DE2811817B2

DE2811817B2 -

Info

Publication number: DE2811817B2
Application number: DE2811817A
Authority: DE
Inventors: Masao Saitama Jyojiki; Kazuo Asaka Saitama Nakamura
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-03-29
Also published as: US4171155A; DE2811817C3; DE2811817A1; GB1578678A; JPS6044643B2; JPS53127720A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Scharfeinstellung optischer Systeme, insbesondere des Objektivs einer fotografischen Kamera, bei der eine auf der optischen Achse einer dem optischen System zugeordneten Relaislinse angeordnete Brechungsvorrichtung Teilbilder erzeugt die auf jeweils sine fotoelektronische Anordnung projiziert werden und dort fotoelektronische Signale erzeugen, deren Vergleichsergebnis zur Auswertung der Scharfeinstellung ausgenutzt wird (vgl. zum Beispiel DE-OS 26 39 625).

Es ist bereits bekannt eine Scharfeinstellung von

tu Objektiven abhängig von Parametern wie z. B. Kontrast, Raumfrequenz oder Objekthelligkeit vorzunehmen, die sich abhängig von der Objektiveinstellung ändern. Ein bekanntes Verfahren arbeitet mit fotoleitfähigen Elementen, die eine bestimmte, vom Bildkontrast abhängige Charakteristik haben. Ein weiteres Verfahren arbeitet mit einem fotoelektrisch erzeugten Signal, das durch mechanische Schwingungs- oder Drehbewegung eines optischen Elements erzeugt wird. Ein drittes Verfahren arbeitet mit zwei Signalen, die nach einer Lichtbrechung von zwei fotoelektronischen Bauelementen für fokussierungsabhängige Teilbilder erzeugt werden, welche unterschiedliche Positionen haben. Dies ist beispielsweise in Kameras mit gekuppeltem Entfernungsmesser der Fall.

Das erstgenannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Herstellung fotoleitfähiger Elemente mit exakt übereinstimmender Lichtempfindlichkeit schwierig ist und daß die Signaländerung solcher Elemente für unterschiedliche Einstellungen im Bereich der Scharfeinstellungspo-

jO sition zu klein ist, um eine ausreichend genaue Auswertung zu ermöglichen. Das gilt insbesondere für die Scharfeinstellung bei geringer Helligkeit. Das zweite Verfahren hat wesentliche Nachteile, da es mit mechanisch bewegten Teilen arbeitet und damit eine Miniaturisierung z. B. einer Kamera unmöglich und der elektrische Leistungsbedarf erhöht ist. Das dritte Verfahren erweist sich als nachteilig, da ein Objektivwechsel sehr schwierig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scharfeinstellung zu schaffen, die in der praktischen Anwendung eine Miniaturisierung eines optischen Systems, eine bleibend sehr genaue Arbeitsweise und einen Betrieb bei geringer Helligkeit und kleinem Leistungsbedarf ermöglicht.

Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erste Brechungsvorrichtung zwischen der Relaislinse und deren Bildebene und eine zweite Brechungsvorrichtung mit gegenüber der ersten um 90° verdrehter Brechungsrichtung in der Bildebene der Relaislinse vorgesehen ist.

Durch die Erfindung wird eine wesentliche Verbesserung der Scharfeinstellung nach dem eingangs genannten Prinzip der Erzeugung von Teilbildern mittels Lichtbrechung erreicht. Wie noch gezeigt wird, arbeiten bekannte derartige Vorrichtungen insbesondere bei einer Verkantung oder Verdrehung des optischen Systems so ungenau, daß eine Optimierung der Scharfeinstellung nicht mehr möglich ist. Dies ist darauf

bo zurückzuführen, daß durch die Verdrehung Abschnitte der fotoelektrischen Anordnungen mil Teilbildern beaufschlagt werden, deren Positionen nicht mehr optisch einander äquivalent sind. Die Erfindung führt nun dazu, daß nicht solche Teilbilder erzeugt werden,

b5 die nur bei Zusammensetzung durch Scharfeinstellung das vollständige Bild ergeben, sondern daß identische Teilbilder auch bei Scharfeinstellung erzeugt werden, die also jeweils für sich vollständig dem mit der

Relaislinse erzeugten Bild entsprechen. Auch bei einer Verdrehung des scharf eingestellten optischen Systems treten dann keine Anzeigefehler mehr auf, denn in jeder Winkelstellung wirken identische Teilbilder auf die fotoelektronischen Anordnungen an optisch einander äquivalenten Positionen ein.

Die bei der Erfindung zu verwertenden Einzelteile sind auf Linsen, gegebenenfalls Prismen und fotoelektronische Bauelemente beschränkt so daß die Vorrichtung kompakt und leicht hergestellt werden icann. Zusätzlich sind nur wenige Teile mit erhöhtem elektrischem Leistungsbedarf vorgesehen, so daß die Vorrichtung insgesamt einen geringen Leistungsbedarf hat Die Scharfeinstellung erfolgt mit hoher Geschwindigkeit und hoher Empfindlichkeit was in erster Linie r> darauf zurückzuführen ist daß das Prinzip einer Bildversetzung, nicht einer Bildzusammensetzung, zur Auswertung verwendet wird. Eine solche schnelle Arbeitsweise wird ferner erleichtert, wenn Silizium-Fotodioden, Verbundhalbleiter, Ladungsübertragungselemente oder Bildsensoren gegebenenfalls mit Fotodioden mit selbsttätiger Abtastung als fotoelektronische Bauelemente verwendet werden können. Ferner können Prismenkeile als Brechungsvorrichtungen verwendet werden, wodurch die Anordnung vereinfacht wird, >> schädliche Auswirkungen der Polarisation verhindert werden und eine Einstellung der Helligkeit, auf die die fotoeiektronischen Bauelemente reagieren, leicht möglich ist. Der Helligkeitsverlust des optischen Systems ist gering, was gleichfalls zu einer hohen Auswertegenauig- jo keit führt. Schließlich kann eine Vorrichtung nach der Erfindung nicht nur in einer fotografischen Kamera, sondern auch in optischen Geräten anderer Art eingesetzt werden, beispielsweise in einem Vergrößerungsgerät, einem Projektionsgerät oder in Filmprojek- r> toren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt 4»

F i g. i die schematische Darstellung eines optischen Systems mit einer Scharfeinstellvorrichtung bekannter Art,

F i g. 2 eine Anordnung fotoleitfähiger Elemente in Zuordnung zu einem mit dem optischen System nach 4^r> F i g. 1 erzeugten Bild,

F i g. 3 das Prinzip einer Doppelbilderzeugung nach der Erfindung,

Fig.4a die Vorderansicht der in Fig.j gezeigten Anordnung, von der Objektseite her gesehen, w

F i g. 4b und 4c Draufsichten auf den Strahlengang in der in F i g. 3 gezeigten Anordnung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 6 fotoleitfähige Elemente in Zuordnung zu einem darauf projizierten Objektbild,

F i g. 7a eine Schaltungsanordnung zur elektrischen Signalverarbeitung bei einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 7b die grafische Darstellung der Abhängigkeit t,o einer Ausgangsspannung von einer Objektivbewegung,

F i g. 8 ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung für eine einäugige Spiegelreflexkamera und

F i g. 9 ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfin- b^r> dung, bei dem ein halbdurchlässiger Spiegel als Bildaufteiler verwendet ist.

Zunächst wird ein optisches System beschrieben, das mit einer Scharfeinstellungsvorrichtung bekannter Art arbeitet und in F i g. 1 dargestellt ist Bei diesem System werden getrennte Teilbilder 60a und 606 mit einem Strahlenteilerprisma 30 mit Prismenkeilen 30a und 306 erzeugt das in der Bildebene einer Optik 21 angeordnet ist. Die beiden Teilbilder 60a und 606 werden mit einer Projektionsoptik 41 auf zwei Gruppen 71a und 716 fotoleitfähiger Elemente projiziert Eine Koinzidenz der beiden Teilbilder 60a und 606 im Zuge einer Verstellung der Optik 21 zeigt an, daß die Scharfeinstellungsposition erreicht ist, und die Differenz der Ausgangssignale der beiden Gruppen 71a und 716 nimmt dann den Wert Null an. Somit zeigt die in F i g. 1 dargestellte bekannte Vorrichtung die Koinzidenz eines oberen Bildes mit einem unteren Bild elektronisch an.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht erzeugen die fotoleitfähigeri Elemente der Gruppe 71a Ausgangssignale a,, 32,...aj, und die fotoleitfähigen Elemente der anderen Gruppe 716 erzeugen Ausgangssignale 61, 62,... 67. Ist die Scharfeinstellung nicht erreicht, wie es in Fig.2a dargestellt ist, so bewirkt das Strahlenteilerprisma 30, daß die Teilbilder 60a und 606 im Bereich der beiden Gruppen 71a, 71 b der fotoleitfähigen Elemente voneinander abweichen. Dies kommt durch folgende Beziehung zum Ausdruck:

k = 1

1st die Scharfeinstellungsposition erreicht, so tritt eine Koinzidenz des oberen Bildes mit dem unteren Bild auf, wofür dann die folgende Beziehung gilt:

= 0.

Die Scharfeinstellung kann also auf der Baais der Ausgangssignaldifferenzen der beiden Gruppen 71a, 71 b fotoleitfähiger Elemente festgestellt werden.

Bei diesem bekannten System weicht jedoch die Ausgangssignaldifferenz auch dann von Null ab (Formel 1), wenn der obere und der untere Teil des Objektbildes zusammenfallen und eine Scharfeinstellung vorliegt, jedoch das Objektbild schräg zu den beiden Gruppen 71a, 7\b fololeitfähiger Elemente liegt, wie es in F i g. 2b gezeigt ist. Das Objektbild liegt hier schräg zur Grenzlinie des Strahlenteilerprismas 30, so daß die Abschnitte der Gruppen 71a. 7\b fotoleitfähiger Elemente, die von dem unteren und dem oberen Bildteil beaufschlagt werden, einander nicht gegenüber liegen. Es ist in diesem Fall unmöglich, eine genaue elektronische Anzeige der Scharfeinstellung mit den beiden Gruppen 71a, 7\b fotoleitfähiger Elemente zu erhalten.

Dieser Nachteil kann z. B. während der Scharfeinstellung einer Kamera durch das Zittern der Hand plötzlich eintreten, obwohl die Teilbilder 60a, 6Qb bei ruhiger Haltung der Kamera die in Fig. 2a gezeigten vorzugsweisen Positionen hätten. Dieser Nachteil der bekannten Vorrichtung ergibt sich direkt aus dem Prinzip, daß die beiden Gruppen 71a, 716 fotoleitfähiger Elemente getrennten Teilbildern 60a, 60b des ObjektLildes ausgesetzt werden.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, können gemäß der Erfindung von einem Objektbild zwei identische Bilder erzeugt werden, die auf zwei Gruppen fotoelektroni-

scher Bauelemente einwirken. Die Scharfeinstellung kann dann abhängig davon ausgewertet werden, ob die Differenz der Ausgangssignale der beiden Gruppen den Wert Null annimmt oder nicht.

Zur Erzeugung zweier oder mehr identischer Bilder von einem Objektbild wird üblicherweise ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet. Hierbei treten jedoch mehrere Nachteile auf. Zunächst wird die optische Achse in zwei oder mehr Teilachsen aufgeteilt, und die F.instellungsvorrichtung selbst erhält große Abmessungen. Ferner wird das von dem Objekt ausgehende Licht durch den halbdurchlässigen Spiegel polarisiert, so daß die beiden Bilder oft unterschiedliche Helligkeit haben. Außerdem ist es technisch schwierig, einen halbdurchlässigen Spiegel herzustellen, dessen Durchlässigkeit, Reflexion und Strahlenteilung so genau bemessen sind, daß der Helligkeitsunterschied der beiden durch die Strahlenteilung erhaltenen Bilder zu Null wird. Außerdem ist die elektrische Auswertung der Scharfeinstellung bei geringer Helligkeit relativ schlecht, da der halbdurchlässige Spiegel den Helligkeitsabfall noch erhöht. Schließlich macht der halbdurchlässige Spiegel es schwierig, die beiden Gruppen fotoelektronischer Bauelemente an optisch äquivalenten Positionen anzuordnen. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen ist es in praktischer Hinsicht unzweckmäßig, den halbdurchlässigen Spiegel zur Erzeugung von Bildern einzusetzen, deren Helligkeitsvergleich zur Scharfeinstellung ausgenutzt wird.

F i g. 3 zeigt das Prinzip eiiier Bildaufteilung innerhalb einer Vorrichtung nach der Erfindung. Eine Relaislinse 81 ist im Strahlengang zwischen einem Objekt 12 und einer Sekundärbildebene 61 angeordnet. Ferner sind Prismenkeile 31a. 316 zwischen der Relaislinse 81 und der Sekundärbildebene 61 so vorgesehen, daß ihre Keilkanten einander entgegengesetzt gerichtet sind.

Fig. 4a zeigt die Prismenkeile 31a und 31 6 in Richtung der optischen Achse gesehen. Die aus der oberen Hälfte 81a der Relaislinse 81 austretenden Lichtstrahlen werden durch den Prismenkeil 31a geleitet, während die aus der unteren Hälfte 81t austretenden Lichtstrahlen durch den Prismenkeil 31 6 geleitet werden. Die Prismenkeile 31a und 31 b verringern jeweils die Helligkeit des Objektbildes um die Hälfte, bewirken jedoch die Erzeugung übereinstimmender Biider.

Die von dem Objekt 12 ausgehenden Lichtstrahlen werden in zwei Bilder 61a. 61 b aufgeteilt, die durch die Bilderzeugung mit der Relaislinse 8i in der Bildebene 61 liegen, wie es in Fig.4b und 4c in einer Draufsicht auf das System nach F i g. 3 gezeigt ist.

In F i g. 3 ist der Abstand zwischen dem Objekt 12 und der Relaislinse 81 mit A, der Abstand zwischen der Relaislinse 81 und den Prismenkeilen 31, 316 mit B und der Abstand zwischen den Prismenkeilen 31a, 31 b und der Sekundärbildebene 61 mit C bezeichnet. Wenn die Relaislinse 81 die Brennweite fm und die Prismenkeile 31a, 31 b Brechungswinkel α₃ι* αϋΐ* haben, so werden die beiden Bilder 61a, 616 in der Bildebene 61 mit einem Abstand C (tan xiu + tan x^u) erzeugt. Die beiden Bilder 61 a. 61 b liegen in Positionen, die optisch einander äquivalent sind. Ferner besteht eine Beziehung, die annäherungsweise folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

MA + MiB + C) = Mfm ■

(3)

Die Prismenkeile 31a, 316 können jeweils aus mehreren Prismeneinheiten aufgebaut sein, die unterschiedliche Brechungsindizes oder Brechungsrichtungen haben und miteinander verklebt sind, um eine chromatische Dispersion zu verringern.

Fig.5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel

■> einer Vorrichtung nach der Erfindung. Diese umfaßl die Relaislinse 81, die Prismenkeile 31a, 316, zweite Prismenkeile 32a, 326 in der Sekundärbildebene 61 mit Brechungsrichtungen, die von denen der beiden ersten Prismenkeile 31a. 316 um 90° abweichen, und eine

ίο Projektionsoptik 41 im Strahlengang zwischen den Prismen 32a, 326 und einer Tertiärbildebenc 62. Die Prismenkeile 32a. 326 sind so angeordnet, daß ihre scharfen Kanten einander entgegengesetzt gerichtet sind. Es sind zwei Gruppen 72a, 726 foloelektronischer Bauelemente in der Tertiärbildebene 62 angeordnet. Der Abstand zwischen den Prismenkeilen 32a, 326 und der Projektionsoptik 41 sie mit D, der Abstand zwischen der Projektionsoptik 41 und der Tertiärbildebene 62 bzw. den Gruppen 72a, 726 fotoelektronischer Bauele-

2(i mente mit Fund die Brennweite der Projektionsoplik 41 mit f*] bezeichnet. Es gilt dann folgende Beziehung:

VD + ME = ML· ■ (4)

Die beiden mit der Relaislinse 81 und den Prismenkeilen 31,316 sowie den Prismenkeilen 32a. 326 erzeugten und mit der Projektionsoptik 41 auf die beiden Gruppen 72a, 726 projizierten Bilder stellen zwei Tertiärbilder dar.

Die fotoelektronischen Bauelemente a\, ü2 a?; 6|.

κι 62 67, die die beiden Gruppen 72a. 726 bilden, haben

übereinstimmende Formen und Flächen, wobei die jeweils einander entsprechenden Elemente a\ und 61, ai und 62... ai und 67 einander optisch äquivalente Positionen einnehmen. Sie sind somit in geradlinigen

j-, Gruppen angeordnet. Wenn die Beziehungen (3) und (4) gelten, so werten die genannten Paare a\ und 61, a-i und 62,... a7 und 67 jeweils identische Bilder aus.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung beschrieben. Die Scharfeinstel-

4(i lung wird zwar in der praktischen Anwendung bei einer fotografischen Kamera oder einer ähnlichen Einrichtung üblicherweise durch Vorschieben und Zurückziehen des Objektivs relativ zu einem Objekt vorgenommen, im folgenden wird jedoch der besseren Erläute-

·»■> rung halber ein besonderer Fall betrachtet, in dem der Brennpunkt des Objektivs fest angeordnet ist und das Objekt längs der optischen Achse verschoben wird. In einem solchen Falle wird dann die Ebene, in der die Sekundärbilder mit der Relaislinse 81 erzeugt werden,

j(i relativ zu den Prismenkeilen 32a, 326 längs der optischen Achse verschoben. Aus der Beziehung (3) geht diese Versetzung der Sekundärbildebene relativ zu den Prismenkeilen 32a. 326 folgendermaßen hervor:

U = - UKA +1) - MfsiY¹ -(B + C). (S)

Hierbei ist / die Versetzung des Objekts. Wenn die

Bildposition derart relativ zu den Prismenkeilen 32a, 326

versetzt ist erzeugen die Prismenkeile 32a, 326 eine

bo Versetzung der erhaltenen Bilder proportional der

Lösung der Beziehung (5).

Fig.6 zeigt die Gruppen 72a, 726 und die darauf projizierten Objektbilder 62a, 626. Das Objektbild 62a wird durch den Prismenkeil 32a um den Betrag

I * tan λ₃₂ „ (6)

gegenüber der optischen Achse versetzt wobei Ay. die Lösung der Formel (5) darstellt Wenn Ay. ziemlich klein

gegenüber D und E ist, kann die Versetzung längs der zugeordneten Gruppe fotoelektronischer Bauelemente näherungsweise mit Δκ tan txyi₃E/D angegeben werden. Entsprechend werden die Bilder 62a, 626, die mit der Projektionsoptik 41 auf die Gruppen 72a, 726 projiziert werden, rechtwinklig zu diesen Gruppen 72a, 726 aufeinander fluchtend ausgerichtet, wie es in F i g. 6a dargestellt ist, wenn die Sekundärbildebene mit der Ebene der Prismenkeile 32a, 326 zusammenfällt. Die jeweiligen Paare fotoelektronischer Elemente a\ und b\, a₂und bi,...ai und bj nehmen relativ zu dem Objekt 12 die einander optisch äquivalenten Positionen ein, und die Bilder 62a und 626 sind optisch identisch. Wenn die Bilder 62a, 626 in gleicher Weise auf jeweils ein Paar einander entsprechender fotoelektronischer Bauelemente projiziert werden, wie es in F i g. 6a gezeigt ist, so wird die Summe der Absolutwerte der Ausgangssignaldifferenzen a\ — 6|, a2—62,... aj— 67 der jeweiligen Paare zu Null, so daß die Beziehung gilt:

k - 1

Wenn die Sekundärbildebene nicht mit der Ebene der Prismenkeile 32a, 326 zusammenfällt, so sind auch die Bilder 62a, 626 auf den Gruppen 72a, 726 auseinandergerückt, wie es in Fig.6b und 6c dargestellt ist. Die Summe der genannten Absolutwerte weicht dann von Null ab:

F i g. 7a zeigt eine mit fotoleitfähigen Elementen arbeitende elektrische Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung nach der Erfindung. Diese Schaltungsanordnung liefert ein Ausgangssignal entsprechend der Beziehung

Ik-M

Jk = 1

Im folgenden wird ein anderer Fall betrachtet, der eine schräge Anordnung des Objekts gegenüber den Gruppen 72a, 726 betrifft Wenn die Sekundärbildebene nicht mit der durch die Prismenkeile 32a, 326 gebildeten Ebene "zusammenfällt, so sind die schrägen Bilder 62a, 626 auf den Gruppen 72a, 726 auseinandergerückt, wie es in F i g. 6d gezeigt ist. Die Summe der Absolutwerte der Ausgangssignaldifferenzen der jeweiligen Paare einander entsprechender fotoelektronischer Elemente ist dann von Null verschieden. Wenn die Sekundärbildebene mit der Ebene der Prismenkeile 32a, 326 zusammenfällt, so werden die Bilder in übereinstimmender Lage auf die jeweiligen Paare einander entsprechender fotoelektronischer Bauelemente projiziert, wie es in F i g. 6e gezeigt ist, so daß die genannte Summe der Absolutwerte der Ausgangssignalunterschiede der Paare einander entsprechender fotoelektronischer Bauelemente Null wird.

Somit gilt für die Scharfeinstellung

ίο und umfaßt ein fotoleitfähiges Element 102, das einen Taktgenerator 103 moduliert, so daß dessen Frequenz entsprechend der Helligkeit eines Objekts so geändert wird, daß ein vorbestimmter Ausgangspegel beibehalten wird. Ferner sind ein Differenzverstärker 104, zwei analoge Schieberegister 101a, 1016, die von dem Ausgangssignal des Taktgenerators 103 gesteuert werden und Signale an die Eingänge des Differenzverstärkers 104 liefern, zwei Gruppen 72a, 726 fotoleitfähiger Elemente, die mit den Schieberegistern 101a, 1016 verbunden sind, eine Absolutwertschaltung 105 zur Umsetzung des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 104 in entsprechende Absolutwerte, ein Addierer 106 zur Addition des Ausgangssignals der Absolutwertschaltung 105 synchron mit dem Taktgenerator 103 und ein Vergleicher 108 vorgesehen, der eine Konstantspannung mit dem Ausgangssignal des Addierers 106 vergleicht.

Als Schieberegister 101a und 1016 werden Ladungsübertragungselemente verwendet, deren Ausgangssi-

JO gnale entsprechend den fotoelektrischen Ausgangssignalen der jeweiligen Paare fotoleitfähiger Elemente gleichzeitig erzeugt werden. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 104 entspricht der Differenz 3k-bk(k = 1, 2,... 7), die durch die Absolutwertschal-

35_f tung 105 in |a*— bi\ umgesetzt wird. Der Addierer 106 ' liefert an seinem Ausgang ein Signal entsprechend der Beziehung

Ik-M

Jk= 1

Das Ausgangssignal des Vergleichers 108 wird invertiert, wenn die Ausgangsspannung des Addierers 106 unter den Wert V_DD ■ Ri/(R\ + A₂) abfällt. Es ergibt sich dann ein Signal, das die richtige Scharfeinstellung anzeigt wobei Vdd die Speisespannung und Ru /?2 Widerstandswerte sind.

Fig.7b zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Addierers 106 von der Objektivverschiebung.

Eine Kurve 110 gibt die Ausgangsspannung des Addierers 106 entsprechend der Beziehung

Σ k-M

und für die fehlerhafte Einstellung

ik-M + o

soweit die Relaislinse 81 als Objektiv betrachtet wird und die Prismenkeile 32a,326in einer Ebene angeordnet sind, die der Filmebene äquivalent ist Diese Beziehung kann zur Auswertung bei der Scharfeinstellung herangezogen werden.

an. Eine gerade Linie 111 gibt die Spannung V_DD ■ Rd(R\ + A₂) an. An dem Punkt 109 wird die Ausgangsspannung des Addierers 106 infolge der Objektiwerschiebung zu Null. In F i g. 7b entspricht die Darstellung links von dem Punkt 109 einer hinteren Fehleinstellung, der Punkt 109 der Scharfeinstellung und die Darstellung rechts von dem Punkt 109 der vorderen Fehleinstellung. Mit zunehmendem Abstand zum Punkt 109 in Richtung der Abszisse nimmt der Betrag der fehlerhaften Einstellung zu. Eine zu große Abweichung von der Scharfeinstellung verringert die Spannung wiederum, da die Ausgangsspannungsdifferenz eines jeden Paars einander entsprechender fotoleitfähiger

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Elemente durch die Verringerung des Bildkontrastes abfällt.

Fig.8 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung für eine einäugige Spiegelreflexkamera. Die optische Anordnung der Relaislinse 81, der Prismenkeile 31a, 3ib, 32a, 32b, der Projektionsoptik 41 und der Gruppen 72a, 726 fotoleitfähiger Elemente ist ähnlich der des optischen Systems nach F i g. 5. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Position des Objekts 12 gemäß Fig.5 der Lage einer Ebene 212 entspricht, die optisch der Lage der Filmebene 210 äquivalent ist. Ferner sind ein Objekt 11, ein Objektiv 21, ein halbdurchlässiger Spiegel 213, ein Totalreflektionsspiegel 211 zur Leitung der Strahlen auf das optische System nach der Erfindung, eine Bildebene 214. eine Kondensorlinse 215, ein Pentaprisma 216, ein Okular 217 und ein Auge 218 dargestellt.

Für die Ausgangssignaldifferenzen der Gruppen 72a, 726 fotoleitfähiger Elemente gilt für die Scharfeinstellung

und für die fehlerhafte Einstellung

Diese Beziehungen können zur Auswertung der Scharfeinstellung herangezogen werden.

F i g. 9 zeigt schematisch eine Vorrichtung, bei der ein halbdurchlässiger Spiegel als Strahlenteiler 31a verwendet wird. Diese Vorrichtung ist ähnlich derjenigen nach F i g. 8 aufgebaut. Wie bereits beschrieben, ist der praktische Einsatz einer solchen Vorrichtung im Hinblick auf verschiedene Nachteile des halbdurchlässigen Spiegels schwierig. Hierzu gehören der große

ίο Raumbedarf, die Unmöglichkeit der Erzeugung identischer Teilbilder und die technisch unmögliche Herstellung eines halbdurchlässigen Spiegels mit hoher Genauigkeit und geringen Helligkeitsverlusten.

Das Strahlenteilungsvermögen wird auch dann nicht beeinträchtigt, wenn die Prismenkeile 31, 316 und die Relaislinse 81 in einer Einrichtung nach der Erfindung miteinander vertauscht werden. Die in F i g. 3 und 4a gezeigten Prismenkeile 31a und 316 können vertikal verstellt werden, so daß die relative Helligkeit der geteilten Bilder 61a, 6tb geändert werden kann. Ferner können die Prismenkeile 31a, 3ib gegeneinander versetzt werden, um den gegenseitigen Abstand der beiden Bilder 61a, 61 b einzustellen. Außerdem kann das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung als Eingangssignal für die Steuerung eines Servomechanismus ausgenutzt werden, mit dem die Scharfeinstellung automatisch vorgenommen wird. Das genannte Ausgangssignal kann zur Anzeige mit Lampen verwendet werden, die den Zustand der richtigen Scharfeinstellung signalisieren.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Scharfeinstellung optischer Systeme, insbesondere des Objektivs einer fotografischen Kamera, bei der eine auf der optischen Achse einer dem optischen System zugeordneten Relaislinse angeordnete Brechungsvorrichtung Teilbilder erzeugt, die auf jeweils eine fotoelektronische Anordnung projiziert werden und dort fotoelektrische Signale erzeugen, deren Vergleichsergebnis zur Auswertung der Scharfeinstellung ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Brechungsvorrichtung (31) zwischen der Relaislinse (81) und deren Bildebene und eine zweite Brechungsvorrichtung (32) mit gegenüber der ersten um 90° verdrehter Brechungsrichtung in der Bildebene der Relaislinse (81) vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Brechungsvorrichtung (31,32) eine Anordnung zweier Prismenkeile mit zueinander entgegengesetzt gerichteten Keilkanten vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, zur Scharfeinstellung des Objektivs einer einäugigen Spiegelreflexkamera, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaislinse (81) in einem vom Objektlicht über einen halbdurchlässigen Abschnitt des Reflexspiegels (213) und einen totalreflektierenden Spiegel (211) abgezweigten Strahlengang angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als fotoelektrische Anordnungen (72a, 72Zj^ jeweils linienartig nebeneinanderliegende fotoelektronische Bauelemente vorgesehen sind, die jeweils mit einer Stufe eines jeder fotoelektronischen Anordnung zugeordneten Schieberegisters (101a, 101OJverbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktgenerator (103) für die Schieberegister (101a, 1OXb) tiinsichtlich der Frequenz der von ihm abgegebenen Taktimpulse durch ein dem Objektlicht entsprechendes Signal moduliert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (103) einen Addierer (106) steuert, dem die Ausgangssignale eines mit den Ausgangssignalen der Schieberegister (101a, iOlb) angesteuerten Differenzverstärkers (104) über eine Absolutwertschaltung (105) zugeführt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Addierers (106) einem Vergleicher (108) zugeführt ist, der es mit einer vorgegebenen Referenzspannung vergleicht und das die Scharfeinstellung des optischen Systems (21) anzeigende Signal abgibt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als fotoelektronische Anordnungen (72a, 72b) jeweils ünienartig nebeneinanderliegende Ladungsübertragungselemente oder Bildsensoren mit selbsttätiger Abtastung vorgesehen sind.