DE2226964C3

DE2226964C3 - Fokussiereinrichtung für optische Instrumente

Info

Publication number: DE2226964C3
Application number: DE2226964A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Tokyo Matsumoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE2226964A1; US3820129A; DE2226964B2

Description

Die Erfindung bszieht sich auf eine Fokussiereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art

Eine derartige Fokussiereinrichtung ist aus der DE-OS 19 34 186 bekannt. Bei dieser Fokussiereinrichtung liegen die beiden fotoeiektrischen Wandler derart mit einem geringen Absland voneinander, daß ein von der reflektierten Strahlung gebildeter kreisförmiger Strahlenileck entweder in gleichem oder unterschiedlichem Ausmaß beider Wandlerflächen, oder vollständig, teilweise oder überhaupt nicht nur eine Wandlerfläche überdeckt Eine meßbare Differenz ergibt sich jedoch nur dann, wenn der scheibenförmige Strahlenfleck beide Wandlerflächen über 'eckt wobei dann eine Verstellung der Wandlerflächen im Zusammenhang mit dem Fokussiervorgang der Kamera so erfolgt, daß letztlich eine gleiche Überdeckung eingestellt wird. Dieser tatsächliche Wirkungsbereich des Strahlenfleckes ist relativ klein, so daß nur in einem relativ kleinen EntfernuRgsbereich eine Entfernungsbestimmung möglich ist

Außerdem können Differenzierungen hinsichtlich der Helligkeit im Bereich des Strahlenflecks in Abhängigkeit von der Helligkeit des angestrahlten Objekts zu Fehleinstellungen der Entfernung führen. Dieser Nachteil kann lediglich dadurch kompensiert werden, daß zwei zusätzliche fotoelektrische Wandler vorgesehen

weiden, die zu den eigentlichen fotoelektrischen Wandlern parallel geschaltet sind. Durch diese Kopplung der fotoelektrischen Wandler ist der vorgenannte Einstellfehler mit einem zusätzlichen Aufwand kompensierbar.

Es sind bereits Fokussiereinrichtungen für optische Geräte bekannt (siehe beispielsweise FR-PS 15 34 560, DE-OS 19 08 812 und GB-FS 10 60 603), bei weichen die Entfernungsb"stimmung aktiv vorgenommen wird, indem von dem optischen Gerät aus ein dünner Lichtstrahl auf den entfernungsmäßig zu erfassenden Gegenstand gerichtet wird. Das an dem G jenstand diffus reflektierte Lieht wird dann mit einer Linsananordnung des optischen Geräts erneut aufgefangen uru. '·"■»· Konvergieren gebracht Im Bereich der Bre'.neH. - - der Linsenanordnung sind dann wahlweise c i s zwei oder mehrere Fotoelemente neöeneinann-r- . "geordnet, welche entsprechend der aufgetreten .. Parallaxe des einfallenden Strahls in bezug ζ ' den ausgesandten Lichtstrahl entsprechend dem ÄDh.^d des belichteten Gegenstandes unterschiedlich bestrahlt werden. Auf diese Weise können zwei oder mehrere elektrische Signale abgeleitet werden, weiche zur Entfernungsbesfu-nmung und/oder Einstellung der Fokussierung herangezogen werden können. Es zeigt sich jedoch, daß diese bekannten Fokussiereinrichtungen mit aktiver Entfernungsbestimmung nur insoweit zufriedenstellend arbeiten, als mit denselben festgestellt werden kann, ob der angestrahlte Gegenstand innerhalb oder außerhalb eines bestimmten Bereiches liegt. Eine genaue Bestimmung des Abstandes des angestrahlten Gegenstandes, insbesondere unier Verwendung von nur zwei Fotoelementen, über einen großen Entfernungsbereich hinweg ist jedoch nicht möglich.

Es sind auch Fokussiereinrichtungen für optische Geräte bekannt (siehe beispielsweise US-PS 3 67 254) bei welchen eine Entfernungsbestimmung auf passive Weise vorgenommen wird, indem ein durch die Außenbelichtung belichteter Gegenstand an zwei verschiedenen Stellen des t^ptisc hen Gerätes optisch erfaßt und zu einem einzigen Bild zusammengesetzt wird. Aufgrund der aufgetretenen Parallaxe weisen die Konturen des entfernungsmäßig zu erfassenden Gegenstandes im Bereich der beiden Teilbiider eine gegenseitige Versetzung auf, was zu einer Entfernungsbestimmung und/ oder zu einer automatischen Fokussierung unter Ver wendung eines Motorantriebes herangezogen werden kann. Es zeigt sich jedoch, daß derartige Fokussiereinrichtungen für optische Geräte insoweit nachteilig sind, weil nur dann eine entfernungsmäßige Bestimmung vorgenommen werden kann, wenn eine ausreichende Außenbelichtung des Gegenstandes sowie zufriedenstellende kontunnäßige Kontraste desselben vorhanden sind.

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine FoKuss'ereinncntung tür optische Geräte mit aktiver Entfernungsbestimmung dprart weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau unter Verwendung von nur zwei Fotoelementen eine genaue Entfernungsbestimmung über einen großen Entfernungsbereich hinweg möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die fctoelektrischen Wandler unmittelbar nebeneinander angeordnet sind (Trennlinie c, c')una stets beide von der reflektierten Strahlung beaufschlagt werden und daß eine Maske solcher öffnung vor den Wandlern angebracht ist, daß die Signaidifferenz der Wandler von der Lage des Bildes auf den Wandlern abhängt.

Mit Hilfe der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Linsenanordnung wird die im wesentlichen punktförmige Bestrahlung des entfernutigsmäßig zu erfassenden Gegenstandes in Form einer Linie abgebildet wobei diese Linienabbildung für die weitere Verarbeitung herangezogen wird. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Fotozellen sind ferner direkt nebeneinander unter Ausbildung einer Trennlinie angeordnet wobei diese Trennlinie im wesentlichen senkrecht zu der Linienabbildung verläuft Dies hat zur Folge, daß Ungenauigkeiten bei der Linisnabbiidung aufgrund unterschiedlicher Entfernung des entfernungs mäßig zu erfassenden Gegenstandes keinen Einfluß auf die von den beiden Fotoelementen abgegebenen Signale haben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist schließlich noch eine mit einer öffnung versehene Maske vorgesehen, wodurch die unscharfen Bereiche der Linienabbildung in Richtung der beiden Enden abgeschnitten werden, wodurch wiederum das Auftreten von Ungenauigkeiten bei der cntfernungsbestim-

mung eliminiert wird. Die vorhandene Maske gestattet darüber hinaus noch, daß durch geeignet" Auslegung der Öffnung: eine optimale Kennlinie im Hinblick auf die von den beiden Fotoelementen abgegebenen elektrischen Signale erreicht werden kann. Dabei besteht die Möglichkeit, diese Öffnung so zu dimensionieren, daß über einen möglichst weiten Entfernungsbereich hinweg eine in: etwa lineare oder logarithmische Entfernungssignalabhängigkeit entsteht
Gemäß der Erfindung kann das das Bild aufnehmende optische System so lange bewegt werden, bis eine Anzeigenadel eine vorgegebene Position einnimmt oder eine Glühlampe eingeschaltet wird, wodurch eine genaue Fokussierung angezeigt wird. Demzufolge kann selbst ein ungeschickter Fotograf innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes eine sehr genaue Fokussierung durchführen.

Wenn mit Hilfe einer Filmkamera kontinuierlich Bilder hergestellt werden sollen, ist es einleuchtend, daß der zur Verfugung stehende Zeitraum zur Fokussierung in hizug auf ein aufzunehmendes Objekt relativ kurz ist so daß dadurch die Qualität der aufgenommenen Fotografien leiden kann. Um den Fokussierzustond innerhalb des Suchers anzugeben, kann das bildaufnehmende System während des Fokussierens in bezug auf das Objek? 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 kinn gewährleistet sein, daß das optische System derart eingestellt wird, daß eine gewünschte Tiefenschärfe vorhanden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erget-ϊπ sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispieien närer erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

F i g. 1 eine: schematische, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fokussiereinrichtung
F i g. 2A bis 2C verschiedene elektrische Kreise von fotoelektrischen Bildpositionsdetektoren, welche in Verbindung mit der Ausführungsform von F i g. 1 verwendet sind,
Fig.3A bis 3G seitliche Schnittansichten von ver-

schiedenen Ausführungsformen von Masken für die fotoelektrischen Detektoren, weiche in Verbindung mit derFokussiereinrichtüngvon Fig. 1 verwendbar sind,

F i g. 4 ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises welcher in Verbindung mit der Einrichtung von F i g. 1 verwendbar ist,

Fig.5 eine Schnittansicht einer zweiten Atisiührungsform der erfindungsgemäßen Foküssiereinrichtung.

Fig.6 bis 8 Biockdiagramme von verschiedenen Schaltkreisen, welche in Verbindung mit den Fokussiereinrichtungen von F i g. 1 und 4 verwendbar sind,

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

F i g. 10 eine Stirnansicht einer Meteranzeige zur Anzeige des Fokussierzustandes im Bereich eines Bildsuchers.

F i g. 11 eine Stirnansicht einer weiteren Form der Anzeige mit Lampen in Verbindung mit einem Schaltkreis gemäß F i g. 8 zur Anzeige in einem Teil des Bildsuchers.

Fig. 12 eine perspektivische, schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

F ι g. 13 eine perspektivische, schematische Ansicht einer vierten A jsführungsform der Erfindung,

F i g. 14 eine vordere Ansicht einer Fokussierzustandsanzeige, welche in Verbindung mit der Ausführungsform von F i g. 13 verwendbar ist

F i g. 15 ein Blockdiagramm einer abgewandelten Form der Ausgangsstufe der Schaltanordnungen von F i g. 4 oder 6.

Fig. 16 eine vordere Ansicht einer Fokussierzustandsanzeigeeinrichtung. welche in Verbindung mit dem Schaltkreis von Fie. 15 bei einer Anzeige im Bereich des Bildsuchers verwendbar ist. und

Fig. 17A und 17B vordere Ansichten der Austührungsform von Anzeigen gemäß F i g. 16.

In dem Folgenden soll auf F i g. 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 Projektor zur Aussendung eines Lichtstrahles. Das optische System 2 kann dabei so ausgebildet sein, daß von der punktfö. migen 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 unbeeinflußbar ist Das Empfangssystem besieht 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 Enipfangssysisms wird der an eines? Objekt reflektierte ι irhtctrahi empfangen. Das Filter 4 erfüllt dabei dieselbe Funktion wie das Filter 3. Demzufolge erscheint es zweckmäßig, wenn die beiden Riter 3,4 aus demselben Material hergestellt sind. Das optische System 5 kann so ausgebildet sein, daß ein Bildpunkt des Objektes in einer Richtung — gemäß F i g. 1 in der vertikalen Richtung — in Form eines Strichbildes / in der Brennebene des optischen Systems 5 bzw. einem fotoelektrischen Biidpositionsdeteictor im Bereich der Brennebene abgebildet wird Der fotoelektrische Bildpositionsdetektor besteht aus zwei

fotoelektrischen Wandlern 6a und 6b. weiche entlang einer Trennlinie nebeneinander angeordnet sind. Darauf ist eine Maske 7 vorgesehen, auf welcher die Btldpositl· on festgestellt wird. So wie dies in dem Folgenden noch beschrieben sein soll, kann der fotoelektrische Bildpositionsdetektor ern elektrisches Ausgangssignal erzeugen, welches der Position des Objektbildes entspricht Zu diesem Zweck hat did Maske 7 eine Öffnung 8, die in Abhängigkeit von der Verschiebung des Bildes 1 veränderbar ist, wodurch die auf dem fotoelektrischen Wandler auffallende Strahlung beeinflußt werden kann. Fer nerhin ist ein abbildendes 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 abbildenden Systems 9 in einer 1 :1-Beziehung entspricht. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Bildpunktdetektors kann mit Hilfe eines elektrischen Kreises 14 mit dem Ausgangssignal des Potentiometers verglichen werden. Das dem Abstand des Objektes von dem abbildenden optischen System entsprechende Signal und das der eingestellten Position des abbildenden optischen Systems entsprechende Signal werden mi> Hilfe des elektrischen Kreises 14 miteinander verglichen. Falls Unterschiede zwischen diesen beiden Signalen bestehen, wird ein einen Teil des elektrischen Kreises 14 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 Welle 16 des Servomotors 15 befestigtes Ritzel 17 in Drehung versetzt wodurch das abbildende optische System 9 entlang der optischen Achse verstellt wird. Die Drehung des abbildenden optischen Systems 9 erfolgt in jener Richtung, in welcher die Differenz zwischen den beiden Signalen durch den Servokreis vermindert wird. Durch Zurückführen des Positionssignals des abbildenden optischen Systems in Abhängigkeit mit dem Ausgang des Potentiometers 13 wird das abbildende optische System an jenem Punkt zum Stillstand gebracht an welchem die Diiferenz zwischen den beiden Signalen Null wird. Daraus ergibt sich, daß das abbildende 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 d*?r

so dem Ausgangssignal des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors entsprechende Abstand und der durch das abbildende optische System entsprechende Abstand einander gleich sind.

Fig.2A bis 2C zeigen, daß die fotoelektrischen

Wandler 6a und 6b von einer elektrischen Stromquelle E mit einer negativen Vorspannung beaufschlagt sind. Das Potentiometer 13 ist in Serie mit dem Wandler 6a angeordnet während ein Widerstand rin Serie mit dem Wandler 6b angeordnet ist

eo Die fotoelektrischen Wandler 6a und 6b werden durch eine Maske 7 verdeckt weiche gemäß Fig.3A bis 3G ausgebildet ist Die Öffnung 8 in der Maske 7 weist zwischen den beiden Wandlern 6a und 66 eine Trennlinie C aul Die Form dieser öffnung 8 ist hingegen entsprechend der Position des Strichbildes /veränderlich. Gemäß F i g. 2A sind die an den Ausgängen A und B auftretenden Potentiale des Widerstandes r und des Potentiometers 13 — entsprechend den Ausgangssi-

gnalen der fotoelektrischen Wandler 6a und 66 — veränderlich in bezug auf die Position des Bildes.

So wie dies in F i j. 3A bis 3C dargestellt ist, werden die fotoelektrischen Wandler 6a und 6b in derartiger Weise abgedeckt, daß die auf den Wandler 6a auffallende Strahlung größer als die auf den Wandler 6b auffallende Stellung ist Falls der maximale Widerstandswert des Potentiometers 13 gleich dem Widerstands-Wert des Widerstandes r ist, ist gemäß F i g. 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 AusgangskJemme !3a bildet, können die an den beiden Ausgangsklemmen 13a und 13Zj auftretenden Potentiale einander gleichgemacht werden, indem die Position der Ausgangsklemme 13a eingestellt wird. Wenn die elektrischen Elemente im Bereich der nächsten Stufe, bei welcher die Ausgangsklemme 13a und 136 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 Wandler 6a und 6b, d. h. jene Position, bei welcher das Strichbild /auf beide fotoeiektrische Elemente auffällt' Dies bedeutet, daß das Verhältnis zwischen den Ausgängen der beiden fotoelektrischen Wandler 6a und 66 elektrisch in einem Vergleich von zwei Potentiometerpunkten umgewandelt wird, wobei die Position des Strichbildes in bezug auf das abbildende System unabhängig von der Beleuchtung festgestellt werden kann.

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

a) Eine Formgebung gemäß F i g. 3A, bei welcher die Länge auf jener Seite der öffnung im Bereich des fctoelektrischen Wandlers 66 konstant ist, während die Länge im Bereich des fotoelektrischen Wandlers 6a kontinuierlich mit der Position des Bildes 1 V2ränderlich ist

b) Eine Formgebung gemäß F i g. 3B, bei welcher die Länge der beiden Seiten der Öffnung kontinuierlich mit der Position des Bildes veränderlich ist

c) Schließlich eine Formgebung gemäß Fig.3C.bei welcher die Länge 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 einen der fotoelektrischen Wandler auffallende Lichtmenge — unabhängig von der Position des Strichbildes — immer größer als d>€ auf rfgn amiprpn fntnrdektrisrhpn Wandler auffallende Lichtmenge. Derartige Masken können ferner derart ausgelegt sein, daß die längere Seite der Öffnung jener Position zugeordnet ist, bei welcher das durch die Strahlung von entfernten Objekten abgebildete Bild hingewcrfen wird, so daß eine Reduktion des Ausgangssignals des fotoelektrischen Wandlers »πι wesentlichen vermieden wird. Die kürzere Seite der Öffnung 8 entspricht hingegen jener Position, in welcher die von naheliegenden Objekten reflektierte Strahlung auffällt, wodurch zu große Eingangssignale vermindert werden- Aufgrund einer derartigen Ausgestalfmg ergibt sich eine Art automatische Eingangssignaleuirichtung. Durch entsprechende Verschiebung des Abzapfpunktes des Potentiometers 13 in Verbindung mit der Verschiebung des abbildenden Systems gemäß Fig, I kann das dem Abstand des Objektes entsprechende, durch die Ausgangsdifferenz zwischen den fotoelektrischen Wandlern 6a und 66 gebildete Signal mit dem der

ίο Position des abbildenden optischen Systems entsprechenden Signal verglichen werden.

F i g. 2B zeigt ein weiteres Beispiel eines elektrischen Kreises des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors, während die F i g. 3A bis 3G verschiedene Formen von Masken zeigen, welche in Verbindung mit dem Kreis von Fig.2 B verwendbar sind. Gemäß Fig.2 B sind die beiden fotoelektrischen Wandler 6a und 66 in Serie mit dem Potentiometer 13' verbunden. Der Abzapfe punkt des Potentiometers 13' ist mit einer Klemme der elektrischen Stromquelle Everbunden und kann ähnlich wie bei der Ausführungsform von F i g. 2 mit dem abbildenden optischen System mitverschoben werden.

Zum Schutz des Kreises sind ferner Widerstände r¹ und τ" vorgesehen, welche mit dem Potentiometer 13' und den fotoelektrischen Wandlern 6a und 66 verbunden sind. Die in den F i g 3A bis 3G gezeigten Masken sind derart aus >ildet daß die Längen der Seiten der öffnung 8 in bezug auf die fotoelektrischen Wandler 6a und 66 mit der Verschiebung des Strichbildes veränderlieh sind, wobei sich das Verhältnis zwischen diesen Längen in der Mitte der Öffnung umkehrt Dies ergibt eine größere Veränderungsmöglichkeit der Längen der öffnung 8, was wiederum einen größeren Veränderungsbereich der Ausgangssignale der beiden fotoelektrischen Wandler erlaubt Demzufolge kann der mittlere Abtastpunkt des Potentiometers 13' in stärkerem Maße verstellt werden. Die in Fig. 3G dargestellte Maske ist insbesondere für Entfernungsbereichsmessung geeignet

Fig.2G zeigt eine weitere Abwandlung des elektrischen Kreises des fotoelektrischen Bildpositionsdetektors. Diese Ausführungsform soll in Verbindung mit F i g. 7 noch näher erläutert werdea

In dem Folgenden soll nunmehr auf Fig.4 Bezug genommen werden, in welcher ein Blockdiagramm einer automatischen Fokussiereinrichtung gemäß F i g. 1 dargestellt ist Gemäß dieser Figur wird der von dem Projektor 100 ausgesandte Strahl zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Signals eines Impulsgenerators 102 amplitudenmoduliert Dieses Signal wird dann über einen Leistungssteuerkreis 101 geleitet, welcher entsprechend dem Ausgangssignal eines Integrationskreises 103 gesteuert wird. Der an einem Objekt reflektierende Strahl gelangt auf die in den F i g. 1 und 2A und 2B dargestellten fotoelektrischen Wandler 6? und 66, deren Ausgangssignale über einen fotoelektrischen Detektorkreis mit einer modifizierten Brücke gemäß F i g. 2A oder 2 B und durch einen zur Entfernung von Rauschsignalen Hianenrian, nicht dargestellten Kondensator geleitet werden. Der reflektierte Strahl wird somit fotoelektrisch umgewandelt und einem Differenzverstärker 107 zugeführt Am Ausgang des Differenzverstärkers 107 tritt ein Signal mit einer Amplitude und einem Vorzeichen auf, welches der quantitativen Differenz und der relativen Größe zv/isctita der auf den fotoelektrischen Wandlern 6a und 6-b auffallenden reflektierten Signale, d. h. der Differenz zwischen der Position des Objektes und der momentanen Position des abbildenden od-

ίο

tischen Systems entspricht Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 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 i 10, einer Einstelleinheit 111 und einem Nachverstärker 113 zugeführt. Ferner ist ein Lcistungsgleichrichter 112 vorgesehen, welcher das Ausgangssignal des Nachverstärkers 113 an den Vorverstärker 111 zurückführt. Der automatische Verstärkungsfaktoreinstellkreis lie^rt ein vorgegebenes Ausganyssignal, und zwar unabhängig von der Größe der Eingangssignale des fotoelektrischen Detektors 106. Der Ausgang des automatischen Verstärkungsfaktoreinstellkreises wird einem Synchronisationsdetektor 114 zugeführt, von welchem das Signal in zwei Signale geteilt wird, von welchen das eine zur Synchronisationsfeststellung durch einen impuls von dem Impulsgenerator 102 phaseninvertiert sein kar χ 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 abbildenden optischen Systems 9. Das Signal des Potentiometers 13, welches der Position dieses Systems entspricht, wird dem fotoelektrischen Detektor zuriickgeleitet, wodurch in der bereits beschriebenen Art und Weise eine Fokussiereinstellung vorgenommen wird. Falls ein Objekt im Abstand »unendlich« liegt oder falls die von einem Objekt reflektierte Strahlung aus irgendeinem anderen Grund sehr schwach ist. wird das Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors 106 direkt einem Verstärker 108 zugeführt wodurch das abbildende 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 103 ergibt ebenfalls ein Signal für den Leistungssteuerkreis 101 zur Steuerung des Eingangssignals für den Projektor 100. Der Eingangspegeldetektor 104 reagiert auf den Schaltkreis 117, falls das Eingangssignal einen unterhalb einer vorgegebenen Größe liegenden Wert aufweist Dadurch wird der reguläre Signalpfad über die Kreise 106,¹07, 109, den automatischen Verstärkungsfaktoreinstellkreis und die Einheiten 115, 114 bzw. 116 geöffnet und der Pfad zur Übertragung eines Signals eines Positionseinstellkreises 105 in Verbindung mit dem abbildenden System 9 geschlossen, so daß dieses Signal von dem Positionseinstellkreis 105, den Verstärkern 118 bzw. 119 zugeführt werden kann.

So wie dies an Hand von F i g. 9 ersichtlich ist kann der Positionseinstellkreis 105 ein gewöhnlicher Brükkenkreis sein, bei welchem die beiden Arme mit veränderlichen Widerständen r 1 und rl versehen sind. Der Brückenkreis kann ferner einen veränderlichen Widerstand RA aufweisen dessen Widerstandswert in Abhänjgigkeit der Bewegung des abbildenden Systems veränderlich ist, während zusätzlich ein veränderlicher Wi-'derstand RB vorgesehen ist, dessen Widerstandswert gleich dem Widerstandswert RA in der Position »unendlich« des abbildenden optischen Systems isi. Die Widerstände R1 und R 2 weisen die gleichen Widerstandswerte auf. Ferner ist eine elektrische SpannungsquelleE vorgesehen. Der Positionseinstellkreis gibt jeweils ein Signal ab, welches der Position des abbildenden optischen Systems 9 in bezug auf eine Einstellung »unendlich« entspricht.

Fig.5 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform. Die Lichtquelle 1' zur Aussendung eines entsprechenden Entfernungssuchsignals kann aus einer Wolframlampe, einer Gasentladungsröhre, einer Lumineszenzdiode, einem Laserelement oder einem ähnlichen Strahler bestehen. Die Lichtquelle 1' ist am Brennpunkt eines sphärischen oder parabolischen Spiegels 2a so angeordnet, daß ein paralleler Strahl ausgesandt wird. Vor der Lichtquelle 1' ist eine Kondensatorhnse 2b vorgesehen, welche eine Streuung der direkten Strahlung der Lichtquelle Γ vermeidet und eine bessere Bündelung auf das zu beleuchtende Objekt bewirkt. Vor der Lichtquelle Γ ist ferner ein Filter 3' vorgesehen, welches den Strahl wellenlängenmäßig festlegt Falls die Strahlung aus Infrarotstrahlen bestehen soll, muß das Filter 3' ein für das sichtbare Licht undurchlässiges Filter sein. Die oben erwähnten Elemente ergeben einen Projektor 100'. Ein optisches Empfangssystem 120 ist direkt neben dem Projektor 100' angeordnet Vor dem optischen Empfangssystem 120 ist ein Filter 4' angeordnet viel ches die Störstrahlen verschiedener Wellenlängen abhält Selbstverständlich ist dieses Filter 4' dasselbe wie das Filter 3'. Hinter dem Filter 4' ist eine zylindrische Linse 5' und ein sphärischer Spiegel 2c angeordnet, 'i einem gewissen Abstand von der optischen Achse der zylindrischen Linse 5' ist ein total reflektierender Spiegel 2d schwenkbar angeordnet Gegenüber diesem Spiegel 2</sind zwei entlang einer Linie aneinanderstoßende fotoelektrische Wandler 6a' und 6b' angeordnet. Die zylindrische Linse 5' bringt die von einem Objekt reflektierte Strahlung nur in einer vorgegebenen Richtung vom Konvergieren, wodurch ein Purktbild in ein Strichbild umgewandelt wird, wobei dieser Strich senkrecht zu der Zeichnungsebene verläuft Ein derartiges Strichbild kann durch den sphärischen Spiegel 2c vergrößert und fokussiert werden. Der total rc'lektierende Spiegel 2dist dabei so angeordnet daß das vergrößerte Strichbild auf oder im Bereich der fotoelektrischen Wandler6a'und 6b'zu liegen kommt Der total reflektierende Spiegel 2d kann um seine mittlere Linie hin geschwenkt werden, in welchem Bereich der Spiegel an einem Arm 2'b befestigt ist Dieser Arm 2'b bildet eine mechanische Verbindung mit einem Ansatz 10'a des Rohres 10', das der Aufnahme des abbildenden optischen Systems 9' dient Die Schwenkbewegung des

so total reflektierenden Spiegels 2d wird in Richtung des doppelten Pfeils q durch Bewegung des Rohres 10' in Richtung des doppelten Pfeils ρ ausgelöst Um ein Ausgangssignal entsprechend dem Ausgang der fotoplektrischen Wandler 6a', 6b'zu erreichen, ist ein elektrischer Kreis 14' vorgesehen, welcher ausgangsseitig mit einem Meßinstrument 15' verbunden ist

Während des Betriebes wird die von einer Lichtquelle Γ 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 Strahlung gelangt in das optische Empfangssystem 120, in welchem die Strahlung durch die zylindrische Linse 5' in ein Strichbild umgewandelt wird.

Dieses Strichbild wird erneut durch den sphärischen Spiegel 2c vergrößert und nach Reflexion an dem Planspiegel 2d als Strichbild auf oder in der Nähe der fotoelektrischen Wandler 6a' 6b' zum Auffallen gebracht

Da die Position dieses Strichbildes entlang der optischen Achse dieses Spiegels von dein Abstand des Projektors 100' Hs zu dem Objekt abhängt, ist das auf den Dielektrischen Wandlern 6a' 6b' 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 stationär ist Zur Durchführung einer derartigen Einstellung, bei welcher das Strichbild auf die Trennlinie C zwischen den zwei fotoelektrischen Wandlern 6a, 66, fällt, kann das Bild des Objekts an eine Position des abbildenden optischen Systems 9' 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 daß sich eine Unausgeglichenheit zwischen den Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen Wandler 6a, 66 ergibt Das Aus^angssignal entsprechend dieser Ungleichheit wird über den elektrischen Kreis 14' dem Meter 15' zugeführt, des en 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 abbildende System 9' bezüglich des Objektbildes richtig fokussiert ist Auf diese Weise kann die Fokussierung des abbildenden optischen Systems in bezug auf ein zu fotografierendes Objekt sehr leicht durchgeführt werden, indem der Fo-. tograf nur die Bewegung der Metemadel beobachtet

Fig.6 zeigt ein Blockdiagramm des elektrischen Kreises, insbesondere des elektrischen Kreises 14', welcher zur Speisung eines Meters 15' verwendet wird. Dabei sind so weit wie möglich dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 4 verwendet

Gemäß F i g. 6 wird der von dem Projektor 100 ausgesandte Lichtstrahl mit einer geeigneten Frequenz durch einen impulsgenerator 102 amplitudenmoduliert Das Ausgangssignal des Projektors 100 wird in dem Leistungssteuerkreis 101 in 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 F i g. 1 und 5 dargestellte optische System den fotoelektrischen Wandlern (6a, 6b bzw. 6a', 6b') zugeführt von wo aus das elektrische Signal über einen fotoelektrischen Detektorkreis 106 mit einem Brückenkreis und von dort über einen nicht dargestellten der Entfernung von Rauschsignalen dienenden Kondensator geleitet wird. Das Ausgangssignal wird dann einem Differenzverstärker 107 zugeführt Das Ausgangssignal dieses Differenzverstärkers 107 ist selbstverständlich ein Signal mit einer Amplitude und einem Vorzeichen, welches der quantitativen Differenz und der relativen Größe zwischen der auf die beiden fotoelektrischen Wandler 6a und 6b auffallenden Strahlung entspricht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 107 weist periodische Brummsignale - insbesondere im Bereich von 100 oder 120 Hz - auf, welche mit Hilfe eines Filters 109 emfernt werden. Von dort wird das Signal einem elektrischen Synchronisationsdetektor 114 zugeführt Dieser Synchronisationsdetektor 114 teilt das Eingangssignal in zwei Signale, von welchen das eine impulsinvertiert wird, so daß eine synchrone Feststellung in Abhängig-

■ keit eines Impulses von dem Impulsgenerator 102 . durchgeführt werden kann. Das Ausgangssignal des . Synchrondetektors 114 wird nur einem der Integrati-

■ onskreise 114 und 115 in Abhängigkeit mit dem Vorzei

chen des Signals zugeführt, von wo aus das Signal über den entsprechenden Verstärker 118 bzw. 119 geleitet wird. Dadurch wird die Nadel eines Meßgeräts 15' in Abhängigkeit mit dem Vorzeichen des zugeführten Eingangssignals verändert Durch Bewegen des Rohres 10 bzw. 10' de« abbildenden Systems ergibt sich die Möglichkeit, jenen Punkt festzulegen, bei weichem die Nadel des Meßgeräts 15' eine vorgegebene Position einnimmt, in welcher der Brennpunkt oder das Objekt erreicht ist

ίο Da die Richtung der Verschiebung der Meßgerätnadel der Richtung des Außer-Gleichgewichts-Bringens der Eingangssignale der beiden fotoelektrischen Wandler entspricht, kann der Fotograf sehr schnell an der Richtung der Verschiebung der Meßgerätnadel erkennen, in welcher Richtung das abbildende System verstellt w?rden 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 F i g. 4 ähnlich.

F i g. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Schaltkreise!» von F i g. 6, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Die von dem Projektor 100 ausgesandte Strahlung wird durch einen Impuls des Impulsgenerator 102 amplitudenmoduliert und mit Hilfe des Leistungssteuerkreises 101 gesteuert welcher von einem Gleichrichterkreis 121 Steuersignale erhält Der von dem Objekt reflektierte Strahl wird durch ein optisches Empfangssystem einem fotoelektrischen Bildpositionsdetekior zugeführt welcher einen Teil des fotoelektrischen Bilddetektorkreisey 106 darstellt Dabei wird die reflektierte Strahlung in ein elektrisches Signal umgewandelt welches über einen nicht dargestellten der Entfernung von Rauschsignalen dienenden Kondensator einem Wechselstromverstärker 107' zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 107' wird über ein Rauschfilter 109 geleitet, welches der Entfernung periodischen Rauschens, insbesondere im Bereich von 100 bzw. 120 Hz dien*. Das gefilterte Ausgangssignal wird dann einem Gleichrichterkreis 120 zugeführt, in welchem das Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umgewandelt wird. Das Gleichstromsignal wird dann einem in dem Folgenden noch zu beschreibenden Schaltkreis 117 und von dort einem Gleichstromverstärker 118' und schließlich dem Meter 15' zugefühiu Die von dem Meßgerät 15' abgegebene Anzeige entspricht dem Objektabstand, so wie dies in Verbindung mit F i g. 6 bereits beschrieben worden ist

Ein Verstärker 108, der Gleichrichterkreis 121, der Eingangspegelfeststellkreis 104» der Positionsfeststellkre 105 sowie der Schaltkreis 117 wirken zusammen, um das abbildende optische System gegebenenfalls möglichst rasch auf »unendlich« einzustellen.

In dem Folgenden soll nunmehi auf F i g. 2C Bezug genommen werden, in welcher ein Beispiel einer elektrisehen Verbindung der fotoelektrischen Wandler in dem fotoelektrischen Bildpositionsdetektor in Verbindung mit dem Schaltkreis gemäß F i g. 7 gezeigt ist Die fotoelektrischen Wandler 6a und 66 mit der in Fig.3A bis 3 G dargestellten Maske 7 sind ip Serie miteinander verbunden, jedoch, in bezug auf zwei den gleichen Widerstandsweirt aufweisende Widerstände A3 und A4 parallel geschaltet, wobei die beiden Widerstände A3 und R 4 in Serie zueinander angeordnet sind. Die fotoelektriEchen Wandler werden der negativen Vorspannung einer elektrischen Spannungsquelle E ausgesetzt Die fotoelektrischen Wandler 6a und 6b, sowie die starren Widerstände A3 und A4 ergeben einen abgewandelten Brückenkreis. Durch Abnahme des Ausgangssi-

gnais des Brückenkreises an dem Punkt A 'zwischen den beiden fotoelektrischen Wandlern 6a, 66 und dem Punkt B' zwischen den beiden Widerständen R 3, R 4, kann ein Ausgangssignal erhalten werden, welches der Ausgangsdifferenz zwischen den beiden fotoelektrischen Wandlern 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 ja bekanntlich von dem Objektabstand, dem Reflexionsfaktor usw. abhängt

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

Gemäß dieser Figur ist ein Wechseistromverstärker 123 und ein Potentialverstärker 124 - beispielsweise ein Schmidtkreis — vorgesehen. In Abhängigkeit der Abstimmung zwischen den beiden fotoelektrischen Wandlern 6a und 6b wird das Ausgangssigna] des Verstärkers i23 auf Null gebracht wodurch eine Miniaturlampe 126 angezündet wird. Sobald die Eingangssignale der beiden fotoelektrischen Wandler 6a, 6b bzw. 6a' 6b' aus dem Gleichgewicht gelangen, wird ein Ausgangssignal des Verstärkers 123 dem Potentialdetektor 124 zugefL .TTt, so daß die Miniaturlampe 126 nicht angeschaltet wird. Die Elemente in F i g. 8 arbeiten im übrigen auf die gleiche Weise wie bereits beschrieben.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Meßgerätnadel 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 Bildorfnung 18 ist ein Paar von Fenstern 20a, 20& angeordnet, welche den richtigen Fokussierzustand angeben. Diese Fenster 20a, 20ö 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 jede belie-

LUgC ι oi in 2üi weiäcii, ΪΠΠ nie gcvvüilScntc rimzlÜCm

durchzuführen. Die mit dem Bezugszeichen 22 versehene Meßgerätnadel ist derart angeordnet daß die relative Position zwischen der Meßgerätnadel 22 und der Referenzpositionsanzeigemarke 21 den Fokussierzustand des abbildenden optischen Systems angibt Beim Übereinstimmen der Nadel mit der Linie 21 ist der richtige Fokussierzustand des abbildenden Systems erreicht

Bei Verwendung obiger Anordnung kann der Fotograf das Objekt in dem mittleren Feld des Suchers su-

tete abbildende optische System so einzustellen, daß die Meßgerätnadel 22 auf der Referenzlinie 21 zu liegen kommt Daraufhin wird das abbildende optische System nicht mehr verstellt weil die gewünschte Fokussierung gegenüber dem Objekt bereits erreicht worden ist.

F i g. 11 zeigt in Form eines Beispiels die Anzeigeeinrichtung für die Anzeige des richtigen Fokussierzustandes in Verbindung mit einem Stromkreis gemäß F i g. 8. Unterhalb des Bifdsuchers ist entlang der Mittellinie eine Öffnung 27 vorgesehen, hinter welcher die Lampe 126 angeordnet ist, die durch An- und Ausschalten anzeigt, ob die richtige Fokussierung vorgenommen worden ist oder nicht

F i g. 12 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Anzeige des Fokussierzustandes im Bereich oder nahe des Bildsuchers unter Verwendung eines fotoelektrischen Bildpositionsdetektors entsprechend der Anordnung von F i g. 2C Die mit den Bezugszeichen 1 bis 10 und 18 versehenen Elemente arbeiten in derselben Art und V/eise wie bei der AusfÖhrungsform von F i g. ί.

15' bezeichnet ein Meßgerät welches cias Ausgangsglied des Entfernungssuchersystems bildet Der Ausgang des, Meters 15' wird über eine Welle 25 in die Verschiebung einer Nadel 26 umgewandelt Die Nadel 26 ist derart ausgebildet daß eine Verschiebung derselben innerhalb eines Fokussierzustandfensters 28 erkennbar ist, das unterhalb des Sucherfeides 27 angeordnet ist Die Elemente 29a, 296,29c bilden zusammen das optische System für den Sucher. Auf der anderen Seite ist ein Mechanismus zur Anzeige der Position des Rohres 10 für das abbildende optische System vorgesehen. Auf zwei Trägern 30, 31 ist 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 34 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 nadelförmige Ende 38 in dem Fokussierzustandsanzeigefenster 28 erscheint

Bei einer derartigen Anordnung bewirkt die Verschiebung des abbildenden optischen Systems entlang •der optischen Achse eine Versteilung des nadeiförmigen Endes 38 durch den Eingriff zwischen den Elementen 35und 37. Demzufolge ergibt sich in dem Anzeigefenster 28 eine Anzeige entsprechend der Position des abbildenden optischen Systems. Durch Einstellung von Hand oder auf andere Weise kann das abbildende optische System so lange verstellt werden, bis das nadelförmige Ende 38 in Übereinstimmung mit der Nadel 26 gelangt wodurch der richtige Fokussierzustand angezeigt ist Die in diesem Zusammenhang verwendeten Leitungsanschlüsse sind durch A"-A"und B"-B"angedeutet

F i g. 13 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Mechanismus zur Anzeige des Tiefenbereiches zuzüglich zu dem Fokussierzustand. Fig. 14 zeigt hingegen die Art und Weise, in welcher diese Informationen unterhalb des Bildsuchers angezeigt werden können.

Gemäß Fig. 13 ist ein Rohr 28 mit einer Fokussier-Iinse 29 versehen, während ein Rohr 30 mit einer darin angeordneten Zoomlinse 31 versehen ist Die Position der Fokussierlinse 29 wird mit Hilfe einer Stange 32

icaigcatcut, vrcn.iic um ι line emei lsi uvnjeuci J^ gegen das Rohr 28 gedruckt ist Die Drackfeder 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 38 anstoßenden Druckfeder 37 gegen die Nockenoberfläche 30' des Rohres 30 der Zoomlinse 31 gehalten ist An einem Ansatz des Rohrelementes 38 ist mit Hilfe eines Stiftes 40 ein plattenförmiges Element 41 schwenkbar gelagert Dieses plattenförmige Element 41 ist mit einem Schlitz 42 versehen, in welchen das abgebogene Ende der Stange 33 hineinragt Zwischen dem plattenförmigen Element 41 und dem Rohrelement 38

i5

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 in einem mit einem Schlitz 45 versehenem Plattenelement 46 verschiebbar gelagert ist. An dem Plattenelement 46 ist eine Zugfeder 48 eingehängt, weiche das Plattenelement 46 gegen das Ende des zweiten Schenkeis des plattenförmigen Elementes 41 drückt Das nach aufwärts ragende Ende 49 des Plattenelementes 46 steht in Eingriff mit einer Nokkenfläche 50a einer weiteren Platte 50, weiche mit Hilfe einer an Stiften 53, 54 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 56 versehen, welcher an deren drehbaren Welle 55 befestigt ist Ein Ende dieses Blendenverstellarmes 56 ist mit einer öffnung 58 versehen, weiche im abbildenden 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 lichtempfindlichen Pfades durchgelassene Lichtmenge beeinflußt werden kann. Innerhalb des abbildenden Pfades ist schließlich ein optisches System 63 vorgesehen.

Dei im optischen Pfad des Bildsuchers mit seinem optischen System 64 angeordnete Sucherarm 60 weist eine Sucheröffnung 61 und eine darunter angeordnete Anzeigeö'fnung 62 auf. Das der Anzeige des Fokussierzustandes dienende Meßgerät 65 ist mit einer auf einer-Welle 66 gelagerten Nadel 67 versehen. Die relative Position der dreieckförmigen Öffnung 51 der Platte 50, der Ausschnitt 57 am Ende des Blendenverstellarmes 56 und die Nadel 67 sind gemäß F i g. 14 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 33,36 und 41 eine Bewegung bzw. geringfügige Drehung des einen Endes 4Γ 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 51 durch die Zusammenwirkung des einen Endes 49 des Plattenelementes 46 und der Nockenoberfläche auf der Oberfläche der Platte 50 verschoben. Der Ausschnitt 57 an einem Ende des Blendenverstellarmes 56 wird in Abhängigkeit der Drehung der Welle des Blendenmeßgeräts 55 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 der 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 Fokussierlänge derZoomlmse und die relative Blendenöffnung ergibt Eine zufriedenstellende Fokussierung kann somit sehr schnell durchgeführt werden. Bei der

5 oben beschriebenen Anordnung ist es einleuchtend, daß die Form des Tiefenschärferahmens nicht notgedrungenermaßen auf die karoförmige Auslegung festgelegt ist
Fig. 15,16,17A und 17B zeigen ein System, bei welchem die Empfindlichkeit des Meters zur Anzeige des Fokussierzustandes in Abhängigkeit mit der Tiefenschärfe eingestellt werden kann, um den Fokussiervorgang derart durchzuführen, daß die Tiefenschärfe berücksichtigt wird.

Gemäß Fig. 15 sind veränderliche Widerstände rS und r6 in Serie angeordnet, während ein veränderlicher Widerstand r7 parallel zu dem Meßgerät 15' .-.«geordnet ist Die Widerstände r 5 und r 6 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 abbildenden optischen System eingestellt werden. Der Widerstand rl ist so ausgebildet, daß derselbe mit dem Ausgang des Bbndenmeters 15' verändert werden kana Obwohl der Widerstand r 7 mechanisch mit dem Blendenmeßgerät 15' verbunden sein kann, erscheint es doch zweckmäßig, daß der Widerstandswert dieses Widerstandes rl in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Blendenöffnungsmeßgerätes verändert werden kann, indem ein fotoelektrisches Element verwendet wird, das den Widerstandswert in Abhängigkeit der Außenhelhgkeit verändert Falls die Widerstandswerte der Widerstände r5 und r6 so eingestellt werden, daß eine Zunahme stattfindet, wenn die Fokussierlinse in Richtung einer Einstellung auf »unendlich« verändert wird, und wenn die Zoomlinse in Richtung einer Verminderung der Brennweite des abbildenden Systems verändert wird, und falls der Widerstandswert des Widerstands r 7 so eingestellt ist daß mit einer Zunahme der Außenhelligkeit eine Abnahme stattfindet dann fließt bei größeren Tiefenschärfen ein geringerer Ausgangsstrom durch das Meßgerät wodurch die Empfindlichkeit der Meßgeräts vermindert wird. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit des Meßgeräts in Abhängigkeit der Tiefenschärfe verändert werden.

Fig. 17 zeigt eine Trennlinie 68, welche gegenüber der Umgebung eine verschiedene Transparenz aufweist Diese Linie ist in der Nähe des mittleren Punktes des

so Fokussierzustandsanzeigefensters 20 angeordnet weiche unterhalb des 3ildsuchers 18 liegt Die Sensitivität einer Meßgerätnadel 22 gegenüber Verschiebung hängt von der Tiefenschärfe ab, so wie dies bereits in Verbindung mit F i g. 15 beschrieben worden ist Durch Einstellung der Meternadel 22 kann eine Fokussierung vnr. genommen werden, indem dieselbe auf die Linie 68 eingestellt wird. Die Empfindlichkeit der Meßgerätnadel 22 kann dadurch erhöht werden, daß die Tiefenschärfe vermindert wird. Der Fotograf muß somit sehr sorgfältig die Fokussierlinse verdrehen, um die Meßgerätnadel 22 in diesen Bereich 68 hineinzulegen, um eine zufriedenstellende Fokussierung bei gewünschter Tiefenschärfe zu erreichen.
Die Fig. 17A und I7B zeigen Beispiele eines fotoelektrischen Wandlers, welcher an Stelle des Widerstan-' des r 7 verwendet werden kann. Da der veränderliche Widerstand r 7 in Abhängigkeit der Außenhelligkeit einen veränderlichen Wfderstandswert aufweisen muß,

kann als veränderlicher Widerstand ein fotoelektrischer Wandler zur Steuerung des Blendenmeßgeräts verwendet werden. Sd wie dies gezeigt ist, können zwei fotoslektrische Wandler des Elementes 69_; 70 bzw. 71,72 auf einem gemeinsamen Substrat vorgesehen sein, wobei eines dieser Elemente zur Steuerung des Blendenmeßgeräts dient während das andere den veränderlichen Widerstand darstellt Dabei ergibt sich, daß die Formen der fotoelektrischen Wandler nicht auf die in den Fig. 17A und 17B gezeigten Beispiele beschränkt sein müssen.

Die Strahlungsquelle 1 sollte vorzugsweise einen linearen Strahl von Strahlung aussenden, damit ein Strichbild / entlang der Linie C gebildet werden kann. Da der fotoelektrische Detektor mit der Maske 7 und den fotoe'ektrischen Wandlern 6a und 66 eine Ausgangscharakteristik aufweisen kann, be: welcher das Signal in Abhängigkeit der Position des ausgesandten Strahles veränderlich ist muß die Maske 7 nicht notwendigerweise eine lineare Charakteristik aufweisen,

ίο solange die Ausgangscharakteristik der mehreren fotoelektrischen Wandler die obigen Bedingungen erfüllt

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fokussiereinrichtung für optische Instrumente mit einem optischen System zur Aussendung von Strahlung auf ein Objekt, einem zweiten optischen System, durch das die vom Objekt reflektierte Strahlung auf mindestens zwei fotoelektrische Wandler an einer Stelle fokussiert wird, die im wesentlichen dem Objektabstand entspricht, wobei die Wandler, in einer Ebene liegend, nebeneinander angeordnet sind und stets beide von der reflektierten Strahlung beaufschlagt werden und die Signaldifferenz der Wandler von der Lage des Bildes auf den Wandlern abhängt, und mit einem elektrischen Schaltkreis zum Erfassen der Signaldifferenz der Wandler zum Steuern und/oder Anzeigen des Fokussierzustandes des optischen Instrumentes auf der Basis der erfaßten Signaldifferenz, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Wandler (6a, 6b; 6a' Sb') entlang einer Trennlinie (c &) sich gegenseitig berühren, daß das zweite optische System (5, 5') die vom Objekt reflektierten Strahlen in Form eines Strichbildes (I) fokussiert, welches die Trennlinie (c c') kreuzt, und daß eine Maske (7) von den Wandlern angebracht ist, deren öffnung 88) zar Steuerung der auf die Wandler entsprechend dem Objektabstand auffallenden Lichtmenge hinsichtlich der Form mit dem Verlauf der Trennlinie (c, c') veränderlich ist, indem sich bei ,^veränderlicher Maske (7) die Länge des auf die fotoelektrischen Wandler (6a, 6b; 6a' 6b') fallenden Strichbildes (I) irfolge c' ;r vorgegebenen Form der Maske verändert, "'enn >ich das Strichbild mit sich änderndem Objekt-Abstand in Richtung der Trennlinie (c, c") bewegt.

2. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (10 —17) in Abhängigkeit der beiden Ausgangssignale der Wandler (6a, 6b, 106) einen Teil (10) des abbildenden Systems (9, 9', 29, 31) automatisch antreibt und damit die Fokussierung herstellt

3. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10-17) einen Servomotor (15) aufweist (F i g. 1,4).

4. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Ausgangssignale der Wandler (6a, 6b, 106) einer Schaltung(14', 101 -105, 107-109, 114-119; 101-105, 107', 108, 109, 117, 118', 121, 122; iOl-105, 107-109, 117-123, 124) zugeführt werden, die mit einer Anzeigeeinrichtung (15'; 23a, 236.· 15', 26,28; 65,66,67; 126) verbunden ist, welche im Bereich des Blickfeldes (13, 61) des Suchers (18) den Fokussierzustand des optischen Geräts anzeigt

5. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Anzeigeeinrichtung mit Hilfe getrennter Anzeigeelemente (26, 38) gleichzeitig den Fokussierzustand und den gemessenen Objektabstand anzeigt(Fig. 14).

6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung mit einer Skala (15') versehen ist (F i g, 6,7,14).

7. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Verbindungselement (Wb) vorgesehen ist, welches das abbildende System (9') mit einem Teil (2d) koppelt, das im Strahlengang zu den Wandlern (6a' 6b') angeordnet ist

8. Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung {63, 66) so ausgebildet ist daß sie eine Anzeige (67) bezüglich des Tiefenschärfebereiches abgibt(Fig.l5,i6).

9. Fokussiereinrichtung nach einem der vorangegangenen Anspräche, dadurch gekennzeichnet daß nach Vergleich eines dem gemessenen Objektabstand entsprechenden Signals und eines der Fokussiereinstellung des abbildenden Systems (9,9', 29,31) entsprechenden Signals ein der Größe und dem Vorzeichen der Differenz dieser beiden Signale entsprechendes Ausgangssigpal erzeugt wird.

10. Fokussiereinrichtung nacn einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein zylindrisches optisches Element (5') vorgesehen ist durch das die vom Objekt reflektierte Strahlung im wesentlichen senkrecht zur Trennlinie (c, c') zwi schen den fotoelektrischen Wandlern zum Konvergieren gebracht ist

11. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (7) so ausgebildet ist daß die Länge auf der Seite der öffnung (8) im Bereich des einen fotoelektrischen Wandlers (6b) konstant ist und daß die Länge im Bereich des anderen fotoelektrischen Wandlers (6a) kontinuierlich mit der Position des Strichbildes (I) veränderlich ist (F ig. 3A).

12. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (7) so ausgebildet ist daß die Länge der beiden Seiten der öffnung (8) kontinuierlich mit der Position des Strichbildes ^veränderlich ist (F i g. 3 B).

13. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Maske (7) so ausgebildet ist daß die Länge der einen Seite der Öffnung (8) stufenweise ir» Form von mehreren Stufen veränderlich und die andere Seite der öffnung konstant ist (F ig. 3 C).