-
EINÄUGIGER SPIEGELREFLEXSUCHER UND VERFAHREN
-
ZUR JUSTIERUNG DESSELBEN Die Erfindung bezieht sich auf einen Sucher
vom einäugigen Spiegelreflextyp (im folgenden einäugiger Spiegelreflexsucher oder
einfach Spiegelreflexsucher) für Kameras, wie beispielsweise VTR-Kameras (Videokameras),
sowie auf eine Verfahren zur Justierung eines derartigen Suchers zur Beseitigung
irgendwelcher Abweichungen des Sucherbildes von der optischen Achse des Suchers
sowie irgendwelcher Neigungen des Sucherbildes, um eine vollständige Übereinstimmung
zwischen dem Sucherbild und einem auf einer Bildaufnahmeeinrichtung in der Kamera
fokussierten Bild zu erreichen.
-
Sucher in Kameras sollen der Bedienungsperson ein Sucherbild liefern,
das so genau wie möglich mit einem Bild auf einem Film oder einer Bildaufnahmeeinrichtung
in der Kame-
ra überinstimmt. Sogenannte zweiäugige Spiegelreflexkameras
liefern keine korrekten Sucherbilder, da das Sucherbild von einem Lichtstrahl erzeugt
wird, der durch ein Sucherobjektiv eintritt, dessen Position sich von dem Obnektiv
unterscheidet, durch das Bilder auf dem Film oder auf der Bildaufnahmeeinrichtung
gebildet werden.
-
Heute verwenden viele Kameras Sucher vom einäugigen Spiegel reflextyp
(Spiegelreflexsucher), bei denen ein Teil des durch ein Hauptobjektiv der Kamera
eintretenden Lichts so geführt wird, daß Bilder im Sucher und auf der Bildaufnahme-
bzw. Scharfeinstellfläche identisch miteinander sind.
-
Videoband-Aufzeichnungskameras (VTR-Kameras bzw. Videokameras) weisen
derartige einäugige Spiegelreflexsucher auf, weil die Bilder im Sucher und auf der
Bildaufnahmeeinrichtung leicht außer Übereinstimmung sind, da ihre Größe insbesondere
verglichen mit der Größe-von 35 mm-Fotoapparaten vergleichsweise klein ist; Überwachungs
- Bildschirme werden bei der Aufnahme verwendet, um eine fehlende übereinstimmung
zwischen dem Sucherbild und dem entsprechenden aufgenommenen Bild herauszufinden.
-
Bei den bekannten einäugigen Spieqelreflexsucbern treten jedoch Bearbeitungs-
und Zusammenbaufehler auf, die zu Abweichungen des Sucherbildes von der optischen
Achse des Suchers oder zu geneigten Sucherbildern führen. Bekannt Anordnungen zur
Korrektur der Bildabweichung bzw. der Neigung weisen Einstellschrauben zur Neigung
des Sucherspieeis und der Sucherprismen auf; hierbei ist jedoch ein lästiges und
zeitraubendes "trial-and-error"-Verfahren erforderlich, um ein brauchbares Sucherbild
zu erhalten.
-
Ein einäugiqer Spiegelreflexsucher für einem VTk-Kamera weist beispielsweise
ein Prisma, das um eine erste optische Achse, die sich durch das Hauptobjektiv und
eine Bildaufnahmeeinrichtung der Kamera erstreckt, oder um eine zweite optische
Achse drehbar ist, die sich ein Sucher-
Hauptobjektiv senkrecht
zur optischen Achse erstreckt, und einen Spiegel auf, der bezüglich seiner Winkellage
um die zweite optische Achse oder um eine dritte optische Achse drehbar ist, die
sich durch das Okular des Suchers senkrecht zu der zweiten optischen Achse und parallel
zu der ersten optischen Achse erstreckt, um hierdurch den gewünschten Abweichungsgrad
eines Sucherbildes von der dritten optischen Achse und die Neigung des Sucherbildes
zu erhalten, damit Übereinstimmung zwischen dem Sucherbild und einem auf der Bildaufnahmeeinrichtung
fokussierten Bild erzielt wird. Der Spiel ist an einem Bilderzeugungspunkt des Sucher-IIauptobjektivs
angeordnet oder hat eine Reflexionsfläche, die durch einen zweiten Hauptpunkt des
Sucher-Hauptobjektivs geht. Der Spiegel kann um eine Achse drehbar sein, die senkrecht
sowohl zur zweiten als auch zur dritten Achse ist oder kann verschiebbar sein, um
irgendwelche vertikalen Abweichungen des Sucherbildes von der dritten optischen
Achse zu korrigieren.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen einaugigen Spiegel reflexsucher
für eine Kamera zu schaffen, der ein Sucherbild erzeugt, das mit dem auf einer Bildaufnahmeinrichtung
der Kamera gebildeten Bild übereinstimmt, sogar wenn ein Sucherspiegel fehlerhaft
zusammengebaut ist. Ferner soll ein einäugiger Spiegelreflexsucher für eine Kamera
geschaffen werden, bei dem horizontale und vertikale Abweichungen des Sucherbildes
von der optischen Achse des Suchers sowie Neigungen des Sucherbildes bei Betrachtung
durch das Okular des Suchers leicht eingestellt werden können.
-
DaJ-ÜBer hinaus soll. ein Verfahren zur Ju-;Licruna eines einäugigen
Spiegelreflexsuchers geschaffen werden, um Abweichungen von der optischen Achse
sowie Neigungen des Sucherbildes zu korrigieren.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei-
spielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische
Seitenansicht einer VTR-Kamera mit einem einäugigen Spiegelreflex-Sucher, Figur
2, 3 und 4 vergrößerte Schemaansichten de; Lichtwcges bei Reflexion durch einen
Sucherspiegel zur Erläuteruna der Bedingungen, in denen die Sucherbilder in oder
außer Übereinstimmung mit den auf der Bildaufnahmeeinrichtung in einer Kamera erzeugten
(fokussierten) Bildern sind, Figur 5 a und 5 b vergrößerte Schemaansichten des Lichtweges
bei Reflexion durch einen Spiegel in einem einäugigen Spiegelreflexsucher bei einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, Figur 6 a bis 6 d Seitenansichten verschiedener
erfindungsgemäßer Sucherspiegel, Figur 7 eine Schemaansicht, die die Abweichung
einer Sucherbildes von der optischen Achse erläutert, die durch Kippen eines Prismas
erzeugt wird, Figur 8 eine Aufsicht auf einen herkömmlichen Spiegel Einstellmechanismus,
Figur 9 einen Querschnitt bei der Linie IX - IX in Figur 8, Figur 10 eine Schemaansicht,
die eine zweidimensionale Analyse der Abweichungen eines Sucherbildes von der optischen
Achse zeigt, wenn sich ein Spiegel in seiner Normalstellung befindet und ein Prisma
aus seiner Normalstellung geneigt ist, Figur 11 - 14 Schemaansichten zur Erläuterung
einer drei-
dimensionalen Analyse einer derartigen Sucherbild-Abweichung,
Figur 15 eine Schemaansicht einer weiteren dreidimensionalen Analyse der Abweichung
eines Sucherbildes von der optischen Achse, Figur 16 und 17 Schemaansichten, die
eine zweidimensionale Analyse der Abweichung eines-Sucherbildes von der optischen
Achse erläutern, wobei sich das Prisma in seiner Normalstellung befindet, und der
Spiegel aus seiner Normalstellung gekippt ist, Figur 18 eine Schemaansicht zur Erläuterung
einer dreid ilnons 1 oia en Analyse einer derartigen Suche rbild-Abweichung, Figur
19 einen Weg, auf dem der erfindungsgemäße einäugige Spiegelreflexsucher justiert
wird, Figur 20 und 21 Schemaansichten zur Erläuterung einer weiteren dreidimensionalen
Analyse der Abweichung eines Sucherbildes von der optischen Achse, Figur 22 eine
Seitenansicht eines Justierprismaaufbaus, Figur 23 , 24 und 25 Seitenansichten bei
den Linien XXIII-XXIII, XXIV-XXIV und XXV-XXV in Figur 22, Figur 26 eine Seitenansicht
eines weiteren Justierprisma-Aufbaus, Figur 27 eine Seitenansicht eines Justierspiegel-Aufbaus,
und Figur 28 eine Seitenansicht eines weiteren Justierspiegel-Aufbaus.
-
Wie in Figur 1 gezeigt ist, hateinevideoband-Aufzeichnungskamera (VTR-Kamera)
an ihrer Vorderseite (in der Abbildung rechts) ein Hauptobjektiv bzw. ein Varioobjektiv
2, das ein afokales System bildet, mit einer ersten optischen Achse A1-A2 (im folgenden
als "Varioóbjektivachse" bezeichnet) für den Durchgang von Licht von einem Objekt.
-
Ein Prisma 3 ist in der Varioobjektivachse A1-A2 angeordnet und weist
eine teildurchlässige Fläche 3 a auf, die unter einem 450-Winkel zu der Varioobjektivachse
A1-A2 zum Ablenken eines Teils des Lichts angeordnet ist, das durch das Varioobjektiv
2 eintritt, damit dieses durch ein Sucher-Hauptobjektiv 4 längs einer zweiten optischen
Achse B1-B2 (im folgenden als "optische Vle auptachse" bezeichnet), die sich im
wesentlichen senkrecht zu der Varioobjektivachse A1-A2 erstreckt. Der Rest des Lichts,
der durch das Prisma 3 hindurchgeht, breitet sich längs der Varioobjektivachse A1-A2
aus. Ein Spiegel 5 ist in der optischen VF-Hauptachse B1 -B2 angeordnet; seine Reflexionsfläche
schließt einen 4Winkel mit dieser zur Reflexion des durch das Sucher-Hauptobjektiv
4 kommenden Lichts ein, damit sich dieses längs einer dritten optischen Achse C1-B2
(im folgenden als "optische VF-Achse" bezeichnet) ausbreitet, die sich im wesentlichen
senkrecht zu der optischen VF-Hauptachse B1-B2 und parallel zu der Varioobjektivachse
A1-A2 erstreckt. Das Sucher-Hauptobjektiv 4 definiert eine erste Bilderzeugungsebene
6 und eine zweite Bilderzeugungsebene 9 mit einem Abstand in Richtung der optischen
VF-Achse C1-C2 . Entlang der optischen VF-Achse C1-C2 sind eine Feldlinse und eine
Relaislinse 8 vorgesehen, die zusammen die zweite Bilderzeugungsebene 9 definieren,
an der eine VF-Maske 10 angeordnet ist. Ein Okular 11 mit einer Linse 11 a ist ebenfalls
in der optischen VF-Achse C1-C2 an der dem Vario-Objektiv 2 gegenüberliegenden Seite
der VTR-Kamera angeordnet.
-
Längs der Varioobjektivachse A1 -A2 sind ein Etauptobjektiv 21, ein
Kristallfilter 22 und eine Vidicon-Röhre 23 angeordnet, deren Endfläche 23 a dem
Filter 22 zur Erzeugung eines Bildes darauf gegenüberliegt.
-
Bei der Kamera mit einem derartigen einäugigen Spiegelreflexsucher
werden das Sucherbild, das durch das Okular 11 gesehen wird, und das auf der Bilderzeugungsfläche
23 a der Vidicon-Röhre 23 erzeugte Bild durch einen durch das Varioobjektiv 2 hindurchgehenden
Lichtstrahl erzeugt; somit stimmen sie theoretisch vollständig überein. Tatsächlich
besteht jedoch die Tendenz, daß die Bilder aufgrund von Bearbeitungs- und Zusammenbaufehlern
von Teilen des Suchers nicht übereinstimmen. Genauer gesagt würde, wie in Figur
2 gezeigt ist, ein Lichtstrahl a, der durch das Sucher-Hauptobjektiv 4 hindurchgeht,
an einem Punkt Q1 auf der optischen VF-Hauptachse B1-B2 ohne den Spiegel 5 konvergieren.
Wenn der Spiegel 5 auf der optischen VF-Hauptachse B1-B2 vorhanden ist und die letztere
im Punkt P kreuzt, wird der Lichtstrahl a durch den Spiegel 5 reflektiert und konvergiert
an einem Bilderzeugungspunkt Q2 auf der optischen VF-Achse C1-C2. Wenn der Spiegel
5 zur optischen VF-Hauptachse B1-B2 genau einen Winkel von 450 einschließt, gilt
die folgende Gleichung: PQ1 = PQ2 = 1 ilierbei ist 1 der Abstand zwischen den Punkten
P und Q1.
-
Wenn der Spiegel 5 eine Winkelabweichung a von der 450-Stellung hat,
wie dies in Figur 3 gezeigt ist, konvergiert der Lichtstrahl a an einem Punkt Q3
auf einer geraden Linie, die sich durch einen Punkt P erstreckt, an dem der Spiegel
5 die optische. VF-Hauptachse B1-B2 kreuzt, und bildet einen Winkel ß mit der optischen
VF-Linie C1-C2. Bei einer derartigen Anordnung gelten die
folgenden
Gleichungen: ß = 2a ... (1) e' = ecosß = ecos2α ... (2) d1 = esinß = esin2α
... (3) d2 = e - e' = e(1 - cos2α) ... (4) Hierbei ist d1 der Abstand zwischen
dem Punkt Q3 und der optischen VF-Achse C1-C2, l' der Abstand zwischen dem Punkt
Q3 und der optischen VF-Hauptachse 1132 und d2 der Unterschied zwischen den Abständen
1 und 1'. Der Abstand d1 in Gleichung (3) zeigt die Abweichung von der optischen
VF-Achse C1 und C2 an und der Abstand d2 in Gleichung (4) zeigt die axiale Abweichung
des Bilderzeugungspunktes Q3 an. Die dargestellte Abweichung d1 ist zwar senkrecht
bezogen auf die VTR-Kamera, es besteht aber auch die Tendenz, daß eine horizontale
Abweichung in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene erzeugt wird.
-
Die Gleichungen (1) bis (4) gelten, wenn der Lichtstrahl a ein Bild
an einem Punkt Q1 vor dem Punkt P auf der optischen VF-Hauptachse B1-B2 erzeugt
und der Lichtstrahl a, da er von dem Spiegel 5 reflektiert wird, einen sichtbaren
Bilderzeugungspunkt Q2 hervorruft, wie dies in Figur 4 gezeigt ist.
-
Zur Beseitigung der Abweichungen des Sucherbildes ist es allgemeine
Übung, die Position der Maske 10 und der Relaislinse (Relaisobjektiv) 8 in der zusammengebauten
VTR-Kamera einzustellen; dieser Vorgang erfordert viele Einstellschritte und führt
zu erhöhten Herstellungskosten der Kamera.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beruht ein
einäugiger
Spiegelreflexsucher auf dem Prinzip, daß die Abstände d und d2 in den obigen Gleichungen
(3), (4) und somit die Abweichung des Sucherbildes 0 werden, wenn 1 = O. Wie in
Figur 5 a gezeigt ist, konvergiert ein durch das Sucher-Hauptobjektiv 4 kommender
Lichtstrahl a an einem Punkt P und erzeugt an diesem Punkt ein Bild, an dem der
Spiegel 5 die optische VF-Hauptachse B1-B2 kreuzt und genau einen 450-Winkel einschließt.
In Figur 5 b hat der Spiegel 5 eine Winkelabweichung a von der 450-Stellung und
schneidet die optische VF-Hauptachse B1-B2 an dem Punkt P, an dem der Lichtstrahl
a konvergiert und ein Bild erzeugt. In den Figuren 5 a und 5 b sind der Punkt P
und die Punkt Q1 und Q2 miteinander in Übereinstimmung und es gelten die folgenden
Gleichungen: PQ1 = PQ2 = = 0 ... (5) dl = d2 O ... (6) Diese Gleichungen zeigen,
daß ein gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel in den Sucher erzeugtes Sucherbild
keine Abweichung von der optischen VF-Achse aufweist und die Bilderzeugungsposition
nicht in Axialrichtung verschoben ist. Damit ist keine Justierung beim Zusammenbau
erforderlich und man erzielt vollständige Übereinstimmung zwischen den Sucherbildern
und den Bildern auf der Bildaufnahmeeinrichtung.
-
Mit dem Aufbau dieses Ausführungsbeispiels hat das Sucher-Hauptobjektiv
eine erste Bilderzeuaungsebene, die auf der ieflexionsfläche des Spiegels 5 liegt;
wenn der Spiegel 5, wie in Figur 6 a gezeigt ist, freiliegend bleibt, sieht man
durch das Okular jeglichen auf der Spiegeloberfläche vorhandenen Staub oder Schmutz,
was zu einem verschlechterten Sucherbild führt. Zur Verhinde-
rung
vop Staub- oder Schmutzniederschlag auf der Spiegeloberfläche ist eine Vielzahl
von Spiegelaufbauten verfügbar. Beispielsweise zeigt Figur 6 b ein Prisma 31 mit
einer geneigten Fläche 31 a, die verspiegelt ist, d.h., die mit einer.Spiegelbeschichtung
versehen ist. In Figur 6 c ist der Spiegel 5 fest in einem Kasten 32 angebracht,
der an seinen Seiten ein Linsenpaar 4, 7 trägt, das in Axialrichtung mit der optischen
VF-Hauptachse bzw. der optischen VF-Achse ausgerichtet ist. Alternativ trägt ein
Prisma 31 mit einer geneigten, verspiegelten Fläche 31 A auf seinen zueinander senkrechten
Seiten ein Paar von Linsen 4,7, das axial zu der optischen VF-Hauptachse bzw..der
optischen VF-Achse ausgerichtet ist, wie dies in Figur 6 d gezeigt ist.
-
In Figur 7 ist die Spiegelfläche 3 a des Prismas 3, wie mit durchgezogenen
Linien dargestellt ist, unter einem Winkel e gekippt, der nicht gleich 450 ist.
Ein Lichtstrahl 31, der durch das Varioobjektiv 2 hindurchgeht, wird teilweise durch
die Spiegelfläche 3 a in einem Lichtstrahl 31 b reflektiert, der sich auf einem
Weg ausbreitet, der bezüglich der optischen VF-Hauptachse B1-B2 unter dem Einfallswinkel
geneigt ist, bevor er eine erste Hauptebene 4 a des Sucher-Hauptobjektivs 4 erreicht.
Der Lichtstrahl 31 b breitet sich parallel zu der optischen VF-Hauptachse B1-B2
zwischen der ersten Hauptebene 4 a und oder zweiten Hauptebene 4 b des Sucher-Hauptobjektivs
4 aus. Der Lichtstrahl 31 b verläßt das Sucher-Hauptobjektiv 4 unter einem Winkel,
der gleich dem Einfallswinkel ist, wird durch den Spiegel 5 reflektiert und erzeugt
ein Bild an einem Punkt Q auf der ersten Bilderzeugungsebene 6 des Sucher-Hauptobjektivs
4.
-
Wenn das Prisma 3 entsprechend dem Entwurf eingebaut ist, d.h., wenn
die Spiegeloberfläche 3 a einen 450-Winkel mit den Achsen A1-A2 und B1 -B2 einschließt,
erzeugt ein
Lichtstrahl 31 a, der durch das Sucher-Hauptobjektiv
4 hindurchgeht und von dem Spiegel 5 reflektiert wird, ein Bild am Punkt QO. Wenn
das Prisma 3 gekippt ist, weicht deshalb das sich ergebende Sucherbild vertikal
(wie gezeigt) um # = QQ0 von der optischen VF-Achse C1-C2 ab.
-
Wenn das Prisma 3 und/oder der Spiegel 5 gegenüber der Entwurfsposition
geneigt sind, ist das durch das Okular gesehene Sucherbild geneigt; dieses Phänomen
wird als "Bildneigung" bezeichnet.
-
Die Bildabweichung und -neigung sollte durch Justieren des Suchers
beseitigt werden. Ferner gibt es mehrere Umstände, unter denen der Sucher so eingestellt
werden sollte, daß'sich ein bestimmter Grad der Bildabweichung von der optischen
Achse ergibt, sogar wenn der Spiegel und das Prisma an ihrer jeweiligen Stelle ohne
Fehler eingebaut sind. Wenn beispielsweise der Mittelpunkt der VF-Maske nicht mit
der optischen VF-Achse C1-C2 ausgerichtet ist, während der Mittelpunkt der Bildfokussierfläche
23 a mit der Varioobjektivachse A1-A2 ausgerichtet ist, stimmt der Mittelpunkt des
Sucherbildes nicht mit dem Mittelpunkt der B.ildfokussierfläche 23 a überein; deshalb
sollte mittels einer Einstellung diese Abweichung beseitigt werden.
-
Bei einem herkömmlichen einäugigen Spiegelreflex-Sucher ist ein Justiermechanismus
eingebaut, wie er in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist. Der Justiermechanismus weist
eine Klammer 1 a auf, die an der VTR-Kamera angebracht ist, und einen Spieaelhalter
12 trägt, der federnd an der Klammer 1 a mittels einer Feder 13 befestigt ist, die
an dem Spiegelhalter 12 mit einer Schraube 14 befestigt ist.
-
Drei voneinander beabstandete Einstellschrauben 15 erstrecken sich
mit einem Gewindeeingriff durch die Klammer 1 a hin zu einem Anlageeingriff mit
dem Spiegelhalter 12. Der Spiegelhalter 12 trägt den Spiegel 5 an sei-
ner
den Einstellschrauben 15 gegenüberliegenden Oberfläche. Der Spiegel 5 kann in seiner
Neigung bezüglich der Xlammer 1 a durch Drehen einer oder mehrerer Einstellschrauben
15 geändert werden, um irgendwelche Abweichungen oder Neigungen des Sucherbildes
einzustellen.
-
Bei der gezeigten bekannten Einstellanordnung muß der Einstellvorgang
mittels Schrauben mehrmals nach "trialand-error" wiederholt werden, bis die gewünschte
Einstellung erreicht ist, da eine horizontale Abweichung des Sucherbildes von der
optischen Achse notwendigerweise vom Auftreten einer vertikalen Abweichung des Sucherbildes
von der optischen Achse begleitet wird. Üblicherweise ist das Prisma 3 mittels eines
Mechanismus justierbar, der ähnlich dem in den Figuren 8 und 9 gezeigten ist.
-
Der Versuch, irgendwelche Abweichungen des Sucherbildes von der optischen
Achse durch Justieren des Prismas 3 zu korrigieren, führt jedoch zur Erzeugung einer
Bildneigung; umgekehrt kann eine Korrektur zur Einstellung der Bildneigung zu einer
Abweichung des Sucherbildes von der optischen Achse führen. Deshalb müssen das Prisma
3 und/ oder der Spiegel 5 wiederholt nach "trial-and-error" eingestellt werden,
bis das gewünschte Sucherbild erreicht wird; dieser Vorgang ist außerordentlich
lästig und zeitaufwendig.
-
Im folgenden sollen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben
werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Abweichungen von
der optischen Achse und Neigungen der Sucherbilder in erster Linie dadurch hervorgerufen
werden, daß das Prisma und der Spiegel unter einem falschen Winkel angebracht werden.
-
Bei der folgenden Beschreibung soll angenommen werden, daß die weiteren
Teile außer dem Prisma und dem Spiegel entsprechend dem Entwurf hergestellt und
geeignet zusammengebaut sind, und daß das Prisma keine Bildfehler er-
zeugt.
Zwar wird der Lichtstrahl, wenn er durch das geneigte Prisma 3 hindurchgeht, etwas
gebeugt, wie dies in Figur 7 gezeigt ist, der Bilderzeugungspunkt bleibt jedoch
derselbe und somit wird die Beugung in der Zeichnung vernachlässigt. Wenn ferner
lediglich die teildurchlässige Fläche 3 a des Prismas gegenüber der 450-Stellung
gekippt ist, ist der Bilderzeugungspunkt etwas durch die Beugung verschoben, der
der Lichtstrahl unterworfen ist, wenn er durch das Prisma 3 hindurchgeht. Da diese
Verschiebung jedoch äußerst klein verglichen mit der Bildabweichung von der optischen
Achse ist, die durch die geneigte bzw. gekippte teildurchlässige Sp-iegelfläche
3 a erzeugt wird, soll sie, als wenn sie keine Fehler hervorrufen würde, vernachlässigt
werden.
-
Als erstes soll der Fall betrachtet werden, daß der Spiegel in seiner
Normalstellung angeordnet ist-und das Prisma aus seiner Normalstellung verkippt
ist. In Figur 4 wird ein Punkt Q1, an dem ein Lichtstrahl 41 sich längs der Varioobjektiv-Achse
A1-A2 ausbreitet, durch die teildurchlässige Flache 3 a des Spiegels 3 zum Teil
reflektiert, wodurch ein virtuelles Bild Q2 des Punktes Q1 gebildet wird. Der Lichtstrahl
41 wird am Punkt 0i auf der teildurchlässigen Fläche 3 a reflektiert, an dem die
Varioobjektivachse A1-A2 die optische VF-Hauptachse B1-B2 schneidet, und breitet
sich hin zu dem Sucher-Hauptobjektiv 4 längs einer geraden Linie aus, die durch
die Punkte Q2O1 hindurchgeht. Der Lichtstrahl 41 ist aus der optischen VF-Hauptachse
B1 -B2 um einen Winkel 6 verkippt, der als Funktion des Winkels (0 - 45) ausgedrückt
werden kann, um den die teildurchlässige Fläche 3 a aus der 450-Referenzstellung
verschwenkt ist, sowie als Funktion des Punktes Q1; der Winkel 8 ist zwischen der
optischen VF-Haupt,objektivachse b1-b2 und der teildurchlässigen Fläche 3 a eingeschlossen.
-
Es wird angenommen, daß ein Lichtstrahl 42 sich parallel
zu
dem Lichtstrahl 41 ausbreitet und von der teildurchlässigen Fläche 3 a hin zu dem
Sucher-Hauptobjektiv 4 längs einer Linie reflektiert wird, die durch einen ersten
Hauptpunkt K1 des Sucher-Hauptobjektivs 4 hindurchgeht.
-
Da die Lichtstrahlen 41 und 42 ein Bild am selben Punkt bilden, führt
die Auffindung des Bilderzeugungspunktes durch den Lichtstrahl 42 selbsttätig zu
der Entdeckung des Bilderzeugungspunktes durch den Lichtstrahl 41. Der Lichtstrahl
42 tritt aus dem Sucher-Hauptobjektiv längs einer Linie aus, die sich durch den
zweiten Hauptpunkt K2,des Sucher-Hauptobjektivs 4 unter einem Winkel 6 zu der optischen
VF-Hauptachse B1-B2 erstreckt, und wird von dem Spiegel 5 hin zu dem Okular 11 a
reflektiert.
-
Nimmt man an, daß der Spiegel 5 ein virtuelles Bild K2 des Punktes
K2' des Punktes K2 erzeugt, so wird der Lichtstrahl 42 von dem Spiegel 5 längs einer
Linie reflektiert, die sich unter einem Winkel 6 zu der optischen VF-Achse C1 -C2
erstreckt. Der Lichtstrahl 42 schncidet, da er reflektiert wird, die erste Bilderzeugungsebene
6 des Sucher-Hauptobjektivs, die von dem,virtuellen Bild K2' in Richtung auf das
Okular um einen Abstand fm beabstandet ist, der gleich der Brennweite des Sucher-Hauptobjektivs
4 ist. Der Punkt Q dient als Bilderzeugungspunkt für eine Gruppe von Lichtstrahlen,
die die Lichtstrahlen 41 und 42 einschließen. Deshalb kann die Abweichung A. des
Sucherbildes von der optischen VF-Achse C1-C2 gefunden werden.
-
Die vorstehende zweidimensionale Analyse kann im Prinzip für die dreidimensionale
Analyse verwendet werden, um Gleichungen abzuleiten, mit denen die Abweichung des
Sucherbildes von der optischen Achse gefunden wird. Wie in Figur 11 cezeiyt ist,
wird ein Koordinatensystem (x, y, z) eingeführt, bei dem die Koordinatenachse x
in der Varioobjektivachse A1-A2, die Koordinatenachse z in der optischen VF-Hauptachse
B1-B2 liegen und die Koordinaten, achse y sich senkrecht zu den Achsen x und z erstreckt,
wobei
der Punkt 0 1 der Ursprung ist. Ein weiteres Koordinatensvstem (x2, Y2 Z2) wird
dadurch erzeugt, daß das xyz-Koordinatensystem um die x-Achse um einen Winkel und
anschließend um die y-Achse um einen Winkel e gedreht wirdt die teildurchlässige
Fläche 3 a liegt in einer Ebene, die die Koordinatenachsen y2 und z2 enthält.
-
Die Koordinaten des Punktes Q1 seien (x, y, z) im Koordinatensystem
xyz und (x2, y2, Z2) im Koordinatensystem x2, y2, Z2 Das virtuelle Bild 02, das
vom Punkt Q1 mittels der teildurchlässigen Fläche 3 a gebildet wird, hat die Koordinaten
(-x2, Y2 Z2) Das virtuelle Bild Q2 kann in dem Koordinatensystem xyz durch die Koordinatentransformation
des Punktes Q1 (x, y, z) in dem entsprechenden Punkt (x2, z2, Z2) dadurch ausgedrückt
werden, daß seine Koordinate x2 in die Koordinate -x2 geändert wird,und durch eine
Rücktransformation in den entsprechenden Punkt im Koordinatensystem xyz. Die Koordinaten
(x, y, z) des Punktes Q2 im Koordinatensystem xyz sind:
| x 1 0 0 cos# 0 -sin# |
| # y # = # 0 cos# -sin# # # 0 1 0 # |
| z 0 -sin# cos# sin# 0 cos# |
| -1 0 0 cos# 0 sin# |
| # 0 1 0 # # 0 1 0 # |
| 0 0 1 -sin# 0 cos# |
| 1 0 0 x |
| # 0 cos# sin# # # y # .... (7) |
| 0 sin# cos# z |
Diese Gleichungen können reduziert werden auf:
| x cos2#, -sin#sin2#, |
| y # = - # -sin#sin2#, -cos²#-sin²#cos2#, |
| z cos#sin2#, -sin#cos#(1-cos2#), |
| cos#sin2# x |
| -cos#sin#(1-cos2#) # y # ... (8) |
| -sin²#-cos²#cos2# |
Der Winkel, der zwischen einer geraden Linie, die den virtuellen Bildpunkt Q1 und
den Punkt 0 1 verbindet, und der z-Achse gebildet wird, sei y gesehen in Richtung
der x-Achse und der Winkel zwischen.dieser geraden Linie und der z-Achse gesehen
in Richtung der y-Achse sei 8 (siehe Figur 12). Die Winkel y und 6 können wie folgt
ausgedrückt werden: tanγ = y/z ... (9) z.
-
tan# = - x/z ...(10) Diese Gleichungen zeigen, daß Lichtstrahlen,
die sich parallel zu dem durch die Punkt Q101 hindurchgehenden Lichtstrahl 41 ausbreiten,
hin zu dem Sucher parallel zu den Lichtstrahlen abgelenkt werden, die durch die
Punkte Q201, gehen, d.h. da:3' sich das Licht längs der durch die Winkel y und 6
bestimmten Richtung ausbreitet. Außerhalb dieser parallen Lichtstrahlen wird zur
Bestimmung des Bilderzeugungspunktes der Lichtstrahl 42verfplgt, der sich hin zum
ersten Hauptpunkt K1 des Sucher-Hauptobjektivs ausbreitet.
-
Die anderen Lichtstrahlen konvergieren am Bilderzeugungspunkt, der
so gefunden wird. Der Lichtstrahl 42 tritt in das Sucher-Hauptobjektiv 4 in Richtung
auf den ersten Hauptpunkt K1 ein und verläßt das Sucher-Hauptobjektiv 4 am zweiten
Hauptpunkt K2 längs einer Linie parallel zu dieser Richtung. Der Lichtstrahl 42
wird, da er das Sucher-Hauptobjektiv 4 verläßt, von dem Spiegel 5 reflektiert und
erreicht die erste Bilderzeugungsebene 6. Der Punkt Q, an dem der Lichtstrahl 42
die Bilderzeugungslinie 6 schneidet, dient als Bilderzeugungspunkt für parallele
Linien, die die Lichtstrahlen 41 und 42 einschließ en.
-
Wie in Figur 13 gezeigt ist, wird ein Koordinatensystem x*, y*, z*
mit einem Ursprung °2 eingeführt, an dem die optische VF-Hauptachse B1 -B2 die optische
VF-Achse C1-C2 schneidet; die Koordinatenachse x* liegt auf der optischen VF-Achse
C1-C2, die Koordinatenachse z* auf der optischen VF-Hauptachse und die Koordinatenachse
y* erstreckt sich senkrecht zu den Koordinatenachsen x* und z*. Der Lichtstrahl,
der durch den Spiegel 5 reflektiert wird, breitet sich längs einer geraden Linie
aus, die durch das virtuclle Bild K2', das vom Spiegel 5 aus dem zweiten Hauptpunkt
K2 des Sucher-IJauptobjektivs gebildet wird, und durch den Punkt K4 am Schnittpunkt
mit dem Spiegel 5 hindurchgeht. Der Winkel zwischen dieser geraden Linie und der
x*-Achse gesehen in Richtung der y*-Achse ist 6 und der Winkel zwischen der geraden
Linie und der x*-Achse gesehen in Richtung der z*-Achse ist y . Die Position (y*,
z*) des Bilderzeugungspunktes auf der Bilderzeugungsebene ist wie folgt gegeben:
y * = fmtan r ... (ll) z * = fmtan 6 ... (12)
Durch Einsetzen der
Gleichungen (9) und (10) in die Gleichungen (11) und -(12) erhält man: y* = fm y/z
... (13) z* = fm x/z ... (14) Wenn das Prisma 3 nicht gekippt ist, bilden der Lichtstrahl,
der durch die Punkt Q101 geht, und die parallelen Lichtstrahlen, die sich in Richtung
der Varioobjektivachse A1-A2 ausbreiten, ein Bild an dem Punkt, an dem die optische
VF-Achse C1-C2 die erste Bilderzeugungsebene 6 des Sucher-Hauptobjektivs 4 schneidet.
Deshalb stellen der Abstand zwischen der optischen VF-Achse C1-C2 und dem Bilderzeugungspunkt
für parallele Lichtstrahlen, die durch das Prisma 3 hindurchgehen, wenn dieses um
die Winkel # , (G - 45°) um die x-Achse und die y2-Achse geneigt ist, die Abweichung
von der optischen VF-Achse C1-C2 dar. Wenn die Koordinaten des Punktes Q1 auf der
Varioob.jektivachse A1 -A2 (1, O, 0) sind, sind die Abweichungen aY*, Az* von der
optischen VF-Achse C1-C2 gleich Y* und z* aus Gleichung (13) und (14) und werden
ausgedrückt durch:
| y* tan# |
| # # = -fm # +1 # ... (15) |
| z* cos#tan2# |
Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß die Abweichung #y* lediglich eine Funktion
des Winkels # ist und nicht vom Winkel e abhängt. Wenn der Winkel # klein ist und
der Winkel e angenähert 450 ist, ist cos - 1 und
|tan2 #| wird
groß, was dazu führt, daß cos # « |tan2 # ist. Dann kann die Gleichung (15) umgeschrieben
werden in:
| y* tan# |
| # # = -fm # # |
| z* 1 ... (16) |
| tan2# |
Wie man aus Gleichung (16) sieht, wird die optische Achse, wenn das Prisma 3 um
die x-Achse (Varioobjektiv-Achse A1-A2) um einen relativ kleinen Winkel gedreht
wird, im wesentlichen horizontal verschoben; wenn das Prisma 3 um die y2-Achse um
einen relativ kleinen Winkel gedreht wird, wird die optische Achse im wesentlichen
horizontal verschoben. Die vorstehende Aussage ist auch richtig, wenn die obigen
Drehachsen translatorisch verschoben werden, da die optischen Achsen nicht durch
eine Translation (Verschiebung) des Prismas 3- geändert werden.
-
Es soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q1 und P1 auf einer
Ebene gibt, die die x-Achse und die y-Achse enthält,- und daß der Punkt P1 (nicht
gezeigt) nicht auf einer geraden Linie liegt, die durch die Punkte Q101 geht. Wenn
sich das Prisma 3 in seiner Normalstellung befindet, rufen die Lichtstrahlen, die
durch die Punkte Q10 und P101 gehen, Bilder auf der ersten Bilderzeugungsebene des
Sucher-Hauptobjektivs 4 an Punkten Q1P1 hervor; die gerade Linie QP ist parallel
zu der Y*-Achse. Wenn das Prisma 3 gekippt ist, ist die gerade Linie QP bezüglich
der y*-Achse geneigt; dieser Effekt wird "Bildneigung" genannt. Wenn die Koordinaten
der Punkte Q, P (y1*1 Z1*) (Y2* Z *) sind, so ist die Bildneigung
H
durch die folgende Gleichung gegeben:
Wenn die Koordinaten der Punkte Q, P (1, O, O) bzw.
-
(1, - 1, 0) sind, so sind der Punkt Q durch Gleichung (15) und der
Punkt P durch die folgende Gleichung gegeben:
| y2* cos#sin2#-cos²#-sin²#cos2# |
| # # = -fm # cos#sin2#+sin#cos#(1-cos2#) # |
| z2* |
| cos2#+sin#sin2# |
| cos#sin2#+sin#cos#(1-cos2#)... (18) |
Wenn der Winkel # klein und der Winkel e nahe 450 ist, so gibt es folgende angenäherte
Lösung:
| * |
| y1 = -0.01745fm# |
| z * = -0.0349fm(45-e) S |
| H = -# |
Wie man sieht, sind y11 und H eine Funktion von # und z1* eine Funktion von 0.
-
Eine weitere dreidimensionale Analyse zur Ableitung von Gleichungen
zum Auffinden von Abweichungen eines Sucherbildes von der optischen Achse soll im
folgenden unter Bezugnahme auf Figur 15 beschrieben werden. Hierzu wird ein Koordinatensystem
(x, y, z) eingeführt, dessen x-
Koordinatenachse in der Varioobjektiv-Achse
A1-A2, dessen z-Koordinatenachse in der optischen VF-Hauptachse B1-B2 liegen und
dessen y-Koordinatenachse sich senkrecht zu der x- und z-Achse erstreckt, wobei
der Punkt 1 der Ursprung ist. Ein weiteres Koordinatensystem (i*, j*, k*) mit der
i*-Koordinatenachse in Richtung der z-Achse, der j*-Koordinatenachse -in Richtung
der y-Achse und der k*-Koordinatenachse in Richtung der x-Achse ist zunächst um
einen Winkel 8 um die i*-Achse und anschließend um einen Winkel 9 um die j*-Achse
gedreht, wodurch sich ein weiteres Koordinatensystem (i*2, i*2, k*2) ergibt. Die
teildurchlässige Spiegelfläche 3 a liegt in einer Ebene, die die Koordinatenachsen
j*2 und k*2 einschließt.
-
Die Koordinaten eines Punktes Q1 seien (i, j,'k) im Koordinatensystem
i* j* k* und (i2*, j2*, k2*) im Koordinatensystem i2* j*2 k2*. Das virtuelle Bild
Q2' das durch die teildurchlässige Fläche 3 a vom Punkt Q1 gebildet wird, hat die
Koordinaten (i2*, j2*, k2*). Das virtuelle Bild Q2 kann im Koordinatensystem i*j*k*
durch eine Koordinatentransformation des Punktes Q1 (i*, j*, k*) dadurch ausgedrückt
werden, daß die Koordinate i2* in die Koordinate -i2 * überführt wird sowie durch
eine Koordinatenrücktransformation in den entsprechenden -Punkt im Koordinatensystem
i*j*k*. Die Koordinaten(i*, j*, k*) des Punktes Q2 im Koordinatensystem i*j*k* sind
wie folgt gegeben:
| i* 1 0 0 cos# 0 -sin# |
| # j* # = # 0 cos# -sin# ## 0 1 0 # |
| k* 0 sin# cos# sin# 0 cos# |
| -1 0 0 cos# 0 sin# |
| # 0 1 0 # # 0 1 0 # |
| 0 0 1 -sin# 0 cos# |
| 1 0 0 i* |
| # 0 cos# sin# # # j* # |
| ... (20) |
| 0 -sin# cos# k* |
Diese Gleichung kann reduziert werden in:
| i* cos2# -sin#sin2#, cos#sin2# |
| # j* # = - # -sin#cos2#, -cos²#-sin²#cos2#, -cos#sin#(1-cos2#) |
| k* cos#sin2# -sin#cos#(1-cos2#),-sin²#-cos²#cos2# |
| i* |
| # j* # ... (21) |
| k* |
Wenn die Koordinaten eines Punktes (i, j, k) im Koordinatensystem xyz (x, y, z)
sind, ergibt sich die folgende Gleichung:
| x k* |
| # y # = # -j* # |
| z i* |
| cos#sin2#, -sin#cos#(1-cos2#), sin²#-cos²#cos2# |
| = - # sin#sin2#, cos²#+sin²#cos2#, cos#sin#(1-cos2#) |
| cos2# -sin#sin2# cos#sin2# |
| i* |
| # j* # ... (22) |
| k* |
Wie Figur zeigt, wird der zwischen der geraden Linie, die das
virtuelle Bild Q2 und den Punkt 0 1 verbindet, und der z-Achse in Richtung der x-Achse
gesehene Winkel mit y und der Winkel zwischen-dieser geraden Linie und der z-Achse
eingeschlossene Winkel gesehen in Richtung der y-Achse mit 6 bezeichnet. Die Winkel
y und 6 sind wie folgt gegeben: tan# = y/z ... (23) tan 6 = -x ... (24) z Ein Studium
dieser Gleichungen zeigt, daß die Lichtstrahlen, die parallel zu dem Lichtstrahl
41, der durch den Punkt Q101 hindurchgeht, verlaufen, in Richtung auf den Sucher
in Lichtstrahlen umgebogen werden, die parallel zu dem durch den Punkt Q2O1 verlaufenden
Lichtstrahl sind; dies bedeutet, daß sich die Lichtstrahlen längs der durch die
Winkel # und # gegebenen Richtung ausbrelten. Außerhalb dieser parallelen Lichtstrahlen
gelangt der Lichtstrahl 42, der sich hin zum ersten Hauptpunkt des Sucher-Hauptobjektivs
ausbreitet, zu seinem Bilderzeugungspunkt. Die anderen Lichtstrahlen konvergieren
ebenfalls an dem so gefundenen Bilderzeugungspunkt. Der Lichtstrahl 42 tritt in
das Sucher-Hauptobjektiv 4 in Richtung auf den ersten Hauptpunkt ein und verläßt
das Sucher-Hauptobjektiv beim zweiten Hauptpunkt K2 längs einer zu dieser Richtung
parallelen Linie. Der Lichtstrahl 42 wird, da er das Sucher-Hauptobjektiv verläßt,
von dem Spiegel 5 reflektiert und erreicht die erste Bilderzeugungsbene 6. Der Punkt
Q, an dem der Lichtstrahl 42 die Bil derzeugungslin te 6 nelclel, L dient als Bilderzeugungspunkt
für parallele Linien, die die Lichtstrahlen 41 und 42 einschließen.
-
Wie in Figur 13. gezeigt ist, wird ein Koordinatensystem x*, y*, z*
mit einem Ursprung 02 eingeführt, an dem die optische VF-Hauptachse B1-B2 die optische
VF-Achse C1-C2 schneidet, mit einer Koordinatenachse x* auf der optischen VF-Achse
C1-C2, mit einer Koordinatenachse z* auf der optischen VF-Hauptachse und mit einer
Koordinatenachse y*, die sich senkrecht zu den Koordinatenachsen x* und z* erstreckt.
Der Lichtstrahl, der durch den Spiegel 5 reflektiert wird, breitet sich längs einer
geraden Linie aus, die durch das virtuelle Bild K K2, das der Spiegel 5 vom zweiten
Hauptpunkt K2 des Sucher-Hauptobjektivs 4 erzeugt, und durch einen Punkt Q4 hindurchgeht,
an dem er den Spiegel 5 kreuzt. Der Winkel, der zwischen dieser geraden Linie und
der x*-Achse gesehen in Richtung der y*-Achse eingeschlossen ist, ist 6 und der
Winkel, der zwischen dieser geraden Linie und der x*-Achse gesehen in Richtung der
z*-Achse eingeschlossen ist, ist y. Die Position (y*, z*) des Bilderzeugungspunktes
auf der Bilderzeugungsebene kann wie folgt ausgedrückt werden: y* = fmtanu ... (25)
z* = fmtand ... (26) Setzt man die Gleichungen (9) und (10) in die Gleichung gen
(11) und (12) ein, so erhält man:
Wenn das Prisma 3 nicht gekippt ist, erzeugt der Lichtstrahl,
der durch die Punkte Q101 geht, und die parallelen Lichtstrahlen, die sich in Richtung
der Varioobjektiv-Achse A1-A2 ausbreiten, ein Bild an dem Punkt, an dem die optische
VF-Achse C1-C2 die erste Bilderzeugungsebene 6 des Sucher-Hauptobjektivs 4 schneidet.
Deshalb stellt der Abstand zwischen der optischen VF-Achse C1-C2 und dem Bilderzeugungspunkt
für parallele Lichtstrahlen, die durch das Prisma 3 hindurchgehen, wenn dieses um
die Winkel , (e - 450) um die x-Achse bzw. die y2-Achse gekippt ist, die Abweichungen
von der optischen VF-Achse C1-C2 dar. Wenn die Koordinaten des Punktes (i*, j*,
k*) auf der Varioobjektivachse A1,-A2 (O, 0, 1) sind, und die Abweichungen # y*,
dz* von der optischen VF-Achse C1-C2 gleich y*, z* gemäß den Gleichungen (27) und
(28) sind, so werden diese ausgedrückt durch:
| -sin#(1-cos2#) |
| y* |
| sin2# |
| # # = -fm# # |
| z2* -sin²#-cos²#cos2# |
| cos#sin2# ... (29) |
Das Vorstehende trifft auch zu, wenn die obigen Drehachsen verschoben sind, da die
optischen Achsen durch die Translation des Prismas 3 nicht geändert werden.
-
Für das folgende soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q1 und
P1 auf einer Ebene, die die y*-Achse und die k*-Ächse enthält, gibt, und daß der
nicht gezeigte Punkt P1 nicht auf einer geraden Linie liegt, die durch die Punkte
Q1°1 hindurchgeht. Wenn sich das Prisma 3 in seiner Normalstellung befindet, bilden
die Lichtstrahlen, die durch die Punkte 0101 und P101 hindurchgehen, Bilder auf
der ersten Bilderzeugungsebene des Sucher-Hauptobjektivs und auf einer Ebene, die
die x*-Achse und die
y*-Achse an den Bilderzeugungspunkten Q und
P enthält; eine gerade Linie QP ist parallel zur y*-Achse. Wenn das Prisma 3 gekippt
ist, ist die gerade Linie PQ bezüglich der y*-Achse geneigt (siehe Figur 14), wodurch
eine Bildneigung hervorgerufen wird. Wenn die Koordinaten der Punkte Q und P (y1*,
z1*) bzw. (y2*, z2*) sind, so kann die Bildneigung H ausgedrückt werden durch:
Wenn die Koordinaten der Punkte Q1 und P1 (i*, j*, k*) = (0, 0, 1) und (i*, j*,
k*) = (0, 1, 1) sind, so ist der Punkt Q gegeben durch die Gleichung (29) und der
Punkt P kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
| cos²#+sin²#cos2#+cos#sin#(1-cos2#) |
| y2* -sin#sin2#+cos#sin2# |
| # #= -fm # # |
| -sin#cos#(1-cos2#)-sin²#-cos²#cos2# |
| z2* |
| -sin#sin2#+cos#sin2# ... (31) |
Wenn der Winkel # klein und der Winkel e nahe 450 ist, so erhält man als angenäherte
Lösung:
| y1* = +0.01745 fm# |
| z1* = +0.0349 fm(45-#) # ... (32) |
| H = +# |
Die obige Gleichung zeigt, daß, wenn 9 klein und e nahe 450 ist, y1* und H eine
Funktion von # und z1* eine Funktion von e ist.
-
Im folgenden soll der Fall betrachtet werden, daß das Prisma 3 entsprechend
dem Entwurf ausgebildet und eingebaut ist, und der Spiegel 5 aus seiner Normalstellung
gekippt ist. Wenn sich der Spiegel 5 in seiner Normalstellung befindet, d.h., wenn
er einen 450-Winkel zu der optischen VF-Hauptachse B1-B2 bildet, wie dies durch
eine gestrichelte Linie in Figur 16 dargestellt ist, so wird ein Lichtstrahl 31,
der in das Prisma 3 parallel zu der Varioobjektiv-Achse A1-A2 eingetreten ist und
das VF-Hauptobjektiv verlassen hat, von dem Spiegel 5 zur Erzeùgung eines Bildes
an einem Punkt Q0 auf der optischen VF-Achse C1-C2 reflektiert.
-
Wenn der Spiegel 5 aus seiner normalen 45°-Stellung gekippt ist, d.h.,
wenn der Winkel e bezüglich der optischen VF-Hauptachse B1-B2 ungleich 450 ist,
wird ein Bild an einem Punkt Q auf der Erstbilderzeugungsebene 6 erzeugt, der einen
Abstand d von der optischen VF-Achse C1-C2 hat. Wie in Figur 17 gezeigt ist, hat
ein Punkt Q5 auf dem Lichtstrahl 43, der sich längs der optischen VF-Hauptachse
B1-B2 ausbreitet, ein virtuelles Bild Qg, das durch den Spiegel 5 gebildet wird.
Der Lichtstrahl 43 geht durch den Punkt Q5 und wird vom Spiegel 5 am Punkt 0 2 reflektiert,
an dem die optische VF-Achse B1-B2 den Spiegel 5 schneidet; die Reflexion erfolgt
in Richtung hin zu dem Okular 11 a längs einer Linie, die sich durch die Punkte
Mg,02 erstreckt. Wenn der Lichtstrahl 43 reflektiert wird, breitet er sich längs
einer Linie aus, die einen Winkelabstand zu der optischen VF-Achse C1-C2 von 6 hat;
der Winkel 6 ist eine Funktion der Neigung (6 - 45°) des Spiegels bezüglich der
450-Referenzposition sowie eine Funktion des Punktes Q5. DerBilderzeugungspunkt
für den Lichtstrahl 43, der sich durch die Punkte Q502 ausbreitet, ist somit als
der Punkt definiert, an dem der Lichtstrahl 43, wenn er von dem aus seiner Position
herausgekippten Spiegel 5 reflektiert wird, die erste Bilderzeugungsebene 6 schneidet.
Die Ab-
weichung d des Sucherbildes von der optischen VF-Achse
C1-C2 kann deshalb abgeleitet werden.
-
Die vorstehend erläuterte zweidimensionale Analyse ist im Prinzip
auf eine dreidimensionale Analyse anwendbar, die nun zur Ableitung von Gleichungen
beschrieben werden wird, um die Abweichungen eines Sucherbildes von der optischen
VF-Achse herauszufinden. Wie in Figur 18 gezeigt wird, wird ein Koordinatensystem
x*y*z* mit einer Koordinatenachse x* in Richtung der optischen VF-Achse C1-C2, einer
Koordinatenachse z* bei der optischen VF-Hauptachse B1-B2 und einer Koordinatenachse
y* eingeführt, die sich senkrecht zu den Achsen x* und z* erstreckt, wobei der Punkt
02 der Ursprung ist. Ein weiteres Koordinatensystem x2*y2*z2* wird dadurch eingeführt,
daß das Koordinatensystem x*y*z* um die Koordinatenachse x* und anschließend um
die Koordinatenachse Y2*, so wie diese verschoben ist, gedreht wird; der Spiegel
5 hat eine Reflexionsfläche, die in einer Ebene liegt, die die Koordinatenachsen
y2* und z2* enthält.
-
Die Koordinaten eines Punkts Q5 seien (x*, y*, z*) im Koordinatensystem
x*y*z* sowie (x2*, y2*, Z2*) im Koordinatensystem x2*x2*z2* mittels einer Koordinatentransformation.
Das virtuelle Bild Q5v, das mittels des Spiegels 5 aus dem Punkt Q5 gebildet wird,
hat die Koordinaten (-x2*, y2*, z2*). Die Koordinaten (x*, y*, z*) des Punktes Q5,
ausgedrückt in dem Koordinatensystem x*y*z* sind wie folgt gegeben:
| x* 1 0 0 cos# 0 -sin# |
| y* # =# 0 cos# -sin# # # 0 1 0 # |
| z* 0 sin# cos# sin# 0 cos# |
| -1 0 0 cos# 0 sin# |
| # 0 1 0 # # 0 1 0 # |
| 0 0 1 -sin# 0 cos# |
| 1 0 0 x* |
| # 0 cos# sin# # # y* # ... (33) |
| 0 -sin# cos# z* |
Diese Gleichung kann reduziert werden in:
| x* cos2# -sin#sin2#, cos#sin# |
| # y* # = -# -sin#sin2#, -cos²#-sin²#cos2#, -cos#sin#(1-cos2#) |
| z* cos#sin2# -sin#cos#(1-cos2#),-sin²#-cos²#cos2# |
| x* |
| # y* # ... (34) |
| z* |
Wie in Figur 17 gezeigt ist, wird der durch die Punkte Q5O2 hindurchgehende Lichtstrahl
43 durch den Spiegel 5 reflektiert, so daß er sich in Richtung der Linie Q502 ausbreitet,
bevor er die erste Bilderzeugungsebene 6 erreicht. Der Punkt, an dem der Lichtstrahl
43 die erste Bilderzeugungsebene 6 schneidet, dient als Bilderzeugungspunkt für
ein Lichtbündel, das den Lichtstrahl 43 einschließt. Der Abstand zwischen den Punkten
Q5 und O2 auf der z*-Achse sei 1 und der Abstand zwischen den Punkten O2 und Q6
auf der z*-Achse 1; Q6 sei der Bild-
erzeugungspunkt, der auftritt,
wenn kein Spiegel 5 vorhanden ist. Die Koordinaten (y*,, Z*) des Punktes Q im Koordinatensystem
y*z* sind wie folgt gegeben:
| Y* y* |
| # # = -l# # |
| Z* z* ... (35) |
Wie vorstehend beschrieben, erzeugt der Lichtstrahl, der sich durch die Punkte Q502
längs der optischen VF-Hauptachse B1-B2 ausbreitet, ein Bild auf der optischen VF-Achse
C1-C2 auf der ersten Bilderzeugungsebene 6, wenn der Spiegel 5 nicht aus seiner
Position herausgekippt ist. Wenn der Spiegel 5 um die x*-Achse und die y2*-.
-
Achse um die Winkel # bzw. (0 - 450) gekippt ist, ist der Bilderzeugungspunkt
für den Lichtstrahl, wenn dieser von dem gekippten Spiegel 5 reflektiert wird, von
der optischen VF-Achse C1-C2 um eine Entfernung beabstandet, die die Abweichung
eines Sucherbildes von der optischen VF-Achse C1-C2 bildet. Wenn die Koordinaten
des Punktes Q5 (0, O, -1) sind, so kann die Abweichung Y*, Z*) von der optischen
Achse mittels der Gleichungen (34) und (35) wie folgt ausgedrückt werden:
| Y* -cos#sin#(1-cos2#) |
| # = -l # # ...(36) |
| Z* -sin²#-cos²cos2# |
Im folgenden soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q51 P5 (nicht gezeigt) auf
einer Ebene gibt, die die y* -Achse und die z*-Achse enthält und daß die Lichtstrahlen,
die durch die Punkte Q5O2 und P502 hindurchgehen, Bilder an den Punkten Q und P
bilden. Wenn der Spiegel 5
nicht aus seiner Position herausgekippt
ist, erstreckt sich die gerade Linie QP parallel zu der y*-Achse. Wenn jedoch der
Spiegel 5 gekippt ist, erstreckt sich die gerade Linie QP unter einem Winkel zu
der y*-Achse, wodurch eine Bildneigung hervorgerufen wird (siehe Figur 14).
-
Wenn die Koordinaten der Punkte Q und P (Y1*, Z1*) bzw.
-
(y2*, Z2*) sind und die Koordinaten der Punkte Q5 und P5 (0, 0, -1)
bzw. (O, -1, -1) sind, so können die Koordinaten Y1*, Z1* durch Gleichung (36) und-
die Koordinaten Y2*, Z2* durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
| Y2* -cos²#-sin²#cos2#-cos#sin#(1-cos2#) |
| # # = - l# # |
| Z2* -sin#cos#(1-cos2#)-sin²#-cos²#cos2# |
Die Bildneigung H ist gegeben durch:-
Wenn # klein und e nahe 450 ist, so ergibt sich folgende genäherte Lösung der obigen
Gleichungen: Y1* = 0.01745e(1-cos²#)# Z1* = 0.0349e(cos²# 45-o) ... (39) H = (1-cos²#)#
Die obige Lösung kann angenähert ausgedrückt werden durch
Y1* =
0.01745e# Z1* = 0.0349 (45-e) ... (40) H = 4' Eine Betrachtung der Gleichung (40)
zeigt, diB Y1 * und H lediglich von # und Z1* 1 * lediglich von e abhängt.
-
Wenn das Prisma 3 und der Spiegel 5 aus ihren Normalstellungen gekippt
sind, ergeben sich kombinierte Abweichungen und Neigungen des Sucherbildes. Deshalb
kann ein gewünschter Grad der Sucherbild-Abweichunund -neigung dadurch erreicht
werden, daß die Kippung bzw. Verdrehung des Prismas 3 und des Spiegels 5 gesteuert
wird. Nimmt man beispielsweise an, daß die gewünschten horizontalen und vertikalen
Abweichungen als #y, dz, die gewünschte Bildneigung als #H, die horizontalen und
vertikalen Abweichungen, die Bildneigung und die Winkel der Winkelbewegungen, die
durch und von dem Prisma 3 bzw. den Spiegel 5 hervorgerufen werden, als #y1, #z1,
#u1, #1,#1 und #y2, #z2, #H2, #2, #2 ausgedrückt werden, so bestehen die folgenden
Beziehungen: #y = #y1 + #y2 ... (41) #z = #z1 + #z2 ... (42) #H = #H1 + #H2 ...
(43) Wenn t und e nahe an O bzw. 450 liegen, so ist #z angenähert eine Funktion
von 6 und #y und #H sind im wentlichen eine Funktion von #. Dies kann dadurch ausgedrückt
werden, daß die Gleichungen (32) und (40) in die Gleichungen (41), (42) und (43)
eingesetzt werden wodurch sich die folgenden Gleichungen ergeben:
#y
= -0.01745 (fm#1 - e#2) ... (44) Az = -0.0349{fm(45-#1)-e(45-#2)} ... (45) #H =
-#1 +#2 ... (46) Wie die Gleichung (45) zeigt, kann eine vertikale Abweichung eines
Sucherbildes von dem optischen VF-Bild entweder durch das Prisma 3 oder- den Spi.egel
5 korrigiert werden; die Gleichtungen (44) und (46) zeigen, daß #1 und #2 gefunden
werden kann, wenn #y und #H bekannt sind.
-
Wenn #1 = #2 = #, so ist die Bildneigung #H Null und gleichzeitig
ergibt sich aus Gleichung (44):
Diese Gleichung ergibt den Wert von #, durch den die Bildneigung beseitigt wird
und eine horizontale Abweichung y. des Sucherbilds- hervorgerufen wird.
-
Wenn 1 = fm in den Gleichungen (44), (45) und (46), so erhält man
aus diesen Gleichungen:-#y = -0.01745 (#1 ß #2)fm #z = 0 ... (48) #H = -#1 + #2
Wenn t 2 so erhält man #y = 0 und = O, so daß die Bildneigung und die Bildabweichung
von der optischen VF-Achse gleichzeitig eingestellt werden können.
-
Im folgenden soll die Art beschrieben werden, auf der der erfindungsgemäße
einäugige Spiegelreflexsucher auf der Grundlage der vorstehenden optischen Analyse
justiert wird. Zur Beseitigung der Bildneigung werden der Winkel für das Prisma
3 und für den Spiegel 5 durch eine Drehbewegung entweder des Prismas 3 um die optische
VF-Hauptachse B1-B2 oder des Spiegels 5 um die optische VF-Achse C1-C2 gleich gemacht.
Nach dieser Einstellung weicht die horizontale Bildabweichung in vielen Fällen von
der gewünschten horizontalen Abweichung Äy ab. Nimmt man an, daß der Unterschied
C ist, so erfordert das Erreichen der gewünschten horizontalen Abweichung ay, daß
für das Prisma 3 und für den Spiegel 5 um den Wert i P eingestellt werden, der folgendermaßen
ausgedrückt werden kann: - -c 0.01745 (fm-l) Bei der eLsLen Einstellung ## des Prismas
3 ist die Verschiebung A y1 der optischen Achse, wie sie in Figur 19 gezeigt ist,
durch die folgende Gleichung gegeben: #y1 = -0.01745fm x ##1 -fm = C ... (50) fm-l
Eine Verschiebung der optischen Achse um # y1 führt zu einer Winkelverschiebung
von a1. Durch die Winkelbewegung des Spiegels 5 wird die horizontale Abweichung
in Übereinstimmung mit #y, 1 = #2 und 11>1 =#2 = # gebracht, was dazu führt,
daß die Bildneigung o und die horizontale Abweichung by erreicht wird.
-
Wenn Fm = 21, erhält man aus Gleichung (50): #y1 = .-2C .. (51) Bei
der ersten Einstellung von für den Spiegel 5 erhält man eine Verschiebung # y2 der
optischen Achse, die durch die folgende Gleichung gegeben ist: #y2 = +0.01745e x
##2 e + C ... (52) [m-e Eine Verschiebung der optischen Achse um #y2 führt zu einer
Winkelverschiebung um p2. Durch die Winkelbewegung des Prismas 3 wird die horizontale
Abweichung in Übereinstimmung mit #y, ##1 = ##2 und #1 = #2 = # gebracht, was dazu
führt, daß die Bildneigung 0 und die horizontale Abweichung #y erreicht wird.
-
Wenn fm = 2/, erhält man aus Gleichung(52): Ay2 = C . . . (53) Bei
der vorstehenden Einstellung wird die Beziehung P 1 =#2 durch eine erste Winkelbewegung
des Prismas 3 oder des Spiegels 5 erreicht; anschließend werden das-Prisma 3 und
der Spiegel 5 zur Einstellung unabhängig voneinander bewegt. Nachdem jedoch die
Beziehung #1 = erreicht worden ist, werden das Prisma 3 und der Spiegel 5 in zusammenhängender
Beziehung in bezug auf ihren Winkel in entgegengesetzter Richtung um den Winkel
#1 1 oder 2 bewegt, so daß die Korrektion der optischen Achse erfolgen kann, wobei
die Bildneigung 0 bleibt.
-
Diese Analyse bezieht sich auf die Situation, daß der Spiegel 5 in
bezug auf seine Winkellage um die optische VF-Achse C1 - C2 bewegt wird. Eine dreidimensionale
Analyse der Winkelbewegung des Spiegels 5 um die optische VF-Hauptachse B1 - B2
soll im folgenden beschrieben werden. Wie in Figur 20 gezeigt wird, wird ein Koordinatensystem
ijk mit Koordinatenachsen i, j und k in ein anderes Koordinatensystem i2j2k2 dadurch
in bezug auf seine Winkellage bewegt, daß es zunächst um seine k-Achse um einen
Winkel rft und dann um seine j2-Achse um einen Winkel 0 gedreht wird. Der Spiegel
5 hat eine Reflexionsfläche, die in einer Ebene liegt, die die j2-Achse und die
k2-Achse des Koordinatensystems i2j2k2 enthält. Die Koordinaten eines Punktes Q7
(Figur 21) seien (i, j, k) im Koordinatensystem ijk und (i2, j2, k2) im Koordinatensystem
i2j2k2. Der Spiegel 5 erzeugt ein virtuelles Bild Q71 des Punktes Q7, der die Koordinaten(i2,
j2, k2) hat.
-
Die Koordinaten des virtuellen Bildes Q7' können im Koordinatensystem
ijk dadurch ausgedrückt werden, daß die Koordinaten (i, j, k) des Punktes Q7 in
das Koordinatensystem i2j2k2 überführt werden, die Koordinate i2 in die Koordinate
-i7 geändert wird, und anschließend die sich ergebenden Koordinaten in die entsprechenden
Koordinaten im Koordinatensystem ijk umgewandet werden.
-
Die Koordinaten (i, , k) des Punktes Q7' im Koordinatensystem ijk
sind durch die folgende Gleichung gegeben:
| 11 0 0 \ cose O -sinO |
| 0 cos# -sin# 0 1 0 |
| # # # # |
| 0 sin# cos# sin# 0 cos# |
| -1 0 0 cos# 0 sin# |
| # 0 1 0 # # 0 1 0 # |
| 0 0 1 -sin# 0 cos# |
| 1 0 0 i |
| # 0 cos# sin# # # j # ... (54) |
| 0 -sin# cos# k |
Die Gleichung 54 kann reduziert werden:
| i cos2# -sin#sin2# -cos#sin2# i |
| # j #= - # -sin#sin2#, -cos²#-sin²#cos2#, -cos#sin#(1-cos2#)##
j # |
| k cos#sin2#, -sin#cos#(1-cos2#),-sin²#-cos²#cos2# k |
| ... (55) |
Ein Lichtstrahl, der durch die Punkte Q7, O2 hindurchgeht, wird von dem Spiegel
5 reflektiert, so daß er sich in Richtung einer Linie bewegt, die sich durch die
Punkte Q7', 02 erstreckt. Da der Lichtstrahl von dem Spiegel 5 reflektiert wird,
schneidet er die erste Bilderzeugungsebene-am Punkt Q, auf der ein die obigen Lichtstrahlen
einschließendes Lichtbündel ein Bild erzeugt (siehe Figur 21). Der Abstand vom Punkt
Q7 zum Punkt O2 sei 1 und der Abstand vom Punkt O2 zum Punkt O8 e; Q8 sei der sich
ergebende Bilderzeugungspunkt, wenn kein Spiegel 5 vorhanden ist.
-
Die Koordinaten (J, I) des Punkts Q sind folgendermaßen gegeben:
| (J/I) = - #((j/i) ...(56) |
Die Koordinaten (Y*, Z*) des Punkts Q im Koordinatensystem y*z* sind gegeben durch:
| (Y*/Z*) = -J/T)= - #... (57) |
Wenn der Punkt Q7 auf der optischen VF-Hauptachse B1-
B2 liegt
und der Spiegel 5 nicht aus seiner Stellung gekippt ist, erzeugt ein Lichtstrahl,
der sich durch die Punkte Q7, °2 längs der optischen VF-Hauptachse B1-B2 ausbreitet,
ein Bild auf der optischen VF-Achse C1-C2 auf der ersten Bilderzeugungsebene 6 des
Sucher-Hauptobjektivs. Wenn der Spiegel 5 um die i-Achse um #1 und die j2-Achse
um (ç-45 Grad) gekippt ist, bildet der Abstand, um den der Bilderzeugungspunkt von
der optischen VF-Achse beabstandet ist, eine Abweichung des Sucherbildes von der
optischen VF-Achse. Wenn die Koordinaten des Punktes Q7 (-1, 0, 0) sind, kann die
Abweichung (Y*, Z*) von der optischen Achse mittels der Gleichungen (55), (56) und
(57) folgendermaßen ausgedrückt werden:
| # +sin#sin2# # |
| t . . . ... (58) |
| +cos2e |
Es soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q9 und Pg auf einer Ebene gibt, die
die i-Achse und die j-Achse enthält, und daß die durch die Punkte Q9O2 und P902
hindurchgehenden Lichtstrahlen an PUnkten Q bzw. P Bilder erzeugen. Wenn der Spiegel
5 aus seiner Stellung herausgekippt ist, erstreckt sich eine gerade Linie QP parallel
zur y*-Achse. Wenn jedoch der Spiegel 5 gekippt ist, streckt sich die gerade Linie
QP unter einem Winkel zur y*-Achse, wodurch sich eine Bildneigung ergibt. Die Koordinaten
der Punkte Q und P seien (Y1*, Z1*) bzw. (Y2*, Z2*) und die Koordinaten der Punkte
Qg = i,j,k) und Pg = (i,j,k) seien (-1, 0, 0) und (-1, +1, O). Die Koordinaten (Y2*,
Z2*) können mittels Gleichung (58) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
| Y2* +sin#sin2#-cos²+-sin²#cos2# |
| # = -l# # |
| Z2* cos2#+sin#sin2# |
Die Bildneigung H ist gegeben durch:
Wenn klein und # # nahe 45 Grad ist, ergibt sich als genährte Lösung der obigen
Gleichungen:
| Y1* = -0.01745e# ) |
| Zl * = -0.03495t(45-0) |
| H = -# |
Die Gleichungen (61) zeigen, daß Y1* und H im wesentlichen von # und Z1* im wesentlichen
von § abhängt.
-
Wenn das Prisma 3 und der Spiegel aus ihren normalen Stellungen gekippt
sind, ergeben sich eine kombinierte Abweichung und Neigung des Sucherbildes. Deshalb
kann ein gewünschter Grad der Sucherbild-Abweichung und -Neigung dadurch erreicht
werden, daß die Kippung des Prismas 3 und des Spiegels 5 gesteuert wird. Nimmt man
beispielsweise -an, daß die gewünschte horizontale und vertikale Abweichung durch
dy bzw. # z ausgedrückt wird, die gewünschte Bildneigung als n H und seien die horizontalen
und vertikalen Abweichungen, die Bildneigung und die Winkel der Winkelbewegung,
die durch und von dem Prisma 3 und dem Spiegel 5 hervorgerufen werden #y1, # z1,
#H1, #1, #1 bzw. #z2, #z2, #H2, #2, #2, so sind die Winkel #1, #1, #2, #2 bezüglich
der Abweichung J z -und der Bildneigung H gegeben als Lösungen der folgenden Gleichungen:
#y
= #y1 + #y2 ... (62) #z = #z1 + #z2 ... (63) #H = #H1 + #H2 ... (64) Wenn nahe bei
0 und # nahe bei 45 Grad ist, so ist # 2 näherungsweise eine Funktion von # und
dy und H sind im wesentlichen Funktionen von t. Die obigen Gleichungen (62), (63)
und (64) können reduziert werden auf: #y = +0.01745 (fm#1-e#2) ... (65) #z = +0.0349
{fm(45-#1)-e(45-#2)} ... (66) #H = #1 -#2 ... (67) Aus Gleichung (66) ergibt sich,
daß die vertikale Abweichung des Sucherbildes von dem optischen VF-Bild entweder
durch das Prisma 3 oder den Spiegel 5 korrigiert werden kann; mittels der Gleichungen
(44) und (46) können #1 und #2 gefunden werden, wenn #y und #H bekannt sind. Wenn
#1 = #2 = # , so ist die Bildneigung # H Null und gleichzeitig erhält man aus Gleichung
(65): #y = +0.01745 (fm-e)# # = -0.0174(fm-e) ... (68) Diese Gleichung liefert #,
mit dem die Bildneigung elliminiert und eine horizontale Abweichung # y des Sucherbildes
erzeugt wird. Im folgenden soll der Weg beschrieben werden, auf dem der einäugige
Spiegelreflexsucher durch eine Winkelbewegung des Spiegels 5 um die optische VF-Hauptachse
B1 - B2 justiert wird.
-
Als erstes erfolgt eine Justierung, um die Beziehung « 2 = ?2 P zur
Beseitigung der Bildneigung zu erreichen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß
entweder das Prisma 3 um die optische VF-Hauptachse B1 - B2 oder der Spiegel 5 um
die optische VF-Hauptachse B1 - B2 in bezug auf ihre Winkellage bewegt werden.
-
Nach der obigen Einstellung unterscheidet sich die horizontale Bild
abweichung in vielen Fällen von der gewünschten horizontalen Abweichung # y. Nimmt
man an, daß der Unterschied C ist, so erfordert das Erreichen der gewünschten horizontalen
Abweichung # y,daß # für das Prisma 3 und den Spiegel 5 um ## justiert wird; dieser
Wert kann ausgedrückt werden durch: -C ## = 0.01745(fm-e) ... (69) Bei der ersten
Einstellung von ## mit dem Prisma 3 tritt eine Verschiebung #y1 der optischen Achse
auf (siehe Figur 19),die durch die folgende Gleichung gegeben ist: #y1 = +0.01745fm
x ##1 -fm = C ... (70) fm-e Ein Vdrschieben der optischen Achse um # y1 führt zu
einer Winkelverschiebung um ##1. Durch eine -Drehung des Spiegels 5 wird die horizontale
Abweichung in Übereinstimmung mit #y, ##1 = ##2 und #1 = #2 gebracht, was dazu führt,
daß die Bildneigung 0 und die horizontale Abweichung #y erreicht werden.
-
Wenn fm = 2, , so erhält man aus Gleichung (70):
#y1
= -2C . . . (71) Bei der ersten Einstellung von dem Spiegel 5 erhält man die folgende
Verschiebung # y2 der optischen Achse: #y2 = -0.01745e x ##2 e = + C ... (72) fm-e
Eine Verschiebung der optischen Achse d y2 führt zu einer Winkelverschiebung um
##2. Durch eine Drehung des Prismas 3 kann die horizontale Abweichung in Obereinstimmung
mit #y, ##1 = ##2 und #1 = #2 = # gebracht werden, was dazu führt, daß die Bildneigung
0 und die horizontale Abweichung #y erreicht werden.
-
Wenn. fm = 21 , erhält man aus Gleichung (72): y2 = C ... (73) Mit
der vorstehenden Einstellung wird die Beziehung #1 = durch durch eine erste Winkelbewegung
des Prismas 3 oder des Spiegels 5 erreicht; anschließend werden das Prisma 3 und
der Spiegel 5 zur Einstellung unabhängig voneinander bewegt. Nachdem jedoch die
Beziehung Y' 1 = t2 erreicht worden ist, können das Prisma 3 und der Spiegel 5 in
zusammenhängender Relation jeweils in entgegengesetzten Richtungen um den Winkel
#1 oder # 2 gedreht werden, so daß die Korrektur der optischen Achse bei einer bei
Null verbleibenden Bildneigung erreicht werden kann.
-
Wenn es horizontale und vertikale Abweichungen des Sucherbildes gibt,
kann der erfindungsgemäße einäugige Spiegelreflexsucher wie folgt eingestellt werden:
Als erstes wird der Spiegel 5 um die optische VF-Achse C1-C2 zur Korrektur der horizontalen
Bildabweichung im wesentlichen ohne Verschiebung der optischen Achse vertikal gedreht.
Dann wird der Spiegel 5 um eine Achse, die sich senkrecht sowohl zur optischen VF-Achse
C1-C2 als auch zur optischen VF-Hauptachse B1 B, erstreckt, gedreht, wobei im wesentlichen
keine vertikale Verschiebung der optischen Achse auftritt Diese Einstellung beruht.
auf den mittels der Gleichung (40) ausgedrückten Prinzipien. Eine vertikale Bildabweichung
kann durch Verschieben des Spiegels 5 entweder entlang der optischen VF-Achse C1
- C2 oder entlang der optischen VF-Hauptachse 1 - B2 korrigiert werden.
-
Der Spiegel 5 kann so ausgebildet sein, daß seine Reflekxionsfläche
durch den zweiten Hauptpunkt des Sucher-Hauptobjektivs 4 geht. Bei einer derartigen
Anordnung ist fm = /P,; somit ist die Gleichung (48) anwendbar, so daß der Spiegel
5 bezüglich seiner Winkel lage um die optische VF-Achse C1 - C2 oder das Prisma
3 bezüglich seiner Winkellage um die Varioobjektivachse A1 - A2 zur gleichzeitigen
Justierung der Bildabweichung von der optischen Achse und der Bildneigung gedreht
werden können.
-
Die Figuren 22 bis 28 zeigen verschiedene Prismen und Spiegelanordnungen,
die bezüglich ihrer Winkel lage bewegt (gedreht) werden können.
-
In den Figuren 22 bis 25 weist eine Prismenanordnung 25 ein Gehäuse
26 auf, in dem das Prisma 5 befestigt ist, und das ein Paar von gegenüberliegenden
Schwenk-
zapfen 27 hat, die schwenkbar in Löcher in einem Paar
paralleler Tragarme 28, 28 eingepaßt sind, die sich von einer Hauptlinsenanordnung
29 entlang der Varioobjektivachse A1 - A2 erstrecken. Der Schwenkzapfen 27, 27 erstreckt
sich in Richtung senkrecht sowohl zur optischen Varioobjektivachse A1 ~ A2 als auch
zur VF-Hauptachse B1 ~ B2. Einer der Tragarme 28 hat einen bogenförmigen Schlitz
n, durch den sich lösbar eine Scraube 33 cr-Streckt, die in das Gehäuse 26 eingeschraubt
ist, wie man am besten in Figur 23 sieht. Die Prismenanordnung 25 ist somit in bezug
auf ihre Winkellage um die Schwenkzapfen 27, 27 bei Lösen der Schraube 33 bewegbar
und kann in einer gewünschten Winkel lage bezüglich der Tragarme 28, 28 durch Wiederanziehen
der Schraube 33 festgelegt werden. Die Hauptl-'..nsenanordnung 29 weist ein zylindrisches
Gehäuse 34, auf das eine Vielzahl von Linsen 35 bis 37 aufnimmt, die mittels eines
Linsenhalters 38 gehalten ist; die Linsen 36 und 37 sind axial voneinander mittels
eines Abstandselements 39 beabstandet.
-
Das zylindrische Gehäuse 34 ist bezüglich seiner Winkellage beweglich
in einem rohrförmigen Hauptlinsenhalter 40 angebracht, der in der VTR-Kamera befestigt
ist und einen Umfangs schlitz 44 hat, durch den sich eine Schraube 45 lösbar radial
in ein Gewinde in dem zylindrischen Gehäuse 34 erstreckt. Bei Lösen der Schraube
45 ist das zylindrische Gehäuse 34 bezüglich seiner Winkellage in dem rohrförmigen
Hauptlinsenhalter 40 um die Varioobjektivachse A1 - A2 beweglich. Die Winkelbewegung
des Gehäuses 34 bewirkt, daß sich die Prismenanordnung 25 bezüglich ihrer Winkellage
um die Varioobjektivachse A1 - A2 bewegt.
-
Eine weitere Prismenanordnung 46 ist in Figur 26 gezeigt; sie weist
ein Gehäuse 47 auf, das das Prisma 5 aufnimmt
und schwenkbar mittels
eines Paars von Schwenkzapfen 48, von denen nur einer gezeigt ist, an einem Paar
von-Tragarmen 49, von denen ebenfalls nur einer gezeigt ist, getragen wird, die
von einer Sucher-Hauptlinsenanordnung, 50 vorspringen; die Zapfen 48 erstrecken
sich rechtwinklig sowohl zur Varioobjektivachse A1 - A2 als auch zur optischen VF-Hauptachse
B1 - B2. Eine Schraube 51 erstreckt sich lösbar durch einen bogenförmigen Schlitz
52 in einem der Tragarme 49 in einen Gewindeeingriff mit dem Gehäuse 47 der Prismenanordnung
46. Somit kann sich die Prismenanordnung 46 um die Schwenkzapfen 48 drehen, wenn
die Schraube 51 gelöst ist. Die Sucher-Hauptlinsenanordnung 50 weist einen röhrenförmigen
Linsenhalter 53 auf, der an der VTR-Kamera angebracht ist, und in dem bezüglich
seiner Winkel lage schwenkbar ein zylindrisches Gehäuse 54 angebracht ist, das das
nicht gezeigte Sucher-Hauptobjektiv aufnimmt; die Tragarme 49 erstrecken sich von
dem Gehäuse 54. Der röhrenförmige Halter 53 hat einen Umfangsschlitz 55, der eine
Schraube 56 aufnimmt, die sich in einem Gewindeeingriff in das zylindrische Gehäuse
54 erstreckt. Wenn die Schraube 56 gelöst ist, kann sich das zylindrische Gehäuse
54 um die optische VF-Hauptachse B1 - B2 drehen, so daß sich die Prismenanordnung
46 bezüglich ihrer Winkellage um die optische VF-Hauptachse B1 - B2 bewegen kann.
-
Figur 27 zeigt eine Spiegelanordnung 57, die einen Spiegelkasten 58
aufweist, der einen Spiegel 5 aufnimmt und schwenkbar an einem Paar von Schwenkzapfen
59, von denen nur einer gezeigt ist, an einem Paar von Tragarmen 60, von denen nur
einer gezeigt ist, einer Sucher-Hauptlinsenanordnung 61 getragen ist. Einer der
Tragarme 60 hat einen bogenförmigen Schlitz 62,, durch den sich lösbar eine Schraube
63 erstreckt, die in den Spiegelkasten 58 geschn'iubt- ist. Durch lösen der Schraube
63 kann sich
ie Spiegelanordnung 57 um die Schwenkzapfen 59 drehen,
die sich senkrecht sowohl zur optischen VF-Achse C1 - C2 als auch zur optischen
VF-Hauptachse B1 B B2 erstrecken.
-
Die Sucher-Hauptlinsen<inordnung 61 weist einen rohrförmigen Linsenhalter
64 auf, der fest an der VTR-Kamera befestigt ist und in ihm drehbar ein zylindrisches
ehäuse 65 trägt, das das nicht gezeigte Sucher-Hauptobjektiv hält; die Tragarme
60 erstrecken sich von dem zylindrischen Gehäuse 65. Eine Schraube 66 ist lösbar
durch einen Umfangsschlitz 67 in dem rohrförmigen Linsenhalter 64 eingesetzt und
in das zylindrische Gehäuse 65 eingeschraubt. Wenn die Schraube 66 gelöst wird,
kann sich das zylindrische Gehäuse 65 um den rohrförmigen Halter 64 um die optische
VF-Hauptachse B1 - B2 drehen; somit kann sich die Spiegelanordnung 57 um die optische
VF-Hauptachse B1 - B2 drehen.
-
Wie in Figur 28 gezeigt ist, hat eine weitere Spiegelanordnung 68
einen Spiegelkasten 69, der den Spiegel 5 aufnimmt, sowie ein Paar von Schwenkzapfen
70, von denen nur einer gezeigt ist, die schwenkbar einem Paar von Armen 71 getragen
werden, von denen nur einer gezeigt ist; die Zapfen 70 erstrecken sich senkrecht
sowohl zur optischen VF-Hauptachse B1 - B2 als auch zur optischen VF-Achse C1 -
C2. Die Spiegelanordnung 68 kann sich bei Lösen einer Schraube 72 drehen, die sich
lösbar durch einen bogenförmigen Schlitz 73 in einem der Tragarme 71 in einen Gewindeeingriff
mit dem Spiegelkasten 69 erstreckt. Der Tragarm 71 erstreckt sich von einem zylindrischen
Gehäuse 74 einer Feldlinsenanordnung 75, das einen rohrförmigen Feldlinsenhalter
76 aufweist, in dem das zylindrische Gehäuse 74 drehbar angebracht ist. Das zylindrische
Gehäuse 74 nimmt eine Feldlinse 77 auf, die durch einen Linsenhalter 78 ihrer Position
gehalten wird. Der rohrförmige Feldlinsenhalter 76 hat einen bogenförmigen Schlitz
79, durch den sich lösbar eine Schraube 80
erstreckt, die in das
zylindrische Gehäuse 74 eingeschraubt ist. Bei Lösen der Schraube 80 kann sich das
zylindrische Gehäuse 74 bezüglich seiner Winkellage um die optische VF-Achse C1
- C2 drehen; die Spiegelanordnung 68 kann sich ebenfalls um die optische -VF-Achse
cl - C2 drehen.
-
Abweichungen von der optischen VF-Achse und Neigungen der Sucherbilder,
die durch einen Bearbeitungs- und Zusammenbaufehler anderer Teile als des Prismas
3 und des Spiegels 5 hervorgerufen werden, können ebenfalls korrigiert bzw. eingestellt
durch die Winkelbewegung des Prismas 3 und des Spiegels 5 um die optischen Achsen
in dem einäugigen Spiegelreflexsucher werden.
-
Das Prisma 3 kann durch eine Spiegelanordnung ersetzt werden, die
einen kleinen Spiegel aufweist, der einen Teil des Lichts in das Suchersystem umlenken
kann; der Spiegel 5 kann durch ein Prisma ersetzt werden, das eine teilverspiegelte
Fläche hat. Die vorliegende Erfindung ist außer auf Videokameras auch auf gewöhnliche
Photoapparate sowie Filmkameras in gleicher Weise anwendbar.
-
Die Erfindung ist vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben
worden, es versteht sich jedoch von selbst, daß innerhalh des allgemeinen Erfindungsgedankens
eine Vielzahl von Modifikationen oder Änderungen möglich sind.
-
Beschrieben wird ein einäugiger Spiegelreflexsucher, beispielsweise
für VTR-Kameras, der ein Prisma zum Ablenken eines Teils des Lichts, das durch das
Hauptkameraobjektiv längs einer ersten optischen Achse einfällt, zum Durchgang durch
ein Sucher-Hauptobjektiv längs einer zweiten optischen Achse, die senkrecht auf
der ersten optischen Achse
steht, sowie einen Spiegel zur Reflexion
des abgelenkten Teils des Lichts hin zu einem Sucherokular längs einer dritten optischen
Achse hat, die senkrecht auf der zweiten optischen Achse steht und parallel zur
ersten optischen Achse ist. Der Spiegel ist an einem Bilderzeugungspunkt des Sucher-Hauptobjektivs
angeordnet, um das Sucher- und das aufgenommene Bild in der Kamera in Übereinstimmung
miteinander zu halten und somit die Sucherjustierung zu eliminieren. Um jegliche
Abweichungen des Sucherbildes von der dritten optischen Achse sowie Neigungen des
Sucherbildes zu beseitigen, sind der Spiegel und/oder das Prisma bezüglich ihrer
Winkellage um die erste Achse, die zweite Achse und/oder die dritte- Achse bewegbar.
-
L e e r s e i t e