DE3037880A1 - Automatische fokussierungsmesseinrichtung - Google Patents

Description

Automatische Fokussierungsitießeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Fokussierungsmeßeinrichtung bzw. Scharfeinstellungs-Meßeinrichtung für ein Grundlinien-Entfernungsmeßsystem.

Es sind Verschiedene Arten von automatischen Fokussierungsmeßeinrichtungen des sogenannten aktiven Typs mit einer Meßlicht-Lichtquelle und einem Lichtprojektionsobjektiv vorgeschlagen worden, die derart ausgelegt sind, daß das Objekt durch den Lichtstrahl der Lichtquelle so abgetastet wird, daß der fokussierte bzw. der scharfeingestellte Zustand mittels des Ausgangssignals eines Lichtsensorelements bestimmt wird, wenn das von dem Objekt und durch ein Lichtempfangsobjektiv hindurchtretende Licht ein Bild auf dem Lichtsensorelement bildet.

Im Falle dieser Art von Einrichtungen werden, um den Lichtweg zum Abtasten zu bewegen, entweder sowohl das Licht-

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projektions-Abbildungsobjektiv und die Lichtquelle gedreht oder lediglich das Objektiv oder lediglich die Lichtquelle bewegt.

Wenn ferner die Lage der Abbildungslinse und die der Lichtquelle derart eingestellt, werden, daß das Bild richtig auf einem Objekt in einer bestimmten vorgegebenen Entfernung entsteht, wird das Bild der Lichtquelle, die richtig auf dem Objekt abgebildet-werden soll, nicht richtig auf einem von dem obigen Objekt entfernten Objekt abgebildet, und das Bild ist nicht scharf. Wenn folglich der reflektierte Lichtstrahl mittels des Lichtsensorelements gemessen wird, ist es

_1C. unmöglich, den Spitzenwert fehlerfrei zu messen, so' daß die Genauigkeit der Entfernungsmessung beträchtlich niedriger ist. Um diesen Nachteil zu beseitige^ wird beispielsweise in der US-PS 3 435 744 vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen dem Objektiv, der Lichtquelle und

„Q dem Lichtsensorelement in Wirkverbindung von der Fokussierungsmeßeinrichtung geändert wird. Obwohl mittels dieser Art von Einrichtung ein scharfes Bild auf dem Objekt und dem Lichtsensorelement erhalten werden kann, so daß die Genauigkeit der Entfernungsmessung verbessert wird, ist der Aufbau kompliziert; deshalb sind die Herstellungskosten unvermeidbar hoch, wodurch die Gewinnspanne sinkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine von den obigen Nachteilen freie automatische Fokussierungsmeßeinrichtung 3Q mit hoher Genauigkeit und einfachem Aufbau zu schaffen.

Hierzu wird erfindungsgemäß das Entfernungsmeßelement für mindestens einen Lichtweg auf einem drehbaren Teil angebracht, das außerhalb dem Bereich zwischen der Hauptachse beider Lichtwege derart angelenkt ist, daß der

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Abstand zwischen dem Entfernungsmeßelement und der Abbildungslinse während der Drehung des Teils variiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

„ Fig. 1 das Grundprinzip der Erfindung, ·

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Aufsicht.

■ic In Fig. 1 ist mit 5 eine Lichtprojektions-Abbildungslinse, mit 6 eine Lichtempfangs-Abbildungslinse, mit 2 eine Lichtquelle und mit 7 ein Lichtsensorelement bezeichnet. 70 ist die Hauptachse des Projektionslichtweges und 71 die Hauptachse des Lichtempfangsweges, die von der Hauptachse 70 um den Basislinienabstand d entfernt ist.

In dem Fall, daß das Objekt einen großen Abstand hat und sich beispielsweise an der Stelle A befindet, kreuzt der Projektionslichtweg den Lichtempfangsweg 71 bei dem Objekt, wenn die Lichtquelle 2 in die Position a bewegt ist, wobei das von dem Objekt reflektierte Licht durch die Linse 6 hindurchtritt und ein Bild auf dem Lichtsensorelement 7 entstehen läßt, um so den fokussierten Zustand zu bestimmen. Hingegen kreuzen sich die beiden Wege in dem Fall, daß das Objekt sich in einem kurzen Abstand, beispielsweise an der Stelle B befindet, an dem Objekt, wenn die Lichtquelle zu b bewegt worden ist, wodurch bestätigt wird., daß auf das Objekt scharf eingestellt ist.

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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen automatischen Fokussierungsmeßexnrichtung. Hierbei sind dieselben Teile wie in Fig. 1 mit denselben c Bezugszeichen bezeichnet. Hierbei ist die Lichtquelle 2 eine Leuchtdiode für den nahen Infiarotbereich und 3 der Arm zum Halten der Lichtquelle 2. Der Arm 3 ist an einer Hülse 3b befestigt, die an einer feststehenden Achse 4 angebracht ist, so daß er drehbar

-,Q um die Achse 4 ist. Die Achse 4 ist an einer Stelle hinter der Lichtprojektionslinse 5 angebracht, die von dieser den Abstand c' und von der optischen Achse der Linse 5 den Abstand c in einer zu der optischen Achse 71 entgegengesetzten Richtung hat. 18 ist ein an einer

-ic nichtgezeigten Fokussierungseinstelleinrichtung der' Kamera derart angebrachter Zapfen, daß er während der Scharfeinstellung in Richtung der Pfeile e, f bewegbar ist. Mit 15 ist ein um eine Achse 17 drehbarer Hebel bezeichnet, der normalerweise durch eine Feder 19 derart beaufschlagt ist, daß er mit dem Za ten 18 an dessen Ende in Eingriff steht. 16 ist ein um die Achse 17 drehbarer Nockenhebel, der mittels einer Schraube 21 mit dem Hebel 15 verbunden ist, wobei der auf dem einen Arm des Haltearms 3 angebrachte Zapfen 3a normalerweise in Eingriff mit einem Nockenarm 16a steht und von einer verhältnismäßig weichen Feder 3c beaufschlagt ist.

In Fig. 2 verbleibt die nichtgezeigte Fokussierungsmeßexnrichtung in der Endstellung auf der Seite für eine kleine Entfernung, wobei die Lichtquelle 2 die mit durchgezogenen Linien dargestellte Stellung einnimmt. Wenn sich die Fokussierungsmeßexnrichtung aus dem obigen Zustand in den Zustand für große Entfernungen bewegt, bewegt sich der Zapfen 18 in Richtung des Pfeiles f, wodurch der mit dem Zapfen 18 in Eingriff stehende Hebel

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die Achse 17 gegen die Kraft der Feder 19 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

c Während dieser Bewegung wird der über den Zapfen 3a in Eingriff mit dem Nockenarm 16a stehende Haltearm 3 um die Achse 4 gegen die Kraft der Feder 3c im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch sich die Lichtemissionsebene der Lichtquelle 2 längs des Kreisbogens R derart bewegt, IQ daß, wenn auf ein Objekt im Unendlichen scharf eingestellt ist, der Mittelpunkt der Lichtemissionsebene mit der optischen Achse 70 übereinstimmt.

Zu diesem Zeitpunkt nähert sich die Lichtquelle 2 der ic Lichtprojektionslinse um die aus der ursprünglichen Stelle herausgeschwenkte Distanz, so daß sie in den Brennpunkt der Linse 5 gelangt.

Durch geeignete Wahl des Ortes der Achse 4 in bezug auf den Abstand vom Lichtweg der Lichtprojektionslinse 5 nimmt die Lichtemissionsebene immer eine konjugierte Position mit dera Objekt bei jeder Entfernung in bezug auf die Linse 5 derart ein, daß das Bild der Lichtquelle normalerweise scharf auf dem Objekt abgebildet wird.

In dem Fall, daß sich die Lichtquelle wie vorstehend erläutert bewegt, besteht die Gefahr, daß ein Spiel zwischen der Achse und dem Hebel besteht, oder daß die Achse derart geneigt ist, daß das Bild der Lichtquelle nicht mit der optischen Achse der Lichtempfangslinse übereinstimmt; hingegen ist es erfindungsgemäß möglich die Achse an einer Stelle anzuordnen, an der der projizierte Lichtstrahl nicht gestört werden kann, so daß das vorstehend erläuterte Problem durch

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Befestigen der Hülse an dem Arm 3 und Verlängern der Eingriffslänge mit der Welle 4 gelöst werden kann.

f. Das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel bezieht

sich zwar auf automatische Fokussierungsmeßeinrichtungen des aktiven Typs, aber auch im Falle von automatischen Fokussierungsmeßeinrichtungen des passiven Typs kann derselbe Effekt erhalten werden, wenn anstelle der -■η Lichtquelle 2 das Lichtsensorelement an. dem Arm 3 gehalten wird.

Ferner ist es im Fall von automatischen Fokussierungsmeßeinrichtungen des Typs effektiver, bei denen sich -ic nicht der eine Lichtweg, sondern die beiden Lichtwege entsprechend der Entfernung bewegen, wenn sich die Entfernungsmeßelemente wie beispielsweise die Lichtquelle, das Lichtsensorelement usw.,wie vorstehend erläutert, bewegen.

Vorstehend ist eine automatische Fokussierungs- bzw.

Scharfeinstellungsmeßeinrichtung in Form eines trigonometrischen Systems mit zwei Abbildungsobjektiven beschrieben worden, die derart ausgelegt ist, daß, um die Entfernung zwischen dem Abbildungsobjektiv in dem Lichtweg zum Abtasten des Objekts und dem Entfernungsmeßelement entsprechend der sich ändernden Entfernung der beiden optischen Wege einzustellen, das Entfernungsmeßelement von einem drehbaren Halteteil gehalten ist, und daß das Halteteil um eine Achse gedreht wird, die außerhalb des Bereichs zwischen den optischen Achsen der beiden Abbildungsobjektive angebracht ist.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Automatische Fokussierungsmeßeinrichtung des trigonometrisehen Typs mit zwei optischen Wegen, die mit einem bestimmten Basislinienabstand voneinander angeordnet sind und ein Abbildungsobjektiv und ein Entfernungsmeßelement aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (2) der beiden Abbildungsmeßelemente mittels eines Halte-'O teils (3) gehalten ist, das um eine außerhalb des Bereichs zwischen den optischen Achsen (70, 71) der beiden Objektive angebrachte Achse (4) derart drehbar ist, daß das Entfernungsmeßelement (2) eine Position einnimmt, die nahezu mit dem Objekt an dem Kreuzungspunkt der beiden Lichtwege in bezug auf das Abbildungs objektiv(5) konjugiert ist, während das Objekt während der Drehung des Teils abgetastet wird.

   ■Deutsche BanMMünihin) Klo. 51/61070

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