DE3129325C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3129325C2 DE3129325C2 DE3129325A DE3129325A DE3129325C2 DE 3129325 C2 DE3129325 C2 DE 3129325C2 DE 3129325 A DE3129325 A DE 3129325A DE 3129325 A DE3129325 A DE 3129325A DE 3129325 C2 DE3129325 C2 DE 3129325C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- beam splitter
- diffraction grating
- relief
- diffracted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 44
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/108—Beam splitting or combining systems for sampling a portion of a beam or combining a small beam in a larger one, e.g. wherein the area ratio or power ratio of the divided beams significantly differs from unity, without spectral selectivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0477—Prisms, wedges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4209—Photoelectric exposure meters for determining the exposure time in recording or reproducing
- G01J1/4214—Photoelectric exposure meters for determining the exposure time in recording or reproducing specially adapted for view-taking apparatus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/18—Focusing aids
- G03B13/24—Focusing screens
- G03B13/28—Image-splitting devices
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
- G03B7/08—Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
- G03B7/099—Arrangement of photoelectric elements in or on the camera
- G03B7/0993—Arrangement of photoelectric elements in or on the camera in the camera
- G03B7/0997—Through the lens [TTL] measuring
- G03B7/09971—Through the lens [TTL] measuring in mirror-reflex cameras
- G03B7/09976—Through the lens [TTL] measuring in mirror-reflex cameras the sensor being mounted in, before, or behind the porro-prism
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtmeßvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Lichtmeßvorrichtung ist in der US-PS 41 03 153
beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist in dem
Strahlengang eines optischen Systems ein Strahlteiler in
Form eines Beugungsgitters vorgesehen, der aus dem
einfallenden Strahlenbündel einen Teilstrahl abtrennt und
ihn auf ein Lichtempfangselement zur Messung des
Objektlichtes lenkt. Durch eine Überlagerung zweier
Beugungsgitter lassen sich verschiedene Lichtmeßarten durchführen,
wie z. B. eine Durchschnittsmessung, eine Teillichtmessung
oder die Messung eines kleinen Lichtflecks. Als
schwierig erweist sich hierbei vor allem, eine den
verschiedenen Lichtmeßarten angepaßte, proportionale Lichtmessung
zu erreichen.
Auch die GB-PS 14 61 084 zeigt eine Lichtmeßvorrichtung mit
einem Beugungsgitter als Strahlteilervorrichtung. Die
Strahlteilervorrichtung kann dabei mehrere Beugungsgitter
aufweisen, deren Gitterlinien unterschiedliche Orientierung
zueinander aufweisen, um Licht auf verschiedene Lichtempfangselemente
zu lenken. Problematisch ist auch hierbei
die Lichtmessung bei Einsatz des Strahlteilers bei
verschiedenen Lichtmeßarten.
Die US-PS 34 64 337 zeigt eine Lichtmeßvorrichtung, die eine
Strahlteilervorrichtung mit halbreflektierenden prismatischen
Flächen besitzt, die bei Verwendung in
einer Spiegelreflexkamera ggf. ausgetauscht werden kann.
Solche Strahlteilervorrichtungen haben größere Abmessungen
als Strahlteilervorrichtungen mit Beugungsgittern. Daneben
ist es auch hierbei schwierig, eine exakte Lichtmessung bei
verschiedenen Lichtmeßarten auf einfache Weise
durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtmeßvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
derart weiterzubilden, daß bei Änderung der Lichtmeßart eine
dieser stets gut angepaßte genaue Lichtmessung erreichbar
ist.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Beugungsgitter vom
Relieftyp,
Fig. 2 und 3 schematisch das Prinzip eines Strahlteilers
mit dem Relief-Beugungsgitter,
Fig. 4 die Reflexionsbeugungs-Ausbeute des Relief-Strahlungsteilers,
Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils des
in Fig. 3 gezeigten Strahlteilers,
Fig. 6A und 6B ein Beispiel der Verwendung des in
den Fig. 1 bis 5 gezeigten Relief-Beugungsgitters
in einer Lichtmeßvorrichtung,
Fig. 7A, 7B und 7C verschiedene Möglichkeiten unterschiedliche
Lichtmeßsysteme bzw. -vorrichtungen in Abhängigkeit
davon auszuführen, wie die lichtreflektierende
Schicht ausgebildet ist,
Fig. 8A und 8B perspektivisch einen zum Teil aufgeschnittenen Strahlteiler und
eine Seitenansicht einer
einäugigen Spiegelreflexkamera, bei der der
Strahlteiler gemäß Fig. 8A als Anwendungsbeispiel
eingebaut ist,
Fig. 9 verschiedene in den Strahlteiler eintretende
Lichtstrahlen,
Fig. 10, 11, 12 und 13 schematische Darstellungen, die
den Grund für die Konvergenz der abgeteilten
Lichtstrahlen zeigen,
Fig. 14 den Ausbreitungszustand eines in den Strahlteiler
unter einem bestimmten Einfallswinkel eintretenden
Lichtstrahls,
Fig. 15A und 15B eine exemplarische Ausführung der
Lichtmeßvorrichtung und den Zustand eines in den
Strahlteiler durch eine Einstellscheibe eintretenden
Lichtstrahls,
Fig. 16A bis 16E verschiedene Strahlteiler, die bei
tatsächlichen Ausführungsbeispielen
verwendet werden, und
Fig. 17 eine Aufsicht auf die Lichtmeßvorrichtung, bei
der unterschiedliche Lichtmeßsysteme durch Steuern
des Reflexionsfaktors des Strahlteilers
ausgeführt werden.
Eine typische hier beschriebene Lichtmeßvorrichtung verwendet
ein Beugungsgitter als Strahlteiler,
um die Dicke soweit wie möglich zu verringern. Die charakteristische
Forderung an das Beugungsgitter ist, daß
kein nutzlos gebeugter Lichtstrahl entstehen sollte,
ausgenommen die Abbildungslichtstrahlen und der zur
Lichtmessung gebeugte Lichtstrahl einer bestimmten Ordnung,
die beide aus dem Beugungsgitter emittiert
werden. Der Grund hierfür ist, daß nutzlos gebeugtes
Licht einen Streulichtstrahl oder Geisterbilder erzeugt;
dies ist für die Bildung und die Beobachtung eines Objektbildes
von Nachteil. Es ist zu beachten, daß in
vorliegender Beschreibung der Ausdruck "Abbildungslichtstrahl"
für Lichtstrahlen verwendet wird, die die Bildinformation
enthalten, unabhängig davon, ob sie sich vor oder
hinter der Bildebene befinden.
Es ist bereits ein Strahlteiler vorgeschlagen worden,
der das vorstehend genannte Problem zum Teil gelöst
hat (siehe offengelegte japanische Patentanmeldung 53-42 042).
Der in dieser Anmeldung beschriebene Strahlteiler
verwendet ein Beugungsgitter vom
Relieftyp, das zur industriellen Großserienherstellung
geeignet ist.
Wie in dieser offengelegten Patentanmeldung beschrieben
ist, hat das Beugungsgitter auf seinem Oberflächenteil
eine periodische konkav-konvexe Struktur, die gewöhnlich
als Beugungsgitter vom Relieftyp (Relief-Beugungsgitter)
bezeichnet wird. Der einen derartigen
Beugungsgitteraufbau verwendende Strahlteiler
ist zur industriellen Großserienherstellung mittels
eines Kopierverfahrens, wie beispielsweise eines Druckgußverfahrens
mit einer Matrix geeignet. Da er
ferner unter Verwendung verschiedener stabiler Materialien,
wie beispielsweise Kunststoffmaterialien etc.,
die auf diesem technischen Gebiet wohl bekannt sind, hergestellt
werden kann, kann ein großer Kostenvorteil
erzielt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll die Beugungscharakteristik
des Beugungsgitters vom Relieftyp (insbesondere
vom Blaze-Typ) erläutert werden. Der in der genannten
offengelegten japanischen Patentanmeldung 53-42 042
beschriebene Strahlteiler verwendet insbesondere
ein Relief-Beugungsgitter in Form eines Blaze-Beugungsgitters
mit der Beugungscharakteristik, einen wesentlichen Anteil
des einfallenden Lichts in eine spezielle Beugungsordnung
zu beugen, wobei die Beugungsausbeute für das
in nullter Ordnung in Transmission gebeugte Licht zur
Abbildung des Objektbildes auf 90% oder höher gehalten
wird; die Beugungsausbeute für das in erster Ordnung
zur Lichtmessung gebeugte Licht wird auf einigen wenigen
% gehalten, während die Beugungsausbeute für die in anderen
Ordnungen gebeugten Lichtstrahlen im wesentlichen auf
Null gehalten wird. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Relief-Beugungsgitter
vom Blaze-Typ mit einer konkav-konvexen
Struktur einer Teilung (Periode) d und
einer konkav-konvexen Größe bzw. Furchentiefe Δ, die in der Oberfläche
eines transparenten Körpers mit einem Brechungsindex
n ausgebildet ist.
Der auf das Beugungsgitter 1 einfallende Lichtstrahl
2 wird gebeugt, wobei der in nullter Ordnung in Transmission
gebeugte Lichtstrahl 3, der in derselben Richtung
wie das einfallende Licht hindurchgeht, und der in N-ter
Ordnung in Transmission gebeugte Lichtstrahl 4 als durchgehende
Lichtstrahlen entstehen, während ein in nullter
Ordnung in Reflexion gebeugter Lichtstrahl 5, der in
positiver Reflexionsrichtung an der Gitterebene reflektiert
wird, und ein in N-ter Ordnung in Reflexion gebeugter
Lichtstrahl 6 als reflektierte Lichtstrahlen entstehen.
N ist eine willkürliche ganze Zahl. Fig. 2 zeigt
als Beispiel, wie ein Meßlichtstrahl dadurch erhalten
wird, daß das in Fig. 1 gezeigte Beugungsgitter vom Relieftyp
in einem optischen Abbildungssystem angeordnet
wird. Das optische Abbildungssystem dient zur Bildung
eines Objektbildes 10, des Objekts 7 mittels Linsen 8 und 9, in deren
Lichtweg das Beugungsgitter 1 angeordnet ist. Wenn der
Lichtstrahl unter Verwendung des in N-ter Ordnung in
Transmission gebeugten Lichtstrahls 4 gemessen werden
soll, wird ein Lichtempfangselement in Form eines Fotodetektors 14 entsprechend angeordnet;
wenn der Lichtstrahl unter Verwendung des in N-ter Ordnung
in Reflexion gebeugten Lichtstrahles 6 gemessen
werden soll, wird ein Fotodetektor 16 entsprechend angeordnet.
Die weiteren Erläuterungen erfolgen exemplarisch
für den ersten Fall. Damit kein Einfluß auf
die Funktion der Abbildungsvorrichtung ausgeübt wird,
soll der Fotodetektor außerhalb des optischen Abbildungsweges
angeordnet sein und die gebeugten Lichtstrahlen
sollten in eine Richtung außerhalb der Linse 9 gebeugt
werden.
Bei dem in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
53-42 042 beschriebenen Strahlteiler wird als Grund für
die Verwendung des in erster Ordnung gebeugten Lichtstrahles
als abgeteiltes gebeugtes Licht, das zur Lichtmessung
entnommen wird, angegeben, daß es bei gegenwärtig
bekannten Beugungsgittern vom Blaze-Typ schwierig
ist, die Beugungsausbeute zweier gebeugter Lichtstrahlen,
deren Beugungsordnungen nicht benachbart sind, höher
als die der anderen gebeugten Lichtstrahlen anderer Ordnungen
zu machen.
Wenn ein Lichtstrahl in Richtung des Beugungswinkels
R unter Verwendung eines Beugungsgitters mit der Teilung
d abgespalten werden soll, besteht die folgende Beziehung
zwischen der Teilung d und dem Beugungswinkel R der N-ten
Ordnung.
d sin R = N λ (1)
Hierbei ist λ die Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahls.
Wie man leicht aus obiger Gleichung sieht, wird
der Beugungswinkel und die Teilung d desto kleiner je niedriger die Ordnung N des gebeugten Lichtstrahls zur Verwendung bei der Lichtmessung wird. Der Beugungswinkel
R sollte jedoch einen bestimmten vorgegebenen Wert,
beispielsweise 30° haben, damit der zur Lichtmessung
gebeugte Lichtstrahl aus dem Abbildungslichtstrahl leicht entnommen
werden kann. Stellt man dies in Rechnung, so ist in dem
Fall, daß der in nullter Ordnung in Transmission gebeugte
Lichtstrahl und der in erster Ordnung gebeugte Lichtstrahl
als Abbildungslichtstrahl bzw. als zur Lichtmessung
gebeugter Lichtstrahl verwendet werden, wenn das
zur Lichtmessung gebeugte Licht mit λ = 0,55 µm unter
einem Beugungswinkel R = 30° abgeteilt werden soll, die
Teilung d des Beugungsgitters gemäß Gleichung (1) 1,1 µm.
Dies macht erforderlich, daß das Beugungsgitter extrem
kleine Teilungen hat, wodurch sich die Notwendigkeit
ergibt, hochentwickelte Herstellungstechniken
anzuwenden, so daß sich die Kosten bei
der Serienherstellung des Beugungsgitters erhöhen.
Im Gegensatz hierzu ist in der japanischen Patentanmeldung
54-10 190 ein Verfahren beschrieben, bei dem man
einen leicht herstellbaren Strahlteiler dadurch erhält,
daß man einen gebeugten Lichtstrahl einer hohen Ordnung
(d. h. zweiter oder höherer Ordnung) als abgeteilten
Lichtstrahl entnimmt, wobei die Erzeugung von gebeugtem
Licht niedrigerer Ordnung unterdrückt wird; hierdurch
vermindern sich die strengen Anforderungen an das Beugungsgitter
vom Relieftyp. Im folgenden soll ein in dieser japanischen
Patentanmeldung beschriebener Strahlteiler erläutert
werden.
Bei diesem als Lichtmeßvorrichtung für eine fotografische
Kamera verwendeten Strahlteiler hat die Beugungsgitterausbeute
für den Strahlteiler eine Beugungsausbeute von
90% oder mehr für das in nullter Ordnung in Transmission
gebeugte Licht und von einigen % für die Reflexions-
und die Beugungsausbeute für die in N-ter Ordnung in Transmission
oder Reflexion gebeugten Lichtstrahlen als Meßlichtstrahlen.
Ferner ist es erforderlich, daß die Beugungsausbeute
der anderen Ordnungen im wesentlichen Null ist. Dies
hat seine Ursache darin, daß ansonsten die gebeugten
Lichtstrahlen ein störendes Geisterbild oder Streulicht verursachen.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für den in der japanischen
Patentanmeldung 54-10 190 beschriebenen Strahlteiler.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 18 einen optischtransparenten
Körper (beispielsweise aus Acryl, Polystyren,
Polycarbonat etc.), auf dessen Oberfläche ein Beugungsgitter
vom Relieftyp eingeschnitten ist. Das Bezugszeichen
19 bezeichnet eine Klebemittelschicht (beispielsweise
ein Epoxy-Klebemittel) mit einer ausreichenden
Dicke, um hierin das Beugungsgitter vom Relieftyp einzubetten;
das Klebemittel hat denselben Brechungsindex
wie der optisch-transparente Körper. Bezugszeichen 20
bezeichnet einen optisch-transparenten Körper, der aus
demselben Material wie die Klebemittelschicht 19 hergestellt
ist und der mit dem optisch-transparenten Körper
18 durch die Klebemittelschicht 19 optisch einstückig
ist. Die einstückige Kombination dieser Bauteile bildet
den Strahlteiler 25. Ferner ist ein dielektrischer Film
bestehend aus Siliciumoxid, Titanoxid etc. auf der Oberfläche
des Beugungsgitters vom Relieftyp aufgedampft,
der eine Reflexionsbeschichtung 21 mit einem in bestimmter
Weise ausgelegten Reflexionsfaktor bildet.
Im folgenden soll der Fall betrachtet werden, daß ein
Lichtstrahl 22 von einem Objekt in den Strahlteiler 25
projiziert wird. Der einfallende Lichtstrahl 22 wird
z. T. durch die Reflexionsbeschichtung 21 auf der Oberfläche
des Beugungsgitters vom Relieftyp reflektiert; der
restliche Teil geht als Lichtstrahl 23 durch den Strahlteiler hindurch.
Der an der Reflexionsbeschichtung 21 reflektierte Lichtstrahl
erleidet eine Phasendifferenz aufgrund der konkav-konvexen
Struktur der Reflexionsbeschichtung 21, wodurch
ein in Reflexion gebeugter Lichtstrahl 24 entsteht.
In diesem Falle erhält man die Ausbeute η R (N) für das
in N-ter Ordnung reflektierte und gebeugte Licht aus
der folgenden Gleichung:
β = 2π n Δ/λ (3)
Hierbei ist R der Reflexionsfaktor der Reflexionsbeschichtung
21. Diese Gleichungen sind Näherungsgleichungen
für den Fall, daß die konkav-konvexe Größe Δ des
Beugungsgitters kleiner als die Teilung d ist. Wenn ein
in fünfter Ordnung in Reflexion gebeugter Lichtstrahl
als Lichtmeßstrahl verwendet wird, wird die konkav-konvexe
Größe Δ so bestimmt, daß die Phasendifferenz β = 5π
ist, und entsprechend die Beugungsgitterfläche hergestellt.
Das von diesem Beugungsgitter reflektierte
Licht weist lediglich den in fünfter Ordnung in Reflexion
gebeugten Lichtstrahl 24 auf; in anderen Ordnungen in
Reflexion gebeugtes Licht ist nicht vorhanden. Dies ist
in Fig. 4 gezeigt. Die Beugungsausbeute des in fünfter
Ordnung in Reflexion gebeugten Lichts 24 wird gemäß Gleichung
(2) η R (5) = R. Durch geeignete Wahl des Reflexionsfaktors
der Reflexionsbeschichtung 21 kann ein
Lichtmeßstrahl der gewünschten Intensität erhalten werden.
Da dieser Lichtmeßstrahl der in fünfter Ordnung
gebeugte Lichtstrahl ist, genügt es bei dem als Strahlteiler
verwendeten Beugungsgitter, daß seine Teilung
fünfmal größer ist als bei einem Beugungsgitter, das
in erster Ordnung gebeugtes Licht verwendet.
Wenn man das durchgehende Licht betrachtet, so geht von
dem auf den Strahlteiler 25 in Fig. 3 projizierten Lichtstrahl
ein Teil (1-R) % mit Ausnahme des reflektierten
und gebeugten Lichts hindurch, vorausgesetzt, daß keine
Reflexion an einer anderen Oberfläche als der Reflexionsbeschichtung
21 oder kein Verlust in dem Transmissionsmedium
auftreten.
Da der transparente Körper 18 denselben Brechnungsindex
wie die Kittmittelschicht 19 hat, tritt bei diesem Strahlteiler
keine Phasendifferenz beim durchgehenden Licht
aufgrund der Relief-Beugungsgitterstruktur auf. Deshalb
tritt kein gebeugtes Licht anderer Ordnung als der nullten
Ordnung auf und das durchgehende Licht besteht im
wesentlichen aus dem in nullter Ordnung in Transmission
gebeugten Licht für die Abbildung.
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt durch
die Relief-Beugungsgitterstruktur gemäß Fig. 3. Wie man
aus der Zeichnung sieht, erzeugt der Strahlteiler lediglich
in hoher Ordnung in Reflexion gebeugtes Licht, das
zur Lichtmessung verwendet wird, und in nullter Ordnung
in Transmission gebeugtes Licht, das für die Abbildung
bestimmt ist, jedoch kein gebeugtes Licht anderer Ordnungen.
Das Verhältnis der entsprechenden Beugungsausbeuten
der beiden gebeugten Lichtstrahlen kann durch geeignete
Wahl des Reflexionsfaktors der Reflexionsbeschichtung
21 gesteuert werden.
Diese Punkte sind in der japanischen Patentanmeldung
54-10 190 beschrieben. Dieser Strahlteiler besitzt
Mittel, die die Gitterfläche des Beugungsgitteraufbaus
zu einer Reflexionsfläche machen. Durch diese Reflexionsfläche
kann in Reflexion gebeugtes Licht willkürlicher
Ordnung erhalten werden. Ferner tritt dadurch, daß
Mittel zur Steuerung der Phasendifferenz des durchgehenden
Lichts in bezug auf das durch die Reflexionsfläche
hindurchgehende Licht vorgesehen sind, kein schädliches
Licht außer dem gewünschten abgeteilten Licht auf. Es kann
also ein großer Abteilwinkel erhalten werden, selbst
wenn ein Beugungsgitter mit einer relativ großen Teilung
verwendet wird. Hierdurch ist der Strahlteiler zur industriellen
Serienherstellung gut geeignet.
Im folgenden soll der Fall erläutert werden, daß der
Strahlteiler, der mit der vorstehend erläuterten Relief-Beugungsgitterstruktur
versehen ist, in der Lichtmeßvorrichtung
einer einäugigen Spiegelreflexkamera verwendet
wird.
Die Fig. 6A und 6B zeigen, daß der Strahlteiler zur Entnahme
des abgeteilten Lichtstrahls gut geeignet
ist. Fig. 6A zeigt eine Aufsicht auf den Strahlteiler,
Fig. 6B einen Querschnitt hiervon. Der Strahlteiler
eignet sich gut als Lichtmeßvorrichtung.
Bei diesem Strahlteiler wird das in Reflexion gebeugte
Licht, das zur Lichtmessung abgeteilt ist, zu einem Fotodetektor
34 geführt, wobei es an der inneren Fläche des
transparenten Körpers 27 total reflektiert wird. Dementsprechend
wird der Beugungswinkel des in Reflexion gebeugten
Lichts durch die Bedingung für Totalreflexion
bestimmt.
Da ein derartiger Totalreflexion ausnutzender Strahlteiler
aus einem Licht-Durchgangselement und dem Beugungsgitter
besteht, die beide einstückig zusammengefaßt sind,
kann die Vorrichtung im Inneren einer optischen Einrichtung
vorteilhaft angeordnet werden.
Der Grund für die Krümmung der Gitterlinien 39 gemäß
Fig. 6A ist, daß es hierdurch möglich wird, daß das von
jedem Punkt abgeteilte Licht mit hohem Wirkungsgrad auf
dem Fotodetektor 34 auftrifft. Deshalb ist der Strahlteiler
gemäß Fig. 6A (6B), wenn er im Abbildungslichtstrahl
einer Kamera angeordnet ist, in der Lage, einen Teil
des abgeteilten Abbildungslichtstrahls wirkungsvoll zu dem Fotodetektor
zur Lichtmessung hinzuleiten.
Da es, wie vorstehend erläutert, eines der Merkmale des
Strahlteilers ist, daß eine Reflexionsschicht auf dem
Relief-Beugungsgitter vorgesehen ist, kann die Lichtmeßvorrichtung
von dem einen System auf das andere oder umgekehrt
durch die folgenden Kunstgriffe umgeschaltet werden.
Zunächst sollen die bei fotografischen Kameras verwendeten
Lichtmeßsysteme erläutert werden. Die Lichtmeßsysteme
werden im großen und ganzen in die folgenden drei Kategorien
eingeteilt:
- (1) Integrale Lichtmessung mit Mittenbetonung
- (2) Teil-Lichtmeßsystem, und
- (3) Spot-Lichtmeßsystem
Diese Lichtmeßsysteme haben die folgenden Merkmale:
Dieses
Lichtsystem wird meistens bei herkömmlichen AE/Kameras
(Kameras mit automatischer Belichtung) angewendet. Zwar
wird bei diesem System eine größere Lichtmenge aus dem
mittleren Teil des fotografischen Objekts gemessen, man
kann jedoch sagen, daß es das sicherste Lichtmeßsystem
ist, da es die Durchschnittslichtmenge der gesamten fotografischen
Szene mißt. Dieses System hat jedoch die folgenden
Nachteile, wenn eine fotografische Szene einen
hohen Kontrast hat, d. h. wenn beispielsweise eine Person
im Schatten unter einem Baum fotografiert werden soll,
wobei das fotografierte Objekt isoliert bzw. umgeben
vom hellen blauen Himmel ist. Aufgrund der Durchschnittslichtmessung
der fotografischen Szene insgesamt beeinflußt
die Lichtmenge des blauen Himmels in der Szene das
abgeschattete Objekt, wodurch eine übermäßige Lichtmessung
für das zu fotografierende Objekt erfolgt und die
Person unter dem Baum unterbelichtet wird.
Dieses Lichtmeßsystem mißt die Lichtmenge einer Szene
in einem bestimmten begrenzten Gebiet. Bei dem bereits
genannten fotografischen Objekt kann eine passende Belichtung
dadurch erhalten werden, daß sie in bezug auf
die Person als zu fotografierendes Objekt erfolgt. Die
Szene um die Person wird jedoch überbelichtet. Zusätzlich
sollte bei diesem Lichtmeßsystem das zu fotografierende
Objekt ohne Ausnahme in dem Lichtmeßgerät z. Zt. der
Belichtungsbestimmung angeordnet sein, so daß das System
nicht für ein sich bewegendes Objekt geeignet ist.
Dieses System mißt die Lichtmenge in einem Gebiet, das
enger als im Falle des Teil-Lichtmeßsystems begrenzt
ist. Während die dem Teil-Lichtmeßsystem eigenen Vorteile
bei diesem Lichtmeßsystem noch deutlicher sind, sind andererseits auch die ihm
eigenen Nachteile größer.
Zwar sind die meisten derzeit erhältlichen
fotografischen Kameras für eines der beschriebenen Lichtmeßsysteme
eingerichtet, es ist jedoch wünschenswert,
daß, da die verschiedensten fotografischen Objekte mit
einem erhöhten Belichtungsniveau fotografiert werden
sollen, die vorstehend genannten drei Lichtmeßsysteme
entsprechend einer bestimmten fotografischen Szene verwendet
werden können bzw. zwischen ihnen umgeschaltet
werden kann.
Da der vorliegende Strahlteiler, wie vorstehend erläutert,
eine Reflexionsschicht auf dem Relief-Beugungsraster
für eine geeignete Lichtmessung besitzt, ist er
gut geeignet, mit diesen drei Lichtmeßsystemen
zu arbeiten.
Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Beispiele für diese drei
Lichtmeßvorgänge bei Verwendung des vorliegenden
Strahlteilers. In den Figuren der Zeichnung sind die
den Gitterabschnitten entsprechenden Gebiete schraffiert.
Bei dem Strahlteiler mit Integral-Lichtmessung mit Mittenbetonung
wird eine Reflexionsschicht mit einem hohen
Reflexionsfaktor im Mittelteil auf das erforderliche
Gebiet (in der Zeichnung das schraffierte von durchgehenden
Linien umgebene Gebiet), wie es in Fig. 7A gezeigt
ist, im Vakuum aufgedampft. Dieses Lichtmeßsystem, bei
dem die Reflexionsschicht eine Bevorzugung bezüglich
des Reflexionsfaktors in Abhängigkeit vom jeweiligen
Ort hat, ist bereits in einer anderen Anmeldung vorgeschlagen
worden.
Der Strahlteiler zur Teil- und Spot-Lichtmessung kann
dadurch realisiert werden, daß die Reflexionsschicht
lediglich auf dem erforderlichen Gebiet in einem speziellen
Teil des Gitterquerschnitts ausgebildet wird,
wie dies in den Fig. 7B und 7C gezeigt ist.
Der Aufbau des Strahlteilers, der vorliegend verwendet
wird, ist bereits in Verbindung mit den Fig. 1 und
3 beschrieben worden. Wie aus den Erläuterungen der Fig. 3
ersichtlich ist, ist der Gitterquerschnitt, auf dem
keine Reflexionsschicht vorgesehen ist, einem Bauteil
äquivalent, das kein optisches Gitter hat. Als Konsequenz
hiervon kann ein Bereich des Gitters ohne Reflexionsschicht
als optisch transparent betrachtet werden.
Die Fig. 8A und 8B zeigen ein Beispiel für eine in eine
fotografische Kamera eingebaute Lichtmeßvorrichtung,
bei der jedes geeignete Lichtmeßsystem
gewählt werden kann.
Fig. 8A zeigt eine Einheit der Lichtmeßvorrichtung, bei
der eine Einstellscheibe 301, ein Strahlteiler 302 und eine
Kondensorlinse 303 einstückig in einen Rahmen 304 der
Einheit eingebaut sind. Bei diesem Aufbau der Einheit
sind Abstandselemente 305 und 306 sowohl auf der oberen
als auch auf der unteren Oberfläche des Strahlteilers
302 vorgesehen, so daß die Grenzschichten an diesen Oberflächen
an Luft grenzen. Ferner ist ein vorspringender
Abschnitt 307 mit einer Lichtaustritts-Endfläche
des Strahlteilers 302 versehen, dessen Dicke der Dicke
der Einheit entspricht, so daß der Abstand eines Fotodetektors
von der Lichtaustritts-Endfläche so klein wie
möglich gemacht werden kann. Diese Vorrichtung ist vorgesehen,
damit der Lichtverlust aufgrund der Divergenz
des Lichtes so klein wie möglich gemacht werden kann,
da, wie bereits ausgeführt, der aus der Lichtaustritts-Endfläche
austretende Lichtstrahl zum Divergieren neigt.
Fig. 8B zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt
einer einäugigen Spiegelreflexkamera, in der ein Strahlteiler
mit dem beschriebenen Aufbau eingebaut ist. Das Bild eines
Objekts wird durch ein Objektiv 311 auf der Einstellscheibe
301 über einen schnellen Rückkehrspiegel 312
entworfen, so daß ein Einstellvorgang ausgeführt werden
kann. Der Abbildungslichtstrahl wird anschließend durch
den Strahlteiler 302 aufgespalten, wobei der eine Teil
des Lichtstrahls zu dem Fotodetektor 310 geleitet wird,
mit dem das Licht zur Bestimmung der geeigneten Belichtung
gemessen wird.
Durch den Einbau jedes der in den Fig. 7A, 7B und 7C
gezeigten Strahlteilers in einen getrennten Einheitsrahmen,
wie er in Fig. 8A gezeigt ist, sowie dadurch, daß
diese Lichtmeßeinheiten an der in Fig. 8B gezeigten Stelle
austauschbar angeordnet sind, ist es möglich, entweder
das Integral-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung, das Teil-Lichtmeßsystem
oder das Spot-Lichtmeßsystem in einer
Kamera zu verwenden, was sehr vorteilhaft ist.
In Fig. 8B ist das strichpunktiert dargestellte Pentaprisma
309 vom Kameragehäuse abnehmbar. Der Austausch
der Lichtmeßeinheit kann so durchgeführt werden, daß
zuerst das Pentaprisma 309 vom Kameragehäuse abgenommen
wird und anschließend die Lichtmeßeinheit in der Kamera
plaziert wird, wobei jede Einheit durch eine Feder 308
positioniert wird.
Im folgenden soll ein Strahlteiler erläutert werden,
dessen Reliefgitter gekrümmt ist, wie er in Fig. 6 gezeigt
ist, wodurch es möglich wird, eine stärkere Licht-Sammelfunktion
allein durch den Aufbau des Strahlverteilers,
der bei einem austauschbaren Lichtmeßsystem verwendet
wird, zu erzielen.
Fig. 9 zeigt die Ausdehnung des auf den Strahlteiler
302 einfallenden Lichtstrahls bzw. Strahlenbündels. In den in Fig. 8B gezeigten
Strahlteiler tritt gewöhnlich ein Lichtstrahlenbündel mit
einer der Objektivöffnung entsprechenden Ausdehnung und
einer für die Einstellscheibe charakteristischen Lichtorientierung
ein.
Wenn der Objektiv-Öffnungswert (Blendenwert) F/1,4 ist,
tritt in den Strahlteiler 102 ein Lichtstrahlenbündel mit einer
Winkelausdehnung entsprechend dem Blendenwert F/1,4 ein,
d. h. das Lichtstrahlenbündel a. Im Falle eines Blendenwertes
F/2 bzw. F/2,8 etc. treten Lichtstrahlenbündel b und c in den
Strahlteiler ein.
In Fig. 10 sind die Reliefgitter des Strahlteilers in
Form von konzentrischen Kreisen oder spiralförmig mit
dem Punkt F als Krümmungsmittelpunkt angeordnet. An den
Schnittebenen A-A′, B-B′ oder C-C′, die durch den Krümmungsmittelpunkt
F hindurchgehen, haben die Reliefgitter
ohne Ausnahme dieselbe Form (Neigungswinkel der geneigten
Fläche, Teilung, etc.).
Fig. 11 zeigt den Reflexionszustand des Lichtstrahles
bzw. Strahlenbündels innerhalb dieser Ebene, d. h. innerhalb einer durch den
Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden Querschnittsebene.
In Fig. 11 ist mit E die durch den Krümmungsmittelpunkt
F hindurchgehende Querschnittsebene bezeichnet
und mit D die Reflexionsfläche des Reliefgitters. Der
Normal-Vektor auf der Reflexionsfläche des Reliefgitters
sei K. Der Normalvektor K liegt in dieser Ebene. Folglich
liegen zwangsläufig die reflektierten Lichtstrahlen der
einfallenden Lichtstrahlen 315, 316 etc. in dieser Ebene.
Anders ausgedrückt, das reflektierte Licht ist hin zum
Krümmungsmittelpunkt F gerichtet, wobei es sowohl an
der oberen als auch an der unteren Fläche des Strahlteilers
302 total reflektiert wird, wie dies in Fig. 12
gezeigt ist.
Die Lichtstrahlen 320, 321, 322, die zu den Punkten X,
Y, Z projiziert und an diesen Punkten reflektiert werden,
wie dies in Fig. 13 gezeigt ist, werden gebrochen, wenn
sie aus der Lichtaustritts-Endfläche des Strahlteilers
302 in die Luft austreten und auf einen Punkt F′ konvergiert,
der vor dem Krümmungsmittelpunkt F liegt.
Diese Ausführungen zeigen, daß von den in den Strahlteiler
eintretenden Lichtstrahlen alle Komponenten innerhalb
der durch den Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden
Querschnittsebenen im Punkt F′ konvergieren.
Andererseits konvergieren die Lichtstrahlen mit einer
Winkelkomponente bezogen auf die Querschnittsebene nicht
im Punkt F, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. In Fig. 14
divergieren von den Lichtstrahlen, die in die Punkte
X, Y, Z eintreten und an diesen Punkten reflektiert werden,
die Lichtstrahlen 323, 324, 325 bzw. 327, 328, 329,
die jeweils ein- und dieselbe Winkelkomponente haben,
in der Nähe des Punktes F′. (Dies ist eine Folge der
Tatsache, daß der einfallende Lichtvektor und der Normalvektor
zu der Relieffläche nicht in ein- und derselben
Ebene liegen, so daß der reflektierte Lichtvektor nicht
innerhalb der durch den Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden
Ebene liegt, während das Licht entlang dem reflektierten
Lichtvektor geführt wird.)
Von den in den Strahlteiler eintretenden Lichtstrahlen
sollte die senkrecht in den Strahlteiler eintretende
Lichtkomponente innerhalb der durch den Krümmungsmittelpunkt
F gehenden Kurve liegen. Hieraus sieht man, daß mehr
Lichtstrahlkomponenten, die dazu neigen, senkrecht in
den Strahlteiler einzutreten, in der Nähe des Konvergenzpunktes
F′ des Schlitz-Lichtstrahles vorhanden sind.
In Fig. 8 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem der Strahlteiler
als Lichtmeßvorrichtung für eine fotografische Kamera
angewendet ist. Bei einer Lichtmeßvorrichtung für eine
Kamera ist es erforderlich, daß sie eine "Proportionalität
zur Blendenzahl (F-Zahl" hat. Mit dem Ausdruck "Proportionalität
zur F-Zahl" ist gemeint, daß die Änderung
des Belichtungspegels proportional zur Änderung der Objektivöffnung
ist. Idealerweise wäre es wünschenswert,
daß die auf den Fotodetektor auftreffende Lichtmenge
um die Hälfte verringert wird, wenn die Blende um eine
Stufe "verkleinert" wird.
Aufgrund der vorstehend erläuterten Charakteristik des
Strahlteilers ist offensichtlich, daß
die
vom Fotodetektor empfangene Lichtmenge zum großen Teil
aus den senkrechten Komponenten der Lichtstrahlen besteht,
die in den Strahlteiler eintreten, wenn die Vorrichtung im Licht-Konvergenzpunkt F′ angeordnet ist wenn die Objektivöffnung
klein wird, liegen selbstverständlich
die Lichtstrahlkomponenten, die den Strahlteiler erreichen,
sehr nahe an den senkrechten Komponenten des Lichtstrahlbündels.
Wenn andererseits die Objektivöffnung groß wird,
umfaßt das in den Strahlteiler eintretende Strahlenbündel einen großen Winkelbereich,
unter Berücksichtigung dieser
Tatsache wird der Anteil der Senkrechtkomponenten niedriger
als im Falle kleiner Öffnungen. Infolge hiervon bedeutet
die Anordnung des Fotodetektors in der Nähe des
Punktes F′, daß er einen großen Anteil des Lichtstrahles
mit Komponenten kleiner Öffnung empfängt, wobei das Verhältnis
zwischen den Lichtstrahlkomponenten für große
Öffnung und denen für kleine Öffnung gestört und damit
die Proportionalität zur F-Zahl verschlechtert wird.
Hieraus ist ersichtlich, daß eine gute Proportionalität
zur F-Zahl dadurch erreicht werden kann, daß der Fotodetektor
entfernt vom Licht-Konvergenzpunkt F′ angeordnet
wird.
In dem Fall, daß ein Umschalten des Lichtmeßsystems von
einem System auf ein anderes System verwendet wird, d. h.,
daß das Durchschnitts-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung,
das Teil-Lichtmeßsystem und das Spot-Lichtmeßsystem verwendet
werden, sollten die folgenden Punkte beachtet
werden.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel für den Entwurf des Lichtmeßsystems,
bei dem die Einstellscheibe 301, der Strahlteiler
302, die Kondensorlinse 303 und der Fotodetektor
310 in dieser Reihenfolge betrachtet von der Seite des
Objektivs angeordnet sind. Bei diesem Systementwurf geht
der in den Strahlteiler 302 eintretende Lichtstrahl
immer durch die Einstellscheibe 301.
Von verschiedenen Herstellern werden viele
Arten von Einstellscheiben 301 hergestellt und sind allgemein
erhältlich. Als Beispiel hierfür soll die Erklärung
in Verbindung mit einer Einstellscheibe erfolgen,
die einen Schnittbild- und einen Mikroprismenabschnitt
hat, wie sie allgemein verwendet wird.
Fig. 15B zeigt eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 15A
gezeigten Lichtmeßsystems, bei der die untere Oberfläche
der Einstellscheibe aus einer Mattscheibe 330
und einem Mikroprismenabschnitt 331 in deren Mittelpunkt
besteht. Hierbei soll der Fall betrachtet werden, daß
Lichtstrahlen 332, 333, 334 und 335 senkrecht auf die
Einstellscheibe projiziert werden. Die in die Mattscheibe
330 eintretenden Lichtstrahlen 332 und 333 werden entsprechend
der Lichtorientierungscharakteristik der Mattscheibe
330 gestreut und hin zu dem Strahlteiler 302
gerichtet. Andererseits werden die in den Prismenabschnitt
331 eintretenden Lichtstrahlen 334 und 335 an
diesem Prismenabschnitt gebrochen und zu dem Strahlteiler
302 unter einem bestimmten Winkel hin projiziert. Auf
der Mattscheibe treffen mehr Lichtstrahlkomponenten auf,
die in der Einfallsrichtung orientiert sind, mit der
Konsequenz, daß, da der in die Einstellscheibe entsprechend
dem Blendenwert des Objektivs eintretende Lichtstrahl
durch die Einstellscheibe gestreut wird, dieser in
den Strahlteiler mit einer Winkelkomponente bezüglich
des einfallenden Lichtstrahls projiziert wird. Beim Prismenabschnitt
trifft der vertikal auf den Strahlteiler
auftreffende Lichtstrahl auf die Einstellscheibe unter
einem Winkel auf, wie im Falle des Lichtstrahls 336.
Anders ausgedrückt, der Lichtstrahl tritt in den Strahlteiler
unter einem anderen Winkel als in die Einstellscheibe
ein.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß der Lichtstrahl
am Licht-Konvergenzpunkt F′ mehr Lichtstrahlkomponenten
für kleine Öffnungen des Objektivs für die in die Mattscheibe
eintretenden Lichtstrahlkomponenten enthält,
aber mehr Lichtstrahlkomponenten für große Öffnung
für die in den Prismenabschnitt eintretenden Lichtstrahlkomponenten.
Wenn das Lichtmeßsystem von dem einen System
auf das andere durch Ändern des Reflexionsschichtbereichs,
wie in Fig. 17 gezeigt, umgeschaltet wird, unterscheidet
sich folglich die Beeinflussung des Aufbaus des Lichtstrahls,
den die Mattscheibe und der Prismenabschnitt empfangen,
für das Durchschnitts-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung,
das Teil-Lichtmeßsystem und das Spot-Lichtmeßsystem.
Insbesondere im Falle der Spot-Lichtmessung ergibt es
sich, daß lediglich der obere Teil des Prismenabschnitts
eine Reflexionsschicht mit der unangennehmen Folge hat,
daß sich die Proportionalität zur F-Zahl zwischen den
verschiedenen Lichtmeßsystemen unterscheidet. Um diese
Probleme zu lösen, ist es notwendig, die Positionsbeziehung
zwischen dem Fotodetektor und der Lichtstrahlverteilung,
die von dem vom Strahlleiter abgeteilten Lichtstrahl
erzeugt wird, wenn dieser aus der Lichtaustritts-Endfläche
austritt, für die verschiedenen Lichtmeßsysteme
gleich zu machen.
Um diese Äquivalenz zu erreichen, gibt es zwei
Methoden:
- (1) Verschieben der Position des Fotodetektors,
- (2) Verschieben der Lage des Licht-Konvergenzpunktes F′, d. h. des Krümmungsmittelpunktes F.
Die erstere Methode ist praktisch nicht anwendbar, da
der in dem Kamera-Hauptgehäuse befestigte Fotodetektor
bewegt werden müßte.
Als Beispiel für die letztere Methode sind drei Ausführungsbeispiele
in den Fig. 16A, 16B und 16C gezeigt.
Das erste Ausführungsbeispiel in Fig. 16A zeigt die Situation,
wenn die Krümmung des Reliefgitters selbst geändert
wird. Wenn die Krümmung groß gemacht wird, kann
der Lichtkonvergenzpunkt F′ zu einem von F′ zu einem
von F′ entfernteren Punkt F′′ verschoben werden. Beim
zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16B erfolgt eine
Änderung der Lichtaustritts-Endfläche. Beispielsweise
dadurch, daß der Endfläche die Form einer zylindrischen,
Konkavlinse gegeben wird, wie dies in der Fig. dargestellt
ist, kann der Licht-Konvergenzpunkt F′ zum Punkt
F′′ verschoben werden. Beim dritten Ausführungsbeispiel
in Fig. 16C wird der Krümmungsmittelpunkt horizontal
verschoben, wodurch der Lichtkonvergenzpunkt F′ nach
F′′ verschoben wird. Anstelle der Lichtaustritts-Endfläche
eine Prismenform wie in Fig. 16D zu geben, kann
der Krümmungsmittelpunkt auch in Querrichtung verschobem werden,
wie dies in Fig. 16e gezeigt ist.
Bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
ist es möglich, den Licht-Konvergenzpunkt so zu verschieben,
daß der Strahlteiler für jedes Lichtmeßsystem ein
konstantes Lichtmeßvermögen hat.
Wie vorstehend ausgeführt, ist es bei den Lichtmeßvorrichtungen
gemäß den Ausführungsbeispielen
möglich, eine passende Belichtung entsprechend dem zu
fotografierenden Objekt zu erzielen, sowie ferner die
Lichtmeßcharakteristik eines jeden Lichtmeßsystems dadurch
zu vereinheitlichen, daß der Krümmungsmittelpunkt
des Reliefgitterabschnittes entsprechend dem Lichtmeßsystem
geändert wird. Deshalb kann durch Verwendung der
Lichtmeßvorrichtung vorteilhaft eine Kamera realisiert
werden, bei der die Lichtmeßsysteme geändert bzw. ausgetauscht werden können.
Im folgenden soll ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Lichtmeßvorrichtung
erläutert werden. Wenn bei dieser Lichtmeßvorrichtung
die Lichtmeßeinheit für jedes Lichtmeßsystem
verwendet wird, indem die einzelnen Einheiten ausgetauscht
werden, stimmen die von dem Strahlteiler zu dem Fotodetektor
herausgeführten Gesamtlichtmengen überein, wodurch
Probleme bei der Ausführung der Belichtungskorrektur,
die beim Austausch der Lichtmeßsysteme ansonsten
erforderlich würde, vermieden werden.
Wie in Fig. 17 gezeigt, breitet sich von jedem Punkt
(x,y) des Gitterabschnittes ein Licht aus, und
wird unter dem Winkel R, unter dem man den Fotodetektor
410 von dem Punkt (x,y) sieht, geführt. Wenn beispielsweise
der Betrachtungswinkel des Fotodetektors 410 von
einem nahen Punkt (x₁, y₁)R₁ ist, und der Betrachtungswinkel
des Fotodetektors 410 von einem fernen Punkt (x₂,y₂)R,
so ist natürlich der Betrachtungswinkel R von
dem fernen Punkt (x₂,y₂) kleiner. Von dem sich von diesen
Punkten ausbreitenden Lichtstrahlen gelangen die
Lichtstrahlen innerhalb des Winkels R₁ von dem nahen
Punkt (x₁,y₁) zu dem Fotodetektor, während die in dem
Winkel R₂ eingeschlossenen Lichtstrahlen von dem fernen
Punkt (x₂,y₂) zu dem Fotodetektor gelangen. Wenn folglich
eine Reflexionsschicht mit demselben Reflexionsfaktor
auf der gesamten Oberfläche vorgesehen ist, unterscheiden
sich die von den einzelnen Punkten zu dem Fotodetektor
geleiteten Lichtmengen. Da sich ferner auch der
Ausbreitungsweg unterscheidet, ergibt sich ein Absorptionsverlust
des Lichts aufgrund des Ausbreitungsmediums;
folglich muß der "Mengenfaktor" betrachtet werden,
mit dem der Lichtstrahl auftrifft, wenn man die
zu dem Fotodetektor geführte Gesamtlichtmenge betrachtet.
Anders ausgedrückt, wenn W(x,y) eine diesen Mengenfaktor
darstellende Funktion ist, kann der zu dem Fotodetektor
geleitete Lichtstrahl folgendermaßen ausgedrückt werden:
In der obigen Gleichung bezeichnet K eine Proportinalitätskonstante,
R(x,y) einen Reflexionsfaktor für einen
Punkt, ds ein Flächenelement im Punkt (x,y) und S den
Bereich der Reflexionsschicht.
Im allgemeinen ist der Mengenfaktor W(x,y) nicht durch
eine analytische Gleichung ausdrückbar, und der Wert I s
kann in einfacher Weise nur durch eine numerische Berechnung
unter Verwendung eines Computers gefunden werden.
Bei den drei Arten von Strahlteilern
mit jeweils unterschiedlichen Strahlteilerflächen,
wie sie in den Fig. 7A, 7B und 7C gezeigt sind, sei die
Lichtmeßfläche für die Durchschnitts-Lichtmessung mit
Mittenbetonung S₁, die Lichtmeßfläche für die Teil-Lichtmessung
S₂ und die Lichtmeßfläche für die Spot-Lichtmessung
S₃. Wenn der Reflexionsfaktor R so bestimmt
wird, daß die Beziehung I s 1 = I s 2 = I s 3 gilt, so wird
die bei der Lichtmeßsystemart zu dem Fotodetektor geleitete
Lichtmenge konstant.
Bei einer Beispielsrechnung hat es sich
herausgestellt, daß das Verhältnis der Reflexionsfaktoren
etwa 1 : 3 ist, wenn ein Strahlteiler für Teil-Lichtmessung
mit einem Bereich von 11 mm und ein Strahlteiler für Spot-Lichtmessung
mit einem Bereich von 6 mm hergestellt werden und
die Ergebnisse experimentell im wesentlichen
übereinstimmen.
Wie vorstehend ausgeführt, wird es durch die Lichtmeßvorrichtung
entsprechend den Ausführungsbeispielen
möglich, durch den
einfachen Austausch der Lichtmeßeinheit in der Kamera
und ohne Notwendigkeit komplizierter Belichtungskorrekturen
zu fotografieren, indem nämlich der
Reflexionsfaktor der Reflexionsschicht in dem Strahlteiler
so gesteuert und eingestellt wird, daß der entsprechend
dem Lichtbereich des Lichtmeßsystems verwendet
werden kann.
Claims (3)
1. Lichtmeßvorrichtung mit einem optischen System, einer in
dessen Strahlengang angeordneten Strahlteilervorrichtung zum
Abtrennen eines Teilstrahls aus dem einfallenden Strahlenbündel
und einem Lichtempfangselement, das den Teilstrahl
aufnimmt, wobei die Strahlteilervorrichtung ein Reliefbeugungsgitter
aufweist, das den Teilstrahl durch Beugung abtrennt
und zu dem Lichtempfangselement richtet, und wobei
das Reliefbeugungsgitter geneigte Oberflächen aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der einen Strahlteilervorrichtung
zumindest eine weitere, gegen die eine austauschbare
Strahlteilervorrichtung mit einem Reliefbeugungsgitter
vorgesehen ist, wobei die Größen der beugenden
Flächen der Reliefbeugungsgitter der austauschbaren Strahlteilervorrichtungen
voneinander verschieden sind, daß die
geneigten Oberflächen jedes Reliefbeugungsgitters im Bereich
seiner beugenden Fläche eine teilreflektierende Beschichtung
aufweisen, und daß sich die Reflexionsgrade der teilreflektierenden
Beschichtungen der mehreren Beugungsgitter
derart unterscheiden, daß die Lichtmenge des auf das
Lichtempfangselement gelangenden Teilstroms bei den mehreren
Strahlteilervorrichtungen gleich ist.
2. Lichtmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Strahlteilervorrichtung aus einem mit einem teilreflektierenden
Material beschichteten und mit der Reliefstruktur
versehenen ersten transparenten Element und einem
zweiten transparenten Element gebildet ist und daß das
erste und das zweite Element mit einem die Reliefstruktur
ausfüllenden Haftmittel zusammengefügt sind.
3. Lichtmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische System einen Sucher einer
photographischen Kamera bildet, und daß die Strahlteilervorrichtung
in der Nähe der Brennebene angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10258880A JPS5727228A (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Optical separator |
JP10259380A JPS5727245A (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Photometric device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3129325A1 DE3129325A1 (de) | 1982-05-06 |
DE3129325C2 true DE3129325C2 (de) | 1990-10-31 |
Family
ID=26443279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813129325 Granted DE3129325A1 (de) | 1980-07-25 | 1981-07-24 | "vorrichtung zur messung des einfallenden lichts" |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4486096A (de) |
DE (1) | DE3129325A1 (de) |
GB (1) | GB2084336B (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3236772C2 (de) * | 1982-10-05 | 1994-08-04 | Gossen Gmbh | Belichtungsmesser |
JPS6032031A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-02-19 | Canon Inc | 撮影装置 |
DE3517650A1 (de) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronic mbH, 2000 Hamburg | Integrierende empfangseinrichtung fuer laserstrahlung |
US5470398A (en) * | 1990-09-25 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric thin film and method of manufacturing same |
US5218423A (en) * | 1991-09-27 | 1993-06-08 | Hughes Aircraft Company | Method and apparatus for generating a plurality of radiation beams from incident radiation in a multiple wavelength interferometer |
US5473431A (en) * | 1993-04-29 | 1995-12-05 | Conner Peripherals, Inc. | Interferometric flying height measuring device including an addition of a spacer layer |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3464337A (en) * | 1966-04-15 | 1969-09-02 | Pentacon Dresden Veb | Mirror reflex camera with internal photoelectric light meter |
DE2361626C3 (de) * | 1972-12-11 | 1979-01-25 | Canon K.K., Tokio | Anordnung zur Messung der Intensität eines Strahlenbündels in einem optischen System |
US4103153A (en) * | 1975-06-06 | 1978-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for measuring light incident on an image forming optical system |
US4178084A (en) * | 1975-06-06 | 1979-12-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for measuring light incident on an image forming optical system |
JPS5342042A (en) * | 1976-09-28 | 1978-04-17 | Canon Inc | Light splitter |
JPS55101922A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Canon Inc | Light splitter |
-
1981
- 1981-07-20 US US06/285,404 patent/US4486096A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-07-22 GB GB8122521A patent/GB2084336B/en not_active Expired
- 1981-07-24 DE DE19813129325 patent/DE3129325A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4486096A (en) | 1984-12-04 |
GB2084336A (en) | 1982-04-07 |
DE3129325A1 (de) | 1982-05-06 |
GB2084336B (en) | 1985-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3686328T2 (de) | Transparenter projektionsschirm. | |
DE69831041T2 (de) | Diffraktives optisches Element und optisches System unter Verwendung desselben | |
DE3003467C2 (de) | ||
DE2361626C3 (de) | Anordnung zur Messung der Intensität eines Strahlenbündels in einem optischen System | |
DE2856542C2 (de) | ||
DE3129325C2 (de) | ||
DE2019240A1 (de) | Kopiervorrichtung fuer Farbphotographie | |
DE19962712A1 (de) | Anzeigevorrichtung für den Sucher einer einäugigen Spiegelreflexkamera | |
DE2627248C3 (de) | Belichtungsmeßeinrichtung für eine einäugige Spiegelreflexkamera | |
DE69518990T2 (de) | Linsenstruktur ohne sphärische aberration und stereoskopische kamera mit einer solchen linsenstruktur | |
DE19811989B4 (de) | Dünnschichtspektrometer mit Transmissionsgitter | |
DE3129324C2 (de) | ||
DE102009054706A1 (de) | Vorrichtung zur räumlichen Darstellung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2136071C3 (de) | Entfernungsmeßsystem für eine Kamera | |
DE3246832A1 (de) | Strahlteiler | |
DE2659725A1 (de) | Suchersystem fuer eine kamera | |
DE3145638C2 (de) | Schwenkspiegel für eine einäugige Spiegelreflexkamera. | |
DE3151129C2 (de) | Photographische Kamera mit einer einen Belichtungsmesser aufweisenden Belichtungssteuerschaltung | |
DE3044934C2 (de) | Einstellscheibe | |
DE3129164A1 (de) | Vorrichtung zur messung des in ein optisches system einfallenden lichts | |
DE3041969C2 (de) | ||
DE2262218A1 (de) | Sucherbaugruppe zum einfuegen in eine fotokamera | |
DE2626758C3 (de) | Optisches Suchersystem für eine einäugige Spiegelreflexkamera | |
CH379791A (de) | Photoelektrischer Belichtungsmesser mit Lichtstrahlenbegrenzer | |
DE3007576C2 (de) | Belichtungs-Vorrichtung für fotografische Vergrößerungsapparate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |