DE2260474A1

DE2260474A1 - Verfahren zur scharfeinstellung eines objektivs

Info

Publication number: DE2260474A1
Application number: DE2260474A
Authority: DE
Inventors: Karl Lang
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH; Ernst Leitz GmbH
Current assignee: Leica Microsystems Holdings GmbH
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1972-12-11
Publication date: 1974-06-12
Also published as: FR2209945A1; FR2209945B3; DE2260474B2; US3953863A; JPS6318166B2; JPS58184111A; JPS6124688B2; DE2260474C3; JPS58184112A; CH570629A5; JPS5837523B2; JPS507551A; GB1468679A

Description

Unter Zeichen: A 1895 / B 2762 «3 Wttalor, den. 4.Dezember 1972,

Pat Se/GG

Verfahren zur Scharfeinstellung eines Objektivs

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise zum Zwecke der Entfernungsmessung, bei dem mittels im Bereich der Schärfenebene des Objektbildes angeordneter bildaufspaltender optischer Bauelemente eine Vervielfachung des Bildes der Eintrittspupille erreicht wird.

Bei fotografischen Kameras ist es bekannt, zur Scharfeinstellung des Objektivs bzw. zur visuellen Beurteilung der Scharfeinstellung auf der Beobachtungsscheibe des Suchers sogenannte Pyramidenraster anzubringen. Man erhält dann zu' jeder Mantelflächenneigungsrichtung der drei- oder vierseitigen Pyramiden je eine seitlich verschobene Abbildung der Objektivpupille, sofern in der Nähe der Basterebene eine die Objektivpupille abbildende Feldlinse angebracht ist. Die Beobachtungspupille (Augenpupille) erstreckt sich über einen Teil des Gebietes der sich überlappenden Pupillenbilder. Da aber die Augenpupille in jedem der Pupillenbilder eine andere Relativlage hat, entstehen bei Verschiebung der Schärfenebene aus der Rasterebene heraus der Anzahl der Pupillenbilder entsprechend viele Objektbilder, die - der Parallaxe entsprechend - zueinander verschoben sind. Einstellfehler des Kameraobjektivs werden also daran erkannt, daß die Bildkontras tübergänge mehr oder weniger ausgefranst erscheinen.

Schwierig ist be:y&olcher Anordnung die subjektive Schärfebeurteilung, insbesondere wenn die Abbildung durch das Kameraobjektiv eine große Schärfentiefe hat.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren

409824/0619 "²"

² Λ 1895/Β 2762

^. 12.

zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise für Fotokameras und dergleichen, zu schaffen, bei dem die oben aufgezeigte Schwierigkeit bekannter visuell-subjektiver Verfahren nicht auftritt, die exakte ObjektiveLnstel— lung also nicht an der Umrandung von Bildern festgestellt werden muß, und bei dem automatische Regeleinrichtungen für das Objektiv verwendet werden können.

Eine Lösung dieser Aufgabe bringt erfiudungsgemäü ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß die Lichtflüsse verschiedener Teile der Pupillenebene getrennten fotoelektrischen Empfängergruppen zugeführt werden und daß aus dem Vergleich der Ausgangssignale dieser Empfängergruppen ein Signal hergeleitet wird, das nach Größe und Vorzeichen als Kriterium für die Scharfeinstellung dient.

Vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen näher charakterisiert .

Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens liegt in seiner vielseitigen Verwendbarkeit. Verzichtet man auf eine elektronische Regelautomatik, so können die verfahrensgemäßen neuen Einrichtungen auch zu einer verbesserten visuellen statischen Anzeige dienen. Dabei ist die Helligkeitegleicnheit zweier Meßfelder das Einstellkriterium.

Das neue Verfahren sowie demgemäfle Einrichtungen werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Anordnungen zur Demonstration des Prinzips, 'Fig. k eine Einrichtung mit visueller Beobachtung eines

achsennahen Pupillenteils
-Fig. 3 eine Einrichtung mit geometrischem Strahlenteiler,

4098 24/0619

Fig. 5 eine Variante mit spiegelnden Pupilleublendert, polarisierendem Strahlenteiler und zwei r- -Platten,

Fig. O eine Ausi'ühruiigsform mit iOtoelektrisehem Dif f er.entiälempfanger .

Iu Fig.1 beleuchtet eine Lichtquelle 1 einen senkrecht zur Zeichenebeue liegenden engen Lichtspalt 1'< Ein Objektiv 1" bildet diesen in die Gegerdeines Teilerspi.egels 2, beispielsweise am Oi^te 3» ab. über zwei dem Teilerspiegel H nächgeschaltete Kondensorlinsen 4, 5 werden die Strahlanteile des Spaltb i.ld«s je sswe t' fotoelektr i scheu Empfängern O, 7 und H, I) zugeführt. Durch Verschiebung des Objektivs 1" längs der optischen Achse kanu der Abbildungsc-rt 3 des Spaltes f' vor und hinter dou Teilerspiegel 2. verlagert worden.

Liegt der Ort 3j wie dargestellt, vor dom Te i lerspie'gel 2, so werdet) di.o ümpi"änger 7 und ⁽,' beleuchtet, die Empfänger und ο dagegen nicht. Bei Verschiebung des Abbildutigsörtes über den Spiegel 2 hinatxs wechselt die Beleuchtung aiii' die I'otoelektr i scheu Empfänger ύ und 8 über. Der Signäiwechsel au den Ausgängen der Empfängerpaare 6, 7 und H, 9 isi also ein Kriterium für die Scharf eins teilung des Spaltbii&es¹ den Teilerspiegel 2»

Ein solcher Signälweehsel wird auch mit der Fig. 2 erreicht. Ein nicht mit därges teilt es Ii Objekt wird durch eiti Objektiv "f^lV an deni Ort J bildet» Zwischen diesen Weiden Orten liegt dife* bredfrentie Oberfläche eines Prismas fÖ'V Dem Prxsmö; 1Θ ist eiri' geolnetiii· seller StrählentexierwiiiriPel It naöbgeschaltet, desseli' flächen zueinander köüiji lerne η tare Blenden 12,-' flf Blende 12 sperrt den achsehnahen, Bleiixie 14 den körti^lementären.

aebseiiferften Teil des Strahlerigango-s. Die den Teiler ti ν er-¹· lassenden Strahlanteile werden über die Linsen 15, 16 bzw. 17, Tβ auf fotoelektrischen Empfängern T9 bzw. 20 gesammelt.

409824/06 19

BAD

A 1895/fe 2762

Die Funktion der soweit beschriebenen Einrichtung ist folgende t

Wird das Objekt am Ort 3 scharf abgebildet, so erhält nur der Empfänger 20 Licht, liegt dagegen das Objektbild am Ort 13, so fällt das Licht nur auf den Empfänger 19· Das Verhältnis der Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfänger zeigt also hierbei die Lage des Objektbildes in Bezug auf die Kante 21 des Prismas 10 an. Bei Scharfeineteilung herrscht Signalgleichheit.

Bei der Einrichtung nach Fig.3 ist das Prisma 10 der Fig.2 durch ein Prismenraster 10* ersetzt. Die übrigen Bauteile haben die gleiche Bezeichnung und Funktion wie in Fig.2. Das Prismenraster 10* kann auch durch ein Pyramidenraster bekannter Art ersetzt ■ sein. Die Blenden 12, 1 i» müssen dann der Hastergeometrie angepaßt sein.

Die Anordnung nach Fig.k weist gegenüber der nach Fig.3 einen polarisierenden Strahlenteiler 11* auf. Eitjihicht dargestelltes Objekt wird in die Gegend der Hasterscheibe 10* abgebildet. Sammelnde optische Glieder leiten das die Kasterscheibe durchdringende Licht auf den polarisierenden Teiler 11*. Die der Blende 12 (Fig.3) entsprechende Blende 12* ist hier spiegelnd ausgebildet und Vom Teiler 11* durch eine jr -Platte 2k getrennt, so daß die' reflektierten achsenferneren Lichtanteile über die Linsen 15, 16 auf den fotoelektrischen Empfänger 19 gelangen. Der Blende 12* nachgeschaltet ist ein Okular 25, über da« die durchdringenden Strahlen' visuell beobachtet worden können· Die Elemente 1**, 17, 1H, 20 sind denen der Fig.3 analog.

In der Anordnung nach Flg.5 sind beide Blenden 12' und 14' spiegelnd auegeführt und vom polarisierenden Teiler 11* durch £ -Platten 2k, 26 getrennt, so daß die an Blende 12^f reflektierten achsenferneren und die an Blende 1**' reflektierten

40982W061 9

⁵ " A 1895/B 2762

achsennäheren Strahlanteile über das Okular 25 ein Beobachterauge erreichen. Die durch die Blenden 12', 14' gelangenden Strahlanteile treffen wie in Fig.-3 die fotoelektrischen Empfänger 19, 20t

In der erfindungsgemäßen Variante nach Fig.6 geschieht die Aufteilung der beiden Strahlanteile auf verschiedene fotoelektrische Empfänger durch eine Ausbildung dieser Empfänger selbst als fotoelektrische Differential-Empfängergruppe 27· Diese ist hinter dem Pyramidenraster 10ⁿ angebracht in einem Abstand, der dem Ablenkwinkel dieses Rasters 10" und der Öffnung des Objektivs i" entspricht. Die Empfängergruppe ist so ausgebildet, daß. ihre Unterteilung der Teilung des Rasters 10" entspricht, und daß sich zentrisoh hinter jedem Gipfel eines Rasterelementes ein begrenztes Feld der einen Empfängergruppe 28 befindet, während die angrenzenden Empfängerelemente zu einer Empfängergruppe 29 für die gipfelferneren Strahlanteile vereinigt sind. Signalgleichheit an den Ausgängen der Empfängergruppen ist hier ebenfalls das Kriterium M£ für die Scharfeinstellung des Objektbildes auf die Rasterscheibe 10^M.

Die Anordnung nach Fig.6 eignet sich besonders gut für den Einbau in fotografische Kameras. - .

Nach Abgleich der Schärfeneinstellung kann die Entfernung des Objektes am Abgleichglied, z.B. an einer geeichten Skala der Objektiveinstellung, abgelesen werden. --■/<:.-

409824/0619

Claims

⁶ A 1895/B 2762

Ansprüche

Verfahren zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise zum Zwecke der Entfernungsmessung, bei dem mittels im Bereich der Schärfenebene des Objektbildes angeordneter bildaufspaltender optischer Bauelemente eine Vervielfachung des Bildes der Ehtrittspupille erreicht wird, dadurch gekennzeichnet^ daß die Lichtflüsse verschiedener Teile der Pupillenbildebene getrennten fotoelektrLschen Empfängergruppen zugeführt werden und daß aus dem Vergleich der Ausgangs* signale dieser Empfängergruppen ein Signal hergeleitet wird, das nach Größe und Vorzeichen als Kriterium für die Scharfeinstellung dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen geometrischen Strahlenteiler (11) zwei den fotoelektrischen Empfängergruppen (19» 20) entsprechende! räumlich getrennte Pupillenbildebenen erzeugt werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bildaufspaltendes optisches Bauelement in der Schaffenebene des Objektbildes ein Prismenraster (10') angeordnet ist.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bildaufspaltendes optisches Bauelement in der Schärfenebene des Objektbildes ein Pyramidenraster (10") angeordnet ist.

5· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden räumlich getrennten Pupillenbildebenen entsprechend der Geometrie der bildaufspaltenden ixMUMgi Blenden (i2, 1*») angeordnet sind derart, daß die Lichtflüsse im einen Fall eines achsennahen, im anderen Fall des komplementär- ~_

409824/0619

"" ⁷ " A 1895/B 2?62

achsenfernen Teiles der Pupillenbildebene über nachgeschaltete Objektive (15» 1-7) und Kondensoren (ib,_; 18) je einer getrennten fotoelektrisehen Empfängergruppe zugeführt werden·

(). Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen polarisiereiaden, den fotoelektrischen Empfangergruppeη (Ty, 20) entsprechende räumlich getrennte Fupillenbildebenen erzeugenden. Strahlenteiler (11'), eine zwischen dem polarisierenden Strahlenteiler und der einen Pupillenbildebene befindliche τ- -Platte &x (24), in dieser Pupillenbildebene eine entsprechend der Geometrie der bildauf spaltenden; Bauelemente die Ldchtflüsse des aehsenfernerea Teiles auf die Empfängergruppe (i9) reflektierende Elende (T2*)_f in der anderen Pupillenbildeberie eine entsprfiohende, die Ldchtflüsse des achsennähex^ven Teiles auf die Empfänger^* gruppe (2OJ6 hinduirchlassetvclie Blpwde C^^)' sowie ei ti der; Blende (1 2 ^r) zwecks visueller Beöbachttiivg naßugeordnetes Okular (25).

7. Einriebtuu^g: nach Anspruch £>, dadurch gekenözoiehtiet, daß zwischen dem polari sierenden Strahlenteiler (ΐΐ*) ühdi beiden Pupillenbiid-ebe-ften je eiffie τ^ -Platte ist und daß die b&idet* tupülenblendien (I2*_r f 4 *} spiegelnd ausgefuhrk sind: derart|, daJÖ Äieii- die te» Strahlanteile zua? visuellen BeöbäöhiiJütng· in e^inem Okular (25) vereinigen.

Einricotung z«r Durchführung des Verfahre ils tiacii T, dadurch gaekennzeichnet _f daß als bildaitf spälfieaäes optisches Baueleittertt ein Pyramide'nrastPer (W), änjgeoi?d-Bßt ist, Tainter dein irt eitteift durch Rastöräöi'eiifcwitikeI und Objektivöffnung bestimmtön Abstand ein fötoelek-Bifferentialempfätiger (27) derart angeordnet

409824/ÖS 19

2762 k .12.1972.

ist, dali sich zentrisch hinter jedem Kastergipfel ein begrenztes Feld einer Empfängergruppe befindet, während die angrenzenden Empf ängere leine rite zu einer Empf ängergruppe für die gipfelferneren Teile der Pupillenbildebene geschaltet sind.

^l). Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bildaufspaltendes optisches Bauelement ein Prieea mit einer einzigen bildaufspaltenden Kante angeordnet ist.

A 0 9 8 ? ': / Π l· 1 S

Leer seife