DE2536370B2 - Scharfstelldetektorsystem fuer einaeugige spiegelreflexkamera - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharfstelldetektorsysten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Kamera dieser Art ist aus der DT-OS 22 49 845 bekannt. Bei der bekannten Kamera hängt da: Vergrößerungsmaß des auf dem fotoelektrischer Wandler erzeugten Objektivbildes von der Brennweite des Aufnahmeobjektivs ab, ohne daß Mittel zui Kompensation unterschiedlicher Brennweiten be Wechselobjektiven vorgesehen wären.

Es sind ferner Filmkameras bekannt (DT-Oi 21 26 178; »Modem Photography«, Februar 1969,Seitei 90 und 91), die mit einer automatischen Scharfeinstell vorrichtung versehen sind, welche in einem gesonderter Gehäuse untergebracht sind und als Zusatzteil an dei Kamera befestigt werden können. Bei ihnen beruht dif Scharfeinstellung auf einer Entfernungsmessung mi Hilfe eines sogenannten Basisentfernungsmessers. Da; heißt, bei diesen Filmkameras arbeitet die Scharfein Stellvorrichtung völlig unabhängig vom Strahlengang des Aufnahmeobjektivs.

Aus der DT-OS 20 60 194 ist schließlich eine einäugige Spiegelreflexkamera bekannt, bei der zui Scharfeinstellung des Aufnahmeobjektivs ebenfalls eir aktiver Entfernungsmesser verwendet wird, der auf dei Basis einer Dreiecksmessung arbeitet. Bei diesel bekannten Kamera werden die vom Sender de; Entfernungsmessers in Richtung auf das Objeki ausgesandten Strahlen durch das Aufnahmeobjekte empfangen und zusammen mit den normalen Lichtstrahlen vom Objekt mit Hilfe des Klappspiegels zi einem Suchersystem umgelenkt und dann aus den Sucherstrahlengang zu Fotowiderständen geführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spiegelreflexkamera der eingangs genannten Art so auszugestalten, daC das Scharfstelldetektorsystem unabhängig von der jeweiligen Eigenschaften verschiedener mit der Kamers zu verwendender Wechselobjektive arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sine in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Kompensationseinrichtung, die bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Anzahl Linsen mil unterschiedlicher Brechkraft besteht, welche wahlweise in den optischen Weg zum fotoelektrischen Wandlei einschaltbar sind, ermöglicht insbesondere die Kompensation unterschiedlicher Brennweiten verschiedenei Wechselobjektive, so daß die Schärfe unabhängig vor der jeweils verwendeten Objektivbrennweite anhand desselben Bildausschnitts bestimmt wird. Dadurch werden Meßverfälschungen ausgeschlossen, die be: fehlender Kompensation auftreten würde.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 sind schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes einei Abbildungslinse, das beim erfindungsgemäßen Scharfstelldetektorsystem Anwendung findet, bei der die Fig. l(a), l(b) und l(c) drei verschiedene Fokussierstellungen der Abbildungslinse zeigen, bei denen ein reelles scharfes Bild eines Ortsfesten Objekts jeweils an, hintei und vor einer lichtempfindlichen Fläche eines Photowiderstandselements zum Ermitteln des Schärfegrades des Bildes ausgebildet ist, und bei der die F i g. l(d) eine

Kurve ist, die die Veränderung des Ausgangssignals des Photowiderstandselementes bei unterschiedlichen Fo- !'.ussierzuständen zeigt.

Fig.2 ist ein Blockschaltbild einer Anordnung der wesentlichen Teile eines elektrischen Schaltungsaufbaus, der für ein Scharfstelldetektoriystem unter Verwendung des Verfahrens nach F i g. 1 verwendbar ist.

F i g. 3 zeigt die Wirkungsweise des Scharfstalldetel,-torsystems nach den F i g. 1 und 2 als Funktion der Zeit, wobei F i g. 3(i) die Kurvenform einer dem Photowiderstandselement aufgeprägten Schwingbewegung ist, während die Fig.3(b) bis 3(h) die Kurvenformen verschiedener Signale sind, die an einigen der Blöcke des Systems auftreten.

F i g. 4 ist eine perspektivische Teilschnittansicht der wesentlichen Teile eines gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Scharfstelldetektorsystems, das in das Gehäuse einer austauschbaren Bildsuchereinheit einer einäugigen Spiegelreliexkamera eingegliedert ist.

Fig.5 ist eine perspektivische Ansicht der Bildsuchereinheit nach Fig.4 beim Ansetzen an den Kamerakörper gemäß F i g. 4.

F i g. 6 ist eine perspektivische Teilschnittdarstellung der Modifikation des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 4 und 5 mit Berücksichtigung der unterschiedlichen Brennweiten einer Reihe einzelner Wechselobjektive, mit denen ein einziger Kamerakörper ausgestattet wird.

F i g. 7 ist eine perspektivische Teilschnittansicht einer automatischen Scharfstelleinrichtung für eine einäugige Spiegelreflexkamera der beschriebenen Art, die eine erste Zusatzeinheit mit einem zusammen mit dem Bildsuchersystem derselben darin eingegliederten erfindungsgemäßen Scharfstelldetektorsystem und eine zweite Zusatzeinheit zum Verstellen des Fokussierteils eines Wechselobjektivs der Kamera im Ansprechen auf das Ausgangssignal der ersten Einheit aufweist.

Fi g. 8 ist eine perspektivische Ansicht der ersten und der zweiten Zusatzeinheit nach F i g. 7 und eines Blitzgeräts beim Ansetzen an einen Kamerakörper nach Fig.7.

F i g. 9 ist ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile der elektrischen Schaltungsanordnung eines Scharfstelldetektorsystems, das zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Scharfstellungsermittlung durch Vergleichen des Ausgangssignals des Photowiderstandselements mit dem Bezugssignal dient und das zur Verwendung in den Einrichtungen nach den F i g. 7 und 8 geeignet ist.

Fig. 10(a) und 10(b) zeigen typische Beispiele der Kurvenformen der jeweiligen Ausgangssignale des Photowiderstandselements 3 (36) bzw. eines Bandpaßfilters 80 des Systems nach F i g. 9.

In F i g. 1 ist ein Objekt 2 dargestellt, von dem ein Bild mit Hilfe einer Linse 1 ausgebildet wird, die zum Zwecke der Scharfeinstellung entlang einer optischen Achse 5 bewegbar ist. Zum Ermitteln der Schärfe des Bildes ist ein photoelektrisches Element 3 vorgesehen, dessen lichtempfindliche Bildaufnahmefläche 4 quer zu der t,o optischen Achse 5 und so angeordnet ist, daß sie zumindest einen Teil des durch die Linse 1 gebildeten Bildes aufnimmt. Unter der Annahme, daß die Linse 1 in eine Fokussierstellung innerhalb des Fokussierbereichs gemäß der Darstellung in F i g. l(a) so eingestellt ist, daß _b-, die Fokussierebene mit der lichtempfindlichen Bildaufnahmefläche 4 des photoelektrischen Elements 3 zusammenfällt, verschiebt sich beim Einstellen der Linse 1 in eine Fokussierstellung zu einem der Enden de; Fokussierbereichs hin gemäß den Darstellungen in der F i g. l(b) und l(c) die Fokussierebene jeweils entwedei hinter oder vor die Bildaufnahmefläche 4 des photoelektrischen Elements 3, wodurch eine Unscharfe an dei Bildaufnahmefläche 4 verursacht wird, aus der sich ergibt, daß sich die Verteilung des Lichteinfalls auf die Bildaufnahmefläche 4 gegenüber derjenigen ändert, die auftritt, wenn auf der Bildaufnahmeflächt ein scharfe; Bild ausgebildet ist. Falls das messende photoelektrische Element aus einem photoleitfähigen Material wie Cadmiumsulfid (CdS) hergestellt ist, wird ein Spitzenwert an Leitfähigkeit erreicht, wenn der Schärfegrac einer Objektivabbildung auf der Bildaufnahmefläche 4 einen Maximalwert erreicht, wie es in der F i g. 1 (d] dargestellt ist, bei der die Abszisse als Lage dei Fokussierebene und die Ordinate als Leitfähigkeit dei photoleitfähigen Materials oder bei dessen Einschalter in eine Schaltung als dessen elektrisches Ausgangssigna betrachtet werden kann. In der Tat können derartige nichtlinearen Lichtansprechkennlinien des Photowiderstandselementes bzw. photoleitfähigigen Elements zum Ermitteln des Zustands schärfster Fokussierung be: einem optischen Abbildungssystem als Ergebnis photoelektrischen Messens des Schärfegrads eines Bild; und nötigenfalls zum automatischen Scharfeinsteller eines optischen Geräts wie einer Kamera verwendei werden.

Da das Phänomen der photoelektrischen Bildschärfeerkennung mit Hilfe der Oberfläche eines photoleitfähigen Elements ausschließlich von der Lichtverteilung auf demselben abhängt, kann das photoleitfähige Element durch die Abbildungsebene bewegt werden, urr so anzuzeigen, ob das Bild in der Abbildungsebene an" schärfsten fokussiert ist oder nicht.

Die Erfindung nützt die Eigenschaften des Photo Widerstandselementes aus und beinhaltet die Aufprägung einer Schwenkbewegung von beispielsweise sinusförmiger Kurvenform an das Photowiderstandselement 3 mit einer geeigneten Schwingfrequenz, wie es andeutungsweise in Fig. l(a) dargestellt ist. Die Schwingungsamplitude des Photowiderstandselement! 3 ist so ausgelegt, daß eine schärfste Abbildung auf dei lichtempfindlichen Bildaufnahmefläche 4 des Photo Widerstandselements 3 in einer Stellung innerhalb de; Bewegungsbereiches des Elements aufzufinden ist während dessen der Fokussierteil eines optischer Linsensystems von dem einen Ende des Scharfeinstel lungsbereichs zum anderen bewegt wird, wie beispiels weise von der Scharfeinstellung eines Objekts in Abstand von 1 m zur Scharfeinstellung eines Objekts in Abstand »unendlich« oder umgekehrt. Dieses Verfahrer der Erfassung eines Zustands schärfster Fokussierung umfaßt ferner die Ermittlung periodischer Änderunger des Ausgangssignals des Photowiderstandselements, di< durch die periodischen Änderungen der Lichtverteilunf auf dessen Bildaufnahmefläche erzeugt werden, sowu die Ermittlung eines Spitzenwerts des Ausgangssignal! des Elements während der Einstellung der Lage de: Fokussierteils des optischen Linsensystems.

Gemäß der Darstellung in den F i g. 2 und 3 weist dai obengenannte Verfahren ausnützende Scharfstellerfas sungssystem im wesentlichen die nachstehenden Be standteile auf, deren Funktionen im Zusammenhang mi ihrer Anordnung erläutert werden.

Es sei angenommen, daß das Photowiderstandsele ment 3 entlang der optischen Achse 5 nach Fig. 1 mi einer vorbestimmten Frequenz sinusförmig gemäß dei

Darstellung in Fig.3(a) schwenkt, bei welcher die Amplitude als Ordinate und die Zeit als Abszisse aufgetragen ist. Ferner sei angenommen, daß die Linse 1 ohne Rücksicht auf Veränderungen des Abstandes Linse/Objekt ortsfest bleibt, so daß zu den mit i, und i2 bezeichneten Zeitpunkten einer Schwingung die Bildaufnahmefläche 4 des Photowiderstandselements 3 durch die Ebene schärfster Fokussierung durchtritt, wobei sich das Ausgangssignal des Photowiderstandselements 3 beispielsweise in Form einer Spannung gemäß der Darstellung in Fig.3(b) verändert, bei der wie auch in den nachfolgenden F i g. 3(c) bis 3(h) die Spannung als Ordinate gegen die Zeit als Abszisse aufgetragen ist. Nach Verstärkung durch einen Verstärker 7 wird diese Ausgangsspannung an einen Differentiator 8 angelegt, der ein Ausgangssignal mit der Kurvenform nach F i g. 3 (c) erzeugt. Zur Erleichterung nachfolgender genauer elektrischer Verarbeitung des Ausgangssignals des Differentiators 8 ist zum Umsetzen der Kurvenform nach Fig.3(c) in eine Kurvenform nach Fig.3(d) ein Vergleicher 9 vorgesehen. Das Ausgangssignal des Vergleichers 9 wird mittels eines Gleichrichters 10 zur Erzeugung eines Paars negativer Impulse gemäß der Darstellung in Fig.3(e) gleichgerichtet. Der zum Zeitpunkt fi auftretende Impuls setzt ein Flipflop 11, während der zum Zeitpunkt ft auftretende Impuls dieses Flipflop 11 zurücksetzt, wodurch das Impulspaar in einen einzelnen Impuls umgesetzt wird, der gemäß der Darstellung in Fig. 3(f) eine Impulsbreite aufweist, die gleich dem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t\ und f2 ist. Da die Zeitdauer der Schwingung des Photowiderstandselements 3 vorbestimmt ist, ist ersichtlich, daß die Breite des Impulses aus dem Flipflop 11 eine Funktion des Abstandes von der Linse zum Objekt ist. Unter der Annahme, daß die Linse 1 für die Fokussierung zur Anpassung an unterschiedliche Objektstandorte bewegbar ist und daß das Photowiderstandselement 3 so angeordnet ist, daß die Schwingungsmitte seiner Bildaufnahmefläche 4 mit der Erennebene der Linse 1 zusammenfällt, wird bei schärfster Einstellung der Abbildung des gegebenen Objekts auf der Fokussierebene die Breite des von dem Flipflop ii erzeugten Impulse gleich der Hälfte der zeitlichen Periode der Schwingung des Photowiderstandselements 3. Zum Vergleichen des Impulses aus dem Flipflop 11 mit einer von der Lage der Scharfeinstellungsebene abhängigen Breite mit einem Bezugsimpuls mit einer der Hälfte der Schwingungsperiode des Photowiderstandselements 3 gleichen festen Breite ist ein Impulsgenerator 12 in Verbindung mit einem Differenzverstärker 13 vorgesehen, dessen Eingangsanschlüsse an die Ausgangsanschlüsse des Flipflops 11 bzw. des Impulsgenerators 12 angeschlossen sind und dessen Ausgang über einen Integrator 14 und einen Servo-Verstärker 15 mit einem Anzeiger 16 wie beispielsweise einem Strommeßwerk verbunden ist. Bei der Annahme, daß gemäß der Darstellung in den Fig.3 (f) und 3(g) die Breite des Impulses aus dem Flipflop 11 um ein Zeitintervall kurzer oder länger als die des Bezugsimpulses ist, erzeugt der Differenzverstärker 13 einen Impuls mit einer zu diesem Zeitintervall proportionalen Breite gemäß der Darstellung in F i g. 3 (h), wobei die Größe und die Polarität des Signals aus dem Differenzverstärker 13 durch das Meßwerk 16 angezeigt wird, um so zu bestimmen, um wieviel und in welcher Richtung die Ebene der durch die Linse 1 ausgebildeten schärfsten Abbildung des Objekts 2 von der Schwingungsmitte der Bildaufnahmefläche 4 des Photowiderstandselements 3 bzw. von der Fokussierebene der Linse 1 versetzt ist. Es ist anzumerken, daß dieses Signal als Steuersignal für die automatische Scharfeinstellung der Linse 1 verwendet werden. ο Gemäß der Anordnung nach F i g. 2 ist das Ausgangssignal des Gleichrichters 10 auch an den Impulsgenerator 12 angelegt, so daß die Vorderflanke des Bezugsimpulses mit der des Impulses aus dem Flipflop 11 zusammenfällt, wie es aus dem Vergleich der Fig. 3{g)

κι und 3(f) hervorgeht.

In den Fig.4 und 5 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scharfstellerfassungseinrichtung bei der Anwendung zur visuellen Scharfstellung einer einäugigen Spiegelreflexkamera gezeigt, bei der ein Teil

r> des Bildsuchersystems austauschbar ist; die Einrichtung ist in der Form einer mit einer Bildsucherzusatzeinheit der Kamera kombinierten Zusatzeinheit aufgebaut. Die einäugige Spiegelreflexkamera bekannter Bauart weist einen Kamerakörper 17 mit einem Gehäuse 18 auf, in

.•ο das ein Totalreflexionsspiegel 19, ein Schlitzverschluß 20, ein Paar von Filmführungskanälen 21, ein Film 22 und eine Kondensorlinse 23 eingebaut sind, wobei die Kondensorlinse 23 an ihrem mittleren Teilbereich mit einer geneigten halbspiegelnden Fläche 23a zur Ablenkung eines Teils des von dem Spiegel 19 umgelenkten Lichts auf ein Lichtwertmeßelement 25 ausgestattet ist, das an der Rückseite der Kondensorlinse 23 angeordnet ist, ferner weist die Kamera ein Objektiv 27 mit einer Objektivfassung 26 auf, die einen Schärfeeinstellring 28, einen Blendenring 29 und einen Adapterring 30 zur Befestigung der Objektivfassung 26 an den Kamerakörper 17 besitzt.

Auf die Kamera aufgesetzt ist eine Zusatzeinheit 31 mit einem Gehäuse 33 dargestellt, in dem ein erfindungsgemäßes Scharfstelldetektorsystem, ein Dachkantprisma 32 sowie ein Okular 37 untergebracht sind, wobei die Teile 32 und 37 einen Teil des Bildsuchersystems der Kamera bilden. Das Dachkantprisma 32 ist so angeordnet, daß beim Aufsetzen der Zusatzeinheit auf den Kamerakörper 17 die Mitte der Bodenfläche des Dachkantprismas 32 mit der optischen Achse der Kondensorlinse 23 zusammenfällt, wobei es mittels bekannter Maßnahmen innerhalb des Gehäuses

33 befestigt ist. Um auf der lichtempfindlichen Bildaufnahmefläche eines Photowiderstandselements 36 ein in der Schärfe des durch das Objektiv auf dem Film 22 ausgebildeten Bilds gleichwertiges Bild aufzubringen, ist ein zusätzliche optische Einrichtung wie in diesem Beispiel ein Prisma 34 und eine plankonvexe Linse 35

so vorgesehen, die an das Dachkantprisma 32 angebaut ist. Das zusätzliche Prisma 34 ist mit seiner Eintrittsfläche an die Dachfläche des Dachkantprismas 32 angeklebt, um so mindestens einen Teil des Lichts des Sucherbilds in das zusätzliche Prisma 34 abzuleiten und es durch dieses auf dessen Austrittsfläche zu richten. Die zusätzliche plankonvexe Linse 35 ist mit ihrer ebenen Fläche an die Austrittsfläche des zusätzlichen Prismas

34 gekittet, während ihre konvexe Fläche der lichtempfindlichen Bildaufnahmefläche des Photowider-

wi Standselements 36 gegenübersteht. Der Ausgang des Photowiderstandselements 36 ist mit dem Eingang einer in Aufbau und Anordnung derjenigen nach Fig.2 gleichen Ausgangssignalverarbeitungsschaltung verbunden, deren Ausgang an einen Anzeiger 41

(Λ angeschlossen ist, der einen Zeiger 42 aufweist, welcher mit einer nicht dargestellten Art von Ablesung auf einer durchbrochenen Platte 40 zusammenwirkt. Da der Zeiger 42 mit dem durch ein durch die Wand der oberen

Fläche des Gehäuses 33 hindurchgehend angebrachtes Fenster 43 durchtretenden Licht beleuchtet wird, kann die Kamerabedienungsperson über das Okular 37, einen zwischen der Austrittsfläche des Dachkantprismas 32 und dem Okular 37 angeordneten und mit einer halbspiegelnden Fläche versehenen Glasblock 38 und eine an die Austrittsfläche des Glasblocks 38 angrenzend angeordneten Kompensatorlinse 39 das Bild des Zeigers 42 sehen.

Das Photowiderstandselement 36 ist an einem Ende eines hohlen röhrenförmigen Tragteils 44 befestigt, dessen anderes Ende an einem mittigen Vorsprung eines Permanentmagnet-Aufbaus 46 bewegbar angebracht ist, der an dem Gehäuse 33 befestigt ist. Das Tragteil 44 ist mit einer an seiner äußeren Fläche angebrachten Spule 45 ausgestattet, die an einen nicht dargestellten Sinuswellengenerator angeschlossen ist. Mit dieser Anordnung ist es möglich, dem Photowiderstandsele-. ment 36 eine erwünschte Schwingbewegung aufzuprägen, da das Magnetfeld des Permanentmagneten 46 mit dem zeitabhängigen Magnetfluß zusammenwirkt, der durch den durch die Spule 45 fließenden Strom induziert wird. Die in Zusammenhang mit der F i g. 2 beschriebene Ausgangssignalverarbeitungsschaltung ist zusammen mit einer zugehörigen Stromquelle innerhalb des Gehäuses 33 auf nicht dargestellte Weise angebracht

Die Funktionsweise der mit dem erfindungsgemäßen Scharfstelldetektprsystem nach den F i g. 2, 3 und 4 ist die folgende: Die durch das Okular 37 schauende Bedienungsperson zielt ein aufzunehmendes Objekt an. Wenn das Objektiv 26 nicht richtig auf das Objekt scharf eingestellt ist, zeigt das Meßwerk 41 zusammen mit der Ablesung nicht nur an, daß sich die auf dem Film 22 ausgebildete Abbildung des Objekts nicht in der schärfsten Fokussiereinstellung befindet, sondern auch, in welcher Richtung der Schärfeeinstellring 28 einzustellen ist, um das Bild in die beste Scharfeinstellung zu bringen. Wenn die beste Scharfeinstellung des Objektivs 26 erreicht ist, fließt durch das Meßwerk bzw. den Anzeiger 41 kein Strom, so daß der Zeiger 42 in Deckung mit einer besonderen Markierung in der Ablesung gebracht ist, die dabei von der Kamerabedienungsperson gesehen werden kann, die den Scharfeinstellring 28 betätigt

In der F i g. 5 ist die Zusatzeinheit 31 nach F i g. 4 bei der Anbringung an den Kamerakörper 17 einer einäugigen Spiegelreflexkamera der beschriebenen Art als deren austauschbare Bildsuchereinheit dargestellt. Der Kamerakörper 17 ist mit einem Paar von Führungsnuten 47, von denen nur die rechte in der Zeichnung dargestellt ist und einem Paar von Ausnehmungen 47' ausgestattet, während die Zusatzeinheit 31 mit einem Paar von Führungsschienen 48 ausgestattet ist die für einen gleitenden Eingriff in die entsprechenden Führungsnuten 47 angeordnet sind, wenn die Zusatzeinheit 31 auf den Kamerakörper 17 aufgesetzt wird; ferner besitzt die Zusatzeinheit ein Paar federnder Arretierungsstifte 49', die in die jeweiligen Ausnehmungen 47', eindringen, wenn die Zusatzeinheit in die richtige Stellung eingesetzt ist, so daß dadurch die Zusatzeinheit während der Benützung vom Herausrutschen gesichert ist. Für das Abnehmen einer aufgesetzten Zusatzeinheit 31 von dem Kamerakörper 17 ist ein BetUtigungsknopf 49 vorgesehen, der an einer Seitenfläche des Einheitsgehäuses 33 ange- es bracht ist. Auf der gleichen Fläche sind ein Hauptschalterknopf 51, ein Paar von Ausgangsanschlüssen 52, aus denen die den sich stlindig verändernden Bedingungen der Scharfeinstellung entsprechenden Ausgangssignale zur Steuerung der Betätigung von beispielsweise eines mit einer automatischen Scharfstelleinrichtung einer Kamera zusammenwirkenden Servomotors entnommen werden können, sowie ein Eingangsanschluß 54 für die Aufnahme externer Informationen angebracht. An der Rückplatte des Einheitsgehäuses 33 ist ein austauschbares Okular 53 dargestellt. An der Vorderseite des Kamerakörpers 17 ist ein Objektivfassung 26 dargestellt, die gerade auf den Kamerakörper 17 aufgesetzt wird.

Die F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsform als die gemäß den Fig.4 und 5, bei der Abweichungen des Ausgangssignals des Photowiderstandselements 3 von dem richtigen Wert kompensiert sind, die durch die Änderung der Ausführung der Abbildung und durch die spezielle Brennweite des Objektivs 27 verursacht werden, was auf den Wechsel einzelner Objektive für die Systembildung einer Kamera zurückzuführen ist. Da die zusätzliche optische Einheit gemäß Fig.4 feste Bildausbildungseigenschaften besitzt und mit dem Wechselobjektiv 27 der Kamera zur Ausbildung eines Bilds des Objekts auf der Bildaufnahmefläche des Photowiderstandselements 3 zusammengesetzt ist, ist es offensichtlich, daß diese Abbildung nicht immer gleichbleibend beibehalten wird für eine Abbildung, die auf dem Film 22 ausgebildet ist, da das Objektiv 27 zur Veränderung der Abbildungseigenschaften und insbesondere der Brennweite desselben ausgetauscht wird. Um sicherzustellen, daß die Genauigkeit der Scharfstellerfassung nicht durch den Austausch einzelner Wechselobjektiv unterschiedlicher Eigenschaften beeinträchtigt wird, ist es nötig, die Scharfstellerfassungseinrichtung mit Kompensationseinrichtungen auszurichten, die die oben beschriebenen Eigenschaften haben.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig.6 ist die Einrichtung zum Beibehalten fester Vergrößerung des Bilds auf dem Photowiderstandselement und der Verlagerung des Bilds über den gesamten Bewegungsbereich des Fokussierteils des Objektivs trotz einem Wechsel der Brennweite des Objektivs mittels einer zusätzlichen plankonvexen Linse 35 gemäß der F i g. 4 ausgeführt, was der Darstellung in F i g. 6 entspricht, bei der unterschiedliche Teile der Ausführungsform nach Fig.4 außer der zusätzlichen Linse 35 und dem Anzeiger 41 im wesentlichen unverändert bleiben und deshalb die gleichen Bezugszeichen für die Bezeichnung gleichartiger Teile dieser unveränderten Teile benützt werden.

Während die zusätzlichen Linsen für das Scharfstelldetektorsystem nach Fig.4 fest an dem zusätzlichen Prisma 34 in engem Kontakt mit dessen Außenfläche oder auf diese aufgekittet sind, ist das zusätzliche Linsensystem zur Ausbildung eines Bilds auf dem Photowiderstandselement nach Fig.6 so angeordnet, daß das erste Linsenelement 55 aus dem Weg des Lichts zu dem Photowiderstandselement 36 heraus bewegt und in ihn hinein bewegt werden kann, wenn das Wechselobjektiv 27 ausgetauscht wird; dabei bleibt das zweite Linsenelement 56 während des Wechsels ortsfest, wobei das erste und das zweite Linsenelement 55 bzw. 56 das Linsensystem für die Scharfstellermittlung bilden. Das zweite Linsensystem 56 ist an einem Stützteil 57 befestigt, das an dem Gehäuse 33 befestigt ist. Das erste Linsenelement 55 ist zusammen mit einer Anzahl von Linsenelementen 55', 55" und 55'" mit voneinander und von der des Elements 55 unterschiedlicher Brennkraft in entsprechenden öffnungen durch die

Umfangswand eines drehbaren Tragteils 58 angeordnet, welches um eine vertikale Achse so drehbar ist, daß jedes der Linsenelemente 55, 55', 55" und 55'" wahlweise zwischen das Zusatzprisma 34 und das erste Linsenelement 56 in den Weg des Projektionslichts zu dem Photowiderstandelement 36 gebracht werden kann. Das drehbare Tragteil 58 ist mit einem Wählknopf 59 über eine Achswelle 60 verbunden, die durch eine öffnung an der oberen Wandung des Gehäuses 33 hindurchragt. Um die genaue Einstellung des gewählten Linsenelementes im Licht zu ermöglichen, ist ein Einrastmechanismus vorgesehen, der eine in einer auf der oberen Wandung des Gehäuses 33 vorgesehenen Ausnehmung 33a bewegbare kleine Stahlkugel 61 an einer Stelle aufweist, bei der unter Eingriff von Vertiefungen an der Unterseite des Wählknopfs 59 mit der Stahlkugel 61 die entsprechenden Linsenelemente 55,55', 55" und 55'" mit dem zweiten Linsenelement 56 optisch genau ausgerichtet sind. Die austauschbaren ersten Linsenelemente sind derart ausgebildet, daß sie derartige Brennweiten und axiale Abstände von dem festen zweiten Linsenelement haben, daß die Verstärkung des Bildes auf dem Photowiderstandselement, das durch das optische System aus der Verbindung des Scharfstelldetektorsystems mit dem ersten und dem zweiten Linsenelement, dem Bildsuchersystem und dem Objektiv gebildet ist, durch geeignete Auswahl des ersten Linsenelements beispielsweise entsprechend der Brennweite des benützten Objektivs im wesentlichen konstant gehalten wird. Mit einer derartigen Kompensationseinrichtung ist es möglich, daß das Photowiderstandselement die Schärfe des darauf ausgebildeten Bildes ermittelt, wobei das Ausmaß cer Schärfeerfassungsgenauigkeit und die Zuverlässigkeit nicht durch einen Wechsel der Brennweite der einzelnen Wechselobjektive bestimmt ist.

Als Anzeiger für die Einstellung der Scharfanzeige ist eine Leuchtdiode 62 vorgesehen, die oberhalb der durchbrochenen Platte 40' angeordnet ist und die an den Ausgang der Verarbeitungs- bzw. Rechenschaltung nach F i g. 2 so angeschlossen ist, daß bei einem durch die Verarbeitungsschaltung ausgegebenen Auslaßsignal »Null« die Diode 62 abgeschaltet ist, wobei das Aufleuchten oder Verlöschen der Leuchtdiode 62 für die durch das Okular 37 schauende Kamerabedienungsperson sichtbar ist. Es ist selbstverständlich möglich, die Leuchtdiode so anzuordnen, daß sie beim Erreichen des schärfsten Bildes eingeschaltet wird.

Die Wirkungsweise der mit der Scharfstellerfassungseinrichtung nach F i g. 6 ausgestatteten einäugigen Spiegelreflexkamera ist wie folgt: Während des Durchschauens durch den Bildsucher kann die Kamerabedienungsperson den Schärfeeinstellring 28 der Objektivfassung 26 zur Scharfeinstellung eines aufzunehmenden Objekts bedienen, bis die Leuchtdiode 62 dunkel wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das manuelle bzw. sichtbare Scharfeinstellungsverfahrcn bei der Kamera vollendet.

Die F i g. 7 und 8 zeigen ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schärfeerfassungssystems zur automatischen Schärfeeinstellung bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera der beschriebenen Art. Die automatische Scharfstelleinrichtung der Kamera wird durch Zusammenbau einer ersten Zusatzeinheit 31" mit der darin eingebauten Scharfstellerfassungseinrichtung nach Fig. 4 unter leichten Veränderungen und einer zweiten Zusatzeinheit 63 mit einem darin befindlichen Objektiv und einem Mechanismus zum Ansteuern des Fokussiergliedes des Objektivs gebildet. Der Kamerakörper 17 gemäß den F i g. 7 und 8 ist im Aufbau gleich dem nach den F i g. 4 und 5, wobei ferner die erste Zusatzeinheit 31" bei den F i g. 7 und 8 gleich der gemäß den Fig.4 und 5 ist, mit der Ausnahme, daß die Leuchtdiode 62 auf ähnliche Weise wie in F i g. 6 anstatt des Meßwerks 41 in Fig.4 angewendet ist. Daher werden in den Fi g. 7 und 8 die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung von den Fig.4 und 6 gleichen Teilen verwendet. Die zweite Zusatzeinheit 63 ist unabhängig von der ersten Zusatzeinheit 31" aufgebaut und spricht auf das Ausgangssignal der Zusatzeinheit 31" zur Steuerung der Lage des Fokussierteils des Objektivs an. Der Ansteuermechanismus der Zusatzeinheit 63 enthält einen umsteuerbaren Servomotor 67, der eine mit dem Ausgang der Verarbeitungsschaltung gemäß F i g. 2 verbundene Wicklung aufweist, ein Drehzahluntersetzungsgetriebe mit einem an die Ausgabewelle 67a des Motors 67 angeschlossenen Ritzel 68, einem mit dem Ritzel 68 kämmenden Zwischenzahnrad 69, einem mit dem Zwischenzahnrad 69 kämmenden Zahnrad 64, das an der Drehachse 66 eines Potentiometers 65 befestigt ist, sowie einem Zahnring 28'«, dessen mit Zähnen versehener äußerer Umfang mit dem Zahnrad 64 kämmt und der auf dem Scharfeinstellring 28 der Objektivfassung 26 ausgebildet ist.

Gemäß der Darstellung in Fig.8 hat die zweite Zusatzeinheit 63 ein Gehäuse 70, das mit einem Eingangsanschluß 71 und einem Ausgangsanschluß 72 ausgestattet ist, wobei der Eingangsanschluß 71 elektrisch mit der Wicklung des Servomotors 67 verbunden ist und der Ausgangsanschluß 72 elektrisch mit dem Potentiometer 65 verbunden ist. Zum Zusammenwirken der ersten Zusatzeinheit 31" ist fernerhin ein erstes Verbindungskabel 73 zur Verbindung der Ausgangs- bzw. Eingangsanschlüsse 52 und 71 der ersten bzw. zweiten Zusatzeinheiten 31" bzw. 63 sowie ein zweites Verbindungskabel 78 zur Verbindung des Ausgangsanschlusses 72 der zweiten Zusatzeinheit 63 und eines Eingangsanschlusses 75 eines Blitzgeräts 74 vorgesehen. Mittels des zweiten Verbindungskabels 78 wird die Ausgabe des Potentiometers 65 an das Blitzgerät 74 zur Steuerung der Blitzenergiemenge in Übereinstimmung mit dem Objektabstand gemäß der Winkelstellung des Schärfeeinstellrings 28 bestimmt, wenn Blitzlichtphotographie ausgeführt wird. Das Blitzgerät 74 weist ein Paar von Füßen 76 auf, die in ein Paar von Schuhen 77 passen, die fest auf der oberen Platte des Kameragehäuses 33 angebracht sind.

so Die Wirkungsweise der automatischen Scharfeinstelleinrichtung nach den Fig. 7 und 8 ist die folgende: Nachdem die erste und die zweite Zusatzeinheit 31" und 63 miteinander und mit dem Kamerakörper 17 zusammengebaut und betriebsbereit gemacht worden sind, kann die Kamerabedienungsperson die Kamera auf ein Objekt richten, das aufgenommen werden soll, wobei sie durch das Okular 37 des Bildsuchers der Kamera schaut. Wenn das Objektiv 27 nicht richtig auf das Objekt scharf eingestellt ist, erzeugt der Servoverstärker 15 nach Fig. 2 ein Ausgangssignal, dessen Polarität für die Richtung kennzeichnend ist, in die der Servomotor gedreht werden muß. Bei der Zufuhr des Ausgangssignals an den Servomotor 67 über den Ausgangsanschluß 52, das Verbindungskabel 73 und den Eingangsanschluß 71 wird der Scharfeinstellring 28 zur Drehung angetrieben, bis sich an dem Servoverstärker 15 das Ausgangssignal Null einstellt, d. h. bis der Zustand der scharfen Einstellung in der Kamera eingestellt ist.

Die Beendigung der automatischen Scharfeinstellung kann durch die Kamerabedienungsperson dadurch erkannt werden, daß die Leuchtdiode 62 abgeschaltet wird. Es ist anzumerken, daß zwar das Objektiv 27 als nicht auswechselbar in dem Gehäuse der zweiten Zusatzeinheit 63 dargestellt ist, jedoch als von seinem Antriebsmechanismus und von dem Gehäuse der Zusatzeinheit 63 trennbarer Bauteil ausgebildet sein kann.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scharfstelldetektorsystems ist sehr empfindlich hinsichtlich der optischen Qualität aller im Zuge der Abbildung eines Objekts auf der lichtempfindlichen Bildaufnahmefläche des messenden photoleitfähigen Elements enthaltenen Elemente, wie des Objektivs, des Umlenkspiegels oder der zusätzlichen optischen Einrichtung; ferner ist die Ausführungsform empfindlich hinsichtlich Brechungsschwankungen dazwischenliegender Räume, Staub, Dunst und Reflexionen oder Streulicht in den Zwischenräumen, oder nicht zur Abbildung dienenden Lichts, das durch lichtdurchlässige Stellen eintritt. Diese Faktoren tragen in Form von Rauschen oder Störungen zu einem falschen Ausgangssignal des Photowiderstandselements bei, d. h. zur Unscharfe des Bildes. Eine sich aus dem Rauschen bzw. der Störung ergebende Verminderung der Genauigkeit der Scharfstellerfassung wird insbesondere im Falle der in F i g. 7 dargestellte automatischen Scharfeinstelleinrichtung schwerwiegend. Demgemäß ist es besonders wichtig, ein von diesen Faktoren unbeeinflußte Scharfstelldetektorsystem zu schaffen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß den F i g. 9 und 10 ist für die Eliminierung des Rauschens bzw. der Störungen durch Vergleichen des Ausgangssignals des Photowiderstandelements mit einem Bezugssignal eingerichtet, die für die Verwendung bei der automatischen Scharfstelleinrichtung nach den Fig. 7 und 8 besonders geeignet ist. Die zweite Ausführungsform der Erfindung weist eine abgewandelte Art der mit dem Photowiderstandelements 3 (36) verbundenen Schwenkbewegungs-Antriebseinrichtung und eine Schaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Photowiderstandelements auf, welche nachstehend beschrieben werden.

Die Schwenkbewegung-Antrisbseinrichtung arbeitet so, daß sich die lichtempfindliche Fläche des Photowiderstandelements 3 (36) durch die Brennebene entlang der optischen Achse 5 nach F i g. 1 senkrecht zu dieser bewegt, wobei sie mit einer vorbestimmten Frequenz und mit einer Amplitude schwingt, die viel kleiner ist als die, die auf die Höhe einer Überhöhung des Ausgangssignals des Photowiderstandelemente bei der Änderung der Bildschärfe gemäß der Darstellung in Fig. l(d) einwirkt. Das Photowiderstandselement erzeugt daher ein Ausgangssignal, daß gemäß der Darstellung in Fig. 10(a) aus einer einer großen Welle überlagerten großen Anzahl kleiner Wellen zusammengesetzt ist, wenn das Scharfstell-Linsenteil von einem mit A bezeichneten Endbereich des Scharfstellbereichs über einen mit C bezeichneten Zwischenbereich mit scharfer Fokussierung zu dem mit E bezeichneten entgegengesetzten Endbereich bewegt wird.

Das Ausgangssignal des Photowiderstandselements 3 (36) wird nach Verstärkung mittels eines Verstärkers 79 nach Fig.9 an ein Bandpaßfilter 80 angelegt mittels dem das Rauschen mit den von der Schwenkbewegung des Photowiüersfandselements 3 (36) verschiedenen Frequenzen beseitigt wird. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 80 besitzt die in Fig. 10(b) dargestellte Kurvenform. Die Amplituden der Wellen in den Bereichen A, E und C sind vernachlässigbar klein im Vergleich zu denen der Wellen in den mit B und D bezeichneten Bereichen. Da sich das Ausgangssignal des Photowiderstandselement 3 (36) in den Bereichen Sund D stark verändert, ergibt die Schwingung des Photowiderstandselement 3 (36) eine große Veränderung seines Ausganssignals. Weiterhin sind die Phasen der Wellen in den Bereichen B und D einander entgegengesetzt, was mittels eines Phasendetektors 81 erfaßt wird, der mit der Phase des Ausgangssignals eines mit der vorstehend beschriebenen Schwingbewegungs-Antriebseinrichtung verbundenen Oszillators 82 vergleicht. Der Phasendetektor 81 ist an eine erste Schmitt-Triggerschaltung 83 so angeschlossen, daß diese eingeschaltet wird, wenn die Amplitude der Kurven so groß ist, daß die Phase in den Bereichen B und D ermittelt wird, während die Triggerschaltung 83 in den Bereichen A, E und C ausgeschaltet wird, wenn die Amplitude nicht erfaßbar oder gleich Null ist. Das Ausgangssignal des Phasendetektor 81 wird auch an ein erstes Schaltglied 90 angelegt. Das Ausgangssignal der ersten Schmitt-Triggerschaltung 83 wird über einen Inverter 84 an einen ersten Eingang eines UND-Gliedes 85 angelegt, während der andere Eingang des UND-Gliedes 85 mit dem Ausgang einer zweiten Schmitt-Triggerschaltung 88 verbunden ist, deren Eingang mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers 87 verbunden ist. An einen der zwei Eingänge des Differenzverstärkers 87 ist ein Lichtwert-Meßelement 25 gemäß den Darstellungen in den F i g. 4, 6 und 7 angeschlossen. Solange der Helligkeitswert des Objekts 2 konstant gehalten ist, erzeugt das Meßelement 25 ein durch eine mit β in Fig. 10a) bezeichnete Kurve dargestelltes Ausgangssignal konstanter Größe, obgleich sich gemäß der Darstellung durch die mit α bezeichnete Kurve der Schärfegrad des Bildes verändert. An den anderen bzw. zweiten Eingang des Differenzverstärkers 87 ist ein Tiefpaßfilter 86 angeschlossen, dessen Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 89 verbunden ist, um die kleinen Wellenkomponenten aus dem Ausgangssignal desselben so auszufiltern, daß das sich ergebende Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 86 annähernd gleich dem in Fi g. l(d) gezeigten wird. Im Ansprechen auf einen Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des Meßelements 25 und des Tiefpaßfilters 86, d.h. bei Auftreten eines Spitzenwerts in dem Ausgangssignal des Photowiderstandselements 3 (36) schaltet der Differenzverstärker 87 die zweite Schmitt-Triggerschaltung 88 ein, um so ein Ausgangssignal zu erzeugen, das an den zweiten Eingang des UND-Glieds 85 angelegt wird. Wenn der erste und der zweite Eingang des UND-Glieds 85 gleichzeitig im »Ein«-Zustand sind, d. h., wenn sich das Ausgangssignal des Photowiderstandselements in dem Bereich Cbefindet, wird ein zweites Schaltglied 89 zum Einschalten der Leuchtdiode 62 wirksam. In diesem Fall leuchtet daher die Leuchtdiode 62 nur auf, wenn das Bild in scharfer Einstellung ist. Das Ausgangssignal des ersten Schaltglieds 90 wird über einen Verstärker 91 an den Servomotor 67 nach Fig. 7 angelegt, wobei die Polarität dieses Ausgangssignals die Richtung anzeigt, in die eine Einstellung des Fokussicrlinsentcils ausgeführt werden muß, um das Bild in die Scharfeinstellung zu bringen. Im Ansprechen auf das Ausgangssignal des UND-Gliedes 85 hält das erste Schaltglied 90 die Drehung des Servomotors 67 an. Es ist ersichtlich, daß

mit der vorstehend beschriebenen Schaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Photowiderstandselements die automatische Scharfeinstellsteuerung mit verbesserter Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Scharfstelldetektorsystem für einäugige Spiegelreflexkamera, das einen fotoelektrischen Wandler, eine Verarbeitungsschaltung für dessen Ausgangssignal und ein optisches System aufweist, wobei dieses optische System wenigstens einen Teil des durch das optische Suchersystem gehenden iu Lichts zum fotoelektrischen Wandler lenkt und auf diesem ein Bild eines aufzunehmenden Objektes erzeugt, das in der Schärfe dem durch das Objektiv in der Filmebene erzeugten Objektbild gleichwertig ist, und der fotoelektrische Wandler ein vom is Schärfegrad des Objektbilds abhängige Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (34, 55, 55', 55", 56) eine optische Kompensationseinrichtung (55, 55', 55") enthält, die betätigbar ist, um die Vergrößerung bei der Bilderzeugung des Objektbilds auf einer Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Wandlers (36) unabhängig von Unterschieden der Abbildungseigenschaft wahlweise zu verwendender Wechselobjektive konstant zu halten.

2. Scharfstelldetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung eine Anzahl Linsen (55, 55', 55") mit unterschiedlicher Brechkraft besitzt, die wahlweise in den optischen Weg zum fotoelektrischen Wandler (36) einschaltbar sind.

3. Scharfstelldetektorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bedienungseinrichtung (59) für das wahlweise Einschalten einer der Linsen (55, 55', 55") der Kompensationseinrichtung j5 außerhalb des Suchergehäuses (33) angeordnet und manuell betätigbar ist.

4. Scharfstelldetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Suchergehäuse (33) einen Ausgangsanschluß (52) besitzt, an dem das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung außerhalb des Suchergehäuses abnehmbar ist, daß das Objektiv (27) zusammen mit einer Verstelleinrichtung (67) in einem Gehäuse (70) angeordnet ist, daß das Objektiv von der Verstelleinrichtung zur Scharfstellung verstellbar ist und daß der Ausgangsanschluß (52) des Suchergehäuses (33) mit der Verstelleinrichtung zur Erzielung einer automatischen Scharfstellung verbunden ist.

5. Scharfstelldetektorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (70) außerdem ein Geber (65) vorhanden ist, der abhängig von der Einstellung des Objektivs (27) ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Höhe der Objektiventfernung entspricht, und daß das Gehäuse mit einem Ausgangsanschluß (72) versehen ist, an dem dieses Signal außerhalb des Gehäuses abnehmbar ist.

6. Scharfstelldetektorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- eo net, daß das optische Suchersystem (32, 37) zusammen mit dem fotoelektrischen Wandler (36), dem optischen System (34, 55, 55', 55", 56) und der Verarbeitungsschaltung in einem gemeinsamen, vom Kameragehäuse (18) abnehmbaren Suchergehäuse (,5 (33) angeordnet ist und daß in dem Suchergehäuse außerdem eine vom Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung steuerbare Anzeigeeinrichtung (41, 42; 62) enthalten ist, die den Schärfegrad auf den fotoelektrischen Wandler anzeigt.