DE3537782A1

DE3537782A1 - Abtastgitter fuer einen schaerfedetektor

Info

Publication number: DE3537782A1
Application number: DE19853537782
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dipl Ing Schaefer
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-04-30
Also published as: JPS62100719A; US4816664A

Description

Die Erfindung betrifft ein Abtastgitter für einen Schärfedetektor, das als Bildabtaster und Ortsfrequenzfilter dient und mindestens zwei einen Lichtstrom in zwei örtlich getrennte Lichtflüsse aufspaltende Flächenelemente umfaßt und mit Hilfe dessen in Verbindung mit einer Feldlinse zwei Abbildungen der Austrittspupille oder Teile davon eines zugeordneten optischen Systems in einer Ebene erzeugt werden, in der sich mindestens zwei im Gegentakt betriebene Fotoempfängersysteme befinden.

Derartige Abtastgitter dienen der Abtastung eines Objektes bei der Feststellung der Scharfeinstellung eines optischen Systems darauf.

Dazu ist beispielsweise aus der DE-OS 21 56 617 ein "Schärfedetektor" bekannt, der als Furchenraster ausgebildet ist, das neben seiner Funktion als Ortsfrequenzfilter auch den vom optischen System kommenden Lichtstrom aufspaltet und in zwei verschiedene Richtungen lenkt.

Nachteil dieses "Schärfedetektors" ist aber die schlechte Nutzung des auf ihn fallenden Lichtes und daraus resultierend schwache, nur mit hohem technischen Aufwand weiterverarbeitbare Signale.

Um die im genannten "Schärfedetektor" nicht genutzte Strahlung auswerten zu können, ist deshalb in der DE-OS 21 60 877 ein Pyramidenraster als Abtastgitter vorgeschlagen worden, mit dem die auf es einfallende Strahlung auf vier Fotoempfänger geleitet wird.

Der Nachteil bei der Verwendung eines solchen Gitters liegt darin, daß die Fotoempfänger genau und eindeutig den einzelnen Pupillenbereich zugeordnet montiert sein müssen. Das bedeutet große Aufspaltwinkel, damit die aus der Aufspaltung an den Pyramidenflächen resultierenden Teilpupillen des optischen Systems lateral ausreichend separiert sind.

Bei großen und vor allem variablen Pupillenbildern, wie sie sich bei Wechselobjektiven von Kleinbild-Kameras unvermeidlich ergeben, erbringen aber große Aufspaltwinkel Probleme, da außer optischer Fehler auch aufgrund des schrägen Verlaufs der einfallenden Strahlenbüschel geometrische Verzerrungen in den Pupillenbildern entstehen, die zu verfälschten Signalen führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Abtastgitter anzugeben, mit welchem eine ausreichend große laterale Aufspaltung des vom optischen System kommenden Lichtstromes in wenigstens zwei örtliche Lichtflüsse erzeugbar ist, ohne daß die daraus entstehenden Pupillenbilder einer Abbildungsverschlechterung unterworfen sind.

Für ein Abtastgitter der eingangs genannten Art gelingt erfindungsgemäß die Lösung der Aufgabe dadurch, daß zur Aufspaltung des Lichtstromes in die zwei örtlich getrennten Lichtflüsse optisch wie komplementäre planparallele Platten wirkende Mittel vorgesehen sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Abtastgitters sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt und im Nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schärfedetektor mit dem erfindungsgemäßen Abtastgitter in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 ein Abtastgitter in Form eines Spiegelstreifengitters in Einzelheit,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines Schärfedetektors,

Fig. 4 das neue Abtastgitter in Form eines Prismensegmentgitters und

Fig. 5 das Prismensegmentgitter gem. Fig. 4 in Einzelheit.

Der neue Schärfedetektor ist gem. Fig. 1 für ein optisches Abbildungssystem 1 vorgesehen, das auf ein nicht mit dargestelltes Objekt nach der in den DE-OSen 21 56 617 und 21 60 877 beschriebenen Methode scharf eingestellt wird. Anstelle der dort beschriebenen Furchen bzw. Pyramidenraster wird jedoch erfindungsgemäß ein Teilergitter 2 verwendet, das in der Bildebene des Abbildungssystems 1 oder einer dieser konjugierten Ebene angeordnet ist und welches den das Abbildungssystem 1 verlassenden Lichtstrom in zwei Teillichtflüsse aufspaltet. Außerdem ist, wie Fig. 2 zeigt, das Teilergitter 2 auf seiner lichtaufspaltenden Fläche 3 abwechselnd in lichtdurchlässige und spiegelnde Streifen 4 bzw. 5 unterteilt. Ferner schwingt das Teilergitter 2 senkrecht zur optischen Achse des Schärfedetektors in der in Fig. 1 dargestellten Pfeilrichtung.

Zwischen Abbildungssystem 1 und Teilergitter 2 ist eine Feldlinse 33 angeordnet, die in Zusammenwirkung mit der Aufspalteigenschaft des Teilergitters 2 in unterschiedlichen Ebenen 6 bzw. 7 je ein Bild der Austrittspupille des Abbildungssystems 1 erzeugt.

In den Ebenen 6 und 7 sind Fotoempfängersysteme 8, 9 bzw. 10, 11 angeordnet. Sie sind bestimmten Bereichen der Pupillenbilder zugeordnet und setzen die diese Bereiche verlassenden, durch die Bewegung des Teilergitters 2 modulierten Lichtflüsse in elektrische Signale um, die dann, wie zu den DE-OSen 21 56 617 und 21 60 877 beschrieben, weiter verarbeitet werden.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel, in welchem der Fig. 1 entsprechende Bauteile gleiche Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich vom oben beschriebenen Schärfedetektor dadurch, daß der das Abbildungssystem 1 verlassende Lichtstrom direkt dem Teilergitter 2 zugeleitet wird. Die Abbildung der Pupille des Abbildungssystems 1 in die getrennten Ebenen 6 bzw. 7 (hier gestrichelt dargestellt) erfolgt durch der Teilerfläche 3 nachgeordnete, als Einzellinsen 12, 13 dargestellte optische Systeme.

Die Umwandlung der beiden modulierten Teillichtflüsse in elektrische Signale und deren Weiterverarbeitung erfolgt wie zu Fig. 1 beschrieben.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Schärfedetektor zeigt die Fig. 4, in welcher an die Stelle des Teilergitters 2 aus den Fig. 1 bis 3 ein Prismensegmentgitter 14 tritt. Dieses Gitter besteht, wie in Fig. 5 in Einzelheit dargestellt, aus Prismensegmenten 15 a-15 n und 16-16 n, die ineinander verzahnt sind. Die Prismensegmente 15 a-15 n und 16 a-16 n weisen unterschiedlich orientierte Reflexionsflächen 17 a-17 n und 18 a-18 n auf. Diese sind so zusammengefügt, daß sie aus dem vom Abbildungssystem 1 her einfallenden Lichtstrom zwei um 180° gegeneinander versetzte Teillichtflüsse ableiten. Mit Hilfe von Linsen 19 und 20 wird aus den Teillichtflüssen ein Bild der Austrittspupille des Abbildungssystems 1 in Ebenen 21, 22 entworfen, in welchen Doppelfotoempfängersysteme 23 und 24 angeordnet sind und aus den auf sie treffenden Lichtflüssen elektrische Signale bilden, deren Weiterverarbeitung wie oben zu Fig. 1 beschrieben erfolgt.

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Neigungswinkel der Teilerfläche 3 bzw. Reflexionsflächen 17 a-17 n und 18 a-18 n abweichend von 45° zu wählen. Es muß nur beachtet werden, auch die Austrittsflächen so anzuordnen, daß insgesamt der Charakter einer Planparallelplatte erhalten bleibt, damit das Bild der Austrittspupille senkrecht zur Austrittsfläche steht und somit die bei einem Keilprisma auftretenden Fehler eliminiert sind.

Claims

1. Abtastgitter für einen Schärfedetektor, das als Bildabtaster und Ortsfrequenzfilter dient und mindestens zwei einen Lichtstrom in zwei örtlich getrennte Lichtflüsse aufspaltende Flächenelemente umfaßt und mit Hilfe dessen in Verbindung mit einer Feldlinse zwei Abbildungen der Austrittspupille oder Teilen davon eines zugeordneten optischen Systems in einer Ebene erzeugt werden, in der sich mindestens zwei im Gegentakt betriebene Fotoempfängersysteme befinden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufspaltung des Lichtstromes in die zwei örtlich getrennten Lichtflüsse optisch wie komplementäre planparallele Platten wirkende Mittel (2; 14) vorgesehen sind.

2. Abtastgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch wie komplementäre planparallele Platten wirkende Mittel als Spiegelstreifengitter (2) ausgebildet ist, dessen abwechselnd lichtdurchlässige und verspiegelte Streifen (4, 5) auf der Teilerfläche (3) eines Teilungswürfels (2) aufgebracht sind.

3. Abtastgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch wie komplementäre planparallele Platten wirkende Mittel aus einzelnen, ineinander verzahnten Prismensegmenten (15 a- 15 n; 16 a-16 n) besteht, welche unterschiedlich orientierte Reflexionsflächen (17 a-17 n; 18 a-18 n) aufweisen und die abwechselnd so zusammengefügt sind, daß durch diese Reflexionsflächen (17 a-17 n; 18 a-18 n) aus dem einfallenden Lichtstrom zwei um 180° gegeneinander versetzte Lichtflüsse entstehen.