DE3149858C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sucher vom einäugigen Spiegelreflextyp (im folgenden einäugiger Spiegelreflexsucher oder einfach Spiegelreflexsucher genannt für Kameras, wie beispielsweise VTR-Kameras (Videokameras).

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 Kamera übereinstimmt. Sogenannte zweiäugige Spiegelreflexkameras liefern keine korrekten Sucherbilder, da das Sucherbild von einem Lichtstrahl erzeugt wird, der durch ein Sucher­ objektiv eintritt, dessen Position sich von dem Objektiv 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. Video­ kameras) weisen derartige einäugige Spiegelreflexsucher auf, weil die Bilder im Sucher und auf der Bildaufnahme­ einrichtung leicht außer Übereinstimmung sind, da ihre Größe insbesondere verglichen mit der Größe von 35 mm-Foto­ apparaten vergleichsweise klein ist; Überwachungs-Bild­ schirme werden bei der Aufnahme verwendet, um eine fehlende Übereinstimmung zwischen dem Sucherbild und dem entsprechenden aufgenommenen Bild herauszufinden.

Ein Beispiel für eine Kamera mit einem Spiegelreflexsucher wird im folgenden schon hier unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert. Der grundsätzliche Aufbau dieses Spiegelreflex­ suchers ist bekannt durch die Veröffentlichung "Camerart", Juli/ August 1968, Seite 69. Dieser bekannte Spiegelreflexsucher liegt auch den Oberbegriffen der Patentansprüche zugrunde.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat eine Videoband-Aufzeichnungs­ kamera (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 "Varioobjektivachse" 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 45°-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 VF-Hauptachse" 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 Reflexions­ fläche schließt einen 45°-Winkel 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 7 und eine Relaislinse 8 vorgesehen, die zusammen die zweite Bild­ erzeugungsebene 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 Hauptobjektiv 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 Spiegelreflex­ sucher 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, wie im folgenden anhand von Fig. 2 erläutert wird.

In Fig. 2 ist die Spiegelfläche 3 a des Prismas 3, mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, unter einem Winkel R gekippt, der nicht gleich 45° ist. Ein Licht­ strahl 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 aus­ breitet, 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 der 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 Bilderzeugungs­ ebene 6 des Sucher-Hauptobjektivs 4.

Wenn das Prisma 3 entsprechend dem Entwurf eingebaut ist, d. h., wenn die Spiegeloberfläche 3 a einen 45°-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 Q₀. Wenn das Prisma 3 gekippt ist, weicht deshalb das sich ergebende Sucherbild vertikal (wie gezeigt) um Δ = ₀ 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 Bildfokussierfläche 23 a überein; deshalb sollte mittels einer Einstellung diese Abweichung beseitigt werden.

Zur Beseitigung der Abweichungen des Sucherbildes ist es möglich und bekannt, 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.

Ferner ist bei einem herkömmlichen einäugigen Spiegelreflex-Sucher ein Justiermechanismus bekannt, wie er in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Der Justiermechanismus weist eine Klammer 1 a auf, die an der VTR-Kamera angebracht ist, und einen Spiegelhalter 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 seiner den Einstellschrauben 15 gegenüberliegenden Oberfläche. Der Spiegel 5 kann in seiner Neigung bezüglich der Klammer 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 "trial- and-error" wiederholt werden, bis die gewünschte Einstellung erreicht ist, da eine Korrektur der horizontalen 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 Fig. 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.

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 behoben werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die einäugigen Spiegelreflexsucher gemäß den Patentansprüchen 1 und 2 gelöst.

Bei dem Spiegelreflexsucher gemäß Patentanspruch 1 kann das Prisma um die erste optische Achse gedreht werden und kann der Spiegel um die dritte optische Achse gedreht werden. Eine eventuelle horizontale Abweichung und Neigung des Sucherbildes wird durch Drehen des Prismas und/oder des Spiegels um die erste bzw. dritte optische Achse korrigiert. Außerdem sind sowohl der Spiegel als auch das Prisma jeweils um eine Achse drehbar, die für das Prisma senkrecht zur ersten und zweiten optischen Achse und für den Spiegel senkrecht zur zweiten und dritten optischen Achse verläuft. Diese Drehbewegung wird ausgenutzt zur Korrektion einer vertikalen Abweichung des Sucherbildes. Die letztgenannte Drehung des Prismas und/oder des Spiegels, durch die die vertikale Abweichung ausgeglichen wird, beeinflußt die horizontale Bildlage sowie die Neigung nicht. Entsprechendes gilt für die Justierung der horizontalen Abweichung und der Neigung: Die dazu ausgeführten Drehungen des Prismas und/oder des Spiegels um die erste bzw. dritte optische Achse beeinflussen die vertikale Bildlage nicht.

Bei dem Spiegelreflexsucher gemäß Patentanspruch 2 sind sowohl das Prisma als auch der Spiegel um die zweite optische Achse bewegbar. Diese Bewegbarkeit wird zur Justierung bzw. zum Ausgleich horizontaler Abweichungen und Neigungen des Sucherbildes ausgenutzt, ohne daß durch diese Justierung die vertikale Bildlage beeinflußt wird. Außerdem sind sowohl das Prisma als auch der Spiegel jeweils um eine weitere Achse drehbar, die für das Prisma senkrecht zur ersten und zweiten optischen Achse und für den Spiegel senkrecht zur zweiten und dritten optischen Achse verläuft. Durch die letztgenannte Bewegbarkeit des Prismas und/ oder des Spiegels ist die Justierung vertikaler Abweichungen des Sucherbildes ermöglicht, wobei diese Justierbewegung die horizontale Bildlage und die Neigung des Sucherbildes nicht beeinflußt.

Bei den erfindungsgemäßen Spiegelreflexsuchern ist gemeinsam, daß der Ausgleich einer gegebenenfalls vorhandenen vertikalen Abweichung des Sucherbildes einerseits und der Ausgleich gegebenenfalls vorhandener horizontaler Abweichungen sowie Neigungen des Sucherbildes andererseits sich gegenseitig nicht beeinflussen. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Justierung zum Ausgleich vertikaler Abweichungen einerseits und die Justierung zum Ausgleich horizontaler Abweichungen und Neigungen andererseits voneinander entkoppelt sind, so daß die Justierung des Spiegelreflexsuchers auf einfache Weise erfolgen kann, wobei außerdem die dazu erforderlichen Mittel, nämlich Mittel, die Drehungen um bestimmte Achsen zulassen, konstruktiv einfach sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer VTR-Kamera mit einem einäugigen Spiegelreflex-Sucher,

Fig. 2 eine Schemaansicht, die die Abweichung eines Sucherbildes von der optischen Achse erläutert, die durch Kippen eines Prismas erzeugt wird,

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen herkömmlichen Spiegel- Einstellmechanismus,

Fig. 4 einen Querschnitt bei der Linie IX-IX in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schemaansicht, die eine zweidimensionale Analyse der Abweichungen eines Sucherbildes von der optischen Achse zeigt, wenn sich ein Spiegel in seiner Normal­ stellung befindet und ein Prisma aus seiner Normal­ stellung geneigt ist,

Fig. 6-9 Schemaansichten zur Erläuterung einer drei­ dimensionalen Analyse einer derartigen Sucherbild-Abweichung,

Fig. 10 eine Schemaansicht einer weiteren dreidimensionalen Analyse der Abweichung eines Sucherbildes von der optischen Achse,

Fig. 11 und 12 Schemaansichten, die eine zweidimensionale Analyse der Abweichung eines Sucherbildes von der optischen Achse erläutert, wobei sich das Prisma in seiner Normalstellung befindet, und der Spiegel aus seiner Normalstellung gekippt ist,

Fig. 13 eine Schemaansicht zur Erläuterung einer drei­ dimensionalen Analyse einer derartigen Sucherbild- Abweichung,

Fig. 14 einen Weg, auf dem der erfindungsgemäße einäugige Spiegelreflexsucher justiert wird,

Fig. 15 und 16 Schemaansichten zur Erläuterung einer weiteren dreidimensionalen Analyse der Abweichung eines Sucherbildes von der optischen Achse,

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Justierprismaaufbaus,

Fig. 18, 19 und 20 Seitenansichten bei den Linien XXIII-XXIII, XXIV-XXIV und XXV-XXV in Fig. 17,

Fig. 21 eine Seitenansicht eines weiteren Justierprisma- Aufbaus,

Fig. 22 eine Seitenansicht eines Justierspiegel-Aufbaus, und

Fig. 23 eine Seitenansicht eines weiteren Justierspiegel- Aufbaus.

Abweichungen von der optischen Achse und Neigungen der Sucherbilder werden in erster Linie dadurch hervorgerufen, 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 zusammen­ gebaut sind, und daß das Prisma keine Bildfehler erzeugt. Zwar wird der Lichtstrahl, wenn er durch das in Fig. 2 gezeigte geneigte Prisma 3 hindurchgeht, etwas gebeugt, 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 45°-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 Bild­ abweichung von der optischen Achse ist, die durch die geneigte bzw. gekippte teildurchlässige Spiegelfläche 3 a erzeugt wird, soll sie 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 Fig. 5 wird ein Punkt Q₁, an dem ein Lichtstrahl 41 sich längs der Varioobjektiv-Achse A₁-A₂ ausbreitet, durch die teil­ durchlässige Fläche 3 a des Spiegels 3 zum Teil reflektiert, wodurch ein virtuelles Bild Q₂ des Punktes Q₁ gebildet wird. Der Lichtstrahl 41 wird am Punkt Q₁ 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-Haupt­ objektiv 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 δ verkippt, der als Funktion des Winkels (R - 45) ausgedrückt werden kann, um den die teildurchlässige Fläche 3 a aus der 45°-Referenzstellung verschwenkt ist, sowie als Funktion des Punktes Q₁; der Winkel R ist zwischen der optischen VF-Hauptobjektivachse 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 zur Auffindung 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 δ 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 erzeugt, so wird der Lichtstrahl 42 von dem Spiegel 5 längs einer Linie reflektiert, die sich unter einem Winkel δ zu der optischen VF-Achse C₁-C₂ erstreckt. Der Lichtstrahl 42 schneidet, 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 Bilderzeugungs­ punkt für eine Gruppe von Lichtstrahlen, die die Lichtstrahlen 41 und 42 einschließen. Deshalb kann die Abweichung Δ des Sucherbildes von der optischen VF-Achse C₁-C₂ gefunden werden.

Die vorstehend zweidimensionale Analyse kann im Prinzip für die dreidimensionale Analyse verwendet werden, um Gleichungen abzuleiten, mit denen die Abweichung des Sucher­ bildes von der optischen Achse gefunden wird. Wie in Fig. 6 gezeigt 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 O₁ der Ursprung ist. Ein weiteres Koordi­ natensystem (x₂, y₂, z₂) wird dadurch erzeugt, daß das xyz-Koordinatensystem um die x-Achse um einen Winkel ψ und anschließend um die y-Achse um einen Winkel R gedreht wird; die teildurchlässige Fläche 3 a liegt in einer Ebene, die die Koordinatenachse y₂ und z₂ enthält.

Die Koordinaten des Punktes Q₁ seinen (x, y, z) im Koordi­ natensystem xyz und (x₂, y₂, z₂) im Koordinatensystem x₂, y₂, z₂. Das virtuelle Bild Q₂, 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, y₂, 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 (, , ) des Punktes Q₂ im Koordinatensystem xyz sind:

Diese Gleichungen können reduziert werden auf:

Der Winkel, der zwischen einer geraden Linie, die den virtuellen Bildpunkt Q₁ und den Punkt O₁ verbindet, und der z-Achse gebildet wird, sei γ gesehen in Richtung der x-Achse und der Winkel zwischen dieser geraden Linie und der z-Achse gesehen in Richtung der y-Achse sei δ (siehe Fig. 7). Die Winkel γ und δ können wie folgt ausgedrückt werden:

Diese Gleichungen zeigen, daß Lichtstrahlen, die sich parallel zu dem durch die Punkte Q₁O₁ hindurchgehenden Lichtstrahl 41 ausbreiten, hin zu dem Sucher parallel zu den Lichtstrahlen abgelenkt werden, die durch die Punkte Q₂O₁ gehen, d. h. daß sich das Licht längs der durch die Winkel q und δ bestimmten Richtung ausbreitet. Außerhalb dieser parallelen Lichtstrahlen wird zur Bestimmung des Bilderzeugungs­ punktes der Lichtstrahl 42 verfolgt, der sich hin zum ersten Hauptpunkt K₁ des Sucher-Hauptobjektivs ausbreitet.

Die anderen Lichtstrahlen konvergieren am Bilderzeugungs­ punkt, 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 ein­ schließen.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Koordinatensystem x*, y*, z* mit einem Ursprung O₂ 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 virtuelle Bild K₂′, das vom Spiegel 5 aus dem zweiten Hauptpunkt K₂ des Sucher-Hauptobjektivs 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 δ und der Winkel zwischen der geraden Linie und der x*- Achse gesehen in Richtung der z*-Achse ist γ. Die Position (y*, z*) des Bilderzeugungspunktes auf der Bilder­ zeugungsebene ist wie folgt gegeben:

y* = fm tanγ (11)

z* = fm tanδ (12)

Durch Einsetzen der Gleichungen (9) und (10) in die Gleichungen (11) und (12) erhält man:

Wenn das Prisma 3 nicht gekippt ist, bilden der Licht­ strahl, der durch die Punkte Q₁O₁ 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 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 ψ, (R - 45°) um die x-Achse bzw. die y₂-Achse geneigt ist, die Abweichung von der optischen VF-Achse C₁-C₂ dar. Wenn die Koordinaten des Punktes Q₁ auf der Vario­ objektivachse A₁-A₂ (i*, j*, k*) = (1, 0, 0) sind, sind die Abweichungen Δ y*, Δ z* von der optischen VF-Achse C₁-C₂ gleich y* und z* aus Gleichung (13) und (14) und werden ausgedrückt durch:

Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß die Abweichung Δ y* lediglich eine Funktion des Winkels ψ ist und nicht vom Winkel R abhängt. Wenn der Winkel ψ klein ist und der Winkel R angenähert 45° ist, ist cos ψ = 1 und | tan 2 R | wird groß, was dazu führt, das cos ψ | tan 2 R | ist. Dann kann die Gleichung (15) umgeschrieben werden in:

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, in 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 nun 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 Q₁O₁ geht. Wenn sich das Prisma 3 in seiner Normalstellung befindet, rufen die Lichtstrahlen, die durch die Punkte Q₁O₁ und P₁O₁ gehen, Bilder auf der ersten Bilderzeugungs­ ebene des Sucher-Hauptobjektivs 4 an Punkten Q,P hervor; die gerade Linie QP ist dabei parallel zu der Y*-Achse. Wenn das Prisma 3 gekippt ist, ist die gerade Linie QP bezüglich der y*-Achse geneigt (s. Fig. 9); dieser Effekt wird "Bildneigung" genannt. Wenn die Koordinaten der Punkte Q, P (y₁*, z₁*), (y₂*, z₂*) sind, so ist die Bildneigung H durch die folgende Gleichung gegeben:

Wenn die Koordinaten der Punkte Q, (i*, j*, k*) =(1, 0, 0) und P (i*, j*, k*) = (1, -1, 0) sind, so sind der Punkt Q durch Gleichung (15) und der Punkt P durch die folgenden Gleichung gegeben:

Wenn der Winkel ψ klein und der Winkel R nahe 45° ist, so gibt es folgende angenäherte Lösung für die Koordinaten des Punktes Q und die Bildneigung:

Wie man sieht, sind y₁* und H eine Funktion von ψ und z₁* eine Funktion von R (s. Fig. 6 und 8).

Eine weitere dreidimensionale Analyse zur Ableitung von Gleichungen zum Auffinden von Abweichungen eines Sucher­ bildes von der optischen Achse soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 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 O₁ 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 ψ um die i*Achse und anschließend um einen Winkel R um die j*-Achse gedreht, wodurch sich ein weiteres Koordinatensystem (i*₂, j*₂, k*₂) ergibt. Die teildurchlässige Spiegelfläche 3 a liegt in einer Ebene, die die Koordinatenachse j*₂ und k*₂ einschließt.

Die Koordinaten eines Punktes Q₁ seien (i, j, k) im Koordi­ natensystem i*, j*, k* und (i₂*, j₂*, k₂*) im Koordinatensystem i₂*, j₂*, 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 (*, *, *) des Punktes Q₂ im Koordinatensystem i*j*k* sind wie folgt gegeben:

Diese Gleichung kann reduziert werden in:

Wenn die Koordinaten eines Punktes (i, j, k) im Koordinaten­ system xyz (x, y, z) sind, ergibt sich die folgende Gleichung:

Wenn die Koordinaten des Punktes Q₁ (i*, j*, k*) auf der Varioobjektivachse A₁-A₁ (0, 0, 1) sind, sind die Abweichungen Δ y*, Δ z* von der optischen VF-Achse C₁-C₂ gleich y*, z* gemäß den Gleichungen (13) und (14) und werden diese ausgedrückt mit Gleichung (22) durch:

Das Vorstehende trifft auch zu, wenn die obigen Drehachsen verschoben sind, da die optischen Achsen durch die Translation des Prismas 3 nicht geändert werden.

Wenn ferner die Koordinaten des Punktes P₁ (i*, j*, k*) = (0, 1, 1) sind, so kann der Punkt P durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Wenn der Winkel ψ klein und der Winkel R nahe 45° ist, so erhält man als angenäherte Lösung:

Die obigen Gleichung zeigt, daß, wenn ψ klein und R nahe 45° ist, y₁* und H eine Funktion von ψ und z₁* eine Funktion von R 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 45°Winkel zu der optischen VF-Hauptachse B₁-B₂ bildet, wie dies durch eine gestrichelte Linie in Fig. 11 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 Erzeugung 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 R bezüglich der optischen VF-Hauptachse B₁-B₂ ungleich 45° ist, wird ein Bild an einem Punkt Q auf der Erstbilderzeugungsebene 6 erzeugt, der einen Abstand Δ von der optischen VF-Achse C₁-C₂ hat. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, hat ein Punkt Q₅ auf dem Lichtstrahl 43, der sich längs der optischen VF- Hauptachse B₁-B₂ ausbreitet, ein virtuelles Bild Q₅′, das durch den Spiegel 5 gebildet wird. Der Lichtstrahl 43 geht durch den Punkt Q₅ und wird vom Spiegel 5 am Punkt O₂ 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 Q₅,O₂ 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 δ hat; der Winkel δ ist eine Funktion der Neigung ( R - 45°) des Spiegels bezüglich der 45°-Referenz­ position sowie eine Funktion des Punktes Q₅. Der Bilder­ zeugungspunkt für den Lichtstrahl 43, der sich durch die Punkte Q₅O₂ 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 Δ 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 Fig. 13 gezeigt wird, wird ein Koordinatensystem x*y*z* mit einer Koordinaten­ achse x* in Richtung der optischen VF-Achse C₁-C₂, einer Koordinatenachse z* bei der optischen VF-Haupt­ achse B₁-B₂ und einer Koordinatenachse y* eingeführt, die sich senkrecht zu den Achsen x* und z* erstreckt, wobei der Punkt O₂ der Ursprung ist. Ein weiteres Koordinaten­ system x₂*, y₂*, z₂* wird dadurch eingeführt, daß das Koordinatensystem x*y*z* um die Koordinatenachse x* und anschließend um die Koordinatenachse y*₂, so wie diese verschoben ist, gedreht wird; der Spiegel 5 hat eine Reflexions­ fläche die in einer Ebene liegt, die die Koordinaten­ achsen y₂* und z₂* enthält.

Die Koordinaten eines Punktes Q₅ (s. Fig. 12) seien (x*, y*, z*) im Koordinatensystem x*y*z* sowie (x₂*, y₂*, z₂*) im Koordinaten­ system x₂*, x₂*, z₂* mittels einer Koordinatentransformation. Das virtuelle Bild Q₅, das mittels des Spiegels 5 aus dem Punkt Q₅ gebildet wird, hat die Koordinaten (-x₂*, y₂*, z₂*). Die Koordinaten (*, *, *) des Punktes Q₅, ausgedrückt in dem Koordinatensystem x*y*z* sind wie folgt gegeben:

Diese Gleichung kann reduziert werden in:

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, wird der durch die Punkte Q₅O₂ hindurchgehende Lichtstrahl 43 durch den Spiegel 5 reflektiert, so daß er sich in Richtung der Linie Q′₅O₂ ausbreitet, bevor er die erste Bilderzeugungsebene 6 erreicht. Der Punkt, an dem der Lichtstrahl 43 die erste Bilderzeugungsebene 6 schneidet, dient als Bilderzeugungs­ punkt 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 l; 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:

Wie vorstehend beschrieben, erzeugt der Lichtstrahl, der sich durch die Punkte Q₅O₂ längs der optischen VF-Haupt­ achse 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 ψ bzw. ( R - 45°) 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 (x*, y*, z*) = (0, 0, 1) sind, so kann die Abweichung Y*, Z* von der optischen Achse mittels der Gleichung (27 und 28) wie folgt ausgedrückt werden:

Im folgenden soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q₅, 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 P₅O₂ 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 Fig. 9). 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. (0, -1, -1) sind so können die Koordinaten Y₁*, Z₁* durch Gleichung (29) und die Koordinaten Y₂*, Z₂* durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Die Bildneigung H ist gegeben durch:

Wenn ψ klein und R nahe 45° ist, so ergibt sich folgende genäherte Lösung der obigen Gleichungen:

Die obige Lösung kann angenähert ausgedrückt werden durch:

Eine Betrachtung der Gleichung (40) zeigt, daß Y₁* und H lediglich von ψ und Z₁* lediglich von R abhängt.

Die vorstehende 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 Fig. 15 gezeigt wird, wird ein Koordinatensystem ÿk 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 ψ und dann um seine j₂-Achse um einen Winkel R gedreht wird. Der Spiegel 5 hat eine Reflexions­ fläche, die in einer Ebene liegt, die die j₂-Achse und die k₂-Achse des Koordinatensystems i₂j₂k₂ enthält. Die Koordinaten eines Punktes Q₇ (Fig. 16) seien (i, j, k) im Koordinatensystem ÿk und (i₂, j₂, k₂) im Koordinaten­ system i₂j₂k₂. Der Spiegel 5 erzeugt ein virtuelles Bild Q₇′ des Punktes Q₇, der die Koordinaten (i₂, j₂, k₂) hat. Die Koordinaten des virtuellen Bildes Q′ können im Koordinatensystem ÿk dadurch ausgedrückt werden, daß die Koordinaten (i, j, k) des Punktes Q₇ in das Koordinaten­ system i₂j₂k₂ überführt werden, die Koordinate i₂ in die Koordinate -i₂ geändert wird, und anschließend die sich ergebenden Koordinaten in die entsprechenden Koordinaten im Koordinatensystem ÿk umgewandelt werden. Die Koordinaten (, , ) des Punktes Q₇′ im Koordinaten­ system ÿk sind durch die folgende Gleichung gegeben:

Die Gleichung (34) kann reduziert werden:

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′, O₂ 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 Fig. 16). Der Abstand vom Punkt Q₇ zum Punkt O₂ sei 1 und der Abstand vom Punkt O₂ zum Punkt O₈ sei l; Q₈ sei der sich ergebende Bilderzeugungspunkt, wenn kein Spiegel 5 vorhanden ist.

Die Koordinaten (J, I) des Punktes Q sind folgendermaßen gegeben:

Die Koordinaten (Y*, Z*) des Punktes Q im Koordinaten­ system x*z* sind gegeben durch:

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, O₂ längs der optischen VF-Hauptachse B₁-B₂ ausbreitet, ein Bild auf der optischen VF-Achse C₁-C₂ auf der ersten Bilderzeugungsebene 6 des Sucher-Haupt­ objektivs. Wenn der Spiegel 5 um die i-Achse um ψ₁ und die j₂-Achse um ( R - 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 (35), (36) und (37) folgendermaßen ausgedrückt werden:

Es soll angenommen werden, daß es zwei Punkte Q₉ und P₉ auf einer Ebene gibt, die die i-Achse und die j-Achse enthält, und daß die durch die Punkte Q₉O₂ und P₉O₂ hindurchgehenden Lichtstrahlen an Punkten Q bzw. P Bilder erzeugen. Wenn der Spiegel 5 nicht aus seiner Stellung heraus­ gekippt ist, erstreckt sich eine gerade Linie QP parallel zur y*-Achse. Wenn jedoch der Spiegel 5 gekippt ist, erstreckt sich die gerade Linie QP unter einem Winkel zur y*-Achse, wodurch sich eine Bildneigung ergibt. Die Koordinaten der Punkte Q und P seinen (Y₁*, Z₁*) bzw. (Y₂*, Z₂*) und die Koordinaten der Punkte Q₉ = (i, j, k) und P₉ = (i, j, k) seien (-1, 0, 0) und (-1, +1, 0). Die Koordinaten (Y₂*, Z₂*) können mittels Gleichung (38) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Die Bildneigung H ist gegeben durch:

Wenn ψ klein und R nahe 45 Grad ist, ergibt sich als genäherte Lösung der obigen Gleichungen:

Die Gleichungen (61) zeigen, daß Y₁* und H im wesentlichen von ψ und Z₁* im wesentlichen von R abhängt.

Wenn das Prisma 3 und der Spiegel 5 aus ihren normalen Stellungen gekippt sind, ergeben sich kombinierte Abweichungen und Neigungen 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 Δ y bzw. Δ z ausgedrückt wird, die gewünschte Bildneigung als Δ H und seien die horizontalen und vertikalen Abweichungen, die Bildneigung und die Winkel der Winkelbewegungen, die durch und von dem Prisma 3 und dem Spiegel 5 hervorgerufen werden Δ y₁, Δ z₁, Δ H₁, ψ₁, R₁ bzw. Δ y₂, Δ z₂, Δ H₂, ψ₂, R₂, so sind die Winkel ψ₁, R₁, ψ₂, R₂ für die Abweichungen Δ z und Δ y und die Bildneigung H gegeben als Lösungen der folgenden Gleichungen:

Wenn ψ und R nahe an 0 bzw. 45° liegen, so ist Δ z angenähert eine Funktion von R und Δ y und Δ H sind im wesentlichen eine Funktion von ψ. Dies kann für eine Anordnung, bei der das Prisma 3 um die Varioobjektivachse A₁-A₂ drehbar ist und der Spiegel 5 um die optische VF-Achse C₁-C₂ drehbar ist dadurch ausgedrückt werden, daß die Gleichungen (19) und (33) in die Gleichungen (42), (43) und (44) eingesetzt werden, wodurch sich die folgenden Gleichungen ergeben:

Wie die Gleichung (46) zeigt, kann eine vertikale Abweichung eines Sucherbildes von dem optischen VF-Bild entweder durch das Prisma 3 oder den Spiegel 5 korrigiert werden; die Gleichungen (45) und (47) zeigen, daß ψ₁ und ψ₂ gefunden werden kann, wenn Δ y und Δ H bekannt sind. Wenn ψ₁ = ψ₂ = , so ist die Bildneigung Δ H Null und gleichzeitig ergibt sich aus Gleichung (45):

Die Gleichung ergibt den Wert von ψ, durch den die Bild­ neigung beseitigt wird und eine horizontale Abweichung Δ y des Sucherbildes hervorgerufen wird.

Im folgenden soll die Art beschrieben werden, auf die der erfindungsgemäße einäugige Spiegelreflexsucher auf der Grundlage der vorstehenden optischen Analyse justiert werden kann. Zur Beseitigung der Bildneigung werden der Winkel ψ für das Prisma 3 und für den Spiegel 5 durch eine Drehbewegung entweder des Prismas 3 um die Varioobjektiv­ achse A₁-A₂ 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 Δ y ab. Nimmt man an, daß der Unterschied C ist, so erfordert das Erreichen der gewünschten horizontalen Abweichung Δ y, daß ψ für das Prisma 3 und für den Spiegel 5 um den Wert Δψ eingestellt werden, der folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

Bei der ersten Einstellung Δψ des Prismas 3 ist die Verschiebung Δ ₁ der optischen Achse, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, durch die folgende Gleichung gegeben:

Eine Verschiebung der optischen Achse um Δ ₁ führt zu einer Winkelverschiebung von Δψ₁. Durch die Winkel­ bewegung des Spiegels 5 wird die horizontale Abweichung in Übereinstimmung mit Δ y, Δψ₁ = Δψ₂ und c₁ = ψ₂ = gebracht, was dazu führt, daß die Bildneigung 0 und die horizontale Abweichung Δ y erreicht wird.

Wenn fm = 2l, erhält man aus Gleichung (51):

Δ₁ = -2C (52)

Bei der ersten Einstellung von Δψ für den Spiegel 5 erhält man eine Verschiebung Δ ₂ der optischen Achse, die durch die folgende Gleichung gegeben ist:

Eine Verschiebung der optischen Achse um Δ ₂ führt zu einer Winkelverschiebung um Δψ₂. Durch die Winkelbewegung des Prismas 3 wird die horizontale Abweichung in Übereinstimmung mit Δ y, Δψ₁ = Δψ₂ und ψ₁ = ψ₂ = gebracht, was dazu führt, daß die Bildneigung O und die horizontale Abweichung Δ y erreicht wird.

Wenn fm = 2l, erhält man aus Gleichung (53):

Δ ₂ = C (54)

Bei der vorstehenden Einstellung wird die Beziehung ψ₁ = ψ₂ durch eine erste Winkelbegrenzung 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 ψ₁ = ψ₂ erreicht worden ist, können das Prisma 3 und der Spiegel 5 aufeinander abgestimmt in entgegengesetzten Richtungen um gleiche Winkelbeträge bewegt werden damit die Korrektion der optischen Achse erfolgen kann, während die Bildneigung O bleibt.

Wie bereits im Hinblick auf die Gleichungen (42), (43) und (44) festgestellt worden ist, ist Δ z näherungsweise eine Funktion von R und sind Δ y und Δ H im wesentlichen Funktionen von ψ, wenn nahe ψ nahe bei O und R nahe bei 45 Grad ist.

Für eine Anordnung, bei der das Prisma 3 und der Spiegel 5 um die VF-Hauptachse B₁-B₂ drehbar sind, können die Gleichungen (42), (43) und (44) mit den Gleichungen (25) und (41) reduziert werden auf:

Aus Gleichung (56) 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 (55) und (57) können ψ₁ und ψ₂ gefunden werden, wenn Δ y und Δ H Δ bekannt sind. Wenn c₁ = ψ₂ = , so ist die Bildneigung Δ H Null und gleichzeitig erhält man aus Gleichung (65):

Diese Gleichung liefert ψ, mit dem die Bildneigung eliminiert und eine horizontale Abweichung Δ y des Sucherbildes erzeugt wird.

Im folgenden soll der Weg beschrieben werden, auf dem der einäugige Spiegelreflexsucher durch eine Winkelbildung des Spiegels 5 um die optische VF-Hauptachse B₁-B₂ justiert wird.

Als erstes erfolgt eine Justierung, um die Beziehung ψ₁ = ψ₂ = 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 Bildabweichung in vielen Fällen von der gewünschten horizontalen Abweichung Δ y. Nimmt man an, daß der Unterschied C ist, so erfordert das Erreichen der gewünschten horizontalen Abweichung Δ y, daß ψ für das Prisma 3 und den Spiegel 5 um Δψ justiert wird; dieser Wert kann ausgedrückt werden durch:

Bei der ersten Einstellung von Δψ mit dem Prisma 3 tritt eine Verschiebung Δ ₁ der optischen Achse auf (siehe Fig. 14), die durch die folgende Gleichung gegeben ist:

Ein Verschieben der optischen Achse um Δ ₁ führt zu einer Winkelverschiebung um Δψ₁. Durch eine Drehung des Spiegels 5 wird die horizontale Abweichung in Über­ einstimmung mit Δ y, Δψ₁ = Δψ₂ und ψ₁ = ψ₂ gebracht, was dazu führt, daß die Bildneigung O und die horizontale Abweichung Δ y erreicht werden.

Wenn fm = 2l, so erhält man aus Gleichung (60):

Δ ₁ = -2C (61)

Bei der ersten Einstellung von Δψ am Spiegel 5 erhält man die folgende Verschiebung Δ ₂ der optischen Achse:

Eine Verschiebung der optischen Achse Δ ₂ führt zu einer Winkelverschiebung um Δψ₂. Durch eine Drehung des Prismas 3 kann die horizontale Abweichung in Übereinstimmung mit Δ y, Δψ₁ = Δψ₂ und ψ₁ = ψ₂ = gebracht werden, was dazu führt, daß die Bildneigung O und die horizontale Abweichung Δ y erreicht werden.

Wenn fm = 2l, erhält man aus Gleichung (62)

Δ ₂ = C (63)

Mit der vorstehenden Einstellung wird die Beziehung ψ₁ = ψ₂ 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 die Beziehung ψ₁ = ψ₂ erreicht worden ist, können jedoch das Prisma 3 und der Spiegel 5 aufeinander abgestimmt jeweils in entgegengesetzten Richtungen um gleiche Winkelbeträge gedreht werden, so daß die Korrektur der optischen Achse bei einer bei Null verbleibenden Bildneigung erreicht werden kann.

Die vertikale Abweichung des Sucherbildes kann 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 Achsen vertikaler Richtung 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-B₂ erstreckt, gedreht, wobei im wesentlichen keine horizontale Verschiebung der optischen Achse auftritt. Diese Einstellung beruht auf den mittels der Gleichung (33) bzw. (46) ausgedrückten Prinzipien.

Die Fig. 17 bis 23 zeigen verschiedene Prismen und Spiegelanordnungen, die bezüglich ihrer Winkellage bewegt (gedreht) werden können.

In den Fig. 17 bis 20 weist eine Prismenanordnung 25 ein Gehäuse 26 auf, in dem das Prisma 5 befestigt ist, und das ein Paar von gegenüberliegenden Schwenkzapfen 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 30, durch den sich lösbar eine Schraube 33 erstreckt, die in das Gehäuse 26 eingeschraubt ist, wie man am besten in Fig. 23 sieht. Die Prismenanordnung 25 ist somit in bezug auf ihre Winkellage um die Schwenk­ zapfen 27, 27 bei Lösen der Schraube 33 bewegbar und kann in einer gewünschten Winkellage bezüglich der Tragarme 28, 28 durch Wiederanziehen der Schraube 33 festgelegt werden. Die Hauptlinsenanordnung 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 Umfangsschlitz 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 Varioobjektiv­ achse 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 Fig. 21 gezeigt; sie weist ein Gehäuse 47 auf, das das Prisma 5 aufnimmt und schwenkbar mittels eines Paares 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 eine bogenförmigen Schlitz 52 in einem der Tragarme 49 in einen Gewindegriff 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 Linsen­ halter 53 auf, der an der VTR-Kamera angebracht ist, und in dem bezüglich seiner Winkellage 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.

Fig. 22 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-Haupt­ linsenanordnung 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 geschraubt ist. Durch Lösen der Schraube 63 kann sich die Spiegelanordnung 57 um die Schwenkzapfen 59 drehen, die sich senkrecht sowohl zur optischen VF-Achse C₁-C₂ als auch zur optischen VF-Hauptachse B₁-B₂ erstrecken. Die Sucher-Hauptlinsenanordnung 61 weist einen rohrförmigen Linsenhalter 64 auf, der fest an der VTR-Kamera befestigt ist und in ihm drehbar ein zylindrisches Gehäuse 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 Umfangschlitz 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 Fig. 23 gezeigt ist, hat eine weitere Spiegel­ anordnung 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 C₁-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 Photo­ apparate sowie Filmkameras in gleicher Weise anwendbar.

Claims (2)

1. Einäugiger Spiegelreflexsucher für eine Kamera, die ein Hauptobjektiv mit einer ersten optischen Achse aufweist, mit einem Prisma auf der ersten optischen Achse, das einen Teil des Lichtes in Richtung einer zweiten optischen Achse ausleitet, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur ersten optischen Achse verläuft, einem Sucher-Hauptobjektiv mit einem ersten und einem zweiten Hauptpunkt, die auf der zweiten optischen Achse angeordnet sind, einem Spiegel, der das aus dem Sucher-Hauptobjektiv austretende Licht in Richtung einer dritten optischen Achse umlenkt, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur zweiten optischen Achse und paralle zur ersten optischen Achse verläuft, und einem Okular, das auf der dritten optischen Achse zum Betrachten eines Sucher­ bildes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich horizontaler Abweichungen sowie Neigungen des Sucherbildes das Prisma (3) um die erste optische Achse (A₁-A₂) und der Spiegel (5) um die dritte optische Achse (C₁-C₂) in ihren Winkellagen bewegbar sind und daß zum Ausgleich vertikaler Abweichungen des Sucherbildes das Prisma (3) um eine zur ersten optischen Achse (A₁-A₂) und zur zweiten optischen Achse (B₁-B₂) senkrechte Achse sowie der Spiegel (5) um eine zur zweiten optischen Achse (B₁-B₂) und zur dritten optischen Achse (C₁-C₂) senkrechte Achse in ihren Winkellagen bewegbar sind.

2. Einäugiger Spiegelreflexsucher für eine Kamera, die ein Hauptobjektiv mit einer ersten optischen Achse aufweist, mit einem Prisma auf der ersten optischen Achse, das einen Teil des Lichtes in Richtung einer zweiten optischen Achse ausleitet, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur ersten optischen Achse verläuft, einem Sucher-Hauptobjektiv mit einem ersten und einem zweiten Hauptpunkt, die auf der zweiten optischen Achse angeordnet sind, einem Spiegel, der das aus dem Sucher-Hauptobjektiv austretende Licht in Richtung einer dritten optischen Achse umlenkt, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur zweiten optischen Achse und parallel zur ersten optischen Achse verläuft, und einem Okular, das auf der dritten optischen Achse zum Betrachten eines Sucherbildes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich horizontaler Abweichungen sowie Neigungen des Sucherbildes sowohl das Prisma (3) als auch der Spiegel (5) in ihren Winkellagen um die zweite optische Achse (B₁-B₂) bewegbar sind und daß zum Ausgleich vertikaler Abweichungen des Sucherbildes das Prisma (3) um eine zur ersten optischen Achse (A₁-A₂) und zur zweiten optischen Achse (B₁-B₂) senkrechte Achse sowie der Spiegel (5) um eine zur zweiten optischen Achse (B₁-B₂) und zur dritten optischen Achse (C₁-C₂) senkrechte Achse in ihren Winkellagen bewegbar sind.