DE2760118C2

DE2760118C2 -

Info

Publication number: DE2760118C2
Application number: DE2760118A
Authority: DE
Inventors: Myron Lee Durham N.C. Us Wolbarsht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DE2717531A1; CH615517A5; US4201456A; DE2717531C2; JPS5752563B2; JPS52130321A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur visuellen Scharfeinstellung eines optischen Systems. Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung dieser Vorrich tung.

Eine Vorrichtung, die auf einem ähnlichen Prinzip basiert, ist zur automatischen Scharfeinstellung eines Kameraobjektivs bekannt (DE-AS 17 72 891). Diese Vorrichtung beruht darauf, daß von einem Punkt eines Objektes ausgehende Lichtstrahlen, unabhängig davon, wo sie durch die Linsen des optischen Systems durchtreten, in dessen Schärfeebe ne als Punkt wiedergegeben werden.

Wenn nun eine Abdeckblende, die im Abstand von der Achse des optischen Systems eine Öffnung aufweist und zwischen dem optischen System und dem Objekt angeordnet und bewegt wird, ändert sich das Bild auf der Soll-Schärfeebene des optischen Systems, wenn dieses nicht scharf einge stellt ist, während das Bild bei Scharfeinstellung sta tionär bleibt. Wenn nun in der Soll-Schärfeeinstellung des optischen Systems ein Detektor angeordnet wird, kann an diesen ein von der Scharfeinstellung abhängiges elektrisches Steuersignal abgegriffen werden. Bei der bekannten Vorrichtung wird dieses Signal über eine Aus wertlogik auf zwei Motore gegeben, von denen einer eine Linse im optischen System verschiebt. Diese führt bis zum Erreichen einer Scharfeinstellung in der Soll-Schär feebene eine Hin- und Herbewegung aus. Das heißt, daß die Linse in der einen Richtung und bei Erreichen einer Endstellung in dieser Richtung unter Umständen auch in der entgegengesetzten Richtung bis zum Erreichen der Scharfeinstellung verschoben wird.

Bekannt ist weiter eine bei einer Funduskamera verwendete Vorrichtung (US-PS 39 15 564), in der das vom Objekt re flektierte Licht mit einem selektiven Reflektor aufge spalten wird. Ein relativ starker Anteil der reflektier ten Strahlung wird auf eine Videokamera geleitet. Ein anderer wesentlich schwächerer Anteil der reflektierten Strahlung wird durch einen Sucher auf das Auge eines menschlichen Beobach ters geleitet.

Hiervon ausgehend, stellt sich für die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur visuellen Scharfeinstellung so auszubilden, daß der Beobachter oder Benutzer eines optischen Systems dessen Scharfeinstellung mit seinem Auge auch unter ungünstigen Abbildungs- und Lichtverhältnissen sicher erkennen kann. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung mit den im Pa tentanspruch 1 genannten Maßnahmen. Am Stillstand oder der Bewegung der Bilder erkennt der Beobachter, ob das optische System scharf oder nicht scharf einge stellt ist. Auch bei schlechter Auflösung durch das optische System und bei schlechten Lichtverhältnissen kann der Beobachter Stillstand und Bewegung der Bilder gut erkennen und voneinander unterscheiden. An der Be wegungsrichtung der Bilder erkennt er auch, ob er die Schärfeeinstellung des optischen Systems in der einen oder der anderen Richtung nachstellen muß. Diese Vortei le der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich unab hängig von der Güte der Linsen des optischen Systems, der Sehschärfe des Beobachters bzw. Anwenders des opti schen Systems und unabhängig davon, ob das Objekt mit viel oder wenig Licht ausgeleuchtet wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfinderischen Grundge dankens bilden den Gegenstand von Unteransprüchen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl bei einer Kame ra als auch bei einem Projektor angewendet werden.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungs form wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Anzeigen bzw. Nachweisen der Scharfeinstel lung eines optischen Systems,

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh rungsform, wobei das optische System nicht scharf eingestellt ist,

Fig. 2B eine perspektivische Darstellung dieser Ausfüh rungsform, wobei das optische System scharfein gestellt ist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Polarisations einrichtung, welche bei der Ausführungsform nach Fig. 2A und 2B angewandt wird,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer einäugigen Spiegelreflexkamera, welche eine Scharfeinstel lungseinrichtung, ähnlich derjenigen von Fig. 1, aufweist,

Fig. 5 ein Vertikalschnitt durch eine Funduskamera mit einer erfindungsgemäßen Scharfeinstellungseinrich tung,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht der bei der Funduskamera nach Fig. 5 verwendeten Abdeckblende,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs form zur Anzeige der Scharfeinstellung eines Projektionssystems,

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht der bei der Ausführungsform von Fig. 7 verwendeten Abdeckblen de,

Fig. 9 die Darstellung von zwei Abbildungsebenen, von denen eine jenseits und eine diesseits der Soll- Schärfeebene des Projektionssystems von Fig. 7 liegt,

Fig. 10 und 11 die Darstellung von Abbildungen, welche auf den beiden Abbildungsebenen von Fig. 9 mit dem Projektionssystem von Fig. 7 erzeugt werden,

Fig. 12, 13 bzw. 14 je eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt, der bei der Ausführungs form von Fig. 7 verwandten Abdeckblende,

Fig. 15 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 16 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform mit einer Hilfslichtquelle zum Ausleuchten eines Bezugsteils des abzubildenden Objekts, wobei die Abdeckblende gegenüber dem Licht dieser Quelle selektiv empfindlich ist und

Fig. 17 eine Darstellung einer noch anderen Ausführungs form, wobei die Abdeckblende durch zwei seitlich im Abstand voneinander befindliche und entgegen gesetzt bewegbare Abdeckblenden gebildet wird.

Fig. 1 zeigt durch eine Linse L gebildete Abbildungen. Dabei ist diese mit Ausnahme von zwei kleinen, sich diametral gegenüberliegenden Bereichen L _A und L _B abge deckt. Diese können kleine kreisförmige Bereiche oder solche sein, welche sich über die gesamte Fläche der Linse erstrecken. Die Bilder, welche durch die Linse gebildet werden, sind diejenigen eines sich in der Ob jektebene O′ befindenden Objektes O.

Wie von der Abb´'schen Theorie her bekannt, besteht das von der Linse L gebildete Bild, wenn diese nicht abgedeckt ist, aus einer unendlichen Anzahl sich über lappender Bilder, von denen jedes durch einen unend lich kleinen Teil der Linse gebildet wird. In der Soll- Schärfeebene der Linse L fallen die vorerwähnten, sich überlappenden Bilder genau zusammen und ergeben ein klares Einzelbild des Objektes. In Ebenen, welche gegen über dieser nach rechts und links verschoben sind, fal len die erwähnten Bilder, wie aus Fig. 1 ersichtlich, nicht zusammen, sondern sind gegeneinander verschoben. Diese Verschiebung zwischen der großen Anzahl sich über lappender Bilder in den erwähnten verschobenen Ebenen führt daher zu einem verschwommenen Bild.

Es wurde festgestellt, daß durch Abdecken der Linse L bis auf kleine Teile eine große Anzahl der unendlich klei nen Bilder erzeugenden Linsenteile hieran gehindert werden. Dies führt dazu, daß in den gegenüber dem Brennpunkt ver schobenen Ebenen eine kleine Anzahl voneinander unter scheidbarer Bilder gebildet werden, von denen jedes aus einem besonderen, nicht abgedeckten Linsenteil resultiert.

Es wurde weiter festgestellt, daß man eine Scharf- oder Nichtscharfeinstellung der Linse L gegenüber einer vorge gebenen Abbildungsebene dadurch ermitteln kann, daß man die Linse in vorerwähnter Weise abdeckt und die Art der in der vorgegebenen Ebene erscheinenden Abbilder prüft. Wenn in dieser Ebene verschobene Abbilder entstehen, muß sie gegenüber der Soll-Schärfeebene der Linse verschoben sein und die Linse ist nicht scharf eingestellt. Liegt ein einziges Bild vor, zeigt dies an, daß sich die Ebene in der Soll-Schärfeebene der Linse befindet und diese scharf eingestellt ist.

In dem Fall, in dem verschobene Bilder entstehen, wurde festgestellt, daß die Richtung, in welcher die Linse L zur Scharfeinstellung bewegt werden muß, durch die Rich tung der Verschiebung der Bilder in der Ebene gegenüber der Achse der Linse bestimmt werden kann. Wenn also das durch einen bestimmten Linsenteil hervorgerufene Bild relativ zur Achse der Linse in der gleichen Richtung ver schoben ist wie der Linsenteil gegenüber dieser verstellt ist, ist die Linse über die vorgegebene Ebene hinaus scharfeingestellt. In einem solchen Fall muß die Linse aus der Ebene heraus zum Objekt hin bewegt werden, damit ihr Brennpunkt in diese Ebene fällt. Wenn andererseits das Bild, welches durch einen bestimmten, nicht abgedeck ten Linsenteil abgebildet wird, relativ zur Achse der Linse in zu dem Linsenteil entgegengesetzter Richtung verschoben ist, ist die Linse diesseits der vorgegebenen Ebene scharfeingestellt. In diesem Fall muß die Linse zur Ebene und vom Objekt weg bewegt werden.

Die obigen Grundsätze lassen sich mit den Bildern in Fig. 1 veranschaulichen, welche durch die nicht abgedeckten Linsenteile L _A und L _B gebildet werden. In Fig. 1 wurden die Abbilder des Objektes O, welche von den Linsenteilen L _A und L _B erzeugt werden, durch Nachfahren der Strahlen gänge, welche den außenliegenden Strahlen des Objektes folgen, bestimmt. Diese Strahlengänge verlaufen von der Objektebene durch die Linsenteile durch zur Soll-Schärfe ebene f der Linse, in der alle Abbilder zusammenfallen.

Wie die Figur zeigt, werden die Abbilder I′ und I durch die Linsenteile L _A bzw. L _B in allen Abbildungsebenen dies seits und jenseits der Soll-Schärfeebene f der Linse L erzeugt. Bei Abbildungsebenen diesseits der Ebene f, das heißt an Ebenen f _i ₁ und f _i ₂, sind die Abbilder I und I′ seitlich nach links und rechts der Achse a zum entspre chenden Linsenteil L _B und L _A verschoben. Bei Abbildungs ebenen über die Soll-Schärfeebene f hinaus, das heißt bei den Ebenen f _o ₁ und f _o ₂, sind die Abbilder I und I′ nach rechts bzw. links der Achse a und somit entgegengesetzt zu der vorerwähnten Verschiebung ihrer entsprechenden Linsenteile L _A und L _B verschoben. In der Soll-Schärfeebe ne f schließlich fallen die beiden Abbilder I′ und I zu einem einzigen Bild zusammen.

Die Fig. 2A und 2B zeigen schematisch eine Ausführungs form einer Einrichtung zum Scharfeinstellen eines optischen Systems. Es enthält eine Linse 1, welche in einem Halter 2 befestigt ist und am Okular 4 ein scharfes Bild eines Objektes 3 zur Betrachtung durch das Auge 5 eines Betrach ters liefert. Der Halter 2 sitzt auf einer Gewindestange 6, die eine Parallelverschiebung der Linse 1 zum Objekt 3 gestattet. Die Gewindestange wird gedreht, wenn der Betrachter ein unscharfes Bild feststellt.

Der Betrachter 5 verschiebt die Linse 1, wenn er wahr nimmt, daß sich das Bild 7 scheinbar bewegt. Der Betrach ter 5 sieht entweder ein sich scheinbar bewegendes Bild 7, wenn die Linse 1 sich nicht in der Soll-Schärfeebene be findet, und er sieht keine scheinbare Bewegung bzw. ein feststehendes Abbild, wenn die Linse in dieser Ebene liegt. Im ersteren Fall betätigt der Betrachter 5 daher die Stan ge 6, um die Linse in die Soll-Schärfeebene zu bringen, während dies im letzteren Fall nicht erfolgt.

Bei der Anordnung nach den Fig. 2A, 2B und 3 werden die vorerwähnten feststehenden bzw. sich scheinbar bewe genden Bilder bei Lage der Linse 1 in bzw. außerhalb der Soll-Schärfeebene dadurch erzeugt, daß man eine verschieb bare Abdeckblende anwendet. Sie wird wechselweise aus einer ersten Arbeitsstellung, in welcher sie bis auf einen Durchlaßbereich 8 der Linse 1 alles abdeckt, in eine zwei te Arbeitsstellung bewegt, in welcher sie bis auf einen zweiten, diametral gegenüberliegenden Durchlaßbereich 9 der Linse 1 alles abdeckt. Sie hat die Form einer rechteckigen Abdeckblende 11 mit einer Vertikalabmessung, die größer ist als der Linsendurchmesser, und einer Hori zontalabmessung unter diesem Durchmesser. Die Abdeckblen de 11 wird durch eine Halterung 12 in einem Schlitz gehal ten und ist horizontal von einer Seite zur anderen parallel verschiebbar. Die Bewegung der Abdeckblende in einer Rich tung nach links bei Blick auf die Zeichnung gibt daher den Durchlaßbereich 8 frei, während eine Bewegung in ent gegengesetztem Sinne den Durchlaßbereich 9 freigibt.

Wenn, wie oben dargelegt, alle bis auf die sich diametral gegenüberliegenden Durchlaßbereiche abgedeckt sind, werden in der Bildebene der Linse 1 zwei Bilder erzeugt, welche zusammenfallen, wenn die Linse 1 in bezug auf diese scharf eingestellt ist, und welche verschoben sind, wenn die Linse 1 in bezug auf diese Ebene nicht scharfeingestellt ist. Wenn die Abdeckblende 11 den Durchlaßbereich 8 frei gibt, entsteht ein erstes Bild 7 a, und wenn die Abdeckblen de 11 den Durchlaßbereich 9 freigibt, entsteht ein zweites Bild 7 b. Wenn außerdem die Linse 1 während der Freigabe der Durchlaßbereiche 8, 9 scharfeingestellt ist, entste hen die Bilder 7 a und 7 b an der gleichen Stelle, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist, mit dem Ergebnis, daß der Betrachter, welcher das Bild 7 wahrnimmt, bei Bewegung der Abdeckblende 11 keine Veränderung bzw. scheinbare Bewegung des Bildes sieht. Ist die Linse 1 dagegen nicht scharfeingestellt, wie in Fig. 2A gezeigt, sieht der Betrachter zunächst das Bild 7 a und danach das zweite Bild 7 b. Dieses ist vom Bild 7 a verschoben mit dem Ergeb nis, daß das Bild 7 sich mit dem Bewegen der Abdeckblen de 11 von einer Stellung zur anderen zu bewegen scheint. Eine solche scheinbare Bewegung bzw. das Fehlen scheinba rer Bewegung ist daher für den Betrachter eine Anzeige über die Scharfeinstellung der Linse 1.

Sieht der Betrachter eine scheinbare Bewegung bzw. ein Flattern des Bildes 7, weiß er, daß die Linse 1 nicht scharfeingestellt ist. Er reagiert hierauf mit Drehen der Stange 6 in einer ersten Richtung, um zu versuchen, die Linse scharfeinzustellen. Wenn die Drehung in dieser Richtung zu einer fortgesetzten scheinbaren Bewegung des Bildes 7 führt und die Bewegung sich über einen größeren Abstand erstreckt, weiß der Betrachter, daß er die Linse weiter verschieben muß. Der Betrachter weiß damit, daß er die Linse 1 in die entgegengesetzte Richtung bewegen muß. Wenn er so verfährt, erreicht er einen Punkt, bei welchem die Bilder 7 a und 7 b zusammenfallen und das Bild 7 damit feststeht. An diesem Punkt weiß der Betrachter, daß eine Scharfeinstellung erreicht ist.

Die Bewegung der Abdeckblende 11 kann so gewählt werden, daß sie in ihren Endstellungen verweilt. Die Geschwindig keit, mit welcher die Abdeckblende 11 in diesen beiden Stellungen bewegt wird, um die Durchlaßbereiche 8 und 9 abwechselnd freizugeben, wird im Hinblick auf mehrere Faktoren bestimmt, von denen einer die Trägheit des mensch lichen Auges ist. In der Praxis wird eine Geschwindigkeit von etwa zehn Schwingungen pro Sekunde angewandt. Fig. 3 zeigt eine andere Abdeckblende 31, welche in der Einrichtung nach Fig. 2A und 2B benutzt werden kann, um den Lichtdurchgang auf die Durchlaßbereiche 8 und 9 zu beschränken. Diese Abdeckblende weist zwei festste hende, rechteckige Polarisatoren 32 und 33 auf, welche voneinander getrennt sind und Licht polarisieren, welches in einer ersten bzw. einer zweiten Richtung durch sie durchtritt. Vor den Polarisatoren 32 und 33 befindet sich ein bewegbarer Analysator 34, 35 mit zwei rechtecki gen Elementen. Sie lassen Licht durch, welches in der vorerwähnten ersten bzw. zweiten Richtung polarisiert ist.

Bei Gebrauch statt der Abdeckblende 11 werden die Polari satoren 32 und 33 über die Durchlaßbereiche 8 und 9 ge legt. Der Analysator wird wie die Abdeckblende 11 ab wechselnd in gleicher Weise extrem nach links und rechts bewegt. Wenn sich der Analysator in extrem linker Stellung befindet, tritt Licht von der Linse 1 nur durch den Durch laßbereich 8. Licht, welches durch den Polarisator 33 polarisiert wird, wird durch das rechteckige Element des Analysators 34 abgefangen und zurückgehalten. Wenn der Analysator in ähnlicher Weise in der extremen rechten Stellung steht, tritt Licht von der Linse 1 nur durch den Durchlaßbereich 9, weil Licht, welches durch den Polarisator 32 polarisiert wird, vom rechteckigen Element des Analysators 35 abgefangen wird.

Fig. 4 zeigt schematisch das optische System einer ein äugigen Spiegelreflexkamera 41. Sie enthält eine Scharf einstellungseinrichtung der in den Fig. 2A und 2B beschriebenen Art.

Das Linsensystem 42 der Kamera wirft das Bild eines Ob jektes 43 auf die Filmebene 44. Damit es richtig scharf eingestellt ist, weist die Kamera ein Suchersystem mit einem Klappspiegel 45 auf, welcher im Lichtweg vom Objek tiv liegt, mit einer Mattscheibe 46, auf welche ein Bild des Objektes geworfen wird, mit einem Fünfkantprisma 47 und einem Linsensystem 48 zum Weiterleiten des Bildes zum Auge 49 des Betrachters. Bei dieser Art von Suchern bewirkt eine Scharfeinstellung auf der Mattscheibe 46, daß das Objekt 43 durch das Linsensystem 42 in der Film ebene 44 scharfeingestellt ist.

Die Kamera 41 ist zusätzlich mit einer bewegbaren Abdeck blende 51 versehen, welche analog der Abdeckblende der Fig. 2A und 2B ist. Die Abdeckblende 51 steht im optischen System der Kamera an einer Stelle, an der das Bild auf der Mattscheibe 46 vom Betrachter 49 gesehen wird und sich scheinbar bewegt, wenn sich die Kamera außerhalb der Soll-Schärfeebene befindet, und feststeht, wenn die Kamera scharf eingestellt ist. Im gezeigten Fall ist die Abdeckblende 51 so gelagert, daß sich diametral gegen überliegende Teile des Linsensystems 48 abgedeckt werden und damit das erwähnte Bewegen oder Feststehen des Bildes herbeigeführt wird. Die Abdeckblende 51 kann auch so gelagert sein, daß sie entsprechende Bereiche des Linsen systems 42 oder entsprechende Bereiche des Bildes abdun kelt, die auf eine gewisse Zwischenstellung zwischen den Linsensystemen scharf eingestellt sind.

Mit der Abdeckblende 51 in der Kamera 41 stellt der Be trachter diese in üblicher Weise scharf ein, wobei er sich durch die Bewegung des betrachteten Bildes leiten läßt. Wenn die Bewegung aufhört, ist eine korrekte Scharf einstellung erreicht.

Die Fig. 5 zeigt das optische System einer Funduskamera 51. Sie weist eine Scharfeinstellungsanordnung zum Erleich tern und Verbessern des Fotografierens der Innenseite des Auges auf. Die Kamera weist einen Elektronenblitz 52 auf. Die Lampe 53 dient als Lichtquelle zum Scharf stellen der Kamera in bezug auf den zu fotografierenden inneren Teil des Auges. Die Lampe 53 projiziert über eine Linsenanordnung 55 und einen halb versilberten Spie gel 56 Licht auf eine Glasplatte 57. Das Licht von dieser tritt durch Blenden 58 durch und wird über eine Linse 59, Spiegel 61, Linse 62, Linse 63 und halb versilberten Spiegel 64 zur optischen Achse der Kamera übertragen. Der Spiegel 64 wirft gebündeltes Licht auf das Objektiv 65, welches Licht auf die Retina des zu fotografierenden Auges 66 richtet. Gebündeltes Licht, welches von der Retina reflektiert wird, wird durch das Objektiv 65, durch den Spiegel 64, die Linse 67, einen Astigmatismus kompensator 68 und ein zweites Linsensystem 69 auf die Filmebene 71 gerichtet.

Zum Erleichtern einer richtigen Scharfeinstellung der Kamera weist diese ein Suchersystem mit einem Klappspie gel 72, einem Okularfadenkreuz 73, einem Spiegel 74 und einem Linsensystem 75 auf. Wie im vorstehenden Falle der einäugigen Spiegelreflexkamera sind Spiegel 72 und Fadenkreuz 73 so angeordnet, daß in einem Fall, in dem das Bild der beleuchteten Retina in der Filmebene 71 scharf eingestellt ist, dieses Bild gleichzeitig im Fa denkreuz 73 scharf eingestellt ist und vom Auge 76 eines Betrachters mittels des Spiegels 74 und des Linsensystems 75 beobachtet werden kann.

Die Kamera 51 weist eine bewegbare Abdeckblende 77 auf, welche das vom Auge 76 des Betrachters zu sehende Bild sich bewegend erscheinen läßt, wenn die Kamera nicht scharfeingestellt ist, und das Bild feststehend erschei nen läßt, wenn die Kamera scharfeingestellt ist. Die Abdeckblende 77 ist so angeordnet, daß sie alles Licht außer sich diametral gegenüberliegende Bereiche des Licht strahles, welcher durch das Linsensystem 69 auf die Film ebene 71 und somit auf das Fadenkreuz 73 scharfeingestellt wird, abwechselnd abdeckt. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, hat die Abdeckblende 77 die Form einer im wesentlichen rechteckigen Abdeckblende, deren vertikale Seiten teil weise konkav sind. Die Abdeckblende 77 liegt zwischen der Linse 67 und dem Astigmatismuskompensator 68. Wenn die Abdeckblende 77 nach links und rechts bewegt wird, werden abwechselnd sich diametral gegenüberliegende Be reiche des Strahles, welcher durch den Kompensator 68 durchtritt, freigegeben. Die Wirkung der Abdeckblende 77 ist somit analog der der Abdeckblende der Fig. 2A und 2B. Das Bild erscheint daher bewegt, wenn die Kamera nicht scharfeingestellt ist, und erscheint fest stehend, wenn die Kamera scharfeingestellt ist. Das Scharfeinstellen der Kamera wird dadurch erleichtert. Das Linsensystem wird so lange bewegt, bis die Kamera scharfeingestellt ist. Dies zeigt sich daran, daß keine weitere Bewegung des Abbildes beobachtet wird.

Die Scharfeinstellungseinrichtung der Kamera 51 weist weiter eine Einrichtung zur Bildung eines optischen Be zugssignals in der Objektebene, das heißt auf der Retina des zu fotografierenden Auges auf. Zu dieser Einrichtung gehört eine Lichtquelle 78, welche Licht mittels eines Lichtleiters 79 zu einem Ort zwischen dem Spiegel 61 und der Linse 62 leitet. Dieses Licht wird durch das optische System aus Linse 62, Linse 63, Spiegel 64 und Objektiv 65 auf die Retina des zu fotografierenden Auges projiziert. Das projizierte Licht bildet einen Leuchtfleck auf der Retina, welcher nicht notwendigerweise in deren Brennpunkt liegen muß. Die Bewegung des Fleckes als Folge der Bewegung der Abdeckblende 77 ist für den Betrachter leicht erkennbar, wenn das Linsensystem der Kamera 51 scharfeingestellt wird.

Es sei bemerkt, daß die Abdeckblende 77 und der Licht leiter 79 bewegbar sind. Nach der Scharfeinstellung wer den sie aus den Lichtwegen herausgenommen, um den Strah lengang des zu fotografierenden Bildes nicht zu beein trächtigen.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine andere Scharfeinstellungs einrichtung. Sie ist für den Gebrauch mit einem Projektor ausgebildet. Insbesondere ermöglicht diese Einrichtung dem Projektor 121, ein scharfeingestelltes Abbild auf einer Abbildungsebene in Form eines Schirmes 122 zu schaf fen, und zwar von einem Objekt, welches sich in der Ob jektebene 123 des Projektors befindet. Es bilden sich hier feststehende bzw. bewegende Abbilder auf dem Schirm 122, wenn sich der Projektor in bezug auf die Abbildungs ebene in der Soll-Schärfeebene oder außerhalb dieser befindet. Die Scharfeinstellung des optischen Systems wird wieder durch Wahrnehmung der Bewegung bzw. der man gelnden Bewegung des Abbildes angezeigt.

Bei dieser Anordnung ist die Bewegung des Abbildes außer halb der Scharfeinstellung des Projektors kontinuierlich und wird durch Anwendung einer bewegbaren Abdeckblende 124 herbeigeführt. Sie gleitet in einer Führung 125, welche an die Vorderseite des Projektionslinsengehäuses 126 angeklemmt ist. Die Abdeckblende liegt in Form einer Blende mit einer relativ kleinen kreisförmigen Öffnung 127 vor. Sie deckt daher den gesamten Bereich der Projek tionslinse mit Ausnahme des Teiles, welcher durch die Öffnung 127 festgelegt wird, ab.

Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen kann die Ab deckblende 124 über die Stirnseite der Projektionslinse hinweg, zurück- und vorbewegt werden. Dies erfolgt von Hand oder mittels einer Vorrichtung 128 für hin- und hergehende mechanische Bewegung. Dies bewirkt eine Rück wärts- und Vorwärtsabtastbewegung der Öffnung 127 über den mittleren Bereich der Linse. Während eines solchen Abtastens wirkt die Öffnung 127 etwa analog der hin- und hergehenden Abdeckblende 11 der Ausführungsform nach Fig. 2A und 2B. In diesem Falle läßt man jedoch nicht nur Licht durch sich diametral gegenüberliegende Bereiche der Linse abwechselnd durchtreten, sondern zusätzlich läßt man durch alle kreisförmigen Bereiche dazwischen ebenfalls Licht durchtreten.

Wenn die Projektionslinse scharfeingestellt ist, wird die Abtastbewegung der Öffnung 127 von einem feststehen den Abbild auf dem Schirm 122 begleitet. Ein solches feststehendes Abbild zeigt die Scharfeinstellung der Projektionslinse an. Wenn andererseits die Projektions linse nicht scharfeingestellt ist, verursacht das Abtasten mit der Öffnung 127 die Erzeugung eines sich fortwährend auf dem Schirm 122 bewegenden Abbildes. Dieses sich be wegende Abbild wird durch das Abtasten aller Bereiche der Linse bewirkt. Es zeigt an, daß diese nicht scharf eingestellt ist.

Wenn die Projektionslinse des Projektors 121 nicht scharf eingestellt ist, kann eine Scharfeinstellung erfolgen, indem man das Projektorlinsengehäuse 126 und damit die Projektionslinse analog den Linsen der Fig. 2A und 2B bewegt. So kann das Projektionslinsengehäuse zuerst in einer Richtung bewegt werden, und wenn die Bewegung des Abbildes fortbesteht, kann sie in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, bis eine Stellung erreicht ist, in welcher das Abbild fest steht. An dieser Stelle ist die Projektionslinse auf dem Schirm 122 scharfeingestellt.

Man kann aber auch die zum Scharfeinstellen erforderliche Bewegungsrichtung der Linse dadurch ermitteln, daß man die Öffnung 127 klein genug macht, um ein erkennbares Bild ihrer Kante auf dem Schirm 122 erscheinen zu lassen. Hierzu wird die Öffnung 127 über die Fläche der Projek tionslinse bewegt. Durch Vergleich der Bewegungsrichtung des Bildes an der Kante der Öffnung, welches auf dem Schirm 122 erscheint, mit der Bewegungsrichtung des Bil des des auf den Schirm projizierten Objektes kann die für die Scharfeinstellung notwendige Bewegungsrichtung der Projektionslinse festgestellt werden.

In Fig. 10 wird mit der Projektionslinse ein Bild auf den Schirm 122 projiziert, wobei die Projektionslinse auf eine Ebene "A" jenseits des Schirms scharfeingestellt ist. Bei dieser Scharfeinstellung bewegt sich das Bild 131 des projizierten Objektes nach links, während das Bild 132 der Kante der Öffnung nach rechts wandert, wenn man die Öffnung 127 über die Linse von links nach rechts schiebt. In diesem Fall bewegt sich das Bild der Kante der Öffnung also entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des projizierten Bildes des Objektes. Wenn diese Bedin gung, das heißt das projizierte Bild des Objektes und das Bild der Kante der Öffnung bewegen sich entgegenge setzt zueinander, durch das Auge oder durch geeignete optische Nachweismittel wahrgenommen wird, wird klar, daß die Projektionslinse auf eine Ebene A vor dem Schirm 122 scharfeingestellt ist und daher auf diesen zu bewegt werden muß, um eine Scharfeinstellung zu erzielen.

Die Fig. 11 zeigt die auf dem Schirm 122 erscheinenden Bilder für den der Fig. 10 entgegengesetzten Fall. Der Projektor ist auf eine Ebene "A′" jenseits des Schirmes 122, also hinter diesen scharfeingestellt. In diesem Fall bewegt sich das projizierte Objekt 131 des Bildes ebenso wie das Bild 132 der Kante der Öffnung nach rechts, wenn sich die Öffnung von links nach rechts bewegt. Für diesen Fall der Nichtscharfeinstellung bewegt sich also das Bild 131 stets in der gleichen Richtung wie das Bild 132. Die Wahrnehmung dieses Zustandes durch das Auge oder ein geeigneter Nachweis durch optische Anzeigemittel zeigt daher an, daß der Projektor auf eine Ebene A′ jenseits des Schirms 122 scharfeingestellt ist und daß die Linse zur Scharfeinstellung vom Schirm fortbewegt werden muß.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine Abdeckblende 144, welche anstelle der Abdeckblende 123 der Fig. 7 benutzt werden kann, um eine Blendenöffnung zu verwirklichen, welche die Fläche der Projektionslinse des Projektors 121 abtastet.

Die Abdeckblende besteht aus einer feststehenden kreis förmigen Blende 142 mit einem quer verlaufenden Schlitz 143. Die Blende 142 weist Verlängerungen 145 auf, mit welchen sie direkt auf das Vorderteil des Projektors auf gesetzt wird. Die Abdeckblende 141 besitzt ferner eine sich drehende kreisförmige Blende 151 vor der Blende 142, wobei die erstere drehbar in einer Führung 146 gehalten wird. Sie wird durch die sich drehende Scheibe 147 gedreht. Die Blende 151 weist zwei Gruppen von Öffnungen A 1-A 5 und A 5-A 9 auf, deren Mitte längs bogenförmiger Wege 152 bzw. 153 gelagert ist. Im gezeigten Fall wird der Weg 152 durch die Schnittpunkte von fünf konzentrischen, in gleichem Abstand voneinander befindlichen Kreislinien C 1-C 5 mit fünf Radiallinien L 1-L 5, deren Winkelneigung sich stufenweise um 20° steigert, definiert. Der Weg 153 wird andererseits durch die Schnittpunkte der letzteren konzentrischen Kreislinien mit fünf Radiallinien, welche mit der letzten Linie beginnen, die den Weg 152 definiert, und hiervon um 20°-Steigerungen stufenweise zunehmen, das heißt die Linien L 5-L 9, definiert. Rotiert die Blende 151 infolge Drehung der Scheibe 147 im Uhrzeigersinn, schneiden zunächst die Öffnungen A 1-A 5 den Schlitz 143. Dies führt zu einer Aufeinanderfolge von sich über die rechte Hälfte des Schlitzes nach rechts bewegenden Öff nungen. Bei Fortdauer der Drehung werden dann die Öffnun gen A 6-A 9 die rechte Hälfte des Schlitzes schneiden. Dies bewirkt eine Aufeinanderfolge von sich nach links bewegen den Öffnungen. Diese Aufeinanderfolge wird dann durch die Öffnungen A 1-A 5 nach links fortgesetzt, wenn diese nunmehr die linke Hälfte des Schlitzes kreuzen. Schließ lich bewegt sich eine Aufeinanderfolge von Öffnungen nach rechts über den linken Teil des Schlitzes, wenn die Öff nungen A 6-A 9 den Schlitz schneiden. Die Drehung der Blen de 151 bewirkt somit, daß die Abdeckblende 141 eine sich bewegende Öffnung bildet, welche sich Stufe für Stufe über den Durchmesser der Abdeckblende bewegt. Sie täuscht damit eine Abtastbewegung der Öffnung 127 der Abdeckblen de 124 vor.

Die Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei wel cher die Möglichkeit einer Scharfeinstellung durch Bil dung eines sich bewegenden Bezugsbildes, ohne das Bild des Objektes zu stören, gesteigert wird. Das Bezugsbild wird durch eine projizierte Lichtquelle von einem Hilfs projektor 171 aus gebildet. Dieser ist auf dem Projek tionslinsengehäuse 126 des Projektors 121 angeordnet und wird mit diesem bewegt. Das Linsensystem des Hilfsprojek tors 171 bildet in der gleichen Ebene 122 wie der Pro jektor 121 ein scharfes Bild. Wenn daher der Projektor 121 scharf oder nicht scharf eingestellt ist, gilt dies gleichermaßen für den Hilfsprojektor 171. Durch Überwachen der Scharfeinstellung des Hilfsprojektors 171 kann so die Bedingung für die Scharfeinstellung des Projektors 121 ermittelt werden, ohne das durch diesen projizierte Bild zu stören.

Das vorgenannte Überwachen des Abbildes vom Projektor 171 kann analog wie in Fig. 7 durchgeführt werden. Hierzu wird eine hin- und hergehende Vorrichtung 175 zur Bewe gung der Abdeckblende 172 über die Fläche der Projektions linse des Hilfsprojektors 171 verwendet. Wie oben erörtert, verursacht eine solche Bewegung, daß das durch den Hilfs projektor 171 auf dem Schirm 122 erzeugte Abbild sich entweder fortwährend bewegt oder feststehend bleibt. Im letzteren Falle sind der Hilfsprojektor 171 und somit auch der Projektor 121 scharfeingestellt. Der letztere braucht nicht bewegt zu werden. Im ersteren Falle, wenn Hilfsprojektor 171 und Projektor 121 nicht scharfeinge stellt sind, muß der Projektor 121 über eine Zahnstange 173 und ein Zahnrad 174 bewegt werden, bis das Abbild vom Hilfsprojektor 171 feststehend wird. Dies zeigt an, daß beide Projektoren scharfeingestellt sind.

In Fig. 16 wird das Bezugsbild mit Licht gebildet, welches in einer ersten Richtung polarisiert ist und durch eine Lichtquelle 181 erzeugt wird. Das Licht von dieser wird über einen halb versilberten Spiegel 182 in das Projek tionssystem des Projektors 121 gegeben. Insbesondere wird das polarisierte Licht so in das System gegeben, daß es nur ein vorbestimmtes kleines, vom Projektor abgebildetes Bezugsgebiet des Objektes ausleuchtet. Um die erforderli chen, von der Scharfeinstellung abhängige Bewegung des Bezugsbildes des genannten Bezugsgebietes des Objektes auf dem Schirm 122 zu erzeugen, befindet sich eine Blende 183 vor dem Projektionslinsengehäuse 126. In diesem Fall wird der überwiegende Teil der Blende 183 von einem aus einem Filtermaterial bestehenden Element gebildet. Es gestattet den Durchtritt sämtlicher Polarisationen mit Ausnahme derjenigen, die in der vorerwähnten ersten Rich tung liegt. Zu der Blende 183 gehört weiter eine kleine Blendenöffnung aus einem Material, welches den Durchtritt aller Polarisationen einschließlich der vorerwähnten er sten Polarisation gestattet.

Wie zu erkennen, läßt die vorerwähnte Konstruktion der Blende 183 das unpolarisierte Licht, welches das Objekt des Projektors beleuchtet, im wesentlichen unbeeinträch tigt durch, so daß auf dem Schirm 122 das gewünschte Ab bild entsteht. Hinsichtlich des Bezugsteiles des Objek tes, welches durch das polarisierte Licht der Lichtquel le 181 beleuchtet wird, wirkt die Blende 183 analog der Blende 124 von Fig. 7. Besonders wenn die Abdeckblende durch hin- und hergehende Einrichtungen 184 bewegt wird, erscheint sie dem ausgeleuchteten Bezugsteil des Objektes als eine sich bewegende Blende, welche die Projektions linse unter Bildung von deren Abbild abtastet. Dies be wirkt, daß während einer solchen Abtastung das Abbild des Bezugsteiles des Objektes stehenbleibt, wenn der Pro jektor 121 scharfeingestellt ist, und das Abbild des Be zugsteiles sich fortlaufend bewegt, wenn der Projektor 121 nicht scharfeingestellt ist. Die Scharfeinstellungsbe dingungen für den Projektor 121 kann so mit einem visuel len oder einem anderen optischen Nachweis des Bezugsbildes auf dem Schirm 122 bestimmt werden. Wird eine Defokussie rung, das heißt ein sich bewegendes Abbild, angezeigt, wird die Zahnstange 173 benutzt, um das Zahnrad 174 auf dem Projektionslinsengehäuse 126 zu betätigen und dieses zu verschieben, bis keine Bewegung des Abbildes nachge wiesen wird. Damit ist die Scharfeinstellung erreicht.

Die Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Scharf einstellung eines als Linse 161 dargestellten optischen Systems durch Bewegung oder mangelnde Bewegung des Abbil des in der Bildebene des Systems nachgewiesen wird. In diesem Fall besteht die Abdeckblende zur Schaffung eines feststehenden und sich bewegenden Abbildes während der Scharfeinstellung oder Defokussierung des optischen Systems aus zwei Blenden 162 und 163. Diese sind so angeordnet, daß sie sich diametral gegenüberliegende Teile der Linse 161 abdecken. Sie werden durch hin- und hergehende Ein richtungen 164 in entgegengesetzten Richtungen hin- und herbewegt.

Als Ergebnis einer solchen Bewegung der Abdeckblenden 162 und 163 wird der Linsenbereich, durch welchen Licht durchtritt, zusammengezogen und ausgedehnt. Dies bewirkt wiederum, daß sich das Abbild in der Bildebene des op tischen Systems in gleicher Weise ausdehnt und zusammen zieht, wenn das System nicht scharfeingestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sieht daher ein Betrachter der Bildebene ein sich kontinuierlich zusammenziehendes und ausdehnendes Bild, wenn das System nicht scharfeinge stellt ist, und wie zuvor ein feststehendes Bild, wenn das System scharfeingestellt ist.

Claims

1. Vorrichtung zur visuellen Scharfeinstellung eines optischen Systems

a) mit einer bewegbaren Abdeckblende, welche den überwiegenden Teil des vom Objekt herrührenden Lichtes abdeckt und mit einer vorgegebenen Frequenz verschiedene, von der optischen Achse abliegende Durchlaßbereiche des optischen Systems abwechselnd so freigibt, daß
b) in der Soll-Schärfeebene des optischen Systems mit der Frequenz der Abdeckblende aufeinanderfolgende Bilder entstehen, die umso stärker verschoben erschei nen, je mehr die Schärfeeinstellung des optischen Systems vom Soll abweicht
c) und mit einer Einrichtung zum Verstellen des Scharf stellpunktes des optischen Systems, wobei
d) die Durchlaßbereiche (8, 8;) längs einer vorgegebenen Geraden (fi ₁, fi ₂, f, fo ₁, fl ₂; Fig. 1) einander gegenüberliegend angeordnet sind, die senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems so verläuft, daß die aufeinanderfolgend in der Soll-Schärfeebene des optischen Systems erscheinenden Bilder sich in der Richtung der vorgegebenen Geraden bewegen, wenn die Schärfeeinstellung des optischen Systems vom Sollwert abweicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckblende aus einer feststehenden Blende (142), die vor einem Projektionsobjektiv angeordnet und mit einem Schlitz (143) versehen ist, welcher über den Durchmesser des Projektionsobjektivs verläuft, und aus einer drehbaren Blende (151) besteht, welche vor oder hinter der feststehenden Blende angeordnet ist und zwei Reihen Öffnungen (A 1-A 5 bzw. A 5-A 9) aufweist, die längs eines bogenförmigen Weges (152 bzw. 153) symmetrisch bezüglich eines Halbmessers der drehbaren Blende angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckblende mindestens ein bewegbares Element (11, 34/35, 51, 92, 77, 124, 151, 172, 183, 162/163) aufweist, welches längs der vorgegebenen Geraden hin- und herbewegt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz im Bereich bis zu etwa zehn Schwingungen je Sekunde liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abdeckblende aus zwei seitlich im Abstand voneinander angeordneten Blenden (162, 163) be steht, die zwischen sich einen Spalt bilden, der längs der vorgegebenen Geraden bewegt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die bewegbare Abdeckblende einen ersten Polarisator (33 (8)) zum Polarisieren des Lichtes in einem ersten Segment des optischen Weges in einer ersten Polarisationsrichtung und einen zweiten Polarisator (33 (9)) zum Polarisieren des Lichtes in einem zweiten Segment des optischen Weges in einer zweiten Polarisa tionsrichtung sowie einen Analysator (34, 35) aufweist, der so bewegt wird, daß er abwechselnd mit dem ersten und zweiten Polarisator die Durchlaßbereiche bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen (78, 79, 62-64) zum Projizieren eines optischen Bezugssignals in die Objektebene, so daß die Bilder des Objektes auch das Bezugssignal ent halten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (181) zum Abstrahlen von in einer Rich tung polarisierten Lichtes und einen halb versilberten Spiegel (182) zum Projizieren des Lichtes auf die Objekt ebene.

9. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8 in einer Kamera.

10. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 in einer Funduskamera (51, Fig. 5).

11. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8 bei einem Projektor (121, Fig. 7, 12, 15 und 16), wobei das visuell scharfzustellende optische System entweder das Objektiv des Projektors oder ein Hilfsprojektions system ist, das bezüglich seiner Schärfeeinstellung mit dem Projektorobjektiv gekoppelt ist.