DE2359935A1

DE2359935A1 - Automatische fokussiereinrichtung

Info

Publication number: DE2359935A1
Application number: DE2359935A
Authority: DE
Inventors: Akio Yamanishi; Yasuo Yamazaki
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1973-12-01
Publication date: 1974-06-20
Also published as: JPS5635844B2; US3896457A; JPS4979527A

Description

Minolta Camera Kabushiki Kaisha Osaka Kokusai Building, 30, 2-chome, Azuchiiaachi, . Higashi-ku, Osaka-shi, Osaka-fu/Japan 2359935

Automatische Fokussiereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiereinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Fotokamera mit einer entlang.ihrer Achse verstellbaren öbjektivlinse und einer einen Strom zu ihrer Betätigung erzeugenden Photozel·*- Ie₉ sowie einer Brennpunktermittlungsfläche. In der Einrichtung wird durch die Linse des Objektivs ein Bild auf eine Brennpunktermittlungsbene geworfen und von einem lichtempfangenden Element aufgenommen,, und die Linse des Objektivs wird entlang einer optischen Achse entsprechend Ausgangssignalen verschoben, die von dem das lichtempfangenden Element erzeugt werden, so daß ein Bild durch die Linse des Objektivs in der Brennpunkt ermittlungsebene fokus- < siert werden kann. Es ist bekannt, daß nach den Ausgangssignalen,, die das das lichtempfangende Element abgibt, auf welches ein Bild auffällt, das in der Brennpunkt erniittlungsebene durch die Öbjektivlinse gebildet werden soll, die Objektivlinse entlang der optischen Achse verschoben wird₉ und daß je nach der Veränderung der Leistung, die in dem lichtempfangenden Element erzeugt wird, das Licht_s das durch die Linse des Objektivs fällt, automatisch auf die Br'ennpunktermittlungsebene fokussiert wird.

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Bei der bekannt⁷ Art gibt es aber Schwierigkeiten,, die darin

bestehen, daß die Veränderlichkeit der Leistung des das

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_m lichtempfangenden Elementes während des Fokussierens und des Defokussieren sich verringert und insbesondere in der Nähe des Brennpunktes sich verringert, wodurch es fast unmöglich wird, eine optimale oder genaue Kraft zur Verschiebung der Linse in Hichtung der optischen Achse zwecks automatischen Fokussierens zu verschieben. Dies hat die Schwierigkeit zur Folge, daß man automatisch nicht genau fokussieren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fokussier. einrichtung so zu bauen, daß die Genauigkeit des Fokussie* rens gewährleistet ist.

Ferner wird mit der-Erfindung erreicht, daß eine automatische Fokussiereinrichtung, im Falle, daß ein Bild auf einer Brennpunktermittlungsebene durch eine Qbjektivlinse gebildet wird, Wechselstromkomponenten in dem das lichtempfangenden, Element erzeugt werden, auf welches das Bild auffällt, und daß die Linse des Objektivs entlang der optischen Achse entsprechend den Wechselstromausgangssignalen verschoben wird, wobei die Größe der Wechselstromkomponenten verringert wird.

Ferner wird die neue Einrichtung so getroffen, daß wenn in der Fokussiereinrichtung in Proportion zu der Vergrößerung des diffundierten Lichtkreises ein Bild auf einer Brennpunktermittlungsebene durch die Objektivlinse abgebildet ' wird., " in dem licht empfangenden Element vergrösserte Wechselstromkoinponenten erzeugt werden und die Linse des Objektivs enlang der optischen Achse entsprechend den so erzeugten Wechselstromausgangssignälen verschoben wird, wobei die Wechselstrbmausgangskomponenten in ihrer Menge verringert werden.

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Die automatische Fokussiereinrichtung nach der Erfindung ^ arbeitet in einer photographischen Kamera, in der sie so eingebaut ist, daß im Verhältnis zu der Vergrößerung des diffundierten Lichtkreises eines Bildes/ das auf der Brennpunktermittlungsebene durch die Objektivlinse hindurch abgebildet werden soll, Wechselstromausgangskomponenten, die indem lichtempfangenden Element, das- das Licht eines Bildes, erhält, vergrößert werden und daß im Maß dsr Ausgangssignale die Objektivlinse entlang der optischen-Achse verschoben wird, so daß' die Wechselstromausgangskomponenten verringert werden und.¹ so das Fotographieren automatisch durch Spannen eines Verschlusses bewirkt wird.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch ein Fokussier-Plattenprisma, das entlang der Brennpunkt-ermittlungsflache verstellbar ist und das zumindest zwei Prismenflächen zur Brechung der von der Objektivlinse erzeugten Bildstrahlen besitzt, ohne die Kichtung der auf die Brennpunktermittlungsfläche fokussierten Strahlen zu brechen, durch die Anordnung der Photozelle hinter dem Fokussier-Platten- ■ prisma in der Verlängerung der optischen Achse der Objektivlinse, durch eine Übertragungslinse in der optischen Achse zwischen der Photozelle und dem Fokussier-Plattenprisma, die die Strahlen des von der Objektivlinse erzeugten Bildes im wesentlichen auf die Lichteinfallfläche der Phötozelle wirft und einen Antrieb für die Verstellung der Objektivlinse entläng der optischen Achse, sowie durch eine^ Einrichtung zur Erfassung,der Wechselstromkomponente des Stromes aus der Photozelle zwecks Ingangsetzung des Antriebs für die Verstellung der Objektivlinse. Erfindungsgemäß ist das Fokussier-Plattenprisma parallel zu der Brennpunkt-'ermittlungsebene angeordnet, auf die ein gewünschtes Bild durch die Objektivlinse fokussiert wird und das .

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Fokussier-Plattenprisma hat eine Fläche, die aus zahlreichem Hillenbildungen oder Einschnitten besteht, deren geneigte Flächen in verschiedenen Winkeln .zur. optischen Achse der Objektivlinse geneigt sind.'.Die Richtung der Brechung der Lichtstrahlen des Bildes, das auf der Brennpunktermittlungsebene durch die Objektivlinse abgebildet wird, läßt sich zyklisch variieren, indem das Fokussier-Plattenprisma zyklisch im rechten Winkel zu der optischen Achse der Objektivlinse bewegt wird_? je nachdem wie das Ausmaß eines Kreises diffundierten Lichtes des Bildes vergrößert v/ird. Das Licht wird zum Teil in ein licht— empfangendes Element durch eine Übertragungslinse .geworfen, so daß das lichtempfangende Element Wechselstromausgangskomponenten erzeugt, die eine Frequenz haben, die dem Zyklus der Bewegung des Fokussier-Plattenprismas entsprechen. Entsprechend der so erzeugten Wechselstromsignale wird die Objektivlinse längs der optischen Achse verschoben, so daß die Wechselstromausgangskomponenten verringert werden. Das Fokussier-Plattenprisma macht eine oszillierende Bewegung längs der Richtung der Brennpunktermittlungsebene oder kann eine gleichförmige rotierende Bewegung machen um eine Achse, die parallel zu der optischen Achse .der Obketivlinse ist. Im ersteren Falle besteht das Fokussier-Plattenprisma aus zwei Gruppen von Oberflächen, die bezüglich der optischen Achse der Objektivlinse srinandergegenüberliegen und die optische Achse der Objektivlinse ist auf den Mittelpunkt von zwei Gruppen von Oberflächen eingestellt und. ist die Mittellinie, für die lineare Bewegung des Fokussier-Plattenprismas, dessen geneigte Oberflächen in einem Winkel zu der optischen Achse gerichtet sind. Die beiden Bereiche der beiden Gruppen von Oberflächen vereinigen sich an einer Grenzline, d.h., einer dritten Fläche, die senkrecht zu der Richtung der linearen

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" ⁵ ■"■■■ 2359935 Bewegung des Fokussier-Plattenprismas steht. Die dritte Fläche ist zweckmässig parallel zur optischen Achse der Objektivlinse. In letzterem· Falle sind zwei Typen von geneigten Flächen in verschiedenen Winkeln zur optischen Achse der Objektivlinse gerichtet und schneiden sich !Parallelbeziehung zueinander»

Vorzugsweise sind das lichtaufnehmende 'Element und die Übertragungslinse auf einer Verlängerung der optischen Achse der Objektivlinse angeordnet/ was auch den Fall einschließt,, daß wenn das Licht auf der Verlängerung der optischen Achse der Objektivlinse von einem Spiegel reflektiert wird, das lichtaufnehmende Element und die Übertragungslinse auf der optischen Achse des reflektierten Lichtstrahls liegen.

Es ist zweckmässig, wenn die Gleichstromkomponenten der Ausgangsleistung des lichtempfangenden Elementes beschnitten werden.

Wird die automatische Fokussiereinrichtung dazu verwendet, in einer Ka.mera automatisch zu fokussieren, dann ist es erforderlich_? daß es in Verbindung mit der Lösevorrichtung der Kamera betätigt wird, und daß nach der Beendigung des automatischen Fokussierens die darauf folgenden Vorgänge in ihrer fieihenfolge ausgelöst werden, d.h.: Die Belichtungseinstellung entsprechend dem Licht, das durch die Objektivlinse fällt, die Blendeneinstellung der Objektiv-. linse, die Verschiebung des beweglichen Spiegels aus der Sucherstellung in die Stellung beim" Photograph!eren,■-wenn ein solcher beweglicher Spiegel in die Kamera-eingebaut ist, und die■Verschlußauslösung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es sind:

Figur 1 und 2 Grundsatzdarstellungen von Fokussier-

Plattenprismen einer automatischen Fokussiervorrichtung,

Figur 3 ' die Schrägdarstellung einer Ausführungsform eines Fokussier-Plattenprismas,

Figur 4 die Schrägdarstellung einer zweiten

Ausführungsform eines Fokussier-Plattenprismas,

Figur 5 die Schrägdarstellung eines dritten

Ausführungsbeispiels· eines Fokussier-Plattenprismas,

Figur 6 die wesentlichen Teile einer Photokamera mit einer Fokussier-Einrichtung, schräg dargestellt,

Figur 7 das Blockbild eines elektrischen Kreises für die Steuerung der automatischen Fokussiervorrichtung nach dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel,

Figur 8 die graphische Darstellung der Leistung eines lichtempfangenden Elementes einer Fokussiereinrichtung und

Figur 9 die wesentlichen Teile einer anderen

Ausführungsform einer Photokamera mit einer automatischen Fokussiereinrichtung,

schräg dargestellt.
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Zunächst wird einFokussierprisma zum Gebrauch in einer automatischen Fokussiereinrjchtung nach dieser Erfindung in Verbindung mit den Figuren 1 und 2'erklärt.

Man nehme an, daß das photοgraphisehe Objekt XQ₅ YO, das in einem Punkt 0 auf der optischen Achse. 6 der Objektivlinse steht, als Bild Xl₅ Y1 durch die Objektivlinse 1 auf einen Punkt P auf der optischen Achse der Objektivlinse 1 fokussiert wird. Mit 2 ist ein.Fokussierprisma bezeichnet, das. aus zwei Bereichen 2a, 2b besteht, die dicht beieinander im mittleren Bereich des Prismas zusammenstossen, und auf den sich die beschriebenen zahlreichen Nutenausbildungen . oder Einkerbungen befinden. Ein Bereich 2a hat eine Oberfläche, auf der die zahlreichen Wüten oder Kerben jede Flächen haben, die parallel zur optischen Achse 6 stehen und andere Flächen, die die optische Achse im Winkel Q (θ<90°) schneiden. Der andere Bereich 2b hat ebenfalls eine Reihe von Kerben, von denen jede Flächen hat.,--die-"parallel zur optischen Achse 6 liegen und geneigte.Flächen, die mit der optischen Achse β einen Winkel - Θ. bilden·. .

Das Fokussierprisma 2 hat seine Längsmittellinie der zahlreichen Kerben ausgerichtet nach einer Brennpunktermittlungsebene F, und die geneigten Flächen bilden einen Winkel Q oder - Q mit der optischen Achse und haben einen Punkt £ in der Brennpunktermittlungsä)ene F. Insbesondere hat jede geneigte" Fläche eine Dicke, die der Länge der waagerechten Fläche pa-• rallel zu dieser optischen Achse gleich ist, aber in der Zeichnung wird.die Dicke wegen der besseren Verständlichkeit in grösserera Maßstab gezeigt. Es ist daher die tatsächliche Dicke.jeder Kerbe so gering, daß sie innerhalb der Brennpunkttiefe eingeschlossen sein kann, wenn ein Bild eines

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photographischen Objektes durch die Objektivlinse auf die Brennpunktermittlungsebene F fokussiert wird. V/enn eine genaue Lage der geneigten Flächen jeder Kerbe auf dem Fokussierprisma erforderlich ist, dann muß der genannte Punkt c in die Mittelebene der Dicke jeder Kerbe fallen.

Auf der Achse 6', die die geometrische Verlängerung der optischen Achse 6 der Objektivlinse 1 durch das Fokussierprisma 2 darstellt, ist eine übertragungslinse 3 angeordnet. Me geometrisch verlängerte Achse 6' bildet die optische Achse der übertragungslinse 3. Auf der verlängerten Achse 6' befindet sich eine Lichtmaske 4 mit einer schlitzartigen Öffnung 4a. Hinter der Maske ist die Photozelle 5, deren lichtempfindliche Oberfläche mit ihrer Mitte auf der verlängerten Achse 6¹ liegt.

Die Ubermittlungslinse 3 eignet sich zum Fokussieren eines Bildes, das von der Objektivlinse 1 her auf der Brennpunktermittlungsebene F als Abbild auf einer Fläche D dargestellt wird, die die Lichtaufnahmefläche des Photoelementes 5 ist. Sämtliche Bilder aus der Objektivlinse 1, die fokussiert werden sollen, werden auf die Brennpunktermittlungsebene F geworfen, die dicht bei der Lichteinfallfläche D der Photozelle liegt. Wenn also eine Übertragungslinse benutzt wird, die eine große F'-Nummer hat und eine große Brennweite, dann erfolgt die Ermittlung der Brennweite und die Steuerung der Objektivlinse 1 zwecks Fokussierens mit größter Genauigkeit.

Angenommen der Bereich 2a des Fokussier-Plattenprismas 2 liege auf der optischen Achse 6 wie in Fig. 1, dann werden die Lichtstrahlen, die von einem Bild X1, Y1 in den Punkt P einer optischen Achse 6 fokussiert werden, verursacht,von einer Anzahl von Kerben des Bereiches 2a nach unten gebrochen zu werden, um durch die übertragungslinse 3

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in ein Bild X2, Y2 umgeformt zu werden;, was durch eine gestrichelte Linie dicht bei der Ebene D angezeigt ist« Dies gilt nur wenn keine Maske 4 vorhanden ist, wenn aber eine Maske 4 verwendet wird, dann werden die Strahlen von dem Bild X1, Y1 in einen Teil"des Abbildes BO, nahe bei Y2 in dem zuvor genannten Bild X2, Y2 dicht bei der das Licht auffangenden Fläche der Photozelle 5 ausgebildet, worauf ein solches Bild auf die das Licht empfangende Fläche geworfen wird. In diesem Falle wird der Punkt P des Bildes Xl, Y1 auf der optischen Achse 6 von der Maske 4 weggeschnitten.

Wird das Fokussierprisma in Pfeilrichtung a entlang der ßrennpunktermittlungsebene so verschoben, daß der Bereich 2b die Stellung nach Fig. 2 annimmt, wobei eine Serie von Kerben auf der optischen Achse 6 liegt, dann werden alle Lichtstrahlen des Bildes X1, Y1 von den geneigten Flächen nach oben gebrochen. In diesem Falle ist, wenn nicht die Maske ■ angeordnet wird, das Bild X2, Y2, das mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, auf der sehr nahe liegenden Ebene J) durch die Ubertragungslinse 3 abgebildet, während bei Verwendung einer Maske 4 eiri Teil des Bildes B2, B3 nahe X2 des zuvor beschriebenen Bildes X2, Y2 durch den Schlitz 4a der Maske in die Photozelle 5 eintritt, und die Abbildung des Punktes P auf der optischen Achse'6 wird von der Maske 4 beschnitten. · .

Wird das Fokussier-Plattenprisma 2 in Richtung B vo.n Fig. 2 verschoben, dann wird der Zustand nach Fig. 1 wieder her-= gestellt. ■

Das bedeutet, daß durch die zyklische Verschiebung des Fokussier-Plattenprismas 2 aus der Stellung nach Figs 1 in die nach Fig. 2 die Lichtstärke der Strahlen des

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zu fokussierenden Bildes X1, Y1, die in die Photozelle 5 eintreten, sich zyklisch ändert von der Lichtstärke des Bildes BO, B1 zu dvr Lichtstärke des Bildes BO, B1 zu der Lichtstärke des Bildes B2, B3, wonach Wechselstromausgangssignale an der Ausgangsseite der Photozelle 5 erzeugt werden. Zur Vergrösserung der Wechselstromausgangssignale zwecks genauer Feststellung des Brennpunktes kann ein Raster auf der Fläche D ausgebildet werden, auf der die lichtempfangende Fläche der Photozelle 5 liegt.

Im Falle, daß ein Bild durch die Objektivlinse 1 auf die Brennpunktermittlungsebene F fokussiert wird, wird das Bild am Punkt C so abgebildet, daß es durch die Übertragslinse 3 weitergegeben wird und als Abbild B in die Photozelle 5 entweder in der Ausbildung nach Fig. 1 oder in der Ausbildung nach Fig. 2 eintritt. Folglich ist trotz der zyklischen Bewegung des Fokussier-Plattenprismas 2 die Lichtstärke der auf die lichtempfangende Fläche des Photoelementes 5 auffallenden Lichtstrahlen konstant, so daß kein Wechselstromausgangssignal erzeugt wird.

Als Photozelle 5 in diesem G-erät eignet sich irgendein Phqtowiderstand, eine Photodiode, eine Photoavalanchediode, ein Phototransistor oder eine Photovervielfachungsröhre, wenn solche Elemente Lichtenergie in Elektrizität umwandeln und ausgezeichnete Ansprecheigenschaften haben und frei von Verzögerung sind.

Die Lichtmaske, 4 ist grundsätzlich nicht von Wichtigkeit, kann aber durch Begrenzung der lichterapfangenden Fläche der Photozelle 5 überflüssig werden. Die Anordnung der Maske ist von Nutzen für die Verbesserung des Wechselstromausgangssignals der Photozelle 5, wodurch die Genauigkeit der

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Arbeitsweise der automatischen Fokussiervorrichtung gefördert wird, wie noch beschrieben wird.

Fig. 3 ist .eine Schrägansicht eines Fokussier-Plattenprismas ?, wie es in den Figuren 1 und * 2 verwendet wird, und die Figuren 4 und 5 zeigen andere Ausführungsbeispiele von"Fokussier-Plattenprismen, mit.denen die Mittel beschrieben werden, mit denen die zyklische Bewegung jedes Fokussierprisinas erreicht wird. In Fig. 4 sieht man ein Fokussier-Plattenprisma 7 mit einer Vielzahl von Wutenausbildungen, die nebeneinander und parallel liegen. Das Fokussier-Plattenprisma hat zwei Bereiche Ta und 7b, die in den Richtungen von a"und _b_ angeordnet sind, in der das Fökussierprisma eine zyklische Hin- und Herbewegung macht. Die Anordnung der beiden i3e-. reiche 7a', 7b ist so,, daß die ,Gipfel- und Tallinien von V-förmigen Ausbildungen des einen Bereiches rechtwinklig bezüglich der des anderen Bereiches verlaufen. Mit einem Fokussier-Plattenprisma 7 solcher Bauart schneidet die eine Richtung der Brechung eines zu fokussierenden Bildes, das

in der Brennpunktermittlungsebene F in dem Bereich 7a erde

mittelt wird, die Richtung der Brechung des zu/fokussierenden Bildes in den Bereich 7b, und es ergibt'sich, daß die. zyklische Bewegung des Bildes verschieden ist von der nach dem Beispiel, das in Fig. 3 gezeigt wird. Hierdurch wird erforderlich, daß eine Modifikation in Form 'einer schlitzartigen Öffnung 4a der Maske 4 vorgenommen wird. -

Das Fokussier-Plattenprisma 8 nach Fig. 5 hat nur einen Bereich, der mit Gipfellinien und Tallinien ausgebildet ist, die alle in einer Richtung laufen,"und es ,eignet sich dazu zyklisch eine gleichförmige Winkelgeschwindigkeit,um eine Drehachse 8a nach Fig. 5 zu erzielen. · ·

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Mit dem Fokussier-Plattenprisma 8 nach Fig. 5 wird ein zu defukossierendes Bild bei der Hotation des Prismas in zwei Teile aufspalten, die entgegengesetzt ausgebildet sind mit Bezug auf den Fokussierpünkt eines fokussierten Bildes.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig.4 oder Fig. 5 ändert sich mit dem Fokussieren eines zu defokussierenden Bildes in die Brennpunkt-ermittlungsebene F die Lichtstärke in der das lichtempfangenden Fläche der Photozelle 5 zyklisch, wodurch Wechselstromausgangssignale von der Photozelle 5 erzeugt werden, wogegen bei einem zu fokussierenden Bild kein Wechselstromausgangssignal erzeugt wird.

Fig. 7 ist ein Blockdiagram für die Steuerung des Fokussierens mit einer Objektivlinse 1 unter Benutzung von V/echselstromausgangssignalen aus der Photozelle 5. Die Wechselstromausgangssignale aus der Photozelle 5 werden durch ein das Licht erfassendes System 9 auf einen Verstärker 10 aufgegeben und darin verstärkt. Dann werden die Wechselstromsignale, deren Frequenz mit der Frequenz der zyklischen Bewegung des Fokussier-Plattenprismas 2, 7 oder 8 übereinstimmt, in dem Bandbreiten^-filter 11 herausgenommen. Wenn eine merkbare leichte Verschiebung bei einem photographischen Objekt sich bemerkbar macht, beispielsweise durch einen Windstoß oder wenn die¹ Photokamera mit der Hand verwackelt, dann erzeugt die Photozelle 5, auch wenn ein Bild fokussiert wird, Wechselstromausgangssignale, wie sie in der gestrichelten Linie in Fig. 8 dargestellt sind. Andererseits werden im Fall des Defokussieren eines Bildes Wechselstromausgangssignale, wie in Fig. 8 mit der durchgezogenen Linie abgebildet, den V/echselstromausgangssignalen entsprechend der zyklischen Bewegung des Fokussierprismas überlagert.

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Das Bandbreitenfilter 11 sorgt für die Entfernung von Wechselstroir.ausgangssignalen, die von. einer unterschiedlichen Frequenz sind, die nicht auf der zyklischen Bewegung des Fokussierprismas, wie beschrieben, basiert. Die Signale,. deren unerwünschte Wechselstromsignale beschnitten worden sind, werden in das Gleichstromausscheidungsfilter 12 weitergeleitet, worin die Gleichstrorakomponenten daraus beseitigt werden. Somit werden Wechselstromsignale, die allein auf der zyklischen Bewegung des Fokussierprismas berufen, in einem Verstärker 13 verstärkt, und mit ihnen wird eine Elektromagnet -14 erregt, wodurch der Schalter 15 zwecks Einschaltung des Motors 16 geschlossen wird. .-."." ·

Wird die Objektivlinse in der Richtung der.optischen Achse durch die Drehung des Motors 16 angetrieben,· und wenn die Wechselstromausgangssignale 0 werden, dann öffnet sich der Schalter 15. und der Motor 16 wird angehalten, Womit das automatische Fokussieren vollendet worden ist. Ein Block bedient von dem Elektromagneten 14 bewirkt die Verriegelung eines Spiegels beim Fokussieren. In einer einäugigen Spiegelreflexkamera wird ein Verschluß durch die; Freigabe des Spiegels gelöst, so daß nach dem Fokussieren der Elektromagnet 14 demagnetisiert wird/¹ wodurch der Spiegel entriegelt wird und der Verschluß automatisch gelöst wird.

Nun folgt die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wo die automatische Fokussiereinrichtung in eine einäugige Spiegelreflexkamera eingebaut ist (Figo 6). Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Fokussier-Plattenprisma 8 nach Fig„ 5 verwendet» Mit 1 ist die Objektivlinse bezeichnet und mit 17 ein.verstellbarer,Spiegel., Außer dem verstellbaren Spiegel. 17. gibt es einen* Spiegel 23₉ der die optische Achse der Objektivlinse 1 . ■ .

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mit einem Winkel von 45 "bezüglich der optischen Achse schneidet. Der Spiegel 23 ist fest in der Stellung nach Fig. 6 montiert. Von dem Spiegel 23 werden nur Lichtstrahlen auf das Fokussierprisma 8 reflektiert, die aus Umfangsbereichen der Objektivlinse 1 hindurchstrahlen.

Das Fokussierprisma liegt auf einer Drehscheibe 25 mit einer Mittelöffnung 25a, die eine Stellung in der Länge des Lichtweges einnimmt, die gleich der von der Objektivlinse zum Film ist, der hier nicht dargestellt wird. 3 ist eine Übertragungslinse, 4 eine Maske und 5 eine Photpzelle. _ ■ ~ ' .

Wird der Drücker 19 gedruckt, dann wird der damit gekoppelte Lösehebel 20 nach abwärts gedrückt, umschließt den Stromschalter 18 mit seinem Stift 20b. Zur gleichen Zeit wird der Arm 21a eines Verriegelungshebel 21 in Eingriff mit einer Hastnut 20a des Hebels 20 gebracht, der um seine Welle 21c drehbar an einem geeigneten Teil der Kamera angebracht ist und unter der Einwirkung der Kraft der Feder 22 das Bestreben hat, si^n entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wodurch der Hebel 20 verriegelt wird.

Wenn der schon genannte Stromschalter 18 geschlossen wird, dann dreht der Motor 24 die Drehscheibe 25. Fällt ein Bild durch die öbjektivlinse ein und wird von dem Fokussierprisma 8 defokussiert, dann erzeugt die Photozelle 5 Wechselstromausgangssignale von einer Frenuenz, die mit der Drehgeschwindigkeit der Drehscheibe 25 abgestimmt ist, wodurch die Magneten 14a, 14b erregt werden. Damit wird der Schalter 15 von dem Magneten 14a geschlossen und der bewegliehe Spiegel 17 wird in der Suchers teilung von dem Elektromagneten 14b verriegelt.

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Mit dem Schliessen des Schalters 14 wird der Motor 16 betätigt und bewirkt die Drehung eines Zahnrades 26 über einen Räderzweig, wodurch ein Betätigungsstift 27 in Ta- „ tigkeit tritt und verursacht, daß die Objektivlinse 1 in Richtung entlang ihrer optischen Achse verstellt wird. Dieser Betätigungsstift befindet sich an dem Zahnrad 26 und ist im Eingriff mit einer Mockennut 28 an der inneren Peripherie eines Objektivlinsentubus. Wird ein Bild von dem Fokussierprisma 'auf der Drehscheibe 25 fokussiert, dann werden die Wechselstromausgangssignale in der Photozelle 5 gleich jüull, während die Elektromagneten 14a, 14b entmagnetisiert werden und den Motor 16 anhalten. So wird der Spiegel 17 entriegelt und beginnt sich zu drehen. Der Spiegel 17 wird im Laufe seiner Umdrehung mit dem Verriegelungshebel 21 in Eingriff gebracht und dreht diesen im Uhrziegersinn entgegen der Kraft 22, wodurch der Lösehebel 20 entriegelt wird. Bei Beendigung der Drehung des Lösehebels wird ein Verschluß (nicht dargestellt) durch einen bekannten Mechanismus freigegeben. Beispiesjiweise aus dem US-Patent 3 533 343 und 3 687 026 ist es bekannt, mechanische Systeme, die die Mechanismen für bewegliche Spiegel und die Betätigung einer Blende zu verriegeln und solche Verriegelungen nach Freigabe des Verschlusses wieder zu lösen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden die mechanischen Systeme mit Hilfe des Elektromagneten 14b, nachdem sie mechanisch entriegelt worden sind _i in dem verriegelten Zustand bis nach Beendigung des automatischen. Fokussierens gehalten, und hierin besteht eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 9 sieht man eine andere Ausführungsform einer automatischen Fokussiereinrichtung zum Gebrauch in einer' Foto-" kamera. Teile, die mit den Teilen der ersten Ausführungsform

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identisch sind, werden -mit den gleichen Bezugszahlen, wie in Fig. 6 bezeichnet, und Teile, die in der Anordnung verschieden, aber in der Funktion ähnlich sind, werden mit den Bezugszeichen nach Fig. 6 und Indexmarken versehen.

In dem Suchergehäuse H, das an dem Kameragehäuse G-abnehmbar besfestigt ist, befinden sich das Fokussier-Plattenprisma 8', die Übertragungslinse 3¹, die. Maske 4' und die Photozelle 5', die alle zusammen das das lichtempfangende optische System der automatischen Fokussiereinrichtung bilden. Das Fokussier-Plattenprisma 8' liegt in der Brennpunktermittlungsebene des Suchers H und wird von. dem Motor 24' in dem Suchergehäuse H angetrieben. Zwischen einer rückwärtigen Fläche des Pentaprisma 30 und einer Okularlinse 31 ist ein zweiter beweglicher Spiegel 23' angeordnet, der sich aus einer automatischen Fokussierstellung in eine Sucherstellung um seine Welle 23'' drehen läßt. V/enn sich der zweite -Spiegel 23' in der automatischen Fokussierstellung zwischen der rückwärtigen Fläche des Pentaprisma 30 und der Okularlinse 31 befindet, treten Lichtstrahlen eines Bildes, die von dem Fokussierprisma 8¹ kommen und von dem zweiten Spiegel 23* zurückgeworfen werden, durch die Übertragungslinse 3¹ und die Öffnung in der Maske 4' in das Photoelement 5' ein.

In das Suchergehäuse H ist ein Steuerkreis eingebaut, der aus einem Verstärker 10, einem Bandbreitenfilter 11, einem Gleichstromausscheidungsfilter 12 und einem Wechselstromverstärker 13 besteht, wie in Fig. 7 dargestellt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Bauart wird Fokussierprisma 8' sowohl als Brennpunkt ermittlungsebene,als auch als Sucher beim Abstandsmessen verwendet.

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Deshalb wird der zweite bewegliche Spiegel 23', wenn, nicht die automatische Fokussierung bewirkt wird, um die Welle 2y ^x aus der Stellung, in der er dem Fokussierprisma8¹ gegenüberliegt, in die Suchersteilung gedreht, die sich abseits des Pfades der Lichtstrahlen befindet, und dort wo der Spiegel der Okularlinse 31 gegenübersteht. . · -

Auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Stromschalter 18 durch Bedienung des Drückers geschlossen, so daß die automatische Fokussiereinrichtung in Tätigkeit tritt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es notwendig, daß der zweite bewegliche Spiegel 17 in der Sucherstellung· gehalten wird bis die automatische·.Fokussierung zu Ende ist. " ■ ■" "' ' ^:

In diesem Zusammenhang sei gesägt, daß bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wo die Lichtstrahlen -von dem fotögraphischen Objekt gewöhnlich in die Photozelle der'automatischen Fokussiereinrichtung einfallen, der Verschluß bis zur Be~- endigung des automatischen Fokussierens.verriegelt sein muß. Wegen der 'Steuerung der Verschlußspannung wird der bewegliche Spiegel Yi so angeordnet, daß er in der Sueherstellung gehalten ist. Dagegen ist es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erforderlich, den ersten beweglichen Spiegel 17 selbst i-n der Sucherstellung zu halten, bis die automatische Fokussierung beendet ist. Hierdurch unterscheiden sich die beiden/Ausführungsformen.

Der Schalter 32^a liegt in Serie mit dem Stromschalter 18 zwischen der Stromquelle und dem Motor 16, der beim automatischen Fokussieren in Tätigkeit tritt. Der„Schalter 32 ■-läßt sich schiiessen, wenn der erste-bewegiiche Spiegel in der Sucherstellung ist und laßt sich Öffnen, wenn dessen Bewegung in die Photographers teilung beginnt. Der

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Schalter 32 schützt das fokussierte Bild vor einer nachteiligen Beeinflussung durch die Änderung der Lichtmenge, die in die Photozelle einfällt. Eine solche Veränderung der lichtmenge kommt von der Verschiebung des ersten beweglichen Spiegels 17 aus der Sucherstellung in die Aufnähmestellung nach der Beendigung des automatischen Fokussierens.

Eine andere Funktion des Schalters 23 besteht darin, Strom einzusparen, wenn eine langstandige Photoaufnähme durch- .

geführt wird.

Es versteht sich, daß diese Beschreibung nur bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Gegenstand hat. V/eitere Modifikationen und Verbesserungen kann jeder Fachmann durchführen, ohne von der erfinderischen Idee abzuweichen.

- Patentansprüche -

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Claims

Patent a η s ρ r ü c h e

1. )J Automatische Fokussiereinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Photokamera mit einer entlang ihrer Achse verstellbaren Objektivlinse und einer einen Strom zu ihrer Betätigung erzeugenden Photozelle, sowie einer Brennpunkt--ermittlungsflache, gekennzeichnet durch ein Fokussier^-Plattenprisma (2, 7, 8), das entlang der Brennpunktermittlungsfläche "F" verstellbar ist und das zumindest zwei Prismenflächen zur Brechung der von der Öbjektivlinse (1) erzeugten Bildstrahlen besitzt, ohne die .Richtung der auf die Brennpunkt ermitt- lungsflache fokussierten Strahlen zu brechen, durch die Anordnung der Photozelle (5) hinter: dem Fokussier-Plattenprisma in der Verlängerung 6'der optischen Achs e (6) der Ob j ek t ivlins e, durch, e ine übertra gungslinse (3, 3') in der optischen Achse (6-') zwischen der Photozelle und dem Fokussier-Plattenprisma, die die Strahlen des von der Objektivlinse erzeugten Bildes im wesentlichen auf die Lichteinfallfläche D der Photozelle wirft und einen Antrieb für die Verstellung der Objektivlinse entlang dei* optischen Achse, sowie durch eine Einrichtung (9 bis 12) zur Erfassung der V/echselstromkomponente des Stromes aus der Photozelle zwecks Ingangsetzung des Antriebs für die Verstellung der Objektivlinse. ·

2.) Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, - · dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß mit der Frequenz des Signals der Wechselstrqmkom-. ponente des Stromes aus der Photozelle (5) die. Frequenz

der Verstellbewegung des Fokussier-Plattenprismas (2 7 8) A09825/0789

abgeglichen wird.

3.) Fokussiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Fokussier-Plattenprisma (2, 7,8) zumindest eine keilförmig ausgebildete Brechungsfläche besitzt und daß es in der Brennpunktermittlungsflache "F" verstellbar ist.

A). Fokussiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d ad u r c h gekennzeic h η e t , daß das Fokussier-Plattenprisma (7) in zwei Bereiche (7a,7b) - unterteilt ist, die beide Sägezahn-Querschnitt haben, wobei die Sägezahnflächen beider Bereiche sich jeweils unter einem Winkel Q schneiden und in dem einen Bereich in Parallelebenen zur optischen Achse (6) liegen, während sie in dem anderen Bereich in Querebenen zur optischen Achse liegen, und daß das Fokussier-Plattenprisma in Eichtung (a,b) rechtwinklig zur Grenzlinie der beiden Bereiche periodisch hin- und-herbewegt wird.

5.) Fokussiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet , daß das Fokussier-Plattenprisma (2) in zwei Bereiche (2a,2b) unterteilt' ist, die sägeförmigen Querschnitt haben, daß die einen Sägezahnflächen in zur optischen Achse etwa parallelen Ebenen liegen und die anderen Sägezahnflächen in einem Winkel Q schneiden, der in dem einen Bereich gleich + Q und in dem anderen Bereich gleich - Q ist und daß das Fokussier-Plattenprisma in Eichtung rechtwinklig quer zur Grenzlinie (2c) der beiden Bereiche periodisch hin- und herbewegt wird.

6.) Fokussiereinrichtung nach den Ansprüchen Ί bis 3, dadurchgekennzeichnet

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-. daß das Fokussier-Plattenprisma (8) Sägezahnquerschnitt -· mit symetrisehem Schneidewinkel hat, und. innerhalb der BrennpunktermittlungsEbene "F" mit gleichförmiger Geschwindigkeit um seine Achse (8a) gedreht' wird, die zur optischen Achse (6) parallel verläuft. .

.) Foku'ssiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtmaske (4) mit einem Schlitz (4a) für die ßeschneiäung des von der Objektivlinse (1) kommenden Strahlenbündels hinter der Übertragungslinse (3) und nahe vor der Lichteinfallfläche B der Photozelle (5) in der geometrischen Verlängerung der optischen Achse (6) angeordnet ist, die die Wellenform der Wechselstromkomponente des in der Photozelle erzeugten Stromes regelt. . ■

8.) Fokussiereinrichttfng nach den Ansprüchen 1 bis 7, -gekennzeichnet durch einen Bandbreitenfilter (11), der von der Leistung der Photozelle (5) nur die Wechselstromkomponente durchläßt, deren Frequenz der Periode entspricht, mit der das Strahlenbündel von. den Fokussier-Plattenprisma (2,7,8) gebrochen . wird, ferner durch ein Gleichstromausscheidungsfilter (12), das die Gleichstromkomponente der darin aus dem •Bandbreitenfilter (11) eingeleiteten Leistung ausschaltet, einen Elektromagneten (14), der mit dem'Ausgang aus dem Gleichstromausscheidungsfilter (12) erregt wird und einen durch die Erregung'des Elektromagneten (14) zu sahliessenden Schalter (15) eines Motors (.16), von dem das Objektiv (1) in Richtung der optischen Achse (6) verstellt wird, so daß die Leistung des Gleichstromausscheidungsfllters (I2)_abgeglichen wird.

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9.) Automatische Fokussiereinrichtung für eine photographi-.. .. sehe Kamera mit- einem Objektiv, einer Brennpunktermittlungsebene, einem Verschlußbetätigungsr.echanisnms, der von einem .Kamerabetatigungsir.echanisir.us susgelöst wird, einer Photozelle mit Lichteinfaliiläche für das von de:: Objektiv kommende Bildlicht, sowie ir.it einem Motor zum Antrieb der Verstelleinrichtung für das Objektiv entlang seiner optischen Achse, gekennzeichnet durch einen Steuerstromkreis (9 bis 13), in den die Leistung der Photozelle-(5) eingeführt wird, einen ersten Elektromagneten (14a) und einen zweiten Elektromagneten (14b), die an den Steuerkreis, angeschlossen sind und von denen der erste Elektromagnet (14a) den Motorstromkreis schließt und der zv/eite Elektromagnet (14b) die Kamera-.betätigung (17) sperrt, wenn sie erregt werden.

'0.) Fokussiereinrichtung für eine photographisehe Kamera nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kamerabetätigungsmechanismus wenigstens einen Spiegel (17) besitzt, der in Verbindung mit der Bewegung des zweiten .Elektromagneten (14b) von der Sucherstellung in die Aufnahmestellung verstellbar ist.

11.) Fokussiereinrichtung für eine photographische Kamera nacn den Ansprüchen 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstromkreis einen vom ersten Elektromagneten (14a) zu betätigenden Relaisschalter (15) hat.

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12.) Fokussiereinrichtung für eine photographische Kamera nach den Ansprüchen 9 bis 11,
■ gekennzeichnet durch einen von dem.Drücker (19) betätigten Auslösehebel (20), einen von dem Auslösehebel schließbaren Stromsehalter · (15) in dem Steuerstromkreis und einen Verriegelungshebel (21) für den Auslösehebel, der durch den Karaeramechanismus (17) aus der Sperre gelöst wird«

13.) Fokussiereinrichtung für eine einäugige Spiegelreflexkamera nach den Ansprüchen 7 bis 10," gekennzeichne tdurch einen Stromschalter (18) für'den Steuerstromkreis, der normalerweise geöffnet ist und zur Auslösebetäti-■ gung geschlossen wird, und einen Schalter (32), der damit in Reihe liegt und geschlossen wird, wenn der bewegbare Spiegel (17) in Sucherstellung ist und zu ". Beginn des Übergangs des Spiegels aus der Sucherstellung in die Aufanhmesteilung geöffnet wird.

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