DE2249849A1

DE2249849A1 - Automatische fokussiervorrichtung fuer eine kamera

Info

Publication number: DE2249849A1
Application number: DE2249849A
Authority: DE
Inventors: Goro Hasegawa; Yukio Iura; Masayoshi Yamamichi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-10-11
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-04-19
Also published as: DE2249849C2; US3798660A

Description

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Canon Kabushikl Kaisha, Tokyo / Japan Automatische Fokussiervorriohtung für eire Kamera

Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiervorrichtung für eine Kamera und im einzelnen eine automatische Fokussiervorrichtung, welche den durch die Objektivlinse gehenden Lichtstrahl als Lichtstrahl für die Entfernungsmessung verwendet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotografische Kamera mit einer automatischen Fokussiervorrichtung enthaltend ein fotografisches optisches Linsensystem mit einer Objektivlinse.

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In der Vergangenheit sind verschiedene Arten von automatischen Fokussiervorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen der Abstand eines zu fotografierenden Gegenstands fotoelektrisch erfaßt wird, um eine Objektivlinse automatisch zu fokussieren. In solchen bekannten automatischen Pokussiervorriehtungen ist zusätzlich zu einem fotografischen optischen System eir)6ptisches System für die Entfernungsmessung, z.B. für das Fokussieren des Lichtes vom Objekt auf ein lichtaufnehmendes Element vorgesehen, welches vor und während der Bildaufnahme bewegt wird, um entsprechend dem Abstand des zu fotografierenden Gegenstands eingestellt zu werden. Wenn jedoch eineRarallaxe zwischen dem fotografischen optischen System und dem optischen System zur Entfernungsmessung vorhanden ist, wird der von dem fotografischen optischen System erfaßte Gegenstand nicht mit dem von dem optischen System zur Entfernungsmessung erfaßten Gegenstand übereinstimmen, so daß eine genaue Fokussierung bezüglich des zu fotografierenden Gegenstands nicht erreicht wird. Weiter muß beim Wechsel der Objektivlinse bei einer Wechseloptik das optische System zur Entfernungsmessung ebenfalls gewechselt werden, da sonst eine genaue Entfernungsmessung infolge der unterschiedlichen Einfallswinkel des Lichtes von dem Objekt über die Objektivlinse und über das optische System zur Entfernungsmessung nicht erreicht werden kann.

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile bekannter automatischer Fokussiervorrichtungen durch Verwendung eines fotografischen optischen Systems, welches auch als optisches System zur Entfernungsmessung dient, und(3urch Einstellung des fotografischen optischen Systems nach Durchführung des Entfernungsmeßvorgangs und vor dem BildaufnähmeVorgang zu beseitigen.

Dieses Ziel wird mit einer fotografischen Kamera cer eingangs genannten Art erreicht, welche erfindungsgemäß ein Spiegelteil zwischen der Objektivlinse und der empfindlichen Filmoberfläche eine mit dem Spiegelteil verbundene Antriebseinrichtung zum Antreiben des Spiegelteils zwischen einer ersten Stellung zum

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Unterbrechen des .Lichtes zu der Filmoberfläche und einer zweiten Stellung, welche nicht zu der Lichtunterbrechung beiträgt, ein für in paarweise gekoppeltem Verhältnis zu der Filmoberfläche unter Zwischenfügung des Spiegelteils in der ersten Stellung angeordnetes, lichtaufnehmendes fotoelektrisches Element die Entfernungsmessung und eine Steuerschaltung zum Erfassen der Fokussierung, deren Eingang mit dem Ausgang des fotoelektrischen Elements verbunden ist, und welche umfaßt einen zum Antrieb des Linsensystems mit diesem verbundenen Servomotor, einen Steuerkreis für den Servomotor und eine in den Steuerkreis geschaltete haltende Schalteinrichtung zum elektrischen Einspeisen und Abschalten des Servomotors, wobei die Schalteinrichtung synchron mit der Verschiebung des Spiegslteils aus der erstenin die zweite Stellung aus ihrer Ein-Stellung in ihre Aus-Stellung schaltbar ist, umfaßt.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Nach der Erfindung wird ein Spiegelteil zwischen dem fotografischen optischen System und dem optischen System zur Entfernungsmessung vorgesehen! und das fotografische optische System wird durch einen Servomotor bewegt, während das Spiegeleil von einer ersten Stellung zur Entfernungsmessung in eine zweite Stellung zur Bildaufnahme geschnellt wird, worauf der Servomotor angehalten wird, um hierdurch das fotografische optische System in der zweiten Stellung zur Durchführung der Bildaufnahme zu halten. Insbesondere ist nach einem weiterführenden Merkmal der Erfindung ein beweglicher Spiegel zwischen dem fotografischen Linsensystem und einem lichtaufnehmenden Element zur Entfernungsmessung vorgesehen, so daß das fotografische Linsensystem durch einen Servomotor entsprechend dem Ausgang des lichtaufnehmenden Elements bestimmt durch die erste Stellung, in welche der Spiegel während des Entfernungsmeßvorgangs gebracht wird, eingestellt wird, worauf der Servomotor im Ansprechen auf die Bewegung des Spiegels aus der ersten Stellung die zweite Stellung zur BiId-

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aufnahme angehalten wird, um hierdurch eine Bildaufnahme mit in der Entfernungsmeßstellung festgehaltener fotografischer Linse unabhängig von der Unterbrechung des Lichtes vom Gegenstand zu dem lichtaufnehmenden Element durchzuführen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden zur näheren Erläuterung der Erfindung im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer einäugigen Spiegelreflexkamera, in welcher die automatische Fokussiervorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 ein Schaltbild der in der Kamera nach Fig. 1 verwendeten Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht, welche die wesentlichen Teile der einäugigen Spiegelreflexkamera entsprechend einer Modifikation der Erfindung zeigt,

Fig. 4 eine Darstellung des der Kamera in Fig. 3 durch die Steuerschaltung zur aütmatischen Fokussierung zugeführten Signals,

Flg. 5 und 6 den Aufbau eines mit der Kamera nach Fig. 3 verwen deten Umschalters,

Fig. 7 ein schematisches Schaltbild der Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung der Kamera nach Fig. 3*

Fig. 8 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet in einer Kinokamera,

Fig. 9 den Aufbau des Verschlusses in der Kamera nach Fig. 8, und

Fig. 10 ein oohaltbi"Id der in der Kamera nach Fig. 8 verwendeten Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung.

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Pig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht den optischen Weg einer einäugigen Spiegelreflexkamera mit Wechseloptik und mit einer in der Kamera eingebauten automatischen Fokussiervorrichtung. Die Kamera umfaßt ein Gehäuse 1, einen Tubus 2, ein am Gehäuse 1 angebrachtes Befestigungsteil 3 für die auswechselbare Linse, ein an dem Tubus 2 angebrachtes lösbares Befestigungstell 4, einen drehbaren Ring 5 mit Innen- und Außengewinde und einer zahnradartigen Außenfläche, einen an dem Gehäuse der Kamera bef-estigten Ring 6 mit einem in Eingriff mit dem Ring 5 stehenden Gewindeteil, eine Objektivlinse 7, einen Spiegel 8„ eine Mattscheibe 9 zum Fokussieren, eine Kondensorlinse 10., einen halbdurchlässigen Spiegel 11 zum Aufteilen des durch die Kondesorlinse 10 gehenden mittleren Lichtstrahls in eine Richtung nach oben und nach rechts, ein Pentaprisma 12₅ ein Okular 13* eine Linse 14 zum Projizieren des Bildes von der Mattscheibe auf eine Fotozelle 16, und einen Spiegel 15 zum Umlenken des Lichtes» Obwohl der Spiegel 15 so dargestellt ist, daß das Licht nach unten gerichtet wird, kann er auch so angeordnet sein, daß das Licht in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene geführt wird, so daß die Vorrichtung leicht in die Kamera eingebaut werden kann,, ohne die Abmessungen einer Verschlußblende in der Brennebene der Filmkammer usw. zu beeinträchtigen. Der Ausgang der Fotozelle 16 kann über eine Verstärkerschaltung A und über eine Steuerschaltung S mit einer Spannungsquelle einem Antrieb M zugeführt werden, welcher ein Zahnrad IJ antreibt, bis die Energieübertragung zu dem Zahnradteil des drehbaren Rings 15 in geeigneter Position angehalten wird«

Wie in Fig. 1 gezeigt geht das Bild eines Gegenstandes durch die Objektivlinse 7 und wird durch den Spiegel 8 auf die Mattscheibe 9 projiziert, und wenn der Spiegel nach oben bewegt und ein Verschluß V in der Brennebene geöffnet ist, wird das Bild auf einen Film F fokussiert. Durch den in der Kcndensorlinse 10 vorgesehenen halbdurchlässigen Spiegel 11 kann das über die Mattscheibe 9 gehende Licht nach rechts in die Kondensorlinse gerichtet und wei ter durch die Linse 14 und über am Spiegel

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15 derart geführt werden, daß es auf der Fotozelle 16 fokussiert wird.

Andererseits kann der Tubus 2 für die Linse mit Hilfe des lösbaren Befestigungsteils 4 mit dem Befestigungsteil 5 verbunden werden. Das BefestL gungsteil 3 ist mit dem drehbaren Ring 5 verschraubt. Eine Drehung des Antriebs M bewirkt eine Drehung des Zahnrads 17, welches seinerseits den drehbaren Ring 5 dreht. Während des Drehens wird der drehbare Ring 5 von einer nicht gezeigten Führung gesteuert entlang der optischen Achse bewegt. So kann der Tubus 2 entsprechend der Drehung des Antriebs M entlang der optischen Achse angetrieben werden.

Wenn die Fotozelle 16 beispielsweise eine Cds-Zelle ist, wird sich eine Differenz im Widerstandswert als Ausgang der Fotozelle wie in Fig. 4 dargestellt zwischen der Position, in welc.er das auf der Oberfläche der Fotozelle ausgebildete Bild fokussiert ist und der Position, in welcher das Bild außer Fokus ist, ergeben.. Während der fokussierten Position ist der Antrieb M nicht in Betrieb, während er für die Position außer Fokus in Betrieb ist, um den Tubus 2 zu bewegen, bis der Widerstandswert der Cds-Zelle seinen größten Wert erreicht, worauf der Ausgang der Cds-Zelle durch die Verstärkerschaltung A verstärkt wird, um den Antrieb M über dieiit&ierschaltung S abzuschalten und hierdurch die Fokussierung zu bewirken.

Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Fotozellen vorzusehen und eine Servoschaltung zur Steuerung der Linsenposition zu verwenden, wie auch einen Haupt se halter vorzusehen, welcher bei einer Bewegung des Spiegels nach oben geöffnet wird.

Fig. 2 zeigt die Schaltung zum automatischen Fokussieren in der Kamera nach Fig. 1. Die Schaltung enthält einen mit der Fotozelle l6 zu einem Spannungsteiler zusammengeschalteten Widerstand Rl, Transistoren TrI und Tr2 zum Erfassen des Extremwerts der Fotozelle, Koppelkondensatoren oder Kondensatoren Cl und C2,

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sowie weitere Widerstände R2, ^sRj5, R4 und R5 in der Schaltung. Weiter sind vorgesehen ein Transistor TrJ als Schalttransistor Dioden Dl und D2, ein Flipflop PP, ein Antrieb M iri Form eines Motors zum Antreiben der Objektivlinse, eine Spannungsquelle Eo und ein Hauptschalter Sl.

Wenn in Fig. 1 die Objektivlinse 7 kein Bild auf der- Oberfläche des' Films P fokussiert, wird das Bild des Gegenstands auch nicht auf der Fotozelle 16 fokussiert, welche in paarweise gakoppeltem Verhältnis zu der Oberfläche des Films F mit zwischengefügter Linse 14 vorgesehen ist. Wenn der Hauptschalter Sl geschlossen wird, so wird der Flipflop FF zum Einspeisen des Antriebs M gesetzt. Der Widerstandswert der Fotozellen 16 ist während des Zustands außer Fokus größer, wenn jedoch der fokussierte Zustand erreicht wird, hat der Widerstand der Fotozelle 16 einen Minimalwert, macht die Transistoren TrI , Tr2 und TrJ leitend und stellt so den Flipflop FF zurück, um hierdurch den Antrieb M abzuschalten. Auf die oben beschriebene Weise bewegt der Motor oder Antrieb M die Objektivlinse 7 in ihre fokussiert© Position worauf er abgeschaltet und eine solche Position durch den Flipflop gehalten wird. Hierauf wird beim Auslösen des Verschlusses der Spiegel durch einen nicht gezeigten Spiegelantriebsmechanismus hochbewegt und unterbricht die Projizierung des'Bildes eines Gegenstands auf die Fotozelle 16, während der Motor oder Antrieb M durch den Flipflop FF ausgeschaltet bleibt, so daß die Objektivlinse nicht verschoben wird. Im Ansprechen auf die Aufwärtsbewegung des Spiegels wird der Verschluß geöffnet und geschlossen, um den BildaufnahmeVorgang durchzuführen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche ein Befestigungsteil 18 des Gehäuses 1 der Kamera für die Linse, fest an derr^ehäuse 1 angebrachte Führungsstifte 19 und 19' zum Führen des Befestigungsteils 18 längs der optischen Achse, einen an dem Befestigungsteil 18 angebrachten Stift 20 zum Antrieb der Linse und eine auf einer Welle 2J angebrachte drehbare Scheibe 21 mit einer Führungsnut 2J für den Antrieb des Stiftes 20 ent-

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hält, wobei die Scheibe 21, weiter mit einer Einkerbung 24 versehen ist, Ein Hebel 25 mit einer Klaue 25* am einen Ende ist schwenkbar auf einer Welle 26 befestigt. Ein isolierter Stift 27 ist in dem Hebel 25 befestigt. Kontaktfedern 28 und 29 bilden zusammen einen Schalter. Am zweiten Ende des Hebels 25 ist ein Eisenstück 30 befestigt, welches mit einem Elektromagneten 31 zusammenarbeitet. Eine Zeitkonstantenschaltung j52 ist vorgesehen, welche einen Widerstand R, einen Kondensator G, einen Triggerschalter T und einen Schalter TS4 für den Zählbeginn enthält. Mit der Zeitkonstantenschaltung 32 1st eine nicht gezeigte Spannungsquelle verbunden. Ein Schalter S2 ist vorgesehen, welcher durch einen Hebel LD geöffnet und geschlossen wird. Der Hebel LD steht mit einem Mechanismus zur schnellen Spiegelrückbewegung umfassenden Antriebshebel Ll, L2 und L3 wie in Fig. 5 und 6 gezeigt in Verbindung. Der Schalter S2 wird im Ansprechen auf die Anfangsbewegung des Spiegels geöffnet. Der Schalter TS4 für den Zählbeginn der Zeitkonstantenschaltung 32 wird im Ansprechen auf die Bewegung eines Hauptschalters MSl geöffnet und geschlossen.

In Fig. 3 wird das Befestigungsteil 18 für die Linse des Gehäuses 1 der Kamera durch die an dem Gehäuse 1 befestigten Führungsstifte I9, 19·' nur entlang der optischen Achse beweglich gesteuert. Der an dem Befestjgingsteil l8 für die Linse befestigte Stift 20 greift in die Führungsnut 22 der Scheibe 21 ein. Die Scheibe 21 ist um die Welle 23 drehbar, und der Hub des auf dieser angebrachten Stiftes 20 wird so gewählt, daß er eine Charakteristik entsprechend dem Linsenfokussiersystem innerhalb des einstellbaren Fokussierbereiches ergibt.

In die Einkerbung 24 in der Scheibe 21 kann die Klaue 25' des Hebels 25 eingreifen. Die relative Lage zwischen der Einkerbung 24 und der Führungsnut 22 wird für die gewünschte Einstellung so gewählt, daß, wenn sich die Klaue 25' in der Einkerbung 24 befindet, das Befestigungsteil'l8 für die Linse zu einem bestimmten Zwischenpunkt innerhalb des einstellbaren Fokussierbereiehes bewegt- ist, z.B. zu einem Punkt über dem Brennpunkt

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oder dem Unendlichkeitspunkt.

Die Schaltung zur automatischen Fokussierung in dem Blockschaltbild nach Fig. J5 ist in Fig. 7 ausführlicher dargestellt. Sie enthält einen in Reihe mit der Fotozelle 16 geschalteten veriablen Widerstand RVl, Transistoren TrI bis Tr^ zum Erfassen des Extremwerts der Fotozelle 16, Kondensatoren ClO und C20 als Koppelkondensatoren, Widerstände RlOl bis Rl05 und ein mit dem Kollektor des Transistors Tr3 verbundenes Relais RLlO, welches in dem Steuerkreis für einen Motor ader Antrieb M geschaltete Kontakte rlO und rll aufweist. Weiter sind ein mit dan Spiegel zusammenhängender Schalter S2 und ein Hauptschalter Sl sowie eine Spannungsquelle Eo vorgesehen. Wenn ein Spiegel Mr (Fig.3) in eine Lage zum Beobachten eines Sucherbildes abgesenkt wird,~ wird der Schalter 32 geschlossen und die Kontakte rll und rlO des Relais RLlO schließen die Motorsteuerschaltung, um den Motor oder Antrieb M einzuschalten, welcher so den Tubus 2 bzw. die Objektivlinse 7 mit Hilfe der Scheibe 21 mit Führungsnut 22 längs der optischen Achse bewegt. Wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle 16 fokussiert ist, wird das Relais RLlO eingespeist, um den selbsthaltenden Kontakt rlO zum Selbsthalten des Relais RLlO umzu-schalten, während der Kontakt r 11 geöffnet wird, um den Motor oder Antrieb M auszuschalten und so die Bewegung des Tubus 2 anzuhalten. Bei der Verschlußauslösung wird der Schalter S2 im Ansprechen auf die Bewegung des Spiegels Mr geöffnet, so daß das Relais RLlO abgeschaltet wird, um den Kontakt rlO zu öffnen und den anderen Kontakt rll zu schließen. Der Schalter S2 bleibt jedoch während des BildaufnähmeVorgangs offen und hält hierdurch den Motor oder Antrieb M in seiner Fokussierposition. Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs kehrt der Spiegel Mr in 33ine ursprüngliche Lage zurück, der Schalter S2 wird geschlossen und der automatische Fokussierbetrieb wird wieder aufgenommen.

Im folgenden soll die Arbeitsfolge beschrieben werden. Wenn der Hauptschalter MSl oder Sl in der Position wie in Fig. 2 gezeigt

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geschlossen wird, so wird der Antrieb M durch den Ausgang der Fotozelle 16 nicht eingeschaltet, wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle fokussiert ist; er wird dagegen eingeschaltet, wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle nicht fokussiert ist, um hierdurch die Scheibe 21 zu drehen und eine
Bewegung des Tubus entlang der optischen Achse zusammen mit
dem Befestigungsteil 18 für die Linse infolge der Führungsnut 22 in'der Scheibe 21 zu bewirken.

Wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle 16 fokussiert ist, so wird der Antrieb M abgeschaltet. Bei der Verschlußauslösung wird der Schalter S2 vor dem Belichten des Films geöffnet und hierdurch der Antrieb M während des Bildaufnahmevorgangs abgeschaltet gehalten.Wenn der Abstand des Gegenstands zu gering ist, um eine Aufnahme zu ermöglichen, oder wenn der Kontakt des Bildesjfür ein Erfassen der Fokussierung zu gering ist, könnte von der Fotozelle 16 selbst dann kein Ausgangssignal erzeugt
werden, wenn die Scheibe bei geschlossenem Hauptschalter MSl eine oder mehrere Drehungen durchgeführt hätte, und dementsprechend bliebe der Antrieb M in Betrieb.

Um dies zu vermeiden, ist die Zeitkonstantenschaltung 32 vorgesehen. Der Schalter TS4 wird im Ansprechen auf den Hauptschalter MSl geschlossen, und der Widerstand R und Kondensator C sind so gewählt, daß der Elektromagnet 31 das Eisenstück 30 freigibt, wenn die für eine Umdrehung der Scheibe 21 erforderliche Zeit abgelaufen ist. Daher wird die Zeitkonstantenschaltung 32,
selbst wenn der Antrieb M eingeschaltet bleibt und nach einer oder mehr Umdrehungen der Scheibe 21 kein Haltesignal erhält, nach einer vorbestimmten Zeitdauer in Tätigkeit treten und den Elektromagneten 31 abschalten, um so da^Eisenstück 31 freizugeben. Hierdurch wird der Hebel 25 durch die Kraft der Kontaktfeder so gegen die Uhrzeigerrichtung um die Welle 26 gedreht, daß
das vordere Ende der Klaue 25' in Kontakt mit dem Umfang der Scheibe 21 gebracht wird, während die Scheibe 21 ihre Drehbewegung fortsetzt, weil die Kontaktfedern 28 und 29 in Eingriff mit-

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einander stehen. Wenn die Einladung 24 mit der Klaue 25' ausgerichtet ist, bewirkt eine weitere Drehung des Hebels 25 gegen die Uhrzeigerrichtung, daß die Klaue 25' in die Einkerbung 24 eingreiftund hierdurch einerseits die Drehung der Scheibe 21 angehalten wird und andererseits die Kontaktfedern 28 und 29 voneinander getrennt werden , wodurch der Antrieb M abgeschaltet wird.

Diese Haltestellung entspricht einer Stellung, in welcher das Bild des Gegenstands im wesentlichen auf dem Film abgebildet wird, und es ist so sichergestellt, daß der Fotografiervorgang durchgeführt werden kann, ohne daß ein extremer Zustand außer Fokus vorliegt, sowie daß der Antrieb M nachjeiner vorbestimmten Zeitdauer abgeschaltet werden kann.

Fig. 8 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung. Sie enthält eine Objektivlinse 101, einen Strahlteiler 102 bestehend aus zwei zusammengefügten Prismen mit einem in der Zwischenfläche angebrachten halbdurchlässigen Spiegel, einen im durch den Strahlteiler 102 vorgesehenen optischen Weg des Sutlers angeordneten voll reflektierenden Spiegel 103, das Sucherbild bildende Linsen 10j5' und 103", durch welche das Auge 104 des Fotografen schauen kann, eine bildformende Linse 105, welche mit der Objektivlinse 101 zur Ausbildung eines bildformenden optischen Systems zusammenarbeitet, und einen Spiegelverschluß 106. Wie im einzelnen in Fig. 9 gezeigt, besteht der SpiegelverSchluß 106 aus einem drehbaren Spiegel 10Ö2 mit einer ausgeschnittenen Ausnehmung Ιθβ-5, wobei die Umfangskante des Spiegels 106₂ über 45° abgelenkt ist und eine total reflektierende Oberfläche aufweist. Der Spiegelverschluß I06 ist fest auf einer Welle 106^ gehalten, welche wie weiter unten beschrieben von eirE r Motorwelle angetrieben wird. Der SpiegelverSchluß dient dazu, das durch die Objektivlinse 101 und die Linse I05 von dem Gegenstand kommendes Licht so in der Zeit zu teilen, daß die Oberfläche den Spiegels lo6,-> den Lichtstrahl zu der Filmoberfläche unterbricht,, wenn sie in eine Lage gegenüber einem im folgenden näher zu be-

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schreibenden lichtaufnehmenden Element gebracht wird, und daß der Lichtstrahl der Pilmoberfläche zugeführt wird, wenn die Ausnehmung 106-3 in eine Lage gegenüber der Oberfläche des lichtaufnehmenden Elements gebracht wird. So kann das Licht von dem gegenstand zeitgeteilt dem lichtaufnehmenden Element und der Filmoberfläche zugeführt werden. Der empfindliche, mit 107 bezeichnete Film ist hinter dem Spiegelverschluß 106 angeordnet und wird von einer nicht gezeigten Filmführung übertragen und vorgeschoben. Ein fotoelektrisches Umsetzelement oder lichtaufnehmendes Element 108 wie eine Fotozelle ist gegenüber der total reflektierenden Oberfläche des Spiegels 106₂ des Spiegelverschlusses 106 und in optisch äquidistantem Verhältnis zu dem Film 107 angeordnet. Die Fotozelle oder das lichtaufnehmende Element 108 ist mit einer Schaltung 109 zur automatischen Erfassung der Fokussierung verbunden, welcher ihrerseits mit einer Torschaltung 110 verbunden ist, deren Ausgang einen Antriebsmotor 111 für die Objektivlinse 101 zeitgeteilt antreibt. Weiter sind ein Oszillator 113, ein Synchronmotor 114 zum Antrieb des Spiegelverschlusses, eine Hilfslichtquelle 112 wie ein äynchron im Ansprechen auf den Ausgang des Oszillators 113 aufleuchtendes Stroboskop und ein Filmvorschubmechanismus 115 vorgesehen.

Der Oszillator erzeugt einen einzelnen Impuls an einem Ausgang 113,, sobald das lichtaufnehmende Element I08 dem Spiegel 106p des Spiegelverschlusses I06 gegenüber steht, und er gibt an einem weiteren Ausgang 113₂ eine kontinuierliche Impulsfolge an den Synchronmotor 114 für den Verschlußantrieb sowie an den Filmvorschubmechanismus 115 ab, wodurch der Spiegelverschluß I06 kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, während der Film 107 intermittierend vorgeschoben wird, solange der Spiegel 106^ des Spiegelverschlusses I06 dem lichtaufnehmenden Element I08 gegenüber steht. An einem weiteren Ausgang 113-* des Oszillators II3 wird weiter ein Steuersignal erzeugt, welches der Torschaltung 110 zugeführt wird. Ein solches als Eingang der Torschaltung 110 zugoführtes Steuersignal hat eine Impulsbreite, welche kontinuierlich ist, solange der Spiegel 106_? in-

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folge der Drehung des Spiegelverschlusses 106 dem lichtaufnehmenden Element 108 gegenüber steht. Ein Auslöseknopf 116 für den Verschluß bewirkt, daß ein Hauptschalter 116·, während der.Verschlußauslösung geschlossen wird und so der Oszillator

113 mit einer Betriebspannungsquelle E verbunden wird. Ein solcher Oszillator kann einen üblichen Aufbau aufweisen und braucht nicht näher beschrieben zu werden.

In der oben beschriebenen Schaltungsanordnung kann die Schaltung 109 zum automatischen Erfassen der Fokussierung eine bekannte Schaltung sein, wie sie in den japanischen Patentanmeldungen 13669/1966 oder 145OI/I966 der Anmelderin beschrieben ist, wo zwei lichtaufnehmende Elemente I08 vor und hinter der Brennebene so angeordnet sind, daß die Ausgänge der zwei Elemente für den Betrieb verwendbar sind.

Im Betrieb wird der Auslöseknopf II6 bei auf einen Gegenstand gerichteter Objektivlinse 101 niedergedrückt, wodurch der Hauptschalter 116. geschlossen und der Oszillator II3 in Betrieb gesetzt wird.

Der SpiegelVerschluß I06, welcher mit einem Haltemechanismus bekannter Art, wie er mit dem Blendenlamellenmechanismus in einer Kinokamera benutzt wird,versehen ist, wird normalerweise in der in Fig. 9 gezeigten besonderen Lage zum Abschirmen des Films 107 gegenüber Licht mit Hilfe des Spiegels 106₂ angehalten. Wenn daher der nicht gezeigte Haltemechanismus mittels des Auslöseknopfes Ho gelöst wird, beginnt sich der Synchronmotor

114 über den Ausgang 113₂ des Oszillators 113 in Richtung des Pfeiles zu drehen. Mit der Drehung des Spiegelverschlusses I06 nimmt das lichtaufnehmende Element I08 den durch die Objektivlinse 101 und die Linse 105 von dem Gegenstand kommenden Lichtstrahl über den Spiegel 106p auf und setzt dieses Licht in ein elektrisches Signal zum Betreiben der Schaltung 109 zur automatischen Fokussierung um. Wenn die Torschaltung 110 durch den Steuerimpuls von dem Ausgang 113-z des Oszillators 113 geöffnet

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wird, wird der Antriebsmotor 111 für die Linse durch ein Steuersignal von der Schaltung 109 gesteuert, um die Objektivlinse 101 um einen vorbestimmten Betrag zu bewegen, so daß das Bild des Gegenstands auf dem lichtaufnehmenden Element 108, d.h. auf der Oberfläche desJFilms 107 abgebildet wird..

In der Zwischenzeit setzt der Spiegelverschluß 106 seine Drehung fort, um dem lichtaufnehmenden Element 108 über den Spiegel 106₂ des Spiegelverschlusses den Lichtstrahl vom Gegenstand zuzuführen, bis der oben beschriebene automatische Fokussiervorgang beendet ist. Zur gleichen· Zeit trlggert der Oszillator die Hilfslichtquelle 112, welche so aufleuchtet, um den Lichtstrahl vom Gegenstand genügend zu intensivleren und sicherzustellen, daß ein vorbestimmter Lichtstrahl von dem Gegenstand auf das lichtaufnehmende Element 108 unabhängig von einer möglichen geringen Helligkeit des Objekts auftrifft.

Während dieser Zeit wird der Film 107 durch den intermittierend arbeitenden Filmvorschubmechanisrnus einmal um ein Bild vorgeschoben und dann angehalten» Wenn der Spiegelverschluß weitergedreht wird, um ein Belichten des Films 107 über die Ausnehmung 1065 zu ermöglichen, erhält das lichtaufnehmende Element I08 jetzt kein Licht vom Gegenstand und erzeugt so einen Ausgang vorbestimmter Größe, während der Antriebsmotor 11 weiter abgeschaltet bleibt, um ein Belichten der Oberfläche des Films 107 mit dem Bild des Gegenstands zu ermöglichen, well die Torschaltung Ho durch das Steuersignal von dem Oszillator II3 geschlossen ist.

Wenn sich der Spiegelverschluß I06 weiterdreht, um die Oberfläche seines Spiegels 106₂ in eine Stellung gegenüber dem lichtaufnehmenden Element I08 zu bringen, so steuert die Schaltung 109 zur automatischen Fokussierung wiederum den Antriebsmotor 111, um die Objektivlinse 101 wie oben beschrieben zu bewegen, so daß das Bild des Gegenstands auf der Filmoberfläche fokussiert wird, worauf die Oberfläche des Spiegels 106_o wieder aus der

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Lage in Gegenstellung in die Lage bereit zum Fotografieren durch die Ausnehmung 106-, verschoben wird. Selbst wenn der Gegenstand während dieser Zeit verschoben wird, kann die Objektivlinse 101 bei jedem automatischen Fokussiervorgang entsprechend der Verschiebung des Gegenstands nachgestellt werden, weil sich der Spiegelverschluß 106 schnell dreht, um die automatische Fokussierung der Objektivlinse und die Belichtung aufeinanderfolgend und gleichzeitig in zeitteilende^ Weise durchzuführen.

So stellt gemäß der Erfindung das zeitgeteilte Auftreten des automatischen Fokussiervorgangs und des BildaufnähmeVorgangs sicher, daß unabhängig von einer Verschiebung des fotografierenden Gegenstandes eine genaue Fokussierung erreicht wird. Weiter läßt sich dadurch, daß ein Aufleuchten einer Hilfslichtquelle synchron mit dem Zeitteilungssignal bewirkt wird,, das oben beschriebene Ergebnis selbst für einen Gegenstand mit sehr geringer " Helligkeit erreichen, und dies ist besonders wirksam im Zusammenhang einer automatischen Fokussiervorrichtung.

Fig. 10 zeigt eine Modifikation der in Fig. 8 gezeigten Schaltung zur automatischen Fokussierung mit den Teilen 109, 110.und' 111 unter Verwendung einer einfachen Relaisschaltung. Die Schaltanordnung enthält eine der Torschaltung 110 entsprechende Schaltung Cl' zum Erzeugen eines Verschlußstellungssignals, einen der Schaltung 109 für automatische Fokussierung entsprechende Schaltung C2' zum Erfassen eines Extremwertes und eine Steuerschaltung CJ5¹ für einen Servomotor oder Antrieb M. In dieser Schaltanordnung arbeitet ein Widerstand l4o mit einer Zelle oder einem lichtaufnehmenden Element 108 untexjBildung eines Spannungsteilers zusammen und es sind Schalttransistoren Tr4, Tr5 und Tr6 vorgesehen. Der Schaltbransistor Tr4 ist mit dem Ausgang einer Brückenschaltung gebildet von dem Widerstand l4o, dem Element 108' und einem variablen Widerstand Rv verbunden. Ein Relais RLl ist mit dem Kollektor das Schalttransistors Tr6 verbunden. Die Schaltung C2¹ zum Erfassen des Extremwerts

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besteht aus Transistoren Tr7, Tr8 und Tr9, Kondensatoren Cl und C2 als Koppelkondensatoren, Widerständen l4l bis 145 und einem Relais RL2. Kontakte rl und r2 der Relais RLl bzw. RL2 sind in den Steuerkreis des Motors oder Antriebs M geschaltet.

In der Ausführungsform nach Fig. 10 werden keine Einrichtungen wie der Oszillator 11? in Pig. 8 verwendet, und der Spiegelverschluß 106 sowie der Film 107 werden von einem bekannten Antriebsmechanismus angetrieben. Wenn das lichtaufnehmende Element 108' das von dem Spiegel 106₂ des sich drehenden Spiegelverschlusses 106 reflektierte Licht aufnimmt, wird das Relais RLl eingeschaltet, um den Kontakt rl in die Lage C' zu schalten. Als Ergebnis bewegt der Servomotor oder Antrieb M die Objektivlinse. Wenn mit der Bewegung der Objektivlinse das Bild des Gegenstands auf dem lichtaufnehmenden Element ausgebildet wird, so wird die Schaltung C2¹ zum Erfassen des Extremwerts geöffnet, um das Relais RL2 einzuspeisen, dessen Kontakt r2 so in die Stellung 0 umgeschaltet unojhierdurch der Antrieb M abgeschaltet wird. Da sioh der SpiegelverSchluß 106 dreht, wird der Film 107 durch die Ausnehmung 106-, dem Licht des Gegenstands ausgesetzt. Solange eine solche Belichtung durch die Ausnehmung 106, deajSpiegelverschlusses 106 erfolgt, trifft kein Licht vom Gegenstand auf das lichtaufnehmende Element 108' auf, so daß das Relais RLl keine Einspeisung erhält, um seinen Kontakt rl zu öffnen, wodurch der Motor oder Antrieb M während des BeiichtungsVorgangs abgeschaltet ist, und die Objektivlinse stationär gehalten wird. So erfolgen der Entfernungsmeßvorgang undder Belichtungsvorgang aufeinanderfolgend mit der Drehung de^Spiegelverschlusses auf solche Weise, daß während des BeIichtungsVorgangs die Objektivlinse in ihrer eingestellten Lage gehalten wird, welche als Ergebnis des Entfernungsmeßvorgangs erhalten worden ist.

Wie beschrieben kann gemäß der Erfindung der fokussierte Zustand des durch die Objektivlinse gehenden Bildes des Gegenstands durch das lichtaufnehmende Element erfaßt werden, um die Objektivlinse zu bewegen, und dann wird während des Bildaufnahmevorgangs die Objektivlinse in ihrer eingestellten Lage ge-

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halten, um die Bildaufnahme- und automatischen Fokussiervorgänge auf zeitgeteilte Weise durchzuführen. So kann der automatische Fokussiervorgang sehr vorteilhat mit sehr hoher Genauigkeit durch Verwendung des durch die Objektivlinse gehenden Lichtstrahls erreicht werden.

Kurz zusammengefaßt umfaßt die Erfindung eine automatische Fokussiervorriehtung für eine Kamera, in welcher ein Spiegel zwischen einem fotigrafischen optischen System und einem optischen System für die Entfernungsmessung vorgesehen ist, und das fotografische optische System durch einen Servomotor bewegt wird, während der Spiegel aus seiner Entfernungsmeßlage in seine Bildaufnahmelage bewegt wird. Hierauf wird der Servomotor angehalten, um dadurch das fotografische optische System in der Bildaufnahmelage zu halten und die Bildaufnahme durchzuführen.

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Claims

Patentansprüche

1.1 Fotografische Kamera mit einer automatischen Fokus sier vorrichtung enthaltend ein fotografisches optisches Linsensystem mit einer Objektivlinse, gekennzeich-r net durch ein Spiegelteil (8, Mr, 106) zwischen der Objektivlinse (7, 101) und der empfindlichen Filmoberfläche, eine mit dem Spiegelteil (8, Mr, 106) verbundene Antriebseinrichtung (114) zum Antreiben des Spiegelteils zwischen einer ersten Stellung zum Unterbrechen des Lichtes zu der Filmoberfläche und einer zweiten Stellung, welche nicht zu der Lichtunter-r brechung beiträgt, ein für in paarweise gekoppeltem Verhältnis zu der Filmoberfläche unter ZwischenfUgung des Spiegelteils (8, Mr, 106) in der ersten Stellung angeordnetes lichtaufnehmendes fotoelektrisches Element (16, 108) die Entfernungsmessung und eine Steuerschaltung zum Erfassen der Fokussierung, deren Eingang mit dem Ausgang des fotoelektrischen Elements (16, 108) verbunden ist, und welche umfaßt einen zum Antrieb des Linsensystems mit diesem verbundenen Servomotor (M, 111), einen Steuerkreis für den Servomotor (m, 111) und eine in den Steuerkreis geschaltete haltende Schalteinrichtung (S2) zum elektrischen Einspeisen und Abschalten des Servomotors (M, 111), wobei die Schalteinrichtung synchron mit der Verschiebung des Spiegelteils (8, Mr, 106) aus der ersten in die zweite Stellung aus ihrer Ein-Stellung in ihre Aus-Stellung schaltbar ist.

2. Fotografische Kamera nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die hältende Schalteinrichtung (S2) ein funktionsmäßig mit dem Spiegelteil (Mr) verbundener Schälter ist.

3. Fotografische Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine zweite in den Motorsteuerkreis gesohaltete haltende Schalteinrichtung (28, 29), eine begrenzende Zeitkonstantenschaltung (32), welche

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im Ansprechen auf die Verschlußauslösung mit der Zeitzählung beginnt und diese während einer vorbestimmten Zeitdauer fortsetzt, und einen mit dem Ausgang der begrenzenden Zeitkonstantenschaltung (j52) verbundenen Elektromagneten (31) enthält, welcher mit der zweiten haltenden Schalteinrichtung .(28,29) zu deren. Umschaltung aus ihrer Ein-Schaltung in ihre Aus-Schaltung zum elektrischen Abschalten des Servomotors (M) gekoppelt ist.

4. Fotografische Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis j5 dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelteil ein drehbarer Verschluß (106) ist.

5. Fotografische Kamera nach einem der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelteil ein vertikal beweglicher, schnell zurückkehrender Spiegel (Mr) ist.

6. Fotographische Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet, daß die Steuerschaltung einen Schaltkreis, dessen Eingang mit dem lichtaufnehmenden Element (l6, 108) verbunden ist, und einen Schalter (S2, RL2, RLlO) enthält, welcher durch den Ausgang des Schaltkreises umschaltbar und so in den Motorsteuerkreis geschaltet ist, daß der Motorsteuerkreis geöffnet ist, wenn sich das Spie_r gelteil (8, Mr, I06) in seiner zweiten Stellung befindet.

7. Fotografische Kamera nacü einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß die Steuerschaltung zum Erfassen der Fokussierung eine Schaltung zum E_rfassen eines Extremwerts, deren Eingang mit dem fotoelektrischen Element (l6) verbunden ist, eine Spannungsquelle (Eo) und eine Flipflopschaltung (FF) enthält, welche durch den Ausgang der Schaltung zum Erfassen des Extremwerts bei Anlegen der Quellenspannung rüeksteilbar ist, und daß der Servomotor (M) mit dem Ausgang der Flipflopschaltung (FF) verbunden ist.

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