DE2249849C2

DE2249849C2 - Automatische Fokussiervorrichtung für eine photographische Kamera

Info

Publication number: DE2249849C2
Application number: DE2249849A
Authority: DE
Inventors: Goro Fuchu Tokio/Tokyo Hasegawa; Yukio Yokosuka Kanagawa Iura; Masayoshi Sagamihara Kanagawa Yamamichi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-10-11
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1985-09-12
Also published as: US3798660A; DE2249849A1

Description

W

:·ί^; Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussie-

ΐ;} rungsvorrichtung für eine photographische Kamera, bei

ll der das Meßlicht aus dem Objektivstrahlengang ausge-

spiegelt wird, mit einem photographischen optischen

p- Linsensystem mit einer Objektivlinse, einer zur Fokus-

|l sierungsermittlung dienenden photoelektrischen Ein-

K richtung, die das ausgespiegelte Meßlicht aufnimmt, ei-

fe ner zur Fokussierungsermittlung dienenden Schaltung,

f₍ deren Eingang mit dem Ausgang der photoelektrischen

Uj, Einrichtung verbunden ist, und einem zum Antrieb des

5; Linsensystems mit diesem verbundenen Motor sowie

einer Halt-Schalteinrichtung zum Abschalten des Motors.

In der Vergangenheit sind verschiedene Arten von automatischen Fokussierungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen der Abstand eines zu fotografierenden Gegenstandes fotoelektrisch erfaßt wird, um eine Objektivlinse automatisch zu fokussieren.

In solchen bekannten automatischen Fokussierungsvorrichtungen ist zusätzlich zu einem Objektiv ein optisches System für die Entfernungsmessung, 1. 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 Gegenstandes eingestellt zu werden. Wenn jedoch eine Parallaxe zwischen dem Objektiv und dem optischen System zur Entfernungsmessung vorhanden ist, wird der von dem Objektiv erfaßte Gegenstand nicht mit dem von dem optischen System zur Entfernungsmessung erfaßten Gegenstand übereinstimmen, so daß eine genaue Fokussierung bezüglich des zu fotografierenden Gegenstandes 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.

Aus der DE-OS 15 47 201 ist ein Diaprojektor mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Nachregeln oder Einstellen von Projektionsobjektiven auf eine eingestellte Bildschärfe unter Verwendung eines an in die Vorführstellung stehenden Diapositivs reflektierten und mit Photozellen zur Wirkung bringbaren Lichtstrahls, die über einen elektrischen Verstärker den Antriebsmotor für das Projektionsobjektiv steuern, bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist im Bereich einer Bildbühne ein Schaltglied eines Schalters vorgesehen, der in die Bewegungsbahn eines Diapositivs ragt, wobei der Schalter beim Einschieben eines Diapositivs in die Bildbühne den Antriebsmotor für die Projektionslinse betätigt und beim Ausstoßen des Diapositivs automatisch den Antriebsmotor von einem Verstärker trennt. Der in dieser bekannten Konstruktion verwendete Schalter dient nicht zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Fokussierung, sondern bezweckt die Bewegung des Projektionsobjektivs in eine Endstellung zu verhindern, wenn das Diapositiv entnommen wird, was nach Einsetzen eines neuen Diapositivs eine Rückkehrbewegung der Objektivlinse in die gewünschte Stellung erforderlich machen würde. Darüber hinaus wird mit Hilfe der bekannten Anordnung das Auftreten eines Lichtstrahls als Lichtpunkt auf den Bildschirm bei Abwesenheit eines Diapositivs verhindert.

Aus der DE-AS 12 43 006 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Scharfeinstellen optischer Geräte auf ein durch ein Objektiv zu erfassendes Objekt bekannt, bei dem mittels eines Einstellobjektivs zwei Bilder des Objektes erzeugt werden, die Bilder photoelektrisch zum Ermitteln der Kontrastschärfe abgetastet werden, die entstehenden Fotoströme verglichen und das Objektiv solange verstellt wird, bis die Abweichung der beiden Fotoströme voneinander ein Minimum erreicht. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch die Möglichkeit, daß dann, wenn ungünstige Lichtverhältnisse vorliegen und eine eindeutige Konstrastermittlung nicht mehr möglich ist, die Fokussierungseinrichtung ununterbrochen weiterläuft bzw. der Fokussierungsmotor nicht mehr abgeschaltet wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin die automatische Fokussierungsvorrichtung für eine photographische Kamera der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß auch bei schwierigen Fokussierungsbedingungen (insbesondere bei er-

Schwerter Kontrastermittlung beispielsweise durch schlechte Lichtverhältnisse) eine automatische Fokussierungseinsteilung möglich ist

Ausgehend von der automatischen Fo/cussierungsvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Zeitkonstantenschaltung vorgesehen ist, die in Zuordnung der Betriebsweise der Fokussierungsermittlungseinrichtung aktivierbar ist und eine Zeitzählung beginnt und diese während einer vorbestimmten Zeitdauer fortsetzt, und daß eine durch die Zeitkonstantenschaltung nach der vorbestimmten Zeitdauer betätigbare Hilfseinrichtung vorgesehen ist, welche das optische Linsensystem für eine vorgegebene Entfernung einstellt

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der automatischen Fokussierungsvorrichtung wird selbst dann eine Fokussierungseinstellung realisiert, wenn die Bedingungen für eine Fokussierungsermittlung sehr schlecht sind, was beispielsweise dann der FdI ist wenn eine Kontrastermittlung nicht mehr möglich ist, da die Lichtverhältnisse eines aufzunehmenden Objektes eine Kontrasterrnittlung nicht mehl erlauben.

Dabei wird auch erreicht, daß bei ungünstigen Lichtverhältnissen die automatische Fokussierungseinstellung nach einer begrenzten Zeitdauer zum Stillstand kommt und die Fokussierung auf einen gewünschten beispielsweise einen mittleren Fokussierungsbereich eingestellt wird, der noch eine gute Bildqualität gewährleistet

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Aufbau einer einäugigen Spiegelreflexkamera, in welcher die automatische Fokussiervorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung verwendet wird,

F i g. 2 ein Schaltbild der in der Kamera nach F i g. 1 verwendeten Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung,

F i g. 3 eine schematische Ansicht, welche die wesentlichen Teile der einäugigen Spiegelreflexkamera entsprechend einer Modifikation mit Merkmalen nach der Erfindung zeigt,

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

F i g. 5 und 6 den Aufbau eines mit der Kamera nach F i g. 3 verwendeten Umschalters,

F i g. 7 ein schematisches Schaltbild der Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung der Kamsra nach Fig. 3,

F i g. 8 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit den Merkmalen nach der Erfindung bei Verwendung in einer Kinokamera,

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

F i g. 10 ein Schaltbild der in der Kamera nach F i g. 8 verwendeten Steuerschaltung zur automatischen Fokussierung.

Fig. 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 Befestigungsteil 4, einen drehbaren Ring 5 mit Innen- und Außengewinde und einer zahnradartigen Außenfläche, einen an dem Gehäuse der Kamera befestigten 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 Kondensorlinse 10 gehenden mittleren Licht-Strahls in eine Richtung nach oben und nach rechts, ein Pentaprisma 12, 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 Speigel 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 17 antreibt, bis die Energieübertragung zu dem Zahnradteil des drehbaren Rings 5 in geeigneter Position angehalten wird.

Wie in F i g. 1 gezeigt gelangt das Bild eines Gegenstandes durch die Objektivlinse 7 und wird durch den Spiegel 8 auf die Mattscheibe 9 projiziert 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 Kondensorlinse 10 vorgesehenen halbdurchlässigen Spiegel 11 kann das über die Mattscheibe 9 gehende Licht nach rechts in die Kondensorlinse gerichtet und weiter durch die Linse 14 und über den Spiegel 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 3 verbunden werden. Das Befestigunsteil 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 welcher das auf der Oberfläche der Fotozelle abgebildete 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 seiner, größten Wert erreicht, worauf der Ausgang der Cds-Zelle durch die Ver-Stärkerschaltung A verstärkt wird, um den Antrieb M über die Steuerschaltung 5 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 Hauptschalter vorzusehen, welcher bei einer Bewegung des Spiegels nach oben geöffnet wird.

F i g. 2 zeigt die Schaltung zum automatischen Fokus-

sieren in der Kamera nach Fig. 1. Die Schaltung enthält einen mit der Fotozelle 16 zu einem Spannungsteiler zusammengeschalteten Widerstand R 1, Transistoren Tr \ und Tr 2 zum Erfassen des Extremwerts der Fotozelle, Koppelkondensatoren CX und C2, sowie weitere Widerstände R 2, R 3, R 4 und R 5 in der Schalung. Weiter sind vorgesehen ein Transistor Tr 3 als Schalttransistor, Dioden D 1 und D 2. ein Flipflop FF, ein Antrieb M in Form eines Motors zum Antreiben der Objektivlinse, eine Spannungsquelle Eo und ein Hauptschalter 5t.

Wenn in F i g. 1 die Objektivlinse 7 kein Bild auf der Oberfläche des Films F fokussiert, wird das Bild des Gegenstands auch nicht auf der Fotozelle 16 fokussiert, welche in paarweise gekoppeltem Verhältnis zu der Oberfläche des Films F mit zwischengefügter Linse 14 vorgesehen ist. Wenn der Hauptschalter 51 geschlossen wird, so wird der Flipflop FF zum Einspeisen des Antriebs M gesetzt. Der Widerstandswert der Fotozellen In Fig. 3 wird das Befestigungsteil 18 für die Linse des Gehäuses 1 der Kamera durch die am Gehäuse 1 befestigten Führungsstifte 19, 19' nur entlang der optischen Achse in der Bewegung gesteuert. Der an dem Befestigungsteil 18 für die Linse befestigte Stift 20 greift in die Führungsnut 22 der Nocken-Scheibe 21 ein. Die Nocken-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 Nocken-Scheibe 21 kann die Klaue 25' des Sperrhebels 25 eingreifen. Die relative Lage zwischen der Einkerbung 24 und der Führungsnut

ts 22 wird für die gewünschte Einstellung so gewählt, daß. wenn sich die Klaue 25' in der Einkerbung 24 befindet, das Befestigungsteil 18 für die Linse zu einem bestimmten Zwischenpunkt innerhalb des einstellbaren Fokussierbereiches bewegt ist, z. B. zu einem Punkt über dem

16 ist während des nicht fokussierten Zustands größer, 20 Brennpunkt oder dem Unendlichkeitspunkt, wenn jedoch der fokussierte Zustand erreicht wird, hat Die Schaltung zur automatischen Fokussierung in

der Widerstand der Fotozelle 16 einen Minimalwert, die
Transistoren Tr 1, Tr 2 und Tr 3 werden leitend und der
Flipflop FF wird zurück gestellt, um hierdurch den Antrieb M abzuschalten. Auf die oben beschriebene Weise 25
bewegt der Motor oder Antrieb Λ/die Objektivlinse 7 in
ihre fokussierte Position worauf er abgeschaltet und in
dieser Position durch den Flipflop gehalten wird. Hierauf wird beim Auslösen des Verschlusses der Spiegel
durch einen nicht gezeigten Speigelantriebsmechanis- 30
mus hochbewegt und unterbricht die Projizierung des
Bildes eines Gegenstands auf die Fotozelle 16, während
der Motor oder Antrieb Mdurch den Flipflop FFausgeschaltet bleibt, so daß die Objektivlinse nicht verschoben wird. Im Ansprechen auf die Aufwärtsbewegung 35 bildes abgesenkt wird, wird der Schalter 5 2 geschlossen des Spiegels wird der Verschluß geöffnet und geschlos- und die Kontakte r 11 und r 10 des Relais RL 10 schlie-

dem Blockschaltbild nach F i g. J ist in F i g. 7 ausführlicher dargestellt. Sie enthält einen in Reihe mit der Fotozelle 16 geschalteten veriablen Widerstand RV!,Transistoren Tr 1 bis 7>3 zum Erfassen des Extremwerts der Fotozelle 16, Kondensatoren ClO und C20 als Koppelkondensatoren, Widerstände R 101 bis R 105 und ein mit dem Kollektor des Transistors Tr3 verbundenes Relais RL 10, welches in dem Steuerkreis für einen Motor oder Antrieb M geschaltete Kontakte r 10 und r 11 aufweist. Weiter sind ein mit dem Spiegel zusammenhängender Schalter 52 und ein Hauptschalter 51 sowie eine Spannungsquelle Eo vorgesehen. Wenn ein Spiegel Wr(F i g. 3) in eine Lage zum Beobachten eines Sucher-

sen, um den Bildaufnahmevorgang durchzuführen.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung, welche ein Befestigungsteil 18 des Gehäuses 1 der Kamera für die Linse, fest an dem Gehäuse 1 angebrachten 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 23 angebrachte drehbare Nocken-Scheibe 21 mit einer Führungsnut 23 für den Antrieb des Stiftes 20 enthält, wobei die Nocken-Scheibe 21, weiter mit einer Einkerbung 24 versehen ist. Ein Sperrhebel 25 mit einer Klaue 25' am einen Ende ist schwenkbar auf einer Welle 26 befestigt Ein isolierter Stift 27 ist an dem Sperrhebel 25 befestigt. Kontaktfedern 28 und 29 bilden zusammen einen Schalter. Am zweiten Ende des Sperrhebels 25 ist ein Eisenstück 30 befestigt, welches mit einem Elektromagneten 31 zusammenarbeitet Eine Zeitkonstantenßen 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 RL 10 gespeist, um den selbsthaltenden Kontakt r 10 zum Selbsthalten des Relais RL 10 umzuschalten, 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 5 2 im Ansprechen auf die Bewegung des Spiegels Mr geöffnet, so daß das Relais RL 10 abgeschaltet wird, um den Kontakt r 10 zu öffnen und den anderen Kontakt r 11 zu schließen. Der Schalter 5 2 bleibt jedoch während des Bildaufnahmevorgangs offen und hält hierdurch den Motor oder Antrieb Mm seiner Fokussierposition. Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs kehrt der Spiegel Mr in seine ursprüngliche

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schaltung 32 ist vorgesehen, welche einen Widerstand R, 55 Lage zurück, der Schalter 5 2 wird geschlossen und der einen Kondensator C, einen Triggerschalter Tund einen automatische Fokussierbetrieb wird wieder aufgenom-Schaher TS 4 für den Zählbeginn enthält Mit der Zeitkonstantenschaltung 32 ist eine nicht gezeigte Span

nungsquelle verbunden. Ein Schalter 52 ist vorgesehen, Im folgenden soll die Arbeitsfolge beschrieben werden. Wenn der Hauptschalter MS1 oder 51 in der Posi-

welcher durch einen Hebel LD geöffnet und geschlos- eo tion wie in F i g. 2 gezeigt geschlossen wird, so wird der sen wird. Der Hebel LD steht mit einem Mechanismus Antrieb M durch den Ausgang der Fotozelle 16 nicht zur schnellen Spiegelrückbewegung umfassenden An- eingeschaltet, wenn das Bild des Gegenstands auf der triebshebel L 1, L 2 und L 3, wie in F i g. 5 und 6 gezeigt, Fotozelle fokussiert ist; er wird dagegen eingeschaltet, in Verbindung. Der Schalter 5 2 wird im Ansprechen auf wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle nicht die Anfangsbewegung des Spiegels geöffnet Der Schal- 65 fokussiert ist um hierdurch die Nocken-Scheibe 21 zu ter 754 für den Zählbeginn der Zeitkonstantenschal- drehen und eine Bewegung des Tubus entlang der optitung 32 wird im Ansprechen auf die Bewegung eines sehen Achse zusammen mit dem Befestigungsteil 18 für Hauptschalters MS1 geöffnet und geschlossen. die Linse infolge der Führungsnut 22 in der Nocken-

Scheibe 21 zu bewirken.

Wenn das Bild des Gegenstands auf der Fotozelle 16 fokussiert ist, wird der Antrieb M abgeschaltet. Bei der Verschlußauslösung wird der Schalter 52 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 Kontrast des Bildes für ein Erfassen der Fokussierung zu gering ist, könnte von der Fotozelle 16 selbst dann kein Ausgangssignal erzeugt werden, wenn die Nocken-Scheibe bei beschlossenem Hauptschalter MSi eine oder mehrere Drehungen durchführt, und dementsprechend bliebe der Antrieb Min Betrieb.

Um dies zu vermeiden, ist die Zeitkonstantenschaltung 32 vorgesehen. Der Schalter TS 4 wird im Ansprechen auf den Hauptschalter MS1 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 Nocken-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 Nocken-Scheibe 21 kein Haltesignal erhält, nach einer vorbestimmten Zeitdauer in Tätigkeit treten und den Elektromagneten 31 abschalten, um so daß Eisenstück 31 freizugeben. Hierdurch wird der Sperrhebel 25 durch die Kraft der Kontaktfeder 28 so gegen die Uhrzeigerrichtung um die Welle 26 gedreht, daß das vordere Ende der Klaue 25' in Kontakt mit dem Umfang der Nocken-Scheibe 21 gebracht wird, während die Nokken-Scheibe 21 ihre Drehbewegung fortsetzt, weil die Kontaktfedern 23 und 29 in Eingriff miteinander stehen. Wenn die Einkerbung 24 mit der Klaue 25' ausgerichtet ist, bewirkt eine weitere Drehung des Sperrhebels 25 gegen die Uhrzeigerrichtung, daß die Klaue 25' in die Einkerbung 24 eingreift und hierdurch einerseits die Drehung der Nocken-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 außerhalb einer Fokussierung vorliegt, sowie daß der Antrieb M nach einer vorbestimmten Zeitdauer abgeschaltet werden kann.

F i g. 8 zeigt eine modifizierte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung. Sie enthält eine Objektivlinse 101, einen Strahlieiler 102 bestehend aus zwei zusammengefügten Prismen mit einem in der Zwischenfläche angebrachten halbdurchlässigen Spiegel, einen im durch den Strahlteiler 102 vorgesehenen optischen Weg des Suchers angeordneten voll reflektierenden Spiegel 103, das Sucherbild bildende Linsen 103' und 103", durch welche das Auge 104 des Fotografen schauen kann, eine bildformende Linse 105, welche mit der Objektivlinse 101 zur Ausbildung eines bildformenden Objektivs zusammenarbeitet, und einen Spiegelver-Schluß 106. Wie im einzelnen in Fi g. 9 gezeigt, besteht der Spiegelverschluß 106 aus einem drehbaren Spiegel IO62 mit einer ausgeschnittenen Ausnehmung IO63, wobei die Umfangskante des Spiegels IO62 über 45° abgelenkt ist und eine total reflektierende Oberfläche aufweist Der Spiegelverschluß 106 ist fest auf einer Welle IO61 gehalten, welche wie weiter unten beschrieben von einer Motorwelle angetrieben wird. Der Spiegelverschluß dient dazu, das durch die Objektivlinse 101 und die Linse 105 von dem Gegenstand kommendes Licht so in der Zeit zu teilen, daß die Oberfläche des Spiegels IO62 den Lichtstrahl zu der Filmoberfläche unterbricht, wenn sie in eine Lage gegenüber einem im folgenden näher zu beschreibenden Iichtaufnehmenden Element gebracht wird, und daß der Lichtstrahl der Filmoberfläche zugeführt wird, wenn die Ausnehmung IO63 in eine Lage gegenüber der Oberfläche des lichtaufnehmenden Elements gebracht wird. So kann das Gegenstandslicht aufgeteilt 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 geführt und vorgeschoben. Ein fotoelektrisches Umsetzelement oder lichtaufnehmendes Element 108 wie eine Fotozelle ist gegenüber der total reflektierenden Oberfläche des Spiegels IO62 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, weiche ihrerseits mit einer Torschaltung 110 verbunden ist, deren Ausgang einen Antriebsmotor 111 für die Objektivlinse 101 antreibt. Weiter sind ein Oszillator 113, ein Synchronmotor 114 zum Antrieb des Spiegelverschlusses, eine Hilfslichtquelle 112 wie ein synchron 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 108 dem Spiegel IO62 des Spiegelverschlusses 106 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 106 kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, während der Film 107 intermittierend vorgeschoben wird, solange der Spiegel 106₂ des Spiegelverschlusses 106 dem lichtaufnehmenden Element 108 gegenüber steht. An einem weiteren Ausgang 113₃ des Oszillators 113 wird weiter ein Steuersignal erzeugt, welches der Torschaltung 110 zugeführt wird. Ein solches als Eingang der Torschaltung 110 zugeführtes Steuersignal hat eine Impulsbreite, welche gleichbleibend ist, solange der Spiegel IO62 infolge der Drehung des Spiegelverschlusses 106 dem lichtaufnehmenden Element 108 gegenüber steht Ein Auslöseknopf 116 für den Verschluß bewirkt daß ein Hauptschalter II61 während der Verschlußauslösung geschlossen wird und so der Oszillator 113 mit einer Betriebsspannungsquelle 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 13 669/1966 oder 14 501/1966 der Anmelderin beschrieben ist, wo zwei lichtaufnehmende Elemente 108 vor und hinter der Brennebene so angeordnet sind, daß die Ausgänge der zwei Elemente für den Betrieb verwendbar sind.

Im Betrieb wird der Auslöseknopf 116 bei auf einen Gegenstand gerichteter Objektivlinse 101 niedergedrückt, wodurch der Hauptschalter II61 geschlossen und der Oszillator 113 in Betrieb gesetzt wird.

Der Spiegelverschluß 106, welcher mit einem Halte-

mechanismus bekannter Art, wie er mit dem Blendenlamellenmechanismus in einer Kinokamera benutzt wird, versehen ist, wird normalerweise in der in F i g. 9 gezeigten besonderen Lage zum Abschirmen des Films 107 gegenüber Licht mit Hilfe des Spiegels IO62 angehalten. Wenn daher der nicht gezeigte Haltemechanismus mittels des Auslöseknopfes 116 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 106 nimmt das lichtaufnehmende Element 108 den durch die Objektivlinse 101 und die Linse 105 von dem Gegenstand kommenden Lichtstrahl über den Spiegel 106₂ 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 113₃ des Oszillators 113 geöffnet 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 des Films 107 abgebildet wird.

In der Zwischenzeit setzt der Spiegelverschluß 106 seine Drehung fort, um dem lichtaufnehmenden Element 108 über den Spiegel IO62 des Spiegelverschlusses den Lichtstrahl vom Gegenstand zuzuführen, bis der oben beschriebene automatische Fokussiervorgang beendet ist. Zur gleichen Zeit triggert der Oszillator die Hilfslichtquelle 112, welche so aufleuchtet, um den Lichtstrahl vom Gegenstand genügend zu intensivieren 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 Filmvorschubmechanismus einmal um ein Bild vorgeschoben und dann angehalten. Wenn der Spiegelverschluß weitergedreht wird, um ein Belichten des Films 107 über die Ausnehmung IO63 zu ermöglichen, erhält das lichtaufnehmende Element 108 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, weil die Torschaltung 110 durch das Steuersignal von dem Oszillator 113 geschlossen ist.

Wenn sich der Spiegelverschluß 106 weiterdreht, um die Oberfläche seines Spiegels 106₂ in eine Stellung gegenüber dem lichtaufnehmenden Element 108 zu bringen, so steuert die Schaltung 109 zur automatischen Fokussierun*⁷ wiederum den Antriebsmotor 111 um die Objektivlinse 10; wie oben beschrieben zu bewegen, so daß das Bild des Gegenstands auf der Filmoberfläche fokussiert wird, worauf die Oberfläche des Spiegels 106₂ wieder aus der Lage in Gegenstellung in die Lage bereit zum Fotografieren durch die Ausnehmung IO63 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 zeitteilender Weise durchzuführen.

So stellt das zeitweilige Auftreten des automatischen Fokussiervorgangs und des Bildaufnahmevorgangs sicher, daß unabhängig von einer Verschiebung des zu fotografierenden Gegenstandes eine genaue Fokussierung erreicht wird. Weiter läßt sich dadurch, daß ein Aufleuchten ei^er Hilfslichtquelle synchron mit dem Zeitteilungssignai bewirkt wird, das oben beschriebene Ergebnis selbst für einen Gegenstand mit sehr geringer Helligkeit erreichen, und dies ist besonders wirksam in Verbindung mit einer automatischen Fokussie;. o. richtung.

F i g. 10 zeigt eine Modifikation der in F i g. 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 CV zum Erzeugen eines v'eiäenlußstellungssignals, einen der Schaltung 109 für automatische Fokussierung entsprechende Schaltung C 2' zum Erfassen eines Extremwertes und eine Steuerschaltung C 3' für einen Servomotor oder Antrieb M. In dieser Schaltanordnung arbeitet ein Widerstand 140 mit einer Zelle oder einem lichtaufnehmenden Element 108 unter Bildung eines Spannungsteilers zusammen und es sind Schalttransistoren Tr 4, Tr 5 und Tr 6 vorgesehen. Der Schalttransistor Tr 4 ist mit dem Ausgang einer Brückenschaltung gebildet von dem Widerstand 140, dem Element 108' und einem variablen Widerstand Rν verbunden. Ein Relais RLi ist mit dem Kollektor des Schalttransi.?cr<Tr6 verbunden. Die Schaltung Cl' zum Erfassen des Extremwerts besteht aus Transistoren Tr 7, 7>8 und 7r9, Kondensatoren Cl und C2 als Koppelkondensatoren, Widerständen 141 bis 145 und einem Relais RL 2.

Kontakte r 1 und r 2 der Relais RL 1 bzw. RL 2 sind in den Steuerkreis des Motors oder Antriebs Mgeschaltet.

In der Ausführungsform nach Fig. 10 werden keine

Einrichtungen wie der Oszillator 113 in F i g. 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 IO62 des sich drehenden Spiegelverschlusses 106 reflektierte Licht aufnimmt, wird das Relais RL 1 eingeschaltet, um den Kontakt r 1 in die Lage C zu schalten. Als Ergebnis bewegt der Servomotor oder Antrieb M die Objekiivlinse. Wenn mit der Bewegung der Objektivlinse das Bild des Gegenstands auf dem lichtaufnehmenden Element ausgebildet wird, so wird die Schaltung C2' zum Erfassen des Extremwerts geöffnet, um das Relais RL 2 Zuspeisen, dessen Kontakt r 2 so in die Stellung O umgeschaltet und hierdurch der Antrieb M abgeschaltet wird. Da sich der Spiegelverschluß 106 dreht, wird der Film 107 durch die Ausnehmung IO63 dem Licht des Gegenstands ausgesetzt. Solange eine solche Belichtung durch die Ausnehmung IO63 des Siegelverschluss^ 106 erfolgt, trifft kein Licht vom Gegenstand auf das lichtaufnehmende Element 108' auf, so daß das Relais RL 1 nicht gespeist wird, um seinen Kontakt rl zu öffnen, wodurch der Motor oder Antrieb M während des Belichtungsvorgangs abgeschaltet ist, und die Objektivlinse stationär gehalten wird. So erfolgen der Entfernungsmeßvorgang und der Belichtungsvorgang aufeinanderfolgend mit der Drehung des Spiegelverschlusses auf solche Weise, daß während des Belichtungsvorgangs 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 Objektiviinse gehenden Bildes des Gegenstands durch das lichtaufnehmende Element erfaßt werden, um die Objektivlinse zu bewe-

gen, und dann wird während des Bild-;ufnahmevorgangs
die Objektivlinse in ihrer eingestellten Lage gehalten,
um die Bildaufnahme- und ζ -itcmatischen Fokussiervorgänge auf zeitgeteilte Weise durchzuführen. So kann
der automatische Fokussiervorgang sehr vorteilhaft mit
sehr hoher Genauigkeit durch Verwendung des durch
die Objektivlinse gehenden Lichtstrahls erreicht werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen ι ο

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Claims

Patentansprüche:

1. Automatische Fokussierungsvorrichtung für eine photographische Kamera, bei der das Meßlicht aus dem Objektivstrahlengang ausgespiegelt wird, mit einem photographischen optischen Linsensystem mit einer Objektivlinse, einer zur Fokussierungsermittlung dienenden photoelektrischen Einrichtung, die das ausgespiegelte Meßlicht aufnimmt, einer zur Fokussierungsermittlung dienenden Schaltung, deren Eingang mit dem Ausgang der photoelektrischen Einrichtung verbunden ist, und einem zum Antrieb des Linsensystems mit diesem verbundenen Motor sowie einer Halt-Schalteinrichtung zum Abschalten des Motors, dadurchgekenn-

7 e i c h η e t, daß eine Zeitkonstantenschaltung (32) vorgesehen ist, die in Zuordnung zur Betriebsweise der Fokussierungsermittlungseinrichtung (16, A, S) aktivierbar ist und eine Zeitzählung beginnt und diese während einer vorbestimmten Zeitdauer fortsetzt, und daß eine durch die Zeitkonstantenschaltung (32) nach der vorbestimmten Zeitdauer betätigbare Hilfseinrichtung (25,26,30,31,25', 24) vorgesehen ist, welche das optische Linsensystem (2, 7) für eine vorgegebene Entfernung einstellt.

2. Fokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstantenschaltung (32) durch die Verschlußauslösung der Kamera aktivierbar ist.

3. Fokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung (25,26,30,31,25', 24) einen durch die Zeitkonstantenschaltung (32) ansteuerbaren Elektromagneten (30,31) enthält, welcher mit der Halt-Schalteinrichtung (28, 2?) zu deren Umschalten aus ihrer Ein-Schaltstellung in ihre Aus-Schaltstellung gekoppelt ist.

4. Fokussierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung einen Sperrhebel (25) und eine Nockenscheibe (21) zur Einstellung des Linsensystems umfaßt, wobei der Sperrhebel (25) nach seiner Auslösung durch die Zeitkonstantenschaltung (32) die Nockenscheibe (21) in einer vorbestimmten Drehstellung festhält.