DE3209517A1 - AUTOMATIC FOCUSING SYSTEM FOR A PHOTOGRAPHIC CAMERA USING THIS SYSTEM - Google Patents
AUTOMATIC FOCUSING SYSTEM FOR A PHOTOGRAPHIC CAMERA USING THIS SYSTEMInfo
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- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/282—Autofocusing of zoom lenses
Description
Automatisches Scharfeinstellungssystem für ein Aufnahmeob-.lektiv und dieses System verwendende fotografische Kamera An automatic focusing system for a taking lens and a photographic camera using this system
Die Erfindung bezieht sich generell auf ein automatisches Scharfeinstellungssystem und insbesondere auf ein automatisches Scharfeinstellungssystem, welches besonders geeignet ist für die Verwendung in Verbindung mit einer Fernsehkamera, die beispielsweise ein Zoom-Objektiv "bzw. eine Gummilinse enthält.The invention relates generally to an automatic Focusing system and in particular an automatic one Focus system, which is particularly suitable is for use in conjunction with a television camera that has a zoom lens, for example. contains a rubber lens.
Eine bekannte Kamera ist in der US-PS 3 hk2 193 beschrieben worden. Bei dieser bekannten Kamera wird ein Fokussierungs- bzw. Scharfeinstellungszustand ermittelt und in einem Bildsucher angezeigt. Außerdem ist ein System zur automatischen Steuerung des Fokussierungszustands der Kamera unter Verwendung des oben erwähnten, den Fokussierungszustand ermittelnden Detektorsystems bekannt.A known camera has been described in US Pat . No. 3 HK2,193. In this known camera focusing or focusing state is determined and a viewfinder i n displayed. Also known is a system for automatically controlling the focus state of the camera using the above-mentioned focus state detecting system.
Bei einem derartigen automatischen Fokussierungssystem wird ein herkömmliches automatisches Scharfeinstellungssystem angewandt, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist. In Fig. 1 ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der eine Aufnahme- oder Kameraoptik 1 und ein Scharfein-In such an automatic focusing system a conventional automatic focusing system as illustrated in FIG. 1 is employed. In Fig. 1, an arrangement is illustrated in which a recording or camera optics 1 and a focus
stellungsschirm 2 vorgesehen sind. Die Optik 1 ist mit einem Scharfeinstellungsmechanismus versehen, der durch ein Antriebsglied oder eine Antriebseinrichtung 3 angetrieben wird. Außerdem sind eine Lichtquelle h und einposition screen 2 are provided. The optics 1 is provided with a focusing mechanism which is driven by a drive member or a drive device 3. In addition, a light source is h and a
Lichtaufnahmeglied 5 dazu herangezogen, eine Entfernung 35Light receiving member 5 used to set a distance 35
zwischen einem Objekt und einem Kamerakörper zu messen.measure between an object and a camera body.
Die Lichtquelle k strahlt beispielsweise einen infraroten Strahl zu der optischen Achse der Optik 1 ab, und dieThe light source k emits, for example, an infrared beam to the optical axis of the optics 1, and the
Licht auf nahmeri ch tung des Lichtaufnahmegliedes 5 wird in. bzw. längs einer Ebene geändert, die einen infraroten Strahl umfaßt, der von der Lichtquelle h abgegeben wird, und die optische Achse der Optik 1, so daß Licht, welches durch den infraroten Strahl von der Lichtquelle h gegeben ist, auf ein Objekt 6 auftrifft, reflektiert wird und dadurch ermittelt wird. Dieses von dem Lichtaufnahmeglied ermittelte Signal wird einer Signalverarbeitungsschaltung oder einem Prozessor 7 zur Messung der Entfernung zugeführt, 10Light on nahmeri ch device of the light receiving member 5 is changed in. Or along a plane comprising an infrared beam emitted from the light source h , and the optical axis of the optics 1, so that light transmitted by the infrared beam from the light source h is given, impinges on an object 6, is reflected and is thereby determined. This signal determined by the light receiving element is fed to a signal processing circuit or a processor 7 for measuring the distance, 10
Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß im Falle der Entfernungsmessung die Lichtquelle 4 durch das von
dem Prozessor 7 abgeleitete Signal zum Leuchten gebracht wird und daß gleichzeitig die Lichtaufnahmerichtung des
1^ Lichtaufnahmegliedes 5 allmählich von der parallel zur
optischen Achse der Optik 1 verlaufenden Richtung zu der Innenseite hin geändert oder verschoben wird, wie dies
durch einen Pfeil P in Fig. 1 angedeutet ist. Wenn der von dem Objekt 6 reflektierte Lichtstrahl mittels des
Lichtaufnahmegliedes 5 ermittelt wird, wird das ermittelte, vom Winkel der Lichtaufnahmerichtung des Lichtaufnahmegliedes
5 abhängige bzw. darauf reagierende Signal dem Prozessor 7 zugeführt, um die Entfernung von dem Kamerakörper
zu dem Objekt 6 zu messen.
25In other words, this means that in the case of distance measurement, the light source 4 is made to glow by the signal derived from the processor 7 and that at the same time the light receiving direction of the 1 ^ light receiving member 5 gradually from the direction running parallel to the optical axis of the optics 1 the inside is changed or shifted, as indicated by an arrow P in FIG. If the light beam reflected by the object 6 is determined by means of the light receiving element 5, the determined signal, which is dependent on the angle of the light receiving direction of the light receiving element 5 or is responsive to it, is fed to the processor 7 in order to measure the distance from the camera body to the object 6.
25th
Ein von der gemessenen Entfernung abhängiges bzw» darauf reagierendes Signal wird von dem Prozessor 7 an den Treiber 3 abgegeben, um die Schärfe oder den Brennpunkt der Optik 1 einzustellen.A dependent or »on the measured distance responsive signal is output from the processor 7 to the driver 3 in order to adjust the focus or focus of optics 1.
Wie ferner in Fig. 1 veranschaulicht, ist die Aufnahmeoptik 1 außerdem mit einem Zoom- bzw. Gummilinsensystem 8 ausgestattet. Bei diesem bekannten automatischen Scharfeinstellungssystem umfaßt das Gummilinsensystem 8 eine 35As further illustrated in FIG. 1, the optical system 1 is also provided with a zoom or rubber lens system 8 equipped. In this known automatic focusing system, the rubber lens system 8 comprises one 35
konkave Linse 8a und eine konvexe Linse 8b; das betreffende Gummilinsensystem wird als Teleobjektiv verwendet, indem die konkave Linse 8a nahe der konvexen Linse 8b vor-concave lens 8a and a convex lens 8b; the rubber lens system in question is used as a telephoto lens by the concave lens 8a near the convex lens 8b in front of
gesehen ist. Demgegenüber wird die betreffende Gummilinsenanordnung als Weitwinkelobjektiv verwendet, indem die konkave Linse 8a von der konvexen Linse 8b wegbewegt wird. Die Schärfe- bzw. Brennpunkteinstellung dieses Kamera-5 Objektivs 1 wird in einer solchen Weise vorgenommen, daß eine konvexe Linse 1a etwas vor und zurück verschoben wird. In diesem Fall ist eine weitere konvexe Linse Ib als feststehende Linse gebildet. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist mit W ein Leucht- bzw. Lichtflußbereich gekennzeichnet, der von dem Objekt 6 in dem Fall ausgeht, daß das Objektiv als Weitwinkelobjektiv eingesetzt ist. Mit T ist ein entsprechender Bereich für den Fall veranschaulicht, daß das Objektiv als Teleobjektiv verwendet ist.is seen. In contrast, the rubber lens assembly in question used as a wide angle lens by moving the concave lens 8a away from the convex lens 8b. The focus or focus adjustment of this camera 5 lens 1 is made in such a way that a convex lens 1a is shifted back and forth a little. In this case, another convex lens is Ib formed as a fixed lens. As shown in Fig. 1, W denotes a luminous or luminous flux area, which proceeds from the object 6 in the event that the lens is used as a wide-angle lens. With T is illustrates a corresponding range in the event that the lens is used as a telephoto lens.
Bei diesem automatischen Scharfeinstellungssystem wird mit Rücksicht auf die Tatsache, daß die Linse 1 und das aus der Lichtquelle h und dem Lichtaufnahmeglied 5 für die Entfernungsmessung vorgesehene optische System völlig unabhängig voneinander konstruiert sind, sogar in demIn this automatic focusing system, in consideration of the fact that the lens 1 and the optical system provided for the distance measurement of the light source h and the light receiving member 5 are constructed completely independently of each other, even in the
Fall, daß das optische Feld bzw. Belichtungsfeld der Linse 1 - die beispielsweise bei dem Zoom-Objektiv im Falle der Einstellung als Teleobjektiv und im Falle der Einstellung als Weitwinkelobjektiv verändert wird - ein Bereich S des von der Lichtquelle 4 abgestrahlten Licht-Case that the optical field or exposure field of Lens 1 - the example of the zoom lens in the case of setting as a telephoto lens and in the case of Setting is changed as a wide-angle lens - a Area S of the light emitted by the light source 4
flusses nicht geändert.river not changed.
Um diese Vorgänge spezieller zu beschreiben, sei auf Fig. 2A bis 2C Bezug genommen. In Fig. 2A ist der FallTo describe these processes more specifically, be on Referring to Figures 2A through 2C. In Fig. 2A is the case
veranschaulicht, daß beispielsweise das Zoom-Objektiv 30illustrates that, for example, the zoom lens 30th
als Standardobjektiv benutzt wird. In diesem Falle ist das Objekt 6, welches in einem Sucher F der Kamera zu sehen oder in diesen projiziert wird, so dargestellt, wie dies in der betreffenden Figur gezeigt ist. Es sei angenommen, daß der Bereich S des zu diesem Zeitpunkt abgestrahlten Lichtflusses durch eine gestrichelte Linie D gegeben ist. Fig. 2B veranschaulicht andererseits einen Fall,, bei dem das Zoom-Objektiv als Teleobjektiv verwendetis used as a standard lens. In this case it is the object 6, which can be seen in a viewfinder F of the camera or is projected into it, is shown as as shown in the relevant figure. It is assumed that the area S of at this time radiated light flux is given by a dashed line D. Figure 2B, on the other hand, illustrates one Case, where the zoom lens is used as a telephoto lens
wird, weshalb das Objekt 6 in dieser Figur vergrößert dargestellt ist. Obwohl zu diesem Zeitpunkt der Bereich S des abgestrahlten Lichtflusses innerhalb des festen. Bereiches relativ zu dem Objekt 6 festliegend verbleibt, wird der Entfernungs-Meßbereich derart erweitert, daß er nahezu den gesamten Bereich des Feldes abdeckt, wie dies durch eine Strichpunktlinie D1 veranschaulicht ist, und zwar in Übereinstimmung mit der Tatsache, daß das innerhalb des Suchers F dargestellte Objekt 6 ebenfalls vergrößert ist. In Fig. 2C ist ein Fall veranschaulicht, gemäß dem das Zoom-Objektiv als Weitwinkelobjektiv benutzt wird, wobei das in dem Sucher F darzustellende Objekt 6 verkleinert ist, wie dies in der betreffenden Figur veranschaulicht ist. Außerdem wird der Bntfernungs-Meßbereich (angedeutet durch eine 2-Punkt-Strich-Linie D" in Fig. 2C) klein.is, which is why the object 6 is shown enlarged in this figure. Although at this time the area S of the emitted light flux is within the solid. Area remains fixed relative to the object 6, the distance measuring area is expanded so that it covers almost the entire area of the field, as shown by a chain line D 1 , in accordance with the fact that it is within the viewfinder F shown object 6 is also enlarged. 2C illustrates a case in which the zoom lens is used as a wide-angle lens, the object 6 to be displayed in the viewfinder F being reduced, as illustrated in the relevant figure. In addition, the distance measuring range (indicated by a two-dot chain line D "in Fig. 2C) becomes small.
Wie oben beschrieben, wird im Falle des Zoom-Objektivs ein scheinbarer Entfernungs-Meßbereich in Bezug auf den Bildbereich des Suchers F geändert. Obwohl in diesen Fällen die Entfernungs-Meßbereiche D1 und Dw in Bezug auf den Bildbereich des Suchers bzw. Bildsuchers F vergrößert oder vermindert sind, ist eine derartige Vergrößerung oder Verkleinerung in dem Bildsucher F nicht wahrnehmbar, soAs described above, in the case of the zoom lens, an apparent distance measuring area with respect to the image area of the viewfinder F is changed. In these cases, although the distance measuring areas D 1 and D w are enlarged or reduced with respect to the image area of the viewfinder or viewfinder F, such an increase or decrease is not noticeable in the viewfinder F, see above
daß nach alledem nicht bekannt sein kann, wo und ob das Objekt 6 genau scharf abgebildet ist.that after all this it cannot be known where and whether that Object 6 is depicted exactly in focus.
Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß in derartigen Fällen der Benutzer imstande ist, das Kamerasystem zuIn other words, in such cases, the user is able to view the camera system
bedienen, währenddessen er glaubt, daß der Entfernungs-Meßbereich festliegt (wie er durch die gestrichelte Linie D veranschaulicht ist). Wenn das Zoom-Objektiv beispielsweise als Teleobjektiv verwendet wird, dann besteht infolgedessen eine Gefahr dafür, daß dann, wenn ein weite-while he believes that the distance measuring range is fixed (as indicated by the dashed line D is illustrated). For example, if the zoom lens is is used as a telephoto lens, there is consequently a risk that when a wide
,,
res Objekt zwischen dem Entfernungs-Meßbereich D (durch die gestrichelte Linie angedeutet) und dem Entfernungs-Meßbereich D1(durch eine Strichpunktlinie angedeutet)res object between the distance measuring range D (indicated by the dashed line) and the distance measuring range D 1 (indicated by a dash-dotted line)
— 7 — ' "- 7 - '"
vorhanden ist, und zwar vor oder hinter dem Objekt 6, die Scharfeinstellung veranlaßt wird, vor oder hinter das Objekt 6 eingestellt zu werden, und zwar dann, wenn das Objekt 6 innerhalb der gestrichelten Linie D in dem Sucher F gemäß Fig. 2B erfaßt wird. Dies führt zu einem solchen Mangel, daß dann, wenn ein Bild eines rundförmigen Objektes, wie einer menschlichen Figur, aufgenommen wird, die Scharfeinstellung dazu neigt, um den aufzunehmenden Teil des betreffenden Objekts herum vorgenommen zu werden, so daß die Scharfeinstellung nicht genau mit dem beabsichtigten Teil des Objekts zusammenfällt. Wenn das Zoom-Objektiv als ¥eitwinkelobjektiv benutzt wird, besteht sogar dann, wenn das Objekt 6 innerhalb der gestrichelten Linie D in dem Sucher F erfaßt ist, wie dies Fig. 2C veranschaulicht, ebenfalls eine Gefahr dafür, daß die Scharfeinstellung dann nicht vorgenommen wird, wenn das Objekt 6 außerhalb der 2-Punkt-Strich-Linie D" vorhanden ist,is present, namely in front of or behind the object 6, the focus is caused to be set in front of or behind the object 6, namely when the object 6 is detected within the dashed line D in the viewfinder F shown in FIG. 2B . This leads to such a defect that when a picture of a circular object such as a human figure is taken, the focus tends to be made around the part of the subject to be photographed, so that the focus is not exactly with the intended part of the object coincides. If the zoom lens is used as a wide angle lens, even if the object 6 is detected within the dashed line D in the viewfinder F, as shown in FIG. 2C, there is also a risk that the focus will not be performed if the object 6 is outside the 2-dot chain line D ",
Da im Falle der Verwendung des betreffenden Objektivs als Teleobjektiv die Tiefenschärfe gering ist, ist es erforderlich, die Brennweite genau einzustellen. Im Falle des Veitwinkelobjektivs ist es andererseits zulässig, die Scharfeinstellung auf ein gewisses Maß grob einzustellen,Since i m case of using the relevant lens is low as a telephoto lens the depth of field, it is necessary to precisely adjust the focal length. On the other hand, in the case of the wide angle lens, it is permissible to roughly adjust the focus to a certain extent,
da die Tiefenschärfe hierfür groß wird. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß im Falle des bekannten automatischen Scharfeinstellungssystems, wie es oben beschrieben worden ist, die Genauigkeit der Entfernungsmessung insbesondere dann verloren geht, wenn das Zoom-because the depth of field is large for this. In other words in other words, in the case of the known automatic focusing system as described above has been, the accuracy of the distance measurement is lost in particular when the zoom
Objektiv als Teleobjektiv verwendet wird, welches normalerweise eine hochgenaue Scharfeinstellung erfordert.Lens is used as a telephoto lens, which normally requires high-precision focusing.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einThe invention is therefore based on the object a
automatisches Scharfeinstellungssystem zu schaffen, wel-35 to create automatic focusing system, wel-35
ches die zuvor beschriebenen Nachteile überwinden kann, die dem herkömmlichen automatischen Scharfeinstellungssystem anhaften. ches can overcome the above-described disadvantages inherent in the conventional automatic focusing system.
3 2 ü y ^ Ί V3 2 ü y ^ Ί V
-δ-Ferner ist ein automatisches bzw. selbsttätiges Scharfeinstellungssystem zu schaffen, welches von einfachem Aufbau ist und welches das Auftreten der oben erwähnten Veränderung des Entfernungs-Meßbereiches verhindern kann. 5-δ-Furthermore, there is an automatic or automatic focusing system to create which is of simple construction and which is the occurrence of the above-mentioned change the distance measuring range can prevent. 5
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.The object indicated above is achieved by the invention covered in the patent claims.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein automatisches Scharfeinstellungssystem geschaffen, welches eine Aufnahmeoptik bzw. ein Aufnahmeobjektiv mit einem Zoom-Objektivsystem umfaßt. Ferner sind eine Entfernungs-Meßlichtquelle und ein Entfernungs-Meß-Lichtaufnahmeteil vorgesehen. Das Aufnahmeobjektiv weist einen Scharfeinstellungsmechanismus auf. Die Entfernungs-Meßlichtquelle wird zum Leuchten gebracht, und eine Detektoreinrichtung dient zur Ermittlung des Winkels des von der Lichtquelle abgegebenen und von einem Objekt reflektierten Lichtstrahls. Der Scharfeinstellungsmechanismus wird in Übereinstimmung mit dem ermittelten Entfernungs-Meßausgangssignal und entweder in Abhängigkeit von der Entfernungs-Meßlichtquelle oder dem Entfernungs-Meß-Lichtaufnahmeteil gesteuert, der hinter dem Zoom-System innerhalb des Aufnahmeobjektivs angeordnet ist.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided an automatic focus system which a recording optics or a recording lens with a zoom lens system. There is also a distance measuring light source and a distance measuring light receiving part is provided. The taking lens has a Focus mechanism on. The distance measuring light source is made to glow, and a detector device is used to determine the angle of the The light beam emitted by the light source and reflected by an object. The focusing mechanism becomes in accordance with the obtained distance measurement output and either depending on the distance measuring light source or the distance measuring light receiving part controlled, which is arranged behind the zoom system within the taking lens.
Anhand von Zeichnungen -wird die Erfindung nachstehend beispielsweise
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines herkömmlichen automatischen Scharfeinstellungssystems.The invention is explained in more detail below, for example, with the aid of drawings.
Fig. 1 schematically shows the construction of a conventional automatic focusing system.
Fig. 2A bis 2C zeigen Diagramme, die zur Erläuterung des in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen automatischen Scharfeinstellungssystems dienen.2A to 2C are diagrams useful for explaining the conventional automatic machine shown in FIG Serve focusing system.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform des automatischen Scharfeinstellungssystems gemäß der vor-35 Fig. 3 shows schematically an embodiment of the automatic Focusing system according to the pre-35
liegenden Erfindung.lying invention.
Fig. h-k und 4B zeigen erläuternde Diagramme, die zur Veranschaulicliung der Wirkung von Nutzen sind, welche mit dem automatischen Scharfeinstellungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.Figs. Hk and 4B are explanatory diagrams useful for illustrating the effect that can be obtained with the automatic focusing system according to the present invention.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des automatischen Scharfeinstellungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.The following is an embodiment of the automatic Focusing system according to the present invention explained in more detail with reference to the drawings.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Halbspiegel 9 unter einem Winkel von 45° bezogen auf die optische Achse des Linsenbzw. Objektivsystems zwischen diesem Zoom-System 8 und der konvexen Linse des Linsensystems 1 vorgesehen, ^as Lichtaufnahmeglied 5 zur Messung der Entfernung ist an der Stelle angeordnet, an der die optische Achse des Linsensystems 1 durch den Halbspiegel 9 reflektiert wird. Die Lichtquelle h ist an der Stelle des Lichtaufnahmegliedes 5 vorgesehen, wie dies zuvor in Fig. 1 veranschaulicht worden ist. Die Strahlungsrichtung des von dieser Lichtquelle h abgegebenen Strahles vermag sich in einer Ebene zu ändern, welche die optische Achse des Objektivs 1 einschließt.As shown in Fig. 3, a half mirror 9 is at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the Linsenbzw. Lens system is provided between this zoom system 8 and the convex lens of the lens system 1. The light receiving member 5 for measuring the distance is arranged at the position where the optical axis of the lens system 1 is reflected by the half mirror 9. The light source h is provided at the location of the light receiving member 5, as has been illustrated previously in FIG. The direction of radiation of the beam emitted by this light source h can change in a plane which includes the optical axis of the objective 1.
Bei dem so angeordneten automatischen Scharfeinstell- bzw. Scharfeinstellungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Entfernungsmessung wie folgt vorgenommen. Wenn es erwünscht ist, die Entfernungsmessung durchzuführen, wird die Lichtquelle K durch das von dem Prozes-30 In the thus arranged auto-focus system according to the present invention, the distance measurement is performed as follows. When it is desired to carry out the distance measurement, the light source K through the process 30
sor γ abgeleitete Signal zum Leuchten gebracht, und die Strahlungsrichtung des Lichtstrahls der betreffenden Lichtquelle wird von der parallel zu der optischen Achse des Objektivs 1 verlaufenden Richtung zu der Innenseitesor γ derived signal to shine, and the direction of radiation of the light beam of the relevant The light source is directed to the inside from the direction parallel to the optical axis of the objective 1
hin allmählich geändert, wie dies durch den Pfeil P ver-35 gradually changed, as indicated by the arrow P ver-35
anschaulicht ist. Wenn der von dem Objekt 6 reflektierte Lichtstrahl in die konvexe Linse la eintritt, dann gelangt er durch das Zoom-System 8 und wird durch den Halb-is clear. When the light beam reflected from the object 6 enters the convex lens la, then arrives by the zoom system 8 and is shown by the half
-ιοί spiegel 9 reflektiert, um in das Lichtaufnahmegliöd 5 hinein zu gelangen. Das von dem Winkel der Strahlungsrichtung des von der Lichtquelle k abgegebenen Strahles abhängige Detektorsignal wird von dem Lichtaufnahmeglied 5 ^n den Prozessor 7 abgegeben, durch den die Entfernung von dem Kamerakörper zu dem Objekt 6 gemessen wird.-ιοί mirror 9 reflected in order to get into the Lichtaufnahmegliöd 5 into it. The detector signal, which is dependent on the angle of the radiation direction of the beam emitted by the light source k, is emitted from the light receiving element 5 to the processor 7, by means of which the distance from the camera body to the object 6 is measured.
Da entsprechend diesem System das Lichtaufnahmeglied 5 hinter dem Zoom-System 8 angeordnet ist, wird demgemäß der Bereich (das ist der Entfernungsmeßbereich) des von dem Lichtaufnahmeglied 5 aufgenommenen Lichtes stets festliegen, und zwar dem Bildfeld folgend, welches durch das Zoom-System 8 vergrößert oder verkleinert ist. Die Entfernungsmeßbereiche bei den Teleobjektiven und den Weitwinkelobjektiven führen zu konstanten Werten im Hinblick auf das Bildfeld des Bildsuchers F, so daß das Objekt 6 ohne Schwierigkeit festgestellt werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß - wie dies Fig. 3 veranschaulicht - im Falle des Teleobjektivs die Entfernungsmessung in dem durch eine Strichpunkt linie T angedeuteten Bereich durchgeführt werden kann und im Falle des Weitwinkelobjektivs in dem durch die 2-Punkt-Strich-Linie W angedeuteten Bereich. Im Fall des Teleobjektivs wird die Entfernungsmessung mit höherer Genauigkeit als bei dem Weitwinkelobjektiv durchgeführt. Da beim Arbeiten mit einem Weitwinkelobjektiv die Brennlage des reflektierten Lichtes in Bezug auf sämtliche Bereiche des Objektes 6 stark in den durch Ly. in Fig. 3 dargestellten Bereich verschoben ist, führt dies somitAccording to this system, since the light receiving member 5 is arranged behind the zoom system 8, accordingly the area (that is the distance measuring area) of the the light receiving member 5 always be fixed, namely following the image field, which through the zoom system 8 is enlarged or reduced. The distance measuring ranges for telephoto lenses and the Wide-angle lenses lead to constant values with regard to the field of view of the viewfinder F, so that the Object 6 can be determined without difficulty. In other words, this means that - how this Fig. 3 illustrates - in the case of the telephoto lens, the distance measurement in the line by a dash-dot T and in the case of the wide-angle lens in the area indicated by the 2-dot chain line W indicated area. In the case of the telephoto lens, the distance measurement becomes more accurate than done with the wide-angle lens. Because when working with a wide-angle lens, the focal position of the reflected light in relation to all Areas of the object 6 strongly in the Ly. in Fig. 3 area shown is shifted, this thus leads
zur Auflösung des Brennbereiches. Demgegenüber ist beim Arbeiten mit einem Teleobjektiv der Bereich des reflektierten Lichtes ziemlich schmal, so daß der Brennbereich lediglich innerhalb des durch L^ in Fig. 3 bezeichnetento dissolve the focal area. In contrast, when working with a telephoto lens, the area of the reflected Light quite narrow, so that the focal range is only within that indicated by L ^ in FIG
Bereiches verschoben wird. Demgemäß ist die Genauigkeit 35Area is moved. Accordingly, the accuracy is 35
in der Scharfeinstellung be la Teleobjektivbetrieb verbessert im Vergleich zum Weitwinkelbetrieb.in the focus setting at telephoto lens operation improved compared to wide-angle operation.
-πι Auf diese Art und Weise werden die Entfernung gemessen und die Scharfeinstellung des Objektivs 1 vorgenommen. Da der Entfernungsmeßbereich des Bildsuchers F in beiden Fällen, d.h. beim Teleobjektivbetrieb und beim Weit-Winkelobjektivbetrieb, nicht geändert wird, besteht in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Erfindung keine Möglichkeit dafür, daß der Benutzer das automatische Scharfeinstellungssystem fehlerhaft bedient. Darüber hinaus wird im Falle des Teleobjektivbetriebs eine genauere Entfernungsmessung vorgenommen, weshalb stets eine gute Scharfeinstellung vorgenommen werden kann.-πι This is how the distance is measured and the focusing of the lens 1 is carried out. Since the distance measuring range of the viewfinder F in both Cases, i.e. with telephoto lens operation and wide-angle lens operation, is not changed is in accordance with the embodiment of the invention no possibility of the user operating the auto focus system incorrectly. In addition, in the case of telephoto lens operation, a more accurate distance measurement is made, which is why good focus can always be achieved.
Obwohl im Falle des in Fig. 1 dargestellten bekannten automatischen Scharfeinstellungssystems eine Gefahr dafür vorhanden ist, daß der Fehler bei der Entfernungsmessung speziell dann auftritt, wenn eine Messung einer kurzen Entfernung vorgenommen wird, da der Lichtstrahl von der Lichtquelle k von der optischen Achse des Objektivs 1 versetzt ist, ist in Übereinstimmung mit dem automatischen Scharfeinstellungssystem der vorliegenden Erfindung das Lichtaufnahmeglied 5 so angeordnet, daß dieses Lichtaufnahmeglied das Licht aufnimmt, welches durch die optische Achse des Objektivsystems 1 hindurchtritt, so daß keine Gefahr vorhanden ist, daß der zuvor erwähnte Fehler beim Messen der Entfernung hervorgerufen wird. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 4a und kB beschrieben werden, die das Vorhandensein oder Fehlen einer sogenannten Parallaxe beim MessenAlthough, in the case of the known automatic focusing system shown in Fig. 1, there is a danger that the error in distance measurement will occur especially when a short distance measurement is made because the light beam from the light source k is from the optical axis of the lens 1, in accordance with the automatic focusing system of the present invention, the light receiving member 5 is arranged so that this light receiving member receives the light which passes through the optical axis of the lens system 1, so that there is no fear of the aforementioned error in Measure the distance caused. This will be described with reference to Fig. 4a and kB , which show the presence or absence of a so-called parallax when measuring
der Entfernung im Falle des herkömmlichen automatischen Scharfeinstellungssystems und des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. In den betreffenden Figuren ist mit 10 ein Kamerakörper bezeichnet. Aufgrund der Tatsache, daß die Strahlungsrichtung des von 35the distance in the case of the conventional automatic focusing system and the system according to the present invention Illustrate the invention. In the figures concerned, 10 denotes a camera body. Because of the fact that the direction of radiation of the 35
der Lichtquelle 4 abgegebenen Infrarotlichtes bei dem Stand der Technik festliegt, wie dies in Fig. hA. veranschaulicht ist, werden die Strahlungsbereiche Sx, Sv, S„The infrared light emitted from the light source 4 is fixed in the prior art, as shown in FIG . is illustrated, the radiation areas S x , S v , S "
3 2 O 9 b'! V3 2 O 9 b '! V
im Hinblick auf die Objekte X, Y bzw. Z durch das von der Lichtquelle h abgegebene Licht in Abhängigkeit von der Entfernung der Objekte X, Ύ und Z von dem Kamerakörper versetzt. Demgemäß wird der Wert des durch das Lichtaufnahtneglied 5 festzustellenden Lichtstroms durch die Entfernung geändert, die den Kamerakörper 10 und die Objekte. X, Y und Z trennt. Dies führt zu einem Ansteigen des Meßfehlers beim Messen der Entfernung. In Pig. JjB ist der Fall der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, gemäß der die Lichtquelle und das Lichtaufnahmeglied im Vergleich zur Fig. 3 vertauscht sind. Im Falle der Fig. 4B wird das Infrarotlicht von einer Lichtquelle 12 abgegeben, die in dem Kamerakörper 10 eingebaut ist, um die entsprechenden Objekte X, Y und Z mittels eines Spiegels 13 zu bestrahlen. In Übereinstimmung mit diesem Beispiel dürfte einzusehen sein, daß die Strahlungsbereiche Sx, S„ und S_ stets mit den entsprechenden Objekten X, Y und Z übereinstimmen, und zwar unabhängig von den Entfernungen, die von dem Kamerakörper 10 und den Gegenständen X, Y und Z jeweils eingenommen werden. Demgemäß tritt keine Parallaxe auf.With regard to the objects X, Y and Z, respectively, offset by the light emitted by the light source h as a function of the distance of the objects X, Ύ and Z from the camera body. Accordingly, the value of the luminous flux to be detected by the light receiving member 5 is changed by the distance that the camera body 10 and the objects. X, Y and Z separate. This leads to an increase in the measurement error in measuring the distance. In Pig. JjB the case of the present invention is illustrated, according to which the light source and the light receiving member are exchanged compared to FIG. In the case of FIG. 4B, the infrared light is emitted from a light source 12 which is built into the camera body 10 in order to irradiate the respective objects X, Y and Z by means of a mirror 13. In accordance with this example it should be seen that the radiation areas S x , S "and S_ always coincide with the corresponding objects X, Y and Z, regardless of the distances that are from the camera body 10 and the objects X, Y and Z are taken each time. Accordingly, parallax does not occur.
Da bei dem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen automatischen Scharfeinstellungssystem die Lichtquelle 4 und ^° das Licht auf nahmegli ed 5 zusätzlich zu dem Objektiv 1 vorgesehen sind, bringt dies eine starke Beschränkung des bekannten automatischen Scharfeinstellungsssystems im Design mit sich. Da bei dem erfindungsgemäßen automatischen Scharfeinstellungssystem lediglich die Licht-Since in the conventional automatic focusing system shown in Fig. 1, the light source 4 and ^ ° the light are provided in addition to the lens 1 in addition to the lens 1, this brings about a severe limitation of the known automatic focusing system in design. Since in the automatic focusing system according to the invention only the light
quelle h zusätzlich zu dem Objektiv 1 bereitzustellen bzw. vorzusehen ist, ist die zuvor erwähnte Einschränkung hinsichtlich des Designs auf das System stark eingeschränkt .source h is to be provided or provided in addition to the lens 1, the aforementioned restriction with regard to the design is severely restricted to the system.
Bei dem automatischen Scharfeinstellungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Halbspiegel 9 durch einen Zweifarbenspiegel gebildet, der die InfrarotstrahlenIn the automatic focusing system according to the In the present invention, the half mirror 9 is constituted by a two-color mirror that absorbs the infrared rays
reflektiert, um sie in das Lichtaufnahmeglied 5 einzuführen,
und der außerdem dazu dient, sichtbares Licht auf einen Bildschirm (nicht dargestellt) der Aufnahmeröhre
gelangen zu lassen,
5reflected in order to introduce them into the light receiving member 5 and which also serves to allow visible light to reach a screen (not shown) of the receiving tube,
5
Gemäß der Erfindung wird es daher möglich, die Entfernung ohne ein Ausblendfilter für die Infrarotstrahlen zu messen, welches normalerweise vor der Aufnahmeröhre angeordnet ist.According to the invention, therefore, it becomes possible to measure the distance without a masking filter for the infrared rays, which is usually placed in front of the pickup tube.
Während diese Ausführungsform im Hinblick auf das automatische Scharfeinstellungssystem erläutert worden ist, bei dem die Lichtquelle bzw. das Lichtaufnahmeglied in eine relative Drehung bzw. Schwenkung einbezogen wird, um <üe Entfernung des Objekts von dem Kamerakörper zu messen, dürfte einzusehen sein, daß die vorliegende Erfindung auf die zuvor betrachtete Ausführungsform nicht beschränkt ist, sondern daß auch eine solche Modifikation möglich sein kann, gemäß der sowohl die LichtquelleWhile this embodiment has been explained with respect to the automatic focusing system in which the light source or the light receiving element is incorporated in a relative rotation or pivoting to <ü e distance to measure the object from the camera body, is to be understood that the present invention is not limited to the embodiment considered above, but that such a modification may also be possible, according to which both the light source
als auch das Lichtaufnahmeglied nicht drehbar, sondern fest angeordnet sind,und daß stattdessen einfach zwei Lichtaufnahmeglieder parallel zueinander vorgesehen sind, wodurch die Dreh- bzw. Schwenkungswinkel der Lichtaufnahmeglieder dem AJSgar^signabraiiättnis dieser beiden Lichtaufnahmeglieder entsprechend gemacht werden, um die Scharfeinstellung zu ermitteln.as well as the light receiving member are not rotatable, but fixed, and that instead simply two Light receiving members are provided parallel to each other, whereby the rotation or pivoting angle of the light receiving members the AJSgar ^ signabraiiättnis of these two light receiving members be made accordingly to determine the focus.
Im Falle der oben beschriebenen Anordnung kann es fernerFurther, in the case of the arrangement described above, it may
möglich sein, daß die Anordnung der Lichtquelle 4 und 30be possible that the arrangement of the light source 4 and 30
des Lichtaufnahmegliedes 5 vertauscht sind, wie dies Fig. kB veranschaulicht5 dabei kann die Lichtquelle h innerhalb des Objektivs 1 angeordnet sein.of the light receiving member 5 are reversed, as shown in FIG. kB veranschaulicht5 while the light source may h inside the lens 1 is arranged to be.
Bei einem automatischen Scharfeinstellungssystem für eine 35With an automatic focus system for a 35
Kamera wird ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle innerhalb der Kamera auf einen Gegenstand gerichtet. Ein Teil des von dem betreffenden Gegenstand zur Kamera reflektier-Camera, a light beam from a light source inside the camera is directed onto an object. A part the reflected from the object in question to the camera
ten Lichtstrahls wird mittels fotoelektrischer Einrichtungen ermittelt. Der Winkel zwischen dem abgegebenen Licht und dem reflektierten Licht wird durch mechanische Einrichtungen in eine mechanische Bewegung umgesetzt, die eine Funktion der Entfernung zum Reflektionspunkt ist.th light beam is generated by means of photoelectric devices determined. The angle between the emitted light and the reflected light is determined by mechanical means converted into a mechanical movement that is a function of the distance to the point of reflection.
Das hier beschriebene automatische Scharfeinstellungssystem führt zu einem Zoom-Objektivsystem, bei dem das Zoom-Objektiv einstellbar ist, um von einer normalen Brennweite zu einer längeren Brennweite verändert zu werden, wobei ein Gegenstand durch axiale Bewegung zumindest einer Linsenkomponente des Zoom-Objektivsystems in eine scharfe Einstellung gebracht wird.The automatic focus system described here leads to a zoom lens system in which the zoom lens is adjustable from a normal one Focal length to be changed to a longer focal length, with an object by axial movement at least a lens component of the zoom lens system is brought into sharp focus.
Das Zoom-Objektiv ist vor einem Schirm in der Kamera angeordnet, wobei das Zoom-Objektivsystem so angeordnet ist, daß eine Scharfeinstellung des Betrachtungsgegenstandes auf dem betreffenden Schirm erfolgt.D s a zoom lens is disposed in front of a screen in the camera, the zoom lens system is arranged so that a focus of the viewing object is carried out on the relevant screen.
Ein hier beschriebenes automatisches Scharfeinstellungssystem umfaßt ein Aufnahmeobjektiv mit einem Zoom-System« eine Entfernungs -Meßlichtquelle und einen Entfernungs-Meßlichtaufnähmeteil, wobei das Aufnahmeobjektiv einen Scharfeinstellungsmechanismus aufweist. Die Entfernungs-Meßlichtquelle wird zum Aufleuchten gebracht, und eine Detektoreinrichtung ermittelt den Winkel des von der betreffenden Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahls und des von dem Gegenstand reflektierten Lichtstrahls. Der Scharfeinstellungsmechanismus wird in Übereinstimmung mit derAn automatic focusing system described here comprises a taking lens with a zoom system « a distance measuring light source and a distance measuring light receiving part, wherein the taking lens has a focusing mechanism. The distance measuring light source is made to light up, and a detector device determines the angle of the relevant Light source emitted light beam and the light beam reflected from the object. The focusing mechanism will be in accordance with the
ermittelten Entfernung eingestellt, die durch das Meßausgangssignal und durch eine der Entfernungsmessungen bestimmt ist.determined distance set by the measurement output signal and is determined by one of the distance measurements.
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Claims (2)
PATENTANWÄLTEDipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS
PATENT LAWYERS
und daß die Entfernungs-Meßlichtquelle (k) bzw. der Entfernungs-Meß-Lichtaufnahmeteil (5) hinter dem Zoom-System innerhalb der Aufnahmeoptik (i) angeordnet ist.1 · Automatic focusing system for a recording optics with a ZoOm ^ lens system with a distance measuring light source and with a distance measuring light recording part, wherein the recording optics have a focus adjustment mechanism and the distance measuring light source is illuminated, characterized in that a detector device ( 7) is provided which determines the ¥ angle of the light beam emitted by the light source (4) and reflected by an object (6) so that the focusing mechanism (3) is set in accordance with the determined distance measurement output signal
and that the distance measuring light source (k) or the distance measuring light receiving part (5) is arranged behind the zoom system within the receiving optics (i).
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