DE2921318A1

DE2921318A1 - Automatische fokussiereinrichtung fuer fotoapparate

Info

Publication number: DE2921318A1
Application number: DE19792921318
Authority: DE
Inventors: Akihiko Hashimoto; Atsushi Kidawara; Tadashi Kimura
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE7915212U1; US4389566A

Description

PATENTANWÄLTE

J. RBITSTÖTTER

PBOF. DR. DR. DIPL. ING.

W. BUNTE 0Θ58-1976) DR. ING.

W. KINZEBACH

DR. PHIL. DIPU CHBM.

K. P. HÖLLER

DR. RER. NAT. DIPL. CHEM.

TBLEFONl (0B9) 37 68 TBLBXl 132)5208 ISAR D

BAUERSTBASSE 22, β0OO MÜNCHEN

München, 25. Mai 1-979 M/20 146
M/20 147

OLYMPUS OPTICAL CO., LTD. 43-2, 2-chome, Hatagaya Shibuya-ku

Tokio / Japan

Automatische Fokussiereinrichtung für Fotoapparate

POSTANSCHRIFT ι POSTFACH 780, D-BOOO MÜNCHEN 43

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Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiereinrichtung für Fotoapparate.

Es sind automatische Fokussiereinrichtungen entwickelt worden, bei denen ein Sucher für die automatische Steuerung mit einem Entfernungsmesser vereinigt ist, wobei die Verschiebung eines Spiegelgehäuses für die Fokussierung in Übereinstimmung mit dem Anzeigesignal des Suchers gesteuert wird. Durch die Verwendung mehrerer Fokussierelemente, beispielsweise Fotodioden, unterliegen diese bekannten Fokussiereinrichtungen Fehlern bei der Fokussermittlung, die durch möglicherweise vorhandene Unterschie de in den Eigenschaften der Fokussierelemente verursacht werden. Aus diesem Grunde ist die Auswahl der Fokussiereleroente eine schwierige Aufgabe. Trotz dieser dabei vorgenommenen Anstrengungen ist es kaum möglich, alle Fokussierelemente mit genau übereinstimmenden Eigenschaften herzustellen, und die verwirklichte Fokussierkapazität ist nicht immer zufriedenstellend. Darüber hinaus wird durch die Verwendung mehrerer Fokussierelemente die Herstellung des Fotoapparates erschwert und erfordert einen größeren Bauraum, so daß der Fotoapparat selbst verhältnismäßig groß und kompliziert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Fokussiereinrichtung für Fotoapparate zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und einer Miniaturisierung zugänglich ist, wobei nur ein einziges Fokussierelement mit hochgenauer Fokussermittlung verwendet werden soll.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.! Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

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COPY

Es zeigen:
ί i
j Figur 1 bis 4 verschiedene Ausführungsformen optischer Systeme

für automatische Fokussiereinrichtungen für Fotoapparate gemäß der Erfindung,

Figur 5 die Darstellung einer bei den optischen Systemen

der Figuren 3 und 4 verwendeten Rahroenform, ■

Figuren 6 und 7 optische Systeme für automatische Fokussier- · ·

einrichtungen gemäß anderer Ausführungsformen j der Erfindung, j

Figur 8 die Darstellung eines optischen Rahmens, de"r bei!

dem System gemäß Fig. 7 verwendet ist, und

Figuren 9 und 10 unterschiedliche Zustände einer durch einen '

Sucher bei dem optischen System gemäß Fig. 7 be-; trachteten Abbildung. ;

Die Figuren 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäß ausgebildete, automatische Fokussiereinrichtung, die in allen Fällen ein optisches Suchersystem 1,

j ein erstes optisches Fokussiersystem 3 mit einem halbdurchlässigen Spiegel 2, der Lichtstrahlen A von einem Objekt zu einer vorbestimmten Bildposition durchläßt, ein zweites optisches Fokussiersystem 4 zur Weiterleitung von Lichtstrahlen B -vom Objek zu der Bildposition durch Reflexion an dem halbdurchlässigen Spiegel 2 sowie ein einziges Fokussierelement 5 zur Fokus^er-

■ mittlung in der Bildposition aufweist.

ι Die einzelnen Ausführungsbeispiele werden im einzelnen nach- ^! folgend erläutert.

j Beim Beispiel der Fig. 1 weist das optische Suchersystem 1, das j nahe bei den optischen Systemen für die automatische Fokussie j rung (erstes und zweites optisches Fokussiersystem 3 und 4) an-

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geordnet ist, eine konkave Linse 6, eine konvexe Linse 7 .sowie ein Okular auf, das Licht von der konkaven Linse 6 erhält, die mit der Linse 7 auf einer gemeinsamen optischen Achse C liegt. Zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem Fokussierelement 5 ist eine AbMldungslinse 8 (konvexe Linse) angeordnet, während ein drehbarer Spiegel 9, der durch einen Antrieb in Pfeilrichtung geschwenkt werden kann, in dem zv/eiten optischen Fokussiersystem 4 vor dem halbdurchlässigen Spiegel 2 angeordnet ist.

Die Fokussermittlung mit dem Fokussierelement 5 kann durch jede geeignete Methode durchgeführt v/erden, beispielsweise durch Kontrastermittlung, Lichtmengenbestimmung oder dgl. Die Fokussi^ rung durch die Kontrastermittlung wird folgendermaßen durchgeführt. Eine Abbildung durch die direkten Lichtstrahlen A und j eine Abbildung durch die reflektierten Lichtstrahlen B, die von! dem drehbaren Spiegel 9 kommen, werden gleichzeitig mittels der Abbildungslinse 8 auf das Fokussierelement 5 gelenkt. Wenn der drehbare Spiegel 9 entsprechend dem eingezeichneten Pfeil verschwenkt wird, bewegt sich die durch die Lichtstrahlen B erzeugte Abbildung, und ein Bereich, in dem die beiden Abbildungen einander überlappen, kommt in einen auffallenderen Kontrast als der übrige Bereich. Ein fokussierter Zustand kann dann dadurch hergestellt v/erden, daß der drehbare Spiegel so eingestellt wird, daß die beiden durch die Kontrastermittlung erfaßten Abbildungen genau zur Deckung kommen. Beim Fokussieren mit der Lichtmengenbestimmung wird die durch die direkten Lichtstrahlen A erzeugte Abbildung zuerst auf das Fokussierelement 5 ι gebracht, worauf die Lichtverteilung auf dem Fokussierelement 5 ι gespeichert wird. Daran anschließend wird die durch das reflektierte Licht B erzeugte Abbildung oder beide Abbildungen auf das Fokussierelement 5 gebracht, worauf die Lichtverteilung auf diesem gemessen wird. Der fokussierte Zustand wird dadurch erzeugt, daß der drehbare Spiegel so eingestellt wird, daß die beiden Werte für die Lichtverteilung miteinander in Übereinstimmung sind.

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Die Fokus_^ermittlung durch Einsatz nur eines einzigen Fokussiereleraetes 5 sorgt daher für einen einfachen und kompakten Aufbau der Vorrichtung sowie für eine Verringerung der Kosten, ohne dabei Ermittlungsfehler in Kauf nehmen zu müssen, die durch die j unterschiedlichen Eigenschaften mehrerer Fokussierelemente verj ursacht werden, die bei bekannten Einrichtungen zur Verwendung j kommen.

In Pig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung : dargestellt. Hier sind der halbdurchlässige Spiegel 2 und der ' drehbare Spiegel 9 zu beiden Seiten des optischen Suchersystems, 1 angeordnet, so daß das von dem drehbaren Spiegel 9 zum halbdurchlässigen Spiegel 2 geführte Licht die optische Achse C kreuzt. Auf diese Weise ist die Vorrichtung noch kompakter, wobei dieselben Wirkungen erzielt werden wie bei dem vorher be- j schriebenen Ausführungsbeispiel. Übereinstimmende Teile sind in i allen Figuren einschließlich der Figuren 1 und 2 mit denselben J Bezugsziffern versehen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind ein in Fig. 5 näher I dargestellter, optischer Rahmen 10 sowie ein Spiegel 11, der über einen Antrieb 2 mit dem drehbaren Spiegel 9 gekoppelt ist, in die Einrichtung gemäß Fig. 1 eingebaut, so daß Parallaxen bei kurzen Entfernungen ausgeglichen werden können. Der Spiegel 11, der eine mittige Öffnung aufweist, ist zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem drehbaren Spiegel 9 angeordnet. Außerdem ist ein halbdurchlässiger Spiegel 9 !zwischen der kon-

j kaven Linse 6 und der konvexen Linse 7 im optischen Suchersystem ! 1 angeordnet.

: Durch den optischen Rahmen 1G hindurch_jgelassenes Licht D wird : auf dem Spiegel 11 reflektiert, durch den halbdurchlässigen : Spiegel 2 hindurch^gelassen und auf dem halbdurchlässigen Spiej gel 12 so reflektiert, daß es auf die konvexe Linse 7 bzw. das i Okular trifft. Der Sichtbereich des Suchers liegt im allgemei- ! nen zwischen -0,5D und -1,5D, und die Abbildung des optischen

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Rahmens 10 ist durch den Sichtbereich überlagert. Das durch der drehbaren Spiegel 9 reflektierte"Licht B wird durch die"mittige Öffnung des Spiegels 11 hindurch^gelassen und trifft auf den halbdurchlässigen Spiegel 2, auf dem es nochmals reflektiert wird, um auf das Pokussierelement 5 zu treffen. Durch Verstellen des drehbaren Spiegels 9 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles wird eine Parallaxe bei kurzen Entfernungen auf dem Okular mit Hilfe des Spiegels 11 korrigiert, der mit dem drehbaren Spiegel 9 gekuppelt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Pig. 4 sind der optische Rahmen und der mit dem drehbaren Spiegel 9 gekuppelte Spiegel 11 in die Vorrichtung gemäß Pig. 2 eingebaut, so daß Parallaxen bei kurzen Entfernungen automatisch korrigiert werden können. Der halbdurchlässige Spiegel 12 ist zwischen der konkaven Linse 6 und der konvexen Linse 7 im optischen Suchersystem 1 angeordnet, so daß die Abbildung des optischen Rahmens 10 auf dem halb-J durchlässigen Spiegel 12 reflektiert wird und dadurch zum Oku- ' lar geleitet wird.

Durch die Erfindung kann die automatische Fokussiereinrichtung eine sehr genaue Pokus ermittlung mit nur einem Pokussierelement durchführen, wobei die gesamte Konstruktion äußerst ein- J fach und kompakt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen der Piguren 2 und 4 sind das zwei-· j te optische Pokussiersystem 4 und das optische Suchersystem 1 ; so zueinander angeordnet, daß sich ihre optischen Achsen kreuzen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Vorrichtung und da- ! mit auch den Potoapparat selbst sehr kompakt und klein auszubilden.

j In den Piguren 6 und 7 werden weitere Ausführungsbeispiele der

Erfindung dargestellt.

Die automatische Pokussiereinrichtung gemäß den Beispielen der

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Figuren G. und 7 umfassen beide ein optisches Suchersjrstem 1,
ein erstes optisches Pokussiersyrtem 5 für den Durchlaß von
Lichtstrahlen A durch den halbdurchläsrigen Spiegel 2 zu der
j vorgegebenen Eildposition, ein zweites optisches Fokussiersystem j 4, das ebenfalls auf den ersten halbdurchlässigen Spiegel 2 das : von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 9, der winkelverstellj bar ist, reflektierte Licht B reflektiert, wobei der halbdurch- ; lässige Spiegel 9 in dem optischen Suchersystem 1 vorgesehen ^: ist, um das reflektierte Licht B zur Bildposition zu leiten, ; sowie ein einziges Fokussierelement 5.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 umfaßt das optische Su-

! chersystem 1 ein Objektiv (konkave Linse 6) und ein Okular
■ (konvexe Linse 7). Die Abbildungslinse 8 (konvexe Linse) ist
zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem Fokussierele- ^;

. ment 5 angeordnet. Außerdem ist auf der optischen Achse der

: Abbildungslinse 8 eine konkave Linse 15 als Teil eines ersten ! ; j

! optischen Fokussiersystems vor dem ersten halbdurchlässigen ! ί '■

\ Spiegel 2 angeordnet. ;

! j

; Wie im Fall der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele kann die j j Fokus bestimmung mit dem Fokussierelement 5 durch jede bekannte-' ; Methode durchgeführt v/erden, beispielsweise mit Hilfe der Kon- . j trastermittlung oder der Lichtmengenbestimmung etc. ;

Bei der Vorrichtung, die in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist; kann der halbdurchlässige Spiegel 9 als abgedunkeltes Bild a j durch den Sucher wahrgenommen werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist so daß der Fotograf beim Schauen durch den Sucher die vorhandene Tiefenschärfe erkennen kann.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist der optische Rahmen 10, der in Fig. 8 gezeigt ist, in die Vorrichtung gemäß Fig. 6 eingebaut, so daß Parallaxen bei kurzen Abständen automatisch
korrigiert werden. Der dritte halbdurchlässige Spiegel 12 ist
zwischen dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 9 und dem Objektiv 6 angeordnet. Das durch den optischen Rahmen 10 durchgelas-

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sene Licht I) wird auf dem Spiegel 11 hinter dem Rahmen 10 reflektiert, um danach zu dem dritten halbdurchlässigen Spiegel 12 geleitet zu werden, wo es nochmals reflektiert wird und zum Okular des Suchers gelangt.

Auf diese V/eise erreicht das durch den optischen Rahmen 10 durchgelassene licht D das Olailar über die Spiegel 11 und 12. Außerdem erreicht die optische Lichtführung C des Suchers das ; Okular durch die h_albdurchlässigen Spiegel 12 und 9. Wenn der j Sucher-Sichtbereich im allgemeinen zwischen -0,5D und -1,5 D ; liegt, ist die Abbildung des optischen Rahmens 10 auf den Sicht-fbereicht überlagert. Darüber hinaus trifft das am halbdurchlässigen Spiegel 9 reflektierte Licht B in der optischen Sucher-achse C auf das Fokussierelement 5, und die 3?okus_ermittlung ! kann durch Einstellen des Spiegels 9 durchgeführt werden, wobei Parallaxen bei kurzen Abständen gleichzeitig am Okular des Suchers korrigiert werden.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 6 und 7 kann der Entfernungsbereich auf eine beliebige Stelle im Sucherfeld eingestellt werden, wie beispielsweise in Pig. 10 dargestellt ist, indem die Stellung des halbdurchlässigen Spiegels 9 verändert wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Automatische Fokussiereinriehtung für Fotoapparate, gekennzeichnet durch ein erstes optisches Fokussiersystem (3) mit einem halbdurchlässigen Spiegel (2), der licht von einem Objekt zur einer vorbestimmten Bildposition leitet, durch ein zweites optisches Fokussiersystem (4) mit einem zweiten Spiegel (9), der Licht von dem Objekt zu dem halbdurchlässigen Spiegel (2) leitet, so daß das Licht derart auf dem ersten, j halbdurchlässigen Spiegel (2) reflektiert wird, daß es zur Bildposition gelangt, wobei wenigstens einer der beiden Spiegel (2, 9) zur Veränderung des Reflex ionswinkels beweglich ist, und durch ein einziges Fokussierelement (5), das in der Bildposition angeordnet ist und aufgrund der Lichtstrahlen beider Spiegel (2, 9) den Brennpunkt ermittelt.

2. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß sie ein optisches Suchersystem (1) aufweist, das Licht _: direkt vom Objekt empfängt. j

3. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne daß das optische Suchersystem (1) eine optische Achse (C) aufweist, die die optische Achse zwischen dem zweiten Spiegel (9) und dem ersten Spiegel (2) kreuzt, J

4. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet] daß sie einen optischen Rahmen (10) und einen dritten Spie- j gel (11) enthält, der das von dem optischen Rahmen (10) hin-j durchgeführte Licht zu dem optischen Suchersystem (1) leitet] welches einen vierten, halbdurchlässigen Spiegel (12) auf- j weist, der Licht vom Objekt durchlässt und Licht von dem dritten Spiegel (11) in der Durchlaßrichtung reflektiert.

5. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet j daß sie einen optischen Rahmen (10) und einen dritten Spiegel (11) aufweist, der das durch den optischen Rahmen (10)

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hindurchtretende Licht zu dem optischen Suchersystem (1) leitet, welches einen vierten, halbdurchlässigen Spiegel (12) aufweist, der das vom Objekt kommende Licht durchläßt und das vom dritten Spiegel (11) kommende Licht in der Durchlaßrichtung reflektiert.

6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Fokussiersystem (4) einen halbdurchlässigen, den zweiten Spiegel bildenden Spiegel (9) aufweist sowie ein Okular, welches das von dem halbdurchlässigen Spiegel (9) durchgelassene Licht aufnimmt, wobei das zweite optische Fokussiersystem (4) auch als optisches Suchersystem

(I) dient.

7. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das zweite optische Eokussiersystem (4) einen dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) aufweist, der das von dem Objekt kommende Licht zu dem zweiten Spiegel (9) durchläßt, j und daß ein optischer Rahmen (10) sowie ein vierter Spiegel j

(II) vorgesehen sind, welcher das durch den optischen Rahmen (10) durchgelassene Licht zu dem dritten halbdurchlässigen Spiegel (12) leitet, so daß dieses auf dem dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) in derselben Richtung reflektiert wird, in der das Licht durch den dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) durchgelassen wird.

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