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Vorrichtung zur Fokussierung einer Reflexkamera
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Die Erfindung betrifft eine optcrelektrische Vorrichtung zur automatischen
bzy. halbautomatischen Fokussierung einer fotografisohen Spiegelreflexkamera.
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Zur Fokussierung von fotografischen Kameras ist es bereits bekannt,
im bildsoitigen Strahlengang des Objektivs zwei streifenförmig unterteilte Fotoelemente
anzuordnen und aus entgegengesetzten Aperturbereiohen des Objektivs auf jedem Fotoempfänger
ein Bild des angemessenen Objektes zu entwerfen. Die Ilelligkeiten auf den Streifen
werden dann streifenweise miteinander verglichen, wobei ein Maximum- bzw.
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ein Minimum-Signal erreicht wird, wenn die Helligkeitsverteilung auf
allen einander zugeordneten Streifen gleich ist, was immer dann der Fall ist, wenn
das Objektiv scharf abgebildet wird, da bei unsoharfer Abbildung eine seitliohe,
einander entgegengerichtete Verlagerung der beiden Teilbilder auf den zugeordneten
Empfängern resultiert.
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Mit dem erhaltenen Signal kann entweder ein Motor gesteuert werden,
der das Objektiv so lange verstellt, bis das Maximum- bzw. Minimum-Signal erreicht
wird (=vollautomatische Fokussierung); oder es kann das Signal auf ein Anzeigegerät
gegeben werden, wobei das Objektiv dann von Hand so lange zu verstellen ist, bis
das Gerät maximalen bzw. minimalen Ausschlag zeigt (=halbautomatisohe Einstellung).
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Bei den bekannten Anordnungen, bei denen die beiden Teil
bilder
aus entgegengesetzten Aperturbereichen verwendet werden, ergibt sich jedoch eine
außerordentlich ungünstige Energiebilanz, da nur zwei kleine Bereiche der gesamten
Austrittspupille tatsächlich genutzt werden. Außerdem haben die benötigten optischen
Bauteile - jedem Fotoempfän~ ger muß eine kleine Hilfslinse vorgeschaltet werdenaußerordentlich
kleine Abmessungen, deren Herstellung relativ teuer ist, was die gesamte Vorrichtung
teurer macht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fokussiervorrichtung
der genannten Art zuschaffen, die jedoch ohne die kleinen optischen Elemente auskommt
und deren Energiebilanz außerdem um ein Vielfaches günstiger ist als die der bekannten
Vorrichtung.
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Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich
bekannter Weise der Reflexspiegel mindestens in einem Bereich teilverspiegelt und
in Lichtrichtung hinter dem Reflexspiegel ein vollverspiegelter Hilfsspiegel angeordnet
ist, der die durch den Reflexspiegel tretenden Strahlen zum Kamera boden hin ablenkt,
daß diesem Hilfsspiegel eine Hilfsoptik nachgeschaltet ist, die ein Bild des in
einer Zwischenbildebene entstehenden Objektbildes auf die Fotoempfänger entwirft,
und daß in der Pupille der Hilfsoptik ein Streifen-Doppelkeil angeordnet ist, der
die ahbildenden Strahlen der Hilfsoptik in zwei entgegengesetzten Aperturbereichen
des Kameraobjektivs angehörende Teilbüschel spaltet, die getrennt den Fotoempfängern
zugefiihrt werden.
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Durch diese Anordnung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß jeweils
die Strahlen aus der gesamten Fläche
einer Halbpupille zur Erzeugung
eines der Teilbilder herangezogen werden und nicht nur, wie in den bekannten Vorrichtungen,
lediglich die Strahlen aus einem kleinen Teil dieser Halbpupille. Es ergibt sich
dadurch eine sehr viel höhere Beleuohtungsstärke auf jedem Fotoempfänger, d.h.
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die Energiebilanz ist erheblich verbessert. Außerdem ist die Hilfsoptik
mit dem Streifen-Doppelkeil als optisches Element größer als die sonst erforderlichen
kleinen Hilfsoptiken vor jedem einzelnen Fotoempfänger und daher auch leichter und
billiger herstellbar.
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Durch den innerhalb der Hilfsoptik angeordneten Streifen-Doppelkeil
wird erreicht, daß in der Ebene der Fotoempfänger statt eines Bildes zwei identische
und bei Defokussierung seitlich gegeneinander verschobene Teilbilder entstehen,
von denen jedoch jedes nur von den Strahlen einer Halbpupille erzeugt wird, da die
Keile dafür sorgen, daß das von der anderen Pupillenhälfte kommende Licht von dem
jeweiligen Empfänger ferngehalten wird.
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Dabei kann der Streifen-Doppelkeil echt als Streifen ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise wird er aber in der Art einer Fresnellinse ausgeführt sein. Außerdem
können zur genauen Strahlenbegrenzung sowohl in der Zwisohenbildebene als auch in
der Ebene der Fotoempfänger Gesichtsfeldblenden angeordnet sein.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigent Fig. 1 sohematisch eine Fokussierungsvorrichtung fUr eine Reflexkamera
nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 schematisch die erfundene Fokussierungsvorrich
tung mit Streifen-Doppelkeil, Fig. 3 sohematisch dio Hilfsoptik, bei der der Streifen-Doppelkeil
als Fresnellinse ausgebildet ist.
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In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse einer Reflexkamera gezeigt, an der
vorne das Objektiv 2 angesetzt ist. In bekannter Weise besitzt die Kamera ferner
einen teilverspegelten Reflexspiegel 3, ein Pentaprisma 4 sowie ein Okular 5. Außerdem
sind noch die Vorhänge eines Schlitzverschlusses 6 angedeutet, der etwa in der Brennebene
des Objektivs 2 abläuft.
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An den Reflexspiegel 3 ist auf der Rückseite ein Hilfsspiegel 7 angelenkt,
der die durch den teilverspiegelten Reflexspiegel tretenden Strahlen zum Kamera
boden hin ablenkt. Die aohsparallel in das Objektiv fallenden Strahlen schneiden
sich in einer konjugierten Bildebene 8, in der eine Feldlinse 9 angeordnet ist.
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Unterhalb der Bildebene 8 sind zwei streifenförmig unterteilte Fotoempfänger
10, 11 angeordnet, vor denen je ein kleines Hilfsobjektiv 12, 13 sitzt. Durch diese
Hilfsobjektiv werden Strahlen aus entgegengesetzten Aperturbereichen des Aufnahmeobjektivs
auf den einen bzw. den anderen Fotoempfänger geleitet, da die Feldlinse 9 am Ort
der Hilfobjektive ein Bild der Austrittspupille des Aufnahmeobjektivs entwirft,
Die Streifen der Fotoempfänger sind paarweise mit einer Vergleichsschaltung 14 verbunden,
die bei Gleichheit der Beleuchtungsstärke auf allen Streifenpaaren ein Extremsignal
(Maximum oder Minimum) auf-ein Anzeigegerät 15
gibt, an dem auf
diese Weise die Scharfeinstellung des Objektivs abgelesen werden kann.
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Die Fig. 1 zeigt den Stand der Technik und läßt dessen spezifische
Naohteile erkennen. Aus den beiden entgegengesetzten Aperturbereichen fälltnicht
etwa das gesamte Licht aus Je einer Pupillenhälfte auf Je einen Fotowiderstand,
sondern nur derjenige Teil der von dor Querschnittsfläche der Fotoempfänger quasi
herausgeschnitten wird.
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Die Energieausbeute ist somit außerordentlich gering.
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Außerdem müssen die Hilfsobjektive 12, 13 sehr klein sein> was
sie in der Herstellung relativ teuer maoht.
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Fig. 2 zeigt im wesentliohen den gleichen Aufbau der Kamera. Gleiche
Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Jedoch ist statt der
kleinen Hilfsobjektive 12, 13 in diesem, die Erfindung zeigenden. Beispiel eine
größere Hilfsoptik 16, 16a im Strahlengang angeordnet, welche die konjugierte Bildebene
8 in die Ebene der Fotoempfänger 10, 11 abbildet. In der Pupille der Hilfsoptik
16 ist ein Streifen-Doppelkeil 17 angeordnet, durch den in dieser Pupille die Aufspaltung
in zwei Teilstrahlenbiischel bewirkt wird. Außerdem ist vor den Fotoempfängern noch
Je eine Gesichtsfeldblende angeordnet, und eine gleiche Gesichtsfeldblende 19 ist
in der Bildebene 8 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Durch das Objektiv
2 wird über den teildurchlässigen Reflexspiegel 3 und den vollverspiegelten Ifilfsspiegel
7 in der Bildebene 8 ein verkleinertes Bild des Objektes entworfen. Aus diesen Bild
wird durch die Gesichtsfeldblende 19 ein kleines zentrales Meßfe-ld von ca. 4 mm
Durchmesser
ausgeblendet.
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Die Feldlinse 9 bildet die Austrittspupille AP des Objektivs 2 in
die Hilfsoptik 16 ab, die ihrerseits das Zwischenbild in die Ebene der Fotoempfänger
10, 11 abbildet. Durch den innerhalb der Hilfsoptik angeordneten Streifen-Doppelkeil
17 wird nun erreicht, daß anstelle eines Bildes in dieser Ebene zwei identisohe
Teilbilder entstehen, die jedoch jeweils nur durch die Halbpupillen entworfen werden,
da die Zeile dafür sorgen, daß das von der anderen Pupillenhälfte herkommende Lioht
von dem Jeweils anderen Fotoempfänger ferngehalten wird. Da die beiden Empfängerbereiche
einige Millimeter auseinanderstehen, kann durch die zusätzliche Gesichtsfeldblende
18 unmittelbar vor den Fotoempfängern erreicht werden, daß ein "Überspreohen" sowie
sonstige Störungen ausgeschaltet werden.
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Die vorgeschlagene Anordnung hat neben einer relativ günstigen Lichtausbeute
den Vorteil der einfachen Herstellung.
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Hinzu kommt, daß durch Veränderung der Keilwinkel die Ablage der beiden
Empfänger relativ leicht geändert werden kann. Die Keile werden zweckmäßigerweise
in Art einer Fresnellinse 20 ausgeführt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
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Es liegt naturgemäß im Rahmen der Erfindung, das hier offenbarte Prinzip
auch außerhalb einer Spiegelreflexkamera,z.B.
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in einem-Entfernungsmeß-Sensor,zu verwenden. In diesem Fall entfällt
der teildurchlässige Klappepiegel 3 mit angelenktem Hilfsspiegel, d.h. die gesamte
Anordnung ist als gestreckte Anordnung zu verstehen.
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L e e r s e i t e