DE2703290A1 - Elektro-optische fokussiereinrichtung fuer fotografische kameras - Google Patents

Description

Enst Leiti Weteiar GmbH a 2062/B 2924

Elektro-optische Fokusβlereinrichtung für fotografische Kameras

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektro-optische η Fokussierung des Aufnahmeobjektive in einer Spiegelreflexkamera.

Derartige Einrichtungen sind bereits in Form von Fokus» sierdetektoren bekannt, bei denen in einer konjugierten Bildebene ein Bildausschnitt abgetastet wird, z.B. mittels einer oder mehrerer Fotodiodenzeilen, oder bei denen mittels eines bewegten Gitters eine Ortsfrequenz ausgesiebt wird, wobei im Falle bester Bildschärfe die Amplitude dieser Ortsfrequenz ein Maximum annimmt·

Aus der DT-OS 23 56 757 ist es außerdem bekannt, anstelle der Maximumfindung eine Sineteilung auf Phase Null vorzunehmen, indem man aus gegenüberliegenden Pupillenbereichen zwei Informationen unterschiedlicher Phase gewinnt«

Zur Anwendung einer derartigen Einrichtung in einäugigen Spiegelreflexkameras ist es bereite bekannt, einen Ausschnitt der Suoherscheibe auf das Abtastgitter abzubilden, in dem an der dem Okular zugekehrten Seite des Pentaprismas eine vollverspiegelte Fläche, als Hohlspiegel ausge- bildet, anzubringen und den zentralen Bereioh dieser verspiegelten Fläche !»verspiegelt zu lassen· Durch diesen unverspiegelten Bereioh geschieht die Beobachtung der

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Einstellscheibe in bekannter Weise mittels des Suoherokulars.

Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die neben dem notwendigerweise unverspiegelten Bereich verbleibende Spiegelfläche zu klein ist, um Lioht aus gro ßen Aperturwinkeln zum Abtastgitter zu reflektieren. Andererseits erweist sich mit Rücksicht auf lichtsohwaohe Wechselobjektive als notwendig, den hier zunächst als unverspiegelt bezeichneten zentralen Bereioh dooh wenigstens teildurohlässig zu verspiegeln, um auoh bei sol chen Objektiven noch Lioht zum Abtastgitter und zu den nachgeschalteten fotoelektrisohen Empfängern zu bringen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher zum ersten die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und eine Einriohtung anzugeben, die es gestattet, auch bei schwachen Lioht, wo die große relative Öffnung des Objektivs das Fotografieren noch gestattet, zuverlässig elektrisch/ automatisch zu fokussieren, und zum anderen,den Blendenfehler der hochgeöffneten Objektive zu berücksichtigen,

d.h. möglichst mit derjenigen Blende zu fokussieren, mit der auch fotografiert werden soll.

Zum anderen ist es Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung so zu treffen, daß auf eine der z.Zt. gebräuchlichen visuellen Fokussierhilfen (Schnittkeil, Prismenraster) nicht verzichtet zu werden braucht, sondern diese Fokussierhilfen vorteilhaft zur Überwachung der elektro-optisohen Fokussiereinriohtung zu verwenden.

Gemäß der Erfindung sind diese Aufgaben dadurch gelöst, daß der mit einem Sohnittkeilentfernungsmesser versehenen Einstellscheibe ein Dachkantprisma zweiter Art naohge-

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schaltet ist, daß dessen erste (plane) Reflexionsfläohe teildurchlässig verspiegelt ist, daß in Liohtriohtung hinter dieser Planfläche entlang der durch den einen der beiden Keile abgewinkelten optischen Aohse das Prismenraster sowie das fotoelektrisohe Empfängersystem ange ordnet ist und daß- entlang dieser optischen Aohse ein optisches System vorhanden ist, welches die Ebene des einen Keiles in diejenige Ebene abbildet, in welcher die Abtastung erfolgt.

Unter einem Dachkantprisma zweiter Art sei hier und im folgenden ein Dachkantprisma verstanden, bei dem die von der Einstellscheibe kommenden Strahlen zunächst an einer Planfläche reflektiert werden, dann auf die Daοhfläohe treffen und von dort in das Okular der Kamera gelangen.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß die Keilwinkel des Schnittkeiles relativ klein gehalten werden können, weil wegen des Vorhandenseins der elektrooptischen Fokussiereinrichtung die Anforderung an die visuelle Einstellgenauigkeit nur noch gering ist· Die

Schnittkeilbetraohtung dient nur noch'zur Überprüfung,

ob das Maximum- bzw. Null-Signal der elektro-optischen Fokussiereinrichtung tatsächlich die Fokussierung des Objektivs anzeigt, oder ob es sich nioht vielleicht um ein mögliches Nebenmaximum bzw. einen zweiten Nulldurchgang im Falle eines Phasendetektors handelt.

Mit dem kleinen Keilwinkel des Sohnittkeiles wird auoh der Kniokwinkel der Strahlen für die elektro-optisohe Fokus siebeinrichtung klein im Verhältnis zum Aperturwinkel dieses Teiles. Venn man z.B. beabsichtigt, für die elektrooptische Fokussiereinriohtung Licht aus den relativen Öff-

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nungen bis mindestens ft 2, 8 zu verwenden und man dimensioniert die Keilwinkel entsprechend einer Öffnung f18, so ist der Kniokwinkel oa. I/3 des halben Aperturwinkels des den Keil auf das Abtastgitter abbildenden optischen Systems.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigent

Fig. 1 sohematisoh die wesentlichen Bauteile einer Spiegelreflexkamera mit elektro-optisoher Fokussiereinrichtung, in Seitenansicht, Fig. 2 schematisch eine Frontansicht der Bauteile der

Fig. 1,
Fig. 3 die Einrichtung in sohematischer Darstellung mit

gestrecktem Strahlengang,

Fig. k sohematisch die Einstellscheibe einer Spiegelreflexkamera mit Schnittkeil und dem markierten fotoelektrisch abgetasteten Feld, Fig. 5 eine Ansioht der Zwisohenabbildungslinse und der Fotoempfänger in Ffeilriohtung A der Fig. 2 und Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 3 mit abgewandeltem Empfängerteil.

Xn Fig. 1 ist mit 1 das Aufnahmeobjektiv bezeichnet, das ein Bilddes Objektes auf dem in der Bildebene befindliohen Film 2 entwirft. Im bildseitigen Strahlengang dieses Objektes ist ein Reflexspiegel 3 angeordnet, der bei der Aufnahme in bekannter Weise naoh oben in seine Aufnahme-Stellung geklappt wird.

In seiner gezeichneten Beobaohtungssteilung entwirft der Reflexepiegel 3 ein Bild des Objektes in einer ersten Zwisohenabbildungsebene k_t in der ein Sohnittkeil 5 mit

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nachgeordneter Feldlinse 6 angeordnet ist. Dieses Bild des Objektes wird von dem Benutzer duroh ein Okular 7 und duroh ein Dachkantprisma 8 beobachtet. Letzteres ist von einer Bauart, bei der die von der Zwischenbildebene 4 kommenden Strahlen zunächst an einer Planfläche 9 und erst im weiteren Strahlenverlauf an den Daohkantflachen 10 reflektiert werden.

Die Planfläohe 9 ist teildurohlässig verspiegelt. Hinter' ihr sind in Lichtriohtung eine Linse 11 sowie ein vollreflektierender Spiegel 12 angeordnet. Die Linse 11 ent wirft ein Bild des einen Keiles 5a der Sohnittbildkeile 5a, 5b in einer zweiten Zwisohenbildebene 13t *·^η der sich ein Gitter oder Prismenraster ^k befindet, das in bekannter Weise eine schwingende Abtastbewegung ausfuhrt·

Die nachgeordnete Feldlinse 15 entwirft ein grobes Bild der Austrittspupille des Objektivs, vlgnettiert duroh die Zwischenabbildung 8, 9» auf das Empfangersystern 19, das zwei Fotoempfänger 17, 18 trägt, die in dieser Darstellung hintereinander zu denken sind. Jeder Foto- empfänger ist einer Pupillenhälfte zugeordnet. Die niohtdargestellte elektronische Schaltungseinrichtung mißt in bekannter Weise die Phasendifferenz der von den Empfängern 17, 18 gelieferten Weohselstromanteile der Fotoströme. Im Falle des Sohärfemaximums wird die Phasen- differenz Null, was z.B. duroh ein Nullinstrument angezeigt werden kann.

Naturgemäß werden die duroh den Keil 5a tretenden Strahlen von diesem etwas abgeknickt, was in Fig. 1 nicht erkennbar ist, was jedoch in Fig. 2 deutlich gezeigt ist. Allerdings sind in Fig. 2 das EmpCängersystem 19 und die

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Feldlinse 15 nicht miteingezeiohnet. Diese Elemente mUßten in Blickrichtung vor dem Abtastgitter 14 liegen und wurden die Darstellung der Fig. 2 verwirren.

Schematisch sind alle Elemente nochmals in Fig. 3 gezeigt, und zwar in gestreckten Strahlengang, um die Strahlen führung besonders deutlich zu machen. Es sind wiederum die hauptsächlichsten Bauelemente gezeigt, nämlich das Aufnahmeobjektiv 1, der Schnittkeil 5, die Feldlinse 6, die Linse 7 und das 'schwingende Abtastgitter 14. Außerdem ist nooh eine schräge, teilverspiegelte Fläche gezeigt, die aber nicht etwa den Reflexspiegel 3 der Kamera darstellt, sondern lediglich diejenige Fläohe symbolisiert, an der die Strahlen für die visuelle Einstellung und für die elektro-optische Einstellvorrichtung geteilt werden. In Fig. 1 ist dies die Planfläche 9. Deshalb ist diese Fläche auch in Fig. 3 mit 9 bezeichnet. Das Dachkantprisma 8 ist in der Darstellung der Fig. 3 weggelassen. Das Meßfeld des schwingenden Abtastgitters 14, auf die Einstellscheibe rUokprojiziert,' ist duroh das gestrichelt umrandete Feld 21 dargestellt. Das Feld befindet sioh somit in Bereich eines der beiden Keile. Der geringe Keilwinkel wird für die Zwisohenabbildung berücksichtigt. Der gesamte Lichtkegel, begrenzt von den Strahlen 23, 26, wird durch den Keil 5a geknickt.

Die für die nachfolgende Zwischenabbildung des Keiles 5e auf das schwingende Abtastgitter "\k mit Hilfe der Linse zuständige optische Achse sei die Verlängerung des Strahles 22 des Aufnahmeobjektivs, der beispielsweise eine Apertur von 1f8 entspricht. Die Linse 11 ist, obgleich die Abbildung der Austrittspupille mit Hilfe der Feldline· 6 sehr viel weiter entfernt liegt, möglichst nahe an die

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erste Zwischenabbildungsebene herangeruokt, um auch mit akzeptablen Dimensionen noch Strahlen aus weiten Aperturbereiohen übertragen zu können. Insbesondere wird dabei vorgeschlagen, diese Linse nicht mit einem kreisförmigen Rand zu versehen, vielmehr kann sie in Richtung der Teilungslinie der Pupille besohnitten sein. Die Anordnung der Linse 11 weit vor der Abbildungsebene der Austrittspupille ist wegen der kleinen abgetasteten Bildgröße (ca. h mm) möglich. ·

Xn Fig. 5 sind die Austrittspupille 31 des Objektivs 1, die Abbildungslinse 11 und die Fotoempfänger 17» 18 aufeinander projiziert dargestellt. Auf den Fotoempfängern 17, 18 wird ein rohes Bild der Austrittspupille erzeugt derart, daß bei kleinen Objektivöffnungen nur ein Teil der Fotoempfänger ausgeleuchtet wird, während bei der größten Öffnung, die die Linse 11 vermittelt, dieselben voll ausgeleuchtet sind« Die Form der Fläohe der Fotoempfänger ist auf die Randform der Linse 11 abgestimmt·

In den gezeigten Ausfuhrungsbeispielen ist als Abtastgitter ein Sohwarz/Veiß-Gitter dargestellt. Selbstver ständlich können auch andere Gitter, insbesondere Prismengitter, verwendet werden, die dann vier Fotoempfänger benötigen.

Auoh ist die erfindungsgemäße elektro-optische Einrioh-2'j -,ung anwendbar für andere Fokus detektoren. So kann beispielsweise am Ort des Abtastgitters Ak eine Fotodiodenzeile angeordnet werden, die mittels eines Schieberegisters sequentiell abgefragt wird, wobei auf ein Maximum an hohen Footstromfrequenzen einzustellen ist·

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In Fig. 6 1st eine Abwandlung der Fig. 3 dargestellt derart, daß zwei Fotodiodenzeilen 2k, 25 vorhanden sind, wobei ein elektronischer Korrelator die Parallaxe der beiden Bilder auf den Zeilen feststellt. Zur Erzeugung von zwei Bildern desselben Suoherbildausschnitts, jedoch mittels Strahlen aus entgegengesetzten Pupillenbereichen sind statt der Linse 11 zwei Linsen 11a, 11b vorgesehen.

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Claims (2)

1. Ansprüche

   Einrichtung zur elektro-optisohen. Fokussierung des Objektivs in einer mit Einstellscheibe* und Sohnittkeilentfernungsmesser versehenen.einäugigen Spiegelreflexkamera, insbesondere unter Verwendung solcher Fokussierdetektoren, bei denen in einer Bildebene ein Bild— ausschnitt abgetastet wird, dadurch g e k e η η ζ e iohne t, daß der mit einem Sohnittkeil entfernungsmesser (5) versehenen Einstellscheibe ein Dachkantprisma (8) zweiter Art naohgeschaltet ist, daß dessen erste (plane) Reflexionsfläche teildurohlässig verspiegelt ist, daß in Liohtriohtung hinter dieser Planfläohe, entlang der duroh den einen der beiden Keile (5a) abgewinkelten optischen Achse, das Abtastgitter (i4) sowie das fotoelektrische Empfängersystem (17, 18) angeordnet ist und daß entlang dieser optisohen Aohse ein optisches System (11) vorhanden ist, welches die Ebene des einen Keiles (5a) in diejenige Ebene abbildet, in weloher die Abtastung erfolgt«
2. 2. Einrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mittels eines bewegten Gittere (ΐΊ) erfolgt, dessen Fläohe, auf den Sohnittkeilentfernungsmesser (5) rüokprojiziert, höchstens den Querschnitt dea einen Keiles (5a) ausfüllt.

   3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mittels einer Fotodiodenzeile erfolgt, deren Fläohe, auf den Schnittbildentfernungsmesser (5) riiokprojiziert, höohstens den Querschnitt des einen Keiles (5a) ausfüllt,

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   ORIGINAL INSPECTED

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   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mittels zweier Diodenzeilen (2k, 25) erfolgt, auf die jeweils der gleiche Bildausschnitt des einen Keiles (5a) abgebildet wird, jedoch unter Verwendung von Strahlen aus entgegengesetzten Apertur bereiohen.

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