das bildaufnehmende optische System entsprechende Abstand einander gleich sind.

Fig.2 zeigt, daß die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b von einer elektrischen Stromquelle E mit einer negativen Vorspannung beaufschlagt sind. Das Potentiometer 13 ist in Serie mit dem Element 6a angeordnet, während ein Widerstand r in Serie mit dem Element 6b angeordnet ist.

Die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b werden durch eine Maske 7 verdeckt, welche gemäß Fig.3A bis JG ausgebildet ist. Die Öffnung 8 in der Maske 7 weist zwischen den beiden Elementen 6a und 6b eine Trennlinie C auf. Die Form dieser Öffnung 8 ist hingegen entsprechend der Position des Strichbildes I veränderlich. Gemäß Fig.2a sind die an den Ausgängen A und B auftretenden Potentiale des Widerstandes r und des Potentiometers 13 - entsprechend don Ausßangssignalen der fotoelektrischen Elemente 6a und 6b - veränderlich in Bezug auf die Position des Bildes.

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So wie dies in Fig.3a - c dargestellt ist, werden die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b in derartiger Weise abgedeckt, daß die auf das Element 6a auffallende Strahlung größer als die auf das Element 6b auffallende Strahlung ist. Falls der maximale Widerstandswert des Potentiometers 13 gleich dem Widerstandswert des Widerstands r ist, ist gemäß Fig.2a das Potential am Punkt A - unabhängig von der Position des Bildes - größer als am Punkt B. Wenn somit der Abzapfpunkt des Potentiometers 13 die eine Ausgangsklemme 13a bildet, können die an den beiden Ausgangsklemmen 13a und 13b auftretenden Potentiale einander gleich gemacht werden, indem die Position der Ausgangsklemme 13a eingestellt wird. Wenn die elektrischen Elemente im Bereich der nächsten Stufe, bei welcher die Ausgangsklemmen 13a und 13b miteinander verbunden sind, eine genügend große Impedanz aufweisen, dann ergibt sich eine einzige Position, bei welcher das Potential an dem Abzapfpunkt des Potentiometers 13 gleich dem Potential am Punkt B ist. Diese einzige Position entspricht in einer 1:1-Beziehung dem Verhältnis zwischen den Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen Elemente 6a und 6b, d.h. jene Position, bei welcher das Strichbild I auf beide fotoelektrische Elemente auffällt. Dies bedeutet, daß das Verhältnis zwischen den Ausgängen der beiden fotoelektrischen Elemente 6a und 6b elektrisch in einem Vergleich von zwei Potentiometerpunkten umgewandelt wird, wobei die Position des Strichbildes in Bezug auf das bildaufnehmende System unabhängig von der Beleuchtung festgestellt werden kann.

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In Bezug auf die Formgebung der Maske zur Steuerung der auf die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b auffallenden Lichtmenge in Verbindung mit einem elektrischen Kreis gemäß Fig.2A können die folgenden Alternativen vorgesehen werden:

a) Eine Formgebung gemäß Fig.3A, bei welcher die Länge auf jener Seite der Öffnung im Bereich des fotoelektrischen Elementes 6b konstant ist, während die Länge im Bereich des fotoelektrischen Elements.6a kontinuierlich mit der Position des Bildes I veränderlich ist.

b) Eine Formgebung gemäß Fig.3B, bei welcher die Längen der beiden Seiten der Öffnung kontinuierlich mit der Position des Bildes veränderlich sind.

c) Schließlich eine Formgebung gemäß Fig.3C, bei welcher* die Lange der einen Seite der Öffnung stufenweise in Form von mehreren Stufen veränderlich ist. Eine derartige Maske mit stufenweisen Veränderungen ist insbesondere für Entfernungsbereichseinstellungen zweckmässig.

Bei den oben beschriebenen Masken ist die auf eines der fotoelektr.ischen Elemente auffallende Lichtmenge - unabhängig von der Position des Strichbildes - immer größer als die auf das andere fotoelektrisch^ Element auffallende Lichtmenge. Derartige Masken können ferner derart ausge-

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legt sein, daß die längere Seite der Öffnung jener Position zugeordnet ist, bei welcher das durch die Strahlung von entfernten Objekten geformte Bild hingeworfen wird, so daß eine Reduktion des Ausgangssignals des fotoelektrischen Elementes im wesentlichen vermieden wird. Die kürzere Seite der Öffnung entspricht hingegen jener Position, in welcher die von naheliegenden Objekten reflektierte Strahlung auffällt, wodurch zu große Eingangssigtiale vermindert werden. Aufgrund einer derartigen Ausgestaltung ergibt sich eine Art automatische Eingangssigriale ins teilung. Durch entsprechende Verschiebung des Abzapfpunktes des Potentiometers 13 in Verbindung mit der Verschiebung des bildaufnehmenden Systems gernäß Fig. kann das dem Abstand des Objektes entsprechende, durch die Ausgangsdifferenz zwischen den fotoelektrischen Elementen 6a und 6b gebildete Signal mit dem der Position des bildaufnehmenden optischen Systems entsprechenden Signal verglichen werden.

Fig.2B zeigt ein weiteres Beispiel eines elektrischen Kreises des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors, während die Figuren JA - G verschiedene Formen von Masken zeigen, welche in Verbindung mit dem Kreis von Fig.2B verwendbar sind. Gemäß Fig.2B sind die beiden fotoelektrischen Elemente 6a und 6b in Serie mit dem Potentiometer 13* verbunden. Der Abzapfpunkt des Potentiometers 13' ist mit einer Klemme der elektrischen Stromquelle E verbunden und kann ähnlich wie bei der Ausfüh"ungsform von Fig.2 mit dem bildaufnehmenden optischen System mitverschoben werden.

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Schutz des Kreises sind ferner Widerstände r¹ und r¹ ' vorgesehen, welche mit dem Potentiometer 13' und dsn fotoelektrischen Elementen 6a .und 6b verbunden sind. Die in den Figuren 3A - G gezeigten Masken sind derart ausgebildet, daß die Längen der Seiten der Öffnung in Bezug auf die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b mit der Verschiebung des Strichbildes veränderlich sind, wobei sich das Verhältnis zwischen diesen Längen in der Mitte der Öffnung umkehrt. Dies ergibt eine größere Veränderungsmöglichkeit der Längen der Öffnung, was wiederum einen größeren Veränderungsbereich der Ausgangssignale der beiden fotoelektrischen Elemente erlaubt. Demzufolge kann der mittlere Abtastpunkt des Potentiometers 13' in stärkerem Maße verstellt werden. Die in Fig.3G dargestellte Maske ist insbesondere für Entfernungsbereichmessung geeignet,

Fig.2G zeigt eine weitere Abwandlung des elektrischen Kreises des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors. Diese Aus führung s f ο rin soll in Verbindung mit Fig. 7 noch näher erläutert werden.

In dem folgenden soll nunmehr auf Fig.k Bezug genommen worden, in welcher ein BlockdLagramm einer automatischen Fokussiereinrichtung gemäß Fig.1 dargestellt ist. Gemäß dieser Figur wird der von dem Projektor 100 ausgesandte Strahl zwuckmäßigerweise mit Hilfe eines Signals eines Impulsgenerators 102 amplitudenmoduliert. Dieses Signal wird dann über einen Leistungssteuerkreis 101 geleitet, welcher on I.sprechend dem Ausgangssignal eines Integrat jonskro i «ns 103 gesteuert wird. Der an einem Objekt

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reflektierte Strahl gelangt auf die in den Fig.1 und 2A und B dargestellten fotoelektrischen Elemente 6a und 6b, deren Ausgangssignale über einen fotoelektrischen Detektorkreis mit einer modifizierten Brücke gemäß Fig.2A oder 2B und durch einen zur Entfernung von Rauschsignalen dienenden, nicht dargestellten Kondensator geleitet werden. Der reflektierte Strahl wird somit fotoelektrisch umgewandelt und einem Differentialverstärker 107 zugeführt. Am Ausgang des Differentialverstärkers 107 tritt ein Signal mit einem Amplitude und einem Vorzeichen auf, welches der quantitativen Differenz und der relativen Größe zwischen der auf den fotoelektrischen Elementen 6a und 6b auffallenden reflektierten Signale, d.h. der Differenz zwischen der Position des Objektes und der momentanen Position des bildaufnehmenden optischen Systems entspricht. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 107 wird über ein Filter 109 geleitet, das alle periodischen Brummsignale - insbesondere im Bereich von 100 oder 120 Hz entfernt. Daraufhin wird dieses Signal einem automatischen Verstärkungsfaktoreinstellkreis mit einem Vorverstärker 110, einer Einstelleinheit 111 und einem Nachverstärker 113 zugeführt. Ferner ist ein Leistungsgleichrichter 112 vorgesehen, welcher das Ausgangssignal des Nachverstärkers 113 an den Vorverstärker zurückführt. Der automatische Verstärkungsfaktoreinstellkreis liefert ein vorgegebenes Ausgangssignal, und zwar unabhängig von der Größe des Eingangssignals des fotoelektrischen Detektors 106. Der Ausgang des automatischen Verstärkungsfaktoreinstellkreises wird einem Synchronisationsdetektor 11^ zugeführt, von welchem das Signal in zwei Signale geteilt wird, von welchen das eine zur

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Synchronisationsfeststeilung durch einen Impuls von dem Impulsgenerator 10,2 phaseninvertiert sein kann. Das Ausgangssignal des Synchronisationsdetektors 114 kann nur einem der zwei Integrationskreise 115» 116 in Abhängigkeit mit dem Vorzeichen dieses Signals zugeführt werden, worauf das Signal über einen Schaltkreis 117 und zwei Verstärker 118, 119 dem Servomotor 15 zugeführt wird, der entsprechend dem Vorzeichen des zugeführten Signals in Drehung versetzt wird.

Die Drehung des Servomotors 15 bewirkt eine Verschiebung des bildaufnehmenden optischen Systems 9· Das Signal des Potentiometers 13» welches der Position dieses Systems entspricht, wird dem fotoelektrischen Detektor zurückgeleitet, wodurch in der bereits beschriebenen Art und Weise automatisch eine Fokussiereinstellung vorgenommen wird. Falls ein Objekt im Abstand "unendlich" liegt, oder falls die von einem Objekt reflektierte Strahlung aus irgendeinem anderen Grunde sehr schwach ist, wird das Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors 106 direkt einem Verstärker 108 zugeführt, wodurch das bildaufnehmende System in die Position "unendlich" eingestellt wird. Darauf wird das Ausgangssignal des Verstärkers 108 durch den Integrationskreis 103 integriert und einem Eingangspegel-Feststellkreis 104 zugeführt. Der Ausgang des Integrationskreises IO3 ergibt ebenfalls ein Signal für den Leistungssteuerkreis 101 zur Steuerung des Eingangssignals für den Projektor 100. Der Eingangspegeldetektor reagiert auf den Schaltkreis 117» falls das Eingangssignal einmi unterhalb einer vorgegebenen Größe liegenden Wert aufweist. Dadurch wird der reguläre Signalpfad über die

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Kreise 106, 107, 109,den automatischen. Verstärkungsfaktoreinstellkreis und die Einheiten 115, 11^ bzw. 116 geöffnet und der Pfad zur Übertragung eines Signals eines Positionseinstellkreises 105 in Verbindung mit dem bildaufnahmenden System 9 geschlossen, so daß dieses Signal von dem PositionseinstellkreLs 105 den Verstärkern 118 bzw. 119 zugeführt werden kann.

So wie dies anhand von Fig.9 ersichtlich ist, kann dsr Positionseinstellkreis 105 ein gewöhnlicher Brückenkreis sein, bei welchem die beiden Arme mit veränderlichen Widerständen r1 und r2 versehen sind. Der Brückenkreis kann ferner einen veränderlichen Widerstand RA aufweisen, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit der Bewegung des bildaufnehmenden Systems veränderlich ist, während zusätzlich ein veränderlicher Widerstand RB vorgesehen ist, dessen Widerstandswert gleich dem Widerstandswert RA in der Position "unendlich" des bildaufnehmenden optischen Systems ist. Die Widerstände RI und R:2 weisen die gleichen Widerstandswerte auf. Ferner ist eine elektrische Spannungsquelle E vorgesehen. Der Positionseinstellkreis gibt jeweils ein Signal ab, welches der Position des bildaufnehmenden optischen Systems 9 in Bezug auf eine Einstellung "unendlich" entspricht.

Fig.5 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Lichtquelle 1' zur Aussendung eines entsprechenden Entfernungssuchsignals kan.i aus einer Wolframlampe, einer Gasentladungsröhre, einer Luminiszenzdiode, einem Laserelement oder einem Him lichen Strahler bestehen. Die Lichtquelle 1' ist am Brennpunkt eines sphärischen oder parabolischen Spiegels .'2a so angeordnet, daß

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ein paralleler Strahl ausgesandt wird. Vor der Lichtquelle 1' ist eine Kondensatorlinse 2b vorgesehen, welche eine Streuung der direkten Strahlung der Lichtquelle 1' vermeidet und eine bessere Bündelung auf das zu beleuchtende Objekt bewirkt. Vor der Lichtquelle "I¹ ist ferner ein Filter 3' vorgesehen, welches den Strahl welienlängenmäßig festlegt. Falls die Strahlung aus Infrarotstrahlen bestehen soll, muß das Filter 3' ein für das sichtbare Licht undurchlässiges Filter sein. Die oben erwähnten Elemeiate ergeben einen Projektor 100*. Ein optisches Empfangssystem 120 ist direkt neben dem Projektor 100¹ angeordnet. Vor dem optischen Empfangssystem 120 ist ein Filter 4' angeordnet, welches die Störstrahlen verschiedener Wellenlängen abhält. Selbstverständlich 1st dieses Filter V dasselbe wie das Filter 3'· Hinter dem Filter 4' ist eine zylindrische Linse 5' und ein sphärischer Spiegel 2c angeordnet. In einem gewissen Abstand von der optischen- Achse der zylindrischen Linse 5' ist ein total reflektierender Spiegel 2d schwenkbar angeordnet. Gegenüber diesem Spiegel 2d sind zwei entlang einer Linie aneinanderstoßende fotoelektrische Elemente 6a¹ und 6b¹ angeordnet. Die zylindrische Linse 5' bringt die von einem Objekt reflektierte Strahlung nur in einer vorgegebenen Richtung vom Konvergieren, wodurch ein Punktbild in ein Strichbild umgewandelt wird, wobei dieser Strich senkrecht zu der Zeichnungsebene verlauft. Ein. derartiges StrichbLld kann durch den sphärischen Spiegel 2c vergrößert und fokussiert werden. Der total reflektierende Spiegel 2d ist dabei so angeordnet, daO das vergrößerte Strichbild auf oder im Bereich der fotoelektrischen Elemente 6a¹ und 6b¹ zu liegen kommt. Der total reflektie-

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rende Spiegel 2d kann um seine mittlere Linie hin geschv73nkt werden, in welchem Bereich der Spiegel an einem Arm 2'b befestigt ist. Dieser Arm 2^fb bildet eine mechanische Verbindung mit einem Ansatz 10'a des Rohres 10', das der Aufnahme des bildaufnehmenden optischen Systems 9' dient. Die Schwenkbewegung des total reflektierenden Spiegels 2d wird in Richtung des doppelten Pfeiles q durch Bewegung des Rohres 10' in Richtung des doppelten Pfeiles ρ ausgelöst. Um ein Ausgangssignal entsprechend dem Ausgang der fotoelektrischen Elemente 6a', 6b' zu erreichen., ist ein elektrischer Kreis 14' vorgesehen, welcher ausgangsseitig mit einem Meßinstrument 15' verbunden ist.

Währen·! des Betriebes wird die von einer Lichtquelle 1' ausgesandte Strahlung mit Hilfe des sphärischen bzw. parabolischen Spiegels 2a und der Kondensatorlinse 2b genügend gebündelt und mit Hilfe des Filters 3' auf eine bestimmte Wellenlänge festgelegt. Die von dem Objekt reflektierte Strahl mg gelangt in das optische Empfangssystem 120, in welchem die Strahlung durch die zylindrische Linse 5' i*¹ ein Strichbild umgewandelt wird. Dieses StrichbiLd wird erneut durch den sphärischen Spiegel 2c vergrößert und nach Reflexion an dem Planspiegel 2d als Strichbili auf oder in der Nähe der fotoelektris'chen Elemente 6a', 6b' zum Auffallen gebracht. Da die Position dieses Strichbildes entlang der optischen Achse dieses Spiegels von dem Abstand des Projektors 100' bis zu dem Objekt abhängt, ist das auf den fotoelektrischen ELemanten 6a', 6b¹ nach Reflexion an dem total reflektierenden Spiegel 2b gebildete Strichbild derart ausgebildet, daß es in Abhängigkeit der Position des Objektes sich bewegt, wenn der total reflektierende Spiegel 2b sta-

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tionär Ist. Zur Durchführung einer derartigen Einstellung, bei welcher das Strichbild auf die Trennlinie C zwischen den zwei fotoelektrischen Elementen 6a, 6b, fällt, kann das BiLd des Objektes an eine Position des■bildaufnehmenden optischen Systems 9¹ zum Fokussieren gebracht werden, während die Nadel des Meters 15* auf eine vorgegebene Position - d.h. die Nullposition - deutet. Die Position des Strichbildes verschiebt sich mit der Verschiebung des Objektes, so da.3 sich eine Unausgeglichenheit zwischen den Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen Elemente 6a, 6b ergibt. Das Ausgangssignal entsprechend dieser Ungleichheit wird über den elektrischen Kreis 14' dem Meter 15' zugeführt, dessen Nadel in der einen Richtung zum Abweichen gebracht wird. Durch Beobachtung der Nadel kann der Fotograf das Rohr 10' in axialer Richtung so lange verstellen, bis die Nadel an eine vorgegebene Position gelangt, in welcher das bildaufnehmende System 9¹ bezüglich des. Objektbildes richtig fokussiert ist. Auf diese Weise kann die Fokusslerung des bildaufnehmenden optischen Systems in Bezug auf ein zu fotografierendes Objekt seh? leicht durchgeführt werden, indem der Fotograf nur die Bewegung der Maternadel beobachtet.

Fig.6 zeigt ein Blockdiagramm des -elektrischen Kreises, insbesondere des elektrischen Kreises 1 ·'+^f , welcher zur Speisung eines Meters.15' verwendet wird. Dabei sind so weit wie möglich dieselben Bezugszeichen wie in Fig.h verwendet.

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Gemäß Fig.6 wird dar von dem Projektor 100 ausgesand te Lichtstrahl mit einer geeigneten Frequenz durch ein.en Impulsgenerator 102 amplitudenmoduliert. Das Ausgangssignal des Projektors 100 wird in dem Leistungssteuerkreis 101 Ln Abhängigkeit des Ausgangs der Kreise 108 und 103 eingestellt, was in dem folgenden noch näher beschrieben werden soll. Die von dem Objekt reflektierte Strahlung wird durch das in Fig.1 und 5 dargestellte optische System den fotoelektrischen Elementen (6a> 6b bzw. 6a¹, 6b¹) zugeführt, von wo aus das elektrische Signal über einen fotoelektrischen Detektorkreis 106 mit einem Brückenkreis und von dort über einen nicht dargestallten der Entfernung von Rauschsignalen dienenden Kondensator geleitet wird. Das Ausgangssignal wird dann einem Differentialverstärker 107 zugeführt. Das Aasgangssignal dieses Differentialverstärkers 107 ist selbstverständlich ein Signal mit einer Amplitude und einem Vorzeichen, welches der quantitativen Differenz und der relativen Größe zwischen der auf die beiden fο fcoelektrischen Elemente 6a und 6b auffallenden Strahlung entspricht. Das Ausgangss Lgnal des Verstärkers 107 weist periodische Brummsigriale - insbesondere im Bereich von 100 oder 120 Hz - auf, welche mit Hilfe eines Filters 109 entfernt werden. Von dort wird das Signal einem elektrischen Synchronisationsdetektor 11*4 zugeführt. Dieser Synchronisationsdetektor 114 teilt das Eingangssignal in zwei Signale, von welchen das eine impulsinvertiert wird, so daß eine synchrone Feststellung in Abhängigkeit eines Impulses von dem ImpuLsgatmrator d.irchge führt werden kann. Das Ausgangssignal des Synchrondetektors 1'\h wird nur einem der Integrationskreise \\h und 115 in Abhängigkeit mit dem Vorzeichen cJoh Signals zu-

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geführt, von wo aus das Signal über den entsprechenden Verstärker 118 bzw. 119 geleitet wird. Dadurch wird die Nadel eines Meters 15¹ in Abhängigkeit mit dem Vorzeichen des zugeführten Eingangssignals verändert. Durch Bewegung des Rohres 10 bzw. 10' des bildaufnehmend en Systems ergibt sich die Möglichkeit, jenen Punkt festzulegen, bei welchem die Nadel des Meters 15' eine vorgegebene Position einnimmt, in welcher der Fokalpunkt oder das Objekt erreicht ist. Da die Richtung der Verschiebung der Maternadel der Richtung des außer Gleichgewichtbringens der Eingangssignale der beiden fotoelek-trischen ELemente entspricht, kann der Fotograf sehr schnell an der Richtung der Verschiebung der Meternadel erkennen, in welcher Richtung das bildaufnehmende optische System verstellt werden muß, um innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes eine genaue Fokussierung zu erreichen. In anderer Hinsicht ist der in Fig.6 dargestellte elektrische Schaltkreis dem von Fig.h ähnlich.

Fig.7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Schaltkreises von Fig,6, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Die von dem Projektor 100 ausgesandte Strahlung wird durch einen Impuls des Impulsgenerators amplitudenmoduliert und mit Hilfe des Leistungssteuerkreises 101 gesteuert, welcher von einem Gleichrichterkreis Steuersignale erhält. Der von dem Objekt reflektierte Strahl wird durch ein optisches Empfangssystem einem fotoelektrischen Bildpositionsdetektor zugeführt, welcher einen Teil des fotoelekj.risch.en Bilddetektorkreises 106 darstellt. Daboi wird die reflektierte Strahlung in ein elektrisches Signal umgowandelt, welches über einen nicht dargestellten

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der Entfernung von Rauschsignalen dienenden Kondensator einem Wechselstromverstärker 107¹ zugeführt wird. Das Ausgangs signal des Verstärkers 10'7' wird über ein Rauschfilter 109 geleitet, welches der Entfernung periodischen Rauschens, insbesondere im Bereich von 100 bzw. 120 Hz dient. Das gefilterte Ausgangssignal wird dann einem Gleichrichterkreis 120 zugeführt, in welchem das Weehselstromsignal in ein Gleichstromsignal umgewandelt wird. Dieses Gleichstromsignal wird dann einem in dem folgenden noch zu beschreibenden Schaltkreis 117 und von dort einem Gleichstromverstärker 118' und schließlich dem Meter 15' zugeführt. Die von dem Meter 15' abgegebene Anzeige entspricht dem Objektabstand, so wie dies in Verbindung mit Fig.6 bereits beschrieben worden ist.

Ein Verstärker 108, der Gleichrichterkreis 121, der Eingangspegelfeststellkreis 104, der Positionsfeststellkreis 105 sowie der Schaltkreis 117 wirken zusammen, um das bildaufnehmende optische System gegebenenfalls möglichst rasch auf "unendlich" einzustellen.

Im dem folgenden soll nunmehr auf Fig.2C Bezug genommen werden, in welcher ein Beispiel einer elektrischen Verbindung der fotoelektrischen Elemente in dem fotoelektrischen Bildpositionsdetektor in Verbindung mit dem Schaltkreis gemäß Fig.7 gezeigt ist. Die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b mit der in Fig,3A - G dargestellten Maske sind in Serie miteinander verbunden, jedoch in Bezug auf zwei den gleichen Widerstandswert aufweisende Widerstände R3 und R^ parallel geschaltet, wobei die beiden Widerstände R3 und R^ in Serie zueinander angeordnet sind. Die fotoelektrischen Elemente werden der negativen Vorspannung

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einer elektrischen Spannungsquelle E ausgesetzt. Die fotoelektrischen Elemente 6a und 6b, sowie die starren Widerstände R3 und R4 ergeben einen abgewandelten Brükkenkreis. Durch Abnahme des Ausgangssignals des Brückenkreises an dem Punkt A¹ zwischen den beiden fofcoelektrischen Elementen 6a, 6b und dem Punkt B' zwischen den beiden Widerständen R3, R^, kann ein Ausgangssignal erhalten werden, welches der Ausgangsdifferenz zwischen den beiden fotoelektrischen Elementen 6a, 6b, entspricht und welches somit genau der Fokussierposition des Objektbildes in der Maske entspricht, ohne selbst durch die Helligkeit des Objektes beeinflusst zu sein, die j_ta bekanntlich von dem Objektabstand, dem Reflexionsfaktor usw. abhängt. .

Fig.8 zeigt ein Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform des Schaltkreises von Fig.7. Der Schaltkreis ist so ausgebildet, daß eine Lampe oder eine andere geeignete Einrichtung angeschaltet wird, sobald die richtige Fokussiereinstellung gefunden worden ist. Ähnliche Elemente sind dabei mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß dieser Figur ist ein Weehselstromverstärker 123 und ein Potentialverstärker 124 - beispielsweise ein Schmidtkreis - vorgesehen. In Abhängigkeit der Abstimmung zwischen den beiden fotoelektrischen Elementen 6a und 6b wird das Ausgangssignal des Verstärkers 123 auf Null gebracht, wodurch eine Miniaturlampe 126 angezündet wird. Sobald die Eingangssignale der beiden fotoelektrischen Elemente 6a, 6b bzw. 6a', 6b¹ aus dem Gleichgewicht ge-

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langen, wird ein Ausgangssignal des Verstärkers 123 dem Potentialdetektor 124 zugeführt, so daß die Minia- , turlampe 126 nicht angeschaltet wird. Die Elemente in Fig.8 arbeiten im übrigen auf die gleiche Weise wie bereits beschrieben.

Fig.10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Meternadel zur Anzeige des Fokussierzustandes unterhalb eines Bildsuchers angeordnet ist, der aus einer Bildöffnung 18 und einer Suchmarkierung 19 besteht, die im mittleren Feld der Bildöffnung 18 angeordnet ist. Geringfügig unterhalb der Bildöffnung 18 ist ein Paar von Fenstern 20a, 20b angeordnet, welche den richtigen Fokussierzustand angeben. Diese Fenster 20a, 20b sind durch eine durchscheinende Linie 21 voneinander getrennt, welche im mittleren Bereich angeordnet ist. Diese Begrenzungslinie 21 bildet eine Markierung zur Anzeige der Referenzposition für den richtigen Fokussierzustand. Diese Linie 21 kann jed.T beliebige Form aufweisen, um die gewünschte Funktion durchzuführen. Die mit dem Bezugszeichen 22 versehene Meternadel ist derart angeordnet, daß die relative Position zwischen der Meternadel 22 und der Referenzpositionsanzeigemark? 21 den fokussierzustand des bildaufnehmenden optischen Systems angibt. Beim Übereinstimmen der Nadel mit der Linie 21 ist der richtige Fokussierzustand des bildaufnehmenden Systems erreicht.

Bei Verwendung obiger Anordnung kann der Fotograf das Objekt in dem mittleren Feld des Suchers suchen, um von

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Hand oder auf andere Weise das beobachtete bildaufnehmende optische System so einzustellen, daß die Meternadel auf der Referenzlinie 21 zu liegen kommt. Daraufhin wird das bildaufnehmende optische System nicht mehr verstellt, weil die gewünschte Fokussierung gegenüber dem Objekt bereits erreicht worden ist.

Fig.11 und 12 zeigen Ausführungsformen, bei welchen die Bewegung des bildaufnehmenden optischen Systems auf direkte Weise angezeigt werden kann. Gemäß Fig.11 wird das Meter 15¹ durch Miniaturlampen 23a, 23b versetzt, welche mit den Verstärkern von wenigstens der letzten Stufe des letzten Schaltkreises von Fig.6 verbunden sind. Die Miniaturlampen 23a und 23b können Luminiszenzdioden oder kleine Wolframlampen sein. Luminiszenzdioden sind insbesondere zweckmäßig, weil sie bereits mit sehr geringen Leistungen und über praktisch äußerst lange Zeiträume hinweg eine Lumlniszenz abgeben können. Um das Auftreten einer Fehlfunktion zu vermeiden, wenn von einem Verstärker auf den. arid'oron. ein Strom fließt, sind zusätzlich Trennioden 24a. und 24b vorgesehen, so daß beide Lampen 23a, 23» nicht gleichzeitig zum Aufleuchten gebracht werden können.

Fig.12 zeigt die mechanische Konstruktion, mit welcher die beiden Glühlampen 23a und 23b gemäß Fig.11 im Bereich des Bildauchera 18, 19 angeordnet werden können. Die Lampen 23a, 23b sind hinter Öffnungen 25a, 25b derart angeordnet, daß eine dieser Öffnungen beleuchtet wird, wenn oitio der beiden Lichtquellen zum Aufleuchten gebracht ist. Demzufolge kann der Fotograf das biIdatifnehmende optische System derart einstellen, daß eine bestimmte'Öffnung be-

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leuchtet wird. Sobald die Eingänge der fotoelektrischen Elemente sich im Gleichgewicht befinden - d.h. wenn der richtige Fokussierzustand erreicht worden ist - ist keine der beiden Lampen angezündet. Daraus kann der Fotograf schließen, daß die richtige Einstellung vorgenommen worden ist. Um die Verschwenkung des bildaufnehmenden optischen Systems zu erleichtern, können die Öffnungen 25a und 2'5t> entsprechend Fig. 12 in Form von Pfeilen ausgebildet sein.

Fig.13 zeigt in Form eines Beispiels die Anzeigeeinrichtung für die Anzeige des richtigen Fokussierzustands in Verbindung mit einem Stromkreis gemäß Fig.8. Unterhalb des Bildsuchers ist entlang der Mittellinie eine Öffnung 27 vorgesehen, hinter welcher eine Lichtquelle 26 angeordnet ist, die durch An- und Ausschalten anzeigt, ob die richtige Fokussierung vorgenommen worden ist oder nicht.

Fig.i4 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Anzeige des Fokussierzustandes im Bereich oder nahe des Bildsuchers unter Verwendung eines fotoelektrischen Bildpositionsdetektors entsprechend der Anordnung von Fig.2C. Die mit den Bezugszeichen 1-10 und 18 versehenen Elemente arbeiten in derselben Art und Weise wie bei der Ausführungsform von Fig.1.

Fig.15 bezeichnet ein Meter, welches das Ausgangsglied des Entfernungssuchersystems bildet. Der Ausgang des Meters 15' wird über eine Welle 15 in die Verschiebung einer

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Nadel 26 umgewandelt. Die Nadel 26 ist derart ausgebildet, daß eine Verschiebung derselben innerhalb eines Fokussierzustandfenstors 28 erkennbar ist, das unterhalb des Sucherfeldes 27 angeordnet ist. Die ELemente 29a, 29b, 29c bilden zusammen das optische System für den Sucher. Auf der anderen Seite ist ein Mechanismus zur Anzeige der Position des Rohres 10 für das bildaufnehmende optische System vorgesehen. Auf zwei Trägern JO, 31 sind zu diesem Zweck eine Stange 23 gelagert, die mit Hilfe einer Feder 32 gegen die Stirnfläche des Rohres 10 gedrückt wird. Die Stange 33 ist unter Verwendung einer Schraube 36 drehbar an einer Halteplatte ^k befestigt. Mit Hilfe einer weiteren Feder 35 wird die Stange 33 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn gedrückt, so daß das andere Ende der Stange 33 mit einem Anzeigeelement 37 in Berührung gelangt, das mit einem nadeiförmigen Ende 38 versehen ist. Das Anzeigeelement 37 ist derart ausgebildet, daß das nadeiförmige Ende 38 in dem Fokussierzustandsanzeigefenster 28 erscheint.

Bei einer derartigen Anordnung bewirkt die Verschiebung des bildaufnehmenden optischen Systems entlang der optischen Achse eine Verstellung des nadeiförmigen Endes 38 durch den Eingriff zwischen den Elementen 35 und 37· Demzufolge ergibt sich in dem Anzeigefenster 28 eine Anzeige entsprechend der Position des bildaufnehmenden optischen Systems. Durch Einstellung von Hand oder auf andere Weise kann das bildaufnehmende optische System so lange verstellt werden, bis das nadeiförmige Ende 38 in Überein-

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Stimmung mit der Nadel 2.6 gelangt, wodurch, der richtige Fokussierzustand angezeigt ist. Die in diesem Zusammenhang verwendeten Leitungsanschlüsse sind durch A¹'-A¹¹ und B^'-B¹¹ angedeutet.

Fig. 15 zeigt schematisch eine weitere Aus fiih rungs form der Erfindung mit einem Mechanismus zur Anzeige des Tiefenbereiches zuzüglich zu dem Fokussierzustand. Fig.i6 zeigt hingegen die Art und Weise, in welcher diese Informationen unterhalb des Bildsuchers angezeigt werden können.

Gemäß Fig.15 ist ein Rohr 28 mit einer Fokussierlinse 29 versehen, während ein Rohr 30 mit einer darin angeordneten Zoomlinse 31 versehen ist. Die Positionier Fokussierlinse 29 wird mit Hilfe einer Stange 32 festgestellt, welche mit Hilfe einer Druckfeder 34 gegen das Rohr 28 gedrückt ist. Die Druckfeder 34 ist mit Hilfe eines Flansches 35 an der Stange 33 gehalten. Zur Feststellung der Position der Zoomlinse 31 ist koaxial und verschiebbar auf der Stange 33 ein Rohrelement 36 vorgesehen, welches mit Hilfe einer gegen ein Halteelement 38anstoßenden Druckfeder 37 gegen die Nockenoberfläche 30' des Rohres 30 der Zoomlinse 3I gehalten ist. An einem Ansatz des Rohrelementes 38 ist mit Hilfe eines Stiftes 40 ein plättenförmiges Element 4i schwenkbar gelagert. Dieses plattenförmige Element 4i ist mit einem Schlitz 42 versehen, in welchen das abgebogene Ende der Stange 33 hineinragt. Zwischen dem plattenförmigen Element 4i und dem Rohrelement 38 ist eine Zugfeder 39 eingehängt, welche jedes Spiel zwischen der Stange 33 und dem Schlitz 42 aufnimmt. Der andere Schenkel des U-förmig ausgebildeten plattenförmigen Elementes 41 liegt auf einer Platte 43 auf, welche mit Hilfe von Schrauben 44 ein mit einem Schlitz 45 versehenes Plattenelement 46 verschiebbar gelagert ist. An dem Platten-

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element 46 ist eine Zugfeder 48 eingehängt, welche das Plattenelement 46 gegen das Ende des zweiten Schenkels des plattenförmigen Elementes 4i drückt. Das nach aufwärts ragende Ende 49 des Plattenelements 46 steht in Eingriff mit einer Nockenfläche 50a einer weiteren Platte 50, welche mit Hilfe einer an Stiften 53) 5^ eingehängten Blattfeder nach unten gedrückt wird. Diese mit einer dreieckförmigen Öffnung 53 versehene Platte 50 ist entlang von Führungen 52 verschiebbar, die Teil der Platte 43 sind. Das automatische Blendenmeter 55 ist mit einem Blendenverstellarm ^6 versehen, welcher an deren drehbaren Welle 55a befestigt ist. Ein Ende dieses Blendenversteilarmes 56 ist mit einer Öffnung 58 versehen, welche im bildaufnehmenden optischen Pfad liegt. Das andere Ende dieses Blendenverstellarmes 56 ist mit einem Ausschnitt 57 versehen, welcher mit der dreieckförmigen Öffnung 53 der Platte 50 eine karoförmige Öffnung bildet. Eine unveränderliche Blende 59 arbeitet mit der Öffnung 58 des" Blendenverstellarmes 56 zusammen, so daß die entlang des lichtaufnehmenden Pfades durchgelassene Lichtmenge beeinflusst werden kann. Innerhalb des bildaufnehmenden Pfades ist schließlich ein optisches System 63 vorgesehen.

Der im optischen Pfad des Bildsuchers mit seinem optischen System 64 angeordnete Sucherrahmen 60 weist eine Sucheröffnung 61 und eine darunter angeordnete Anzeigeöffnung 62 auf. Das der Anzeige des Fokussierzustands dienende Meter 65 ist mit einer auf einer Welle 66 gelagerten Nadel 67 versehen. Die relative Position der dreieckförmigen Öffnung 5I de*¹ Platte 50, der Ausschnitt 57 am

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Ende des Blendenverstellarmes 56 und die Nadel 67 ist gemäß Fig.16 derart gewählt, daß der Ausschnitt 57 und die dreieckförmige Öffnung 51 eine karoförmige Öffnung ergeben, in welcher die Nadel 67 entsprechend ihrer Position verschwenkt werden kann.

Während des Betriebes bewirkt die einzelne oder gleichzeitige Drehung der Rohre 28 und 30 wegen der Verbindung der Elemente 33i 3& und 4i eine Bewegung bzw. geringfügige Drehung des einen Endes 4i' des plattenförmigen Elementes 41. Eine derartige Bewegung wird von einer translatorischen Bewegung des Plattenelementes 36 auf der Platte 43 begleitet. Zur selben Zeit wird die dreieckförmige Öffnung 5I durch die Zusammenwirkung des einen Endes 49 des Plattenelements 46 und der Nockenoberfläche auf der Oberfläche der Platte 50 verschoben. Dar Ausschnitt 57 an einem Ende des Blendenverstellarmes 56 wird in Abhängigkeit der Drehung der Welle des Blendenmeters verschwenkt. Wegen des relativ langen Abstands zwischen dem Mittelpunktausschnitt 57 und der Meterwelle kann die Bewegung des Ausschnittes 57 im wesentlichen in eine vertikale Verschiebung umgesetzt werden. Falls der dazugehörige Mechanismus so ausgelegt ist, daß die Größe der karoförmigen Öffnung durch die relative Bewegung der dreieckförmigen Öffnung 51 und des Ausschnittes 57 des Blendenverstellarmes 56 die Tiefenschärfe entspricht, kann somit anhand der Nadel 67 innerhalb der karoförmigen Öffnung erkannt werden, ob eine wirkliche Fokussierung innerhalb der gewünschten Tiefenschärfe vorgenommen worden ist, so wie sie sich durch die Position der Fokussierlinse, die Fokussierlange der Zoomlinse und die relative Blendenöffnung ergibt. Eine zufriedenstellende Fokussierung kann

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somit sehr schnell durchgeführt werden. Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es einleuchtend, daß die Form des Tiefenschärferahmens nicht notgedrungenermaßen auf die karoförmige Auslegung festgelegt ist.

Fig.i7> 18, 19A und B zeigen ein System, bei welchem die Empfindlichkeit des Meters zur Anzeige des Fokussierzustands in Abhängigkeit mit der Tiefenschärfe eingestellt werden kann, um den Fokussiervorgang derart durchzuführen, daß die Tiefenschärfe berücksichtigt wird.

Gemäß Fig.17 sind veränderliche Widerstände r5 und r6 in Serie angeordnet, während ein veränderlicher Widerstand r7 parallel zu dem Meter 1-5' angeordnet ist. Die Widerstände r5 und r6 sind mit Verstärkern wenigstens der letzten Stufe des Verstärkers gemäß Fig.6 verbunden. Die Widerstände r5 und r6 können einzeln entsprechend der Drehung der Fokussier- und Zoomlinsen bei einem bildaufnehmenden optischen System eingestellt· werden. .Der Widerstand r7 ist so ausgebildet, daß derselbe mit dem Ausgang des Blendenmeters 15' verändert werden kann. Obwohl der Widerstand r7 mechanisch mit dem Blendenmeter 15* verbunden sein kann, erscheint es doch zweckmäßig, daß der Widerstandswert dieses Widerstandes r7 in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Blendenöffnungsmeters verändert werden kann, indem ein fofoelektrisches Element verwendet wird, das den Widerstandswert in Abhängigkeit der Außenhelligkeit verändert. Falls die Widerstandswerte der Widerstände r5 und r6 so eingestellt werden, daß eine Zunahme stattfindet, wenn die Fokussierlinsen in Richtung einer Einstellung auf "unendlich" verändert wird, und wenn die Zoomlinse in Richtung einer Verminderung des Fokalabstandes des bildaufnehmenden Systems verändert wird, und falls

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der Widerstandswert des Widerstands r7 so eingestellt ist, daß mit einer Zunahme der Außenhelligkeit eine Abnahme stattfindet, dann fließt bei größeren Tiefenschärfen ein geringerer Ausgangsstrom durch das Meter, wodurch die Empfindlichkeit des Meters vermindert wird. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit des Meters in Abhängigkeit der Tiefenschärfe verändert werden.

Fig.18 zeigt eine Trennlinie 68, welche gegenüber der Umgebung eine verschiedene Transparenz aufweist. Diese Linie ist in der Nähe des mittleren Punktes des Fokussierzustandsanzeigefensters 20 angeordnet, welche unterhalb des Bildsuchers 18 liegt. Die Sensitivität einer Meternadel 22 gegenüber Verschiebung hängt von der Tiefenschärfe ab, so wie dies bereits in Verbindung mit Fig.17 beschrieben worden ist. Durch Einstellung der Meternadel kann eine Fokussierung vorgenommen werden, indem dieselbe auf die Linie 68 eingestellt wird. Die Empfindlichkeit der Meternadel 22 kann dadurch erhöht werden, daß die Tiefenschärfe vermindert wird. Der Fotograf muß somit sehr sorgfältig die Fokussierlinse verdrehen, um die Meternadel 22 in diesen Bereich 68 hineinzulegen, um eine zufriedenstellende Fokussierung bei gewünschter Tiefenschärfe zu erreichen.

Die Fig.19a und 19b zeigen Beispiele eines fotoelektrischen Konverters, welcher anstelle des Widerstands r7 verwendet werden kann. Da der veränderliche Widerstand r7 in Abhängigkeit der Außenhelligkeit einen veränderlichen Widerstandswert aufweisen muß, kann als veränderlicher Widerstand ein fotoelektrischer Konverter zur Steuerung des Blendenmeters verwendet werden. So wie dies gezeigt ist, können zwei fotoelektrische Konverter des Elementes 69, bzw. 71» 72 auf einem gemeinsamen Substrat vorgesehen sein, wobei eines dieser Elemente zur Steuerung des Blendenmeters dient, während das andere den veränderlichen Wider-

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stand darstellt. Dabei ergibt sich, daß die Formen der fotoelektrischen Konverterelemente nicht auf die in den Fig.19a und 19b gezeigten Beispiele beschränkt: sein müssen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Anordnungen beschränkt, bei welchen eine Strahlungsquelle vorhanden ist j um eine Fokussierung zu erreichen. Die Strahlungsquelle 1 sollte vorzugsweise einen linearen Strahl von Strahlung aussenden, damit ein Strichbild I entlang der Linie C gebildet werden kann. Da der fotoelektrische Detektor mit der Maske 8 und den fotoelektrischen Konverterelementen 6a und 6b eine Ausgangscharakteristik aufweisen kann, bei welcher das Signal in Abhängigkeit der Position des ausgesandten Strahles veränderlich ist, muß die Maske 8 nicht notwendigerweise eine lineare Charakteristik aufweisen, solange die Ausgangscharakteristik der mehreren fotoelektrischen Konverterelemente die obigen Bedingungen erfüllt.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   /"Ι·/ Fokussiereinrichtung für optische Instrumente mit optischen Elementen zur Aussendung von Strahlung an ein Objekt, fotoelektrischen Konverterelementen zum Empfang der Strahlung von dem Objekt und Umwandlung in ein elektrisches Signal, ferner mit den fotoelektrischen Konvertereinrichtungen verbundene elektrische Signalkreise, welche ein Signal zur Steuerung des bildformenden optischen Systems abgeben und Bildformeinrichtungen mit einem bildformenden optischen System, welche von dem Ausgangssignal der Behändlungseinrichtung derart beaufschlagt sind, daß eine Fokussierung in Bezug auf das Objekt vorgenommen ist, dadurch gekennzeichnet ,daß die optischen Einrichtungen zur Übertragung der Strahlung ein empfangeoptisches System zur Bildformung aufweisen mit welchem die Strahlung von dem Objekt in ein einziges Bild auf dem fotoelektrischen Konverter umgewandelt wird, und daß der fotoelektrische Konverter aus wenigstens zwei fotoelektrischen Konverterteilen besteht, welche im we-

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   sentliehen unabhängig voneinander arbeiten und: entlang einer Trennlinie sich gegenseitig berühren.
2. 2. Fokussierelnrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die bildformende Einrichtung für das bildformende optische System eine Steuereinrichtung aufweist, welche von dem elektrischen Kreis ein Ausgangssignal erhält, wodurch wenigstens ein Teil des bildformenden optischen Systems automatisch angetrieben und der Fokussierzustand in Bezug auf das Objekt hergestellt ist»
3. 3» Foktis si er exnri chtung nach Anspruch 3* dadurch g e — kennzeichnet , daß die Steuereinrichtung einen Servomotor aufweist«
4. 4. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ,. daß die fo-toelektri sehen Konverterelemente ein Ausgangesignal mit Informationen erzeugen, die nur von dem Abstand des Objektes abhängen»
5. 5· Fokus si ereinri chtung nach Anspruch I, dadurch- , g e ■ kennzeichnet , daß die Signalbehandlungsein— richtung eine Anzeige aufweist, welche den Fokus si erznst and. anzeigt, und daß diese Anzeige das Ausgangssignal der fotoelektrischen Konverterelemente entsprechend dem Fokussierzustand des bildformenden optischen Systems im Bereich des Bildsuchers des optischen Instruments anzeigt.

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6. 6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung gleichzeitig die eingestellte Position des bildformenden optischen Systems und die Position des entsprechenden Objektabstand es anzeigt.
7. 7. Fokussiereinrichtung nach A5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung ein Meter ist.
8. 8. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung ein leuchtendes Element ist, welches das Ausgangssignal der elektrischen Signalbehandlungseinrichtung durch Aufleuchten anzeigt.
9. 9. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung wenigstens zwei leuchtende Elemente aufweist, und daß die Einrichtung zur Steuerung der aufleuchtenden Elemente derart ausgebildet ist, daß wahlweise eines dieser leuchtenden Elemente in Abhängigkeit des Ausgangssignals der elektrischen Signalbehandlungseinrichtung aufleuchtet.
10. 10. Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9t ' dadurch gekennzeichnet , daß die Bildformeinrichtung eine Einrichtung zur gleichzeitigen Bewegung des bildformoptischen Systems und wenigstens einen Teil

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    des strahlempfangenden optischen Systems in vorgegebener Beziehung aufweist.
11. 11. Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9> dadurch gekennzeichnet , daß die fotoelektrische Konvertereinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, welches eine Information entsprechend der Größe und. Richtung der Differenz zwischen dem Objektabstand und der eingestellten Position des bildformenden optischen Systems erzeugt.
12. 12. Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10» dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung eine Tiefenbereichanzeige entsprechend dem Ausgangssignal der elektrischen Signalbehandlungseinrichtung aufweist.
13. 13· Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 5-9 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Signalbehandlungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche ein Ausgangssignal entsprechend der eingestellten Position des bildformenden optischen Systems aufweist, und daß Einrichtungen zum Vergleich des Signals entsprechend dem Objektabstand von der fotoelektrischen Konvertereinrichtung und dem Signal eingestellten Position des £>ild formend en optischen Systems vorgesehen sind, demzufolge ein Signal entsprechend der Größe und Richtung der Differenz zwischen den beiden Signalen erzeugt ist.

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14. 14. Fokussiereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet , daß die fotoelektrische Konvertereinrichtung wenigstens eine Maske aufweist, welche im Bereich der fotoelektrischen Konvertern eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung die in verschiedenen Positionen entsprechend dem Objektabstand einfallende Lichtmenge steuert.

    15· Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet , daß das lichtempfangende optische System wenigstens ein optisches Element aufweist, mit welchem die Strahlung des Objektes in Richtung der Abbildung eines im wesentlichen senkrecht zur Trennlinie zwischen den fotoelektrischen Konverterteilen vorhandenen Trennlinie zum Konvergieren gebracht ist.

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