DE3637742A1 - Fotografische kamera mit einem wechselobjektiv - Google Patents
Fotografische kamera mit einem wechselobjektivInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine fotografische Kamera mit einem
Wechselobjektiv, das mittels einer automatischen Scharfstelleinrichtung
mit Schärfespeicher ein in einem Sucher der Kamera
beobachtbares Objektbild auf einer Mattscheibe abbildet, mit
einer Belichtungsmeß- und einer automatischen Programm-Belichtungs
steuerungsvorrichtung nach dem Offenblendensystem, und mit
einer elektronischen Rechenschaltung zur Ermittlung der Schärfen
tiefegrenzen des scharf abgebildeten Objektes mittels der
von einem Festwertspeicher (ROM) oder einem Mikroprozessor
(CPU) des Wechselobjektivs an eine Zentraleinheit (C²PU) und
eine Scharfstell-Steuerungseinheit sowie die Belichtungssteuer
vorrichtung übertragenen Daten.
Aus der DE-OS 30 35 568 ist eine fotografische Kamera mit
Belichtungsautomatik und einer Schärfentiefe-Information im Sucher
bekannt. In dieser Kamera wird eine elektronische Rechenschaltung
mit einem auf zwei Rechenprogramme für die vordere
und hintere Schärfentiefegrenze umschaltbaren Rechner verwendet.
Die Eingänge des Rechners sind mit Signalgebern für die
eingestellte Entfernung, die vorgewählte Blendengröße und die
Brennweite des jeweils verwendeten Objektivs verbunden. Am Ausgang
der Rechenschaltung liegen die Grenzen der jeweiligen
Schärfentiefe charakterisierende Signalwerte an. Diese sind
dem Sucher zuführbar, so daß in demselben neben den Belichtungswerten
auch die Aufnahmeentfernung und der Schärfentiefebereich
numerisch oder mittels einer LED-Zeile angezeigt werden.
Dazu ist es erforderlich, nach der manuellen Scharfeinstellung
auf ein bestimmtes Objekt und der Blendenvorwahl eine
Schärfentiefetaste zu betätigen. Eine exakte Beurteilung des
Schärfentiefebereichs durch Beobachtung des gesamten Mattscheiben
bildes ist dabei nicht möglich.
Aus der DE-OS 27 55 368 ist eine fotografische Kamera mit einer
Einrichtung zum Zuordnen und Anzeigen von Schärfentiefebereich
und Objektiveinstellwerten bekannt. Die Einrichtung weist einen
Istwertgeber für die eingestellte Entfernung, einen damit verbundenen
Speicher für die vordere und hintere Schärfentiefeebene
und zwei mit dem Speicher verbundene Rechner zur Bestimmung
der Sollblendenzahl und der Solleinstellentfernung sowie
einen Vergleicher für die Ausgangssignale von Istwertgeber und
dem zweiten Rechner auf. Eine mit dem Ausgang des Vergleichers
verbundene erste Anzeigevorrichtung spricht bei Koinzidenz
und/oder Abweichung der Ausgangssignale von Istwertgeber und
zweitem Rechner an, während eine zweite, mit dem Ausgang des
ersten Rechners verbundene Anzeigevorrichtung für die Sollblendenzahl
vorgesehen ist.
Nach manuellem Scharfstellen auf die vordere bzw. hintere
Schärfentiefeebene und Speichern der jeweiligen Werte gibt die
Anzeigevorrichtung bei Betätigung der Entfernungseinstellvorrichtung
ein Stopsignal ab, wenn die exakte Entfernung eingestellt
ist. Eine Mattscheibenanzeige der Schärfentiefegrenzen
beim automatischen Scharfstellen weist diese Kamera nicht auf.
Schließlich sind fotografische Kameras mit automatischer
Scharfeinstellung und automatischer Belichtungssteuerung nach
der Methode der Offenblendenmessung (TTL-Messung) bekannt, die
eine Abblendtaste aufweisen. Diese schließt das Objektiv auf
die Arbeits- oder Gebrauchsblende und kann für die Schärfentiefekontrolle
des Mattscheibenbildes im Sucher benutzt werden.
Bei größeren Blendenzahlen entsprechend kleineren Blendenöffnungen
erfolgt dabei eine Abdunklung des Mattscheibenbildes,
das die Beurteilung der Schärfentiefe erheblich erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fotografische
Kamera der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine
Beurteilung der Schärfentiefegrenzen bei heller Mattscheibe und
gespeicherter Bestschärfe problemlos möglich ist und bei einer
gewünschten Schärfentiefe in Abhängigkeit von den spezifischen
Daten des verwendeten Wechselobjektivs die erforderliche Blende
nicht nur anzeigt, sondern gleichzeitig eingestellt wird,
wenn das Wechselobjektiv über diese Blende verfügt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst.
Die für die Berechnung der vorderen und hinteren Grenzen des
Schärfentiefebereichs a V und a H bekannten Beziehungen
mit f = Brennweite, k = Blendenzahl, ß = Abbildungsmaßstab und
u = Unschärfekreis-Durchmesser oder der Schärfentiefenbereich
können als Rechenprogramm verwendet werden, wobei für den Nah-
und Makrobereich bei Verwendung entsprechender Wechselobjektive
zweckmäßig die brennweitenunabhängige Gleichung
benutzt wird.
Der zulässige Umschärfekreis-Durchmesser ist vom Bildformat abhängig
und wird für das Kleinbildformat mit 0,033 mm angegeben;
praxisgerechter ist ein Wert von 0,02 mm, der als Konstante in
die Zentraleinheit eingegeben wird. Der Wert des zulässigen Umschärfekreis-
Durchmessers kann jedoch auch in Abhängigkeit von
den Aufnahmebedingungen, beispielsweise der eingestellten Blende
(Modulationsübertragungsfunktion, Objektkontrast) und der
verwendeten Filmsorte, festgelegt werden. Die übrigen und gegebenenfalls
weiteren Werte sind im Objektiv-ROM gespeichert und
werden von diesem jeweils an die Zentraleinheit übertragen. Anstelle
des Objektiv-ROM kann auch ein Mikroprozessor im Objektiv
eingesetzt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an einem in
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kamera bekannten
Aufbaus zusammen mit der erfindungsgemäßen Schaltungs
anordnung zur automatischen Ansteuerung der
Schärfentiefegrenzen sowie zur Einsteuerung der
Mindestsollblendenzahl und
Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Steuersystems.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Spiegelreflexkamera von bekanntem
Aufbau, der in einer Reihe von Druckschriften näher erläutert
ist und hier nur insoweit beispielhaft beschrieben wird, als
dies für den Zusammenhang mit der Erfindung erforderlich ist.
Das gleiche gilt für die automatische Scharfstellung und die
Belichtungssteuerung.
Die in Fig. 1 gezeigte Kamera weist eine automatische Scharf
einstelleinrichtung nach dem Prinzip der Phasendifferenz-Detektion
auf. Das aus einem Wechselobjektiv 10 austretende Licht wird
von einem teildurchlässigen Hauptspiegel 11 teilweise durchgelassen
und teilweise reflektiert. Der reflektierte Anteil entwirft
auf einer Mattscheibe 12, die in einer zur Filmebene 13
konjugierten Ebene 13′ angeordnet ist, ein Bild eines Objekts
14, das über eine Feldlinse 15 und ein Umlenkprisma 16 in einem
Sucher 17 beobachtet werden kann. Der den Hauptspiegel 11
durchdringende Lichtanteil wird von einem Hilfsspiegel 18 nach
unten abgelenkt und bildet eine weitere, zur Filmebene konjugierte
Ebene 13′′, in welcher ein Autofokus-Sensor 19 angeordnet
ist. Dieser besteht aus einem Filter (nicht dargestellt),
einer Linse 20, einer Teileroptik 21 und einem Halbleiter-
Bildwandler 22 (CCD = Charge Coupled Device).
Die elektrischen Signale am Ausgang des Halbleiter-Bildwandlers
22 werden einem Autofokus-Interface-IC 23 und über eine
Autofokus-Zentraleinheit 24 einerseits wieder einem Motor-IC 25
zur Steuerung der Bewegung des Objektivs 10 in Richtung des
Pfeils 26 zugeführt und andererseits einer Lichtwaage 27 im
Sucher 17 zugeleitet, welche bei Abgleich die Scharfstellung
des Objektivs 10 anzeigt.
Die Objektivdaten, wie Brennweite, größte und kleinste Blendenöffnung,
Getriebe-Übersetzungsverhältnis des verwendeten Wechselobjektivs 10
u. a., sind in einem Festwertspeicher 28 (ROM)
oder einem Mikroprozessor CPU des Objektivs 10 gespeichert und
werden mittels elektrischer Kontakte 29 in eine kameraseitige
Zentraleinheit (C²PU) 30 eingegeben, welche die Autofokus-Zentral
einheit 24 ansteuert. Diese weist bekannte mikroelektronische
Bausteine wie einen Datenspeicher 31 (RAM), eine Recheneinheit
32 und eine Steuerungseinheit 33 sowie eine a V , a H -
Rechenschaltung 34 auf. Die Verstellung des Wechselobjektivs 10
erfolgt über einen Antriebsmotor 35, wobei ein Kodierer 36 Impulse
erzeugt, mit denen die Autofokus-Zentraleinheit 24 über
ein Interface-IC 37 die Umdrehungszahl kontrolliert.
Der Halbleiter-Bildwandler 22 kann sowohl zur Ermittlung der
Scharfeinstellung als auch zur Belichtungsmessung verwendet
werden, wie dies in der DE-PS 25 14 230 und der DE-OS 32 14 063
vorgeschlagen wird. Es kann jedoch auch eine separate, hier
nicht dargestellte Belichtungsmeßvorrichtung vorgesehen sein,
welche mit Meßlicht vom Hilfsspiegel in bekannter Weise beaufschlagt
wird. Ein weiteres Belichtungsmeßsystem kann dabei in
einer zur Filmebene konjugierten Ebene angeordnet sein und die
Blitzbelichtung steuern. Diese Anordnungen zur Belichtungsmessung
und -steuerung sind gleichfalls an sich bekannt und teilweise
in bereits im Handel erhältlichen Kameras mit automatischer
Scharfeinstellung verwirklicht.
Ein Ausführungsbeispiel wird in seiner Funktionsweise nachstehend
anhand des Blockschaltbildes von Fig. 2 beschrieben.
Beim Befestigen des Wechselobjektivs 10 an der Kamera werden
die im Festwertspeicher ROM 28 des Wechselobjektivs 10 enthaltenen
spezifischen Objektivdaten über die kameraseitige Zentraleinheit
C²PU 30 in die Autofokus-Zentraleinheit 24 übertragen.
Die für die Belichtungsmessung wesentlichen Objektivdaten
werden von der Zentraleinheit C²PU 30 an eine Belichtungssteuerschaltung
38 geleitet. Innerhalb der Autofokus-Zentraleinheit 24
werden die übertragenen Objektivdaten im Datenspeicher 31
abgespeichert.
Nach Betätigung eines hier nicht gezeigten Kamerahauptschalters
sowie Wahl und gegebenenfalls Korrektur des Bildausschnitts erfolgt
die Einschaltung der Belichtungs- und Autofokussysteme
durch Berühren eines Auslösers 39, der mit einem hier nicht gezeigten
Berührungs- und Stufenschalter versehen ist. Dabei liefert
der Autofokus-Sensor 19 die zu ermittelnde Bestschärfe
entsprechend des im Autofokus-Zielfeld der Suchermattscheibe
anvisierten Objektes 14 als analoge Signale. Diese werden mittels
eines A/D-Wandlers in digitale Signale umgesetzt und über
das Autofokus-Interface 23 der Autofokus-Zentraleinheit übermittelt.
Diese berechnet die Abweichung von der Bestschärfe und
die Verstellrichtung des Wechselobjektivs 10.
Die digitalen Daten aus der Autofokus-Zentraleinheit 24 werden
vom Motor-IC 25 übernommen und auf den Antriebsmotor 35 gegeben.
Dieser ist mittels eines Getriebes 40 an das Wechselobjektiv
10 gekuppelt. Der Kodierer 36 setzt die Motorumdrehungen in
eine Vielzahl von Impulsen um, die über das Kodier-Interface 37
an die Autofokus-Zentraleinheit 24 gegeben werden, wo ein Wert
für die Entfernung gebildet wird. Diese wird in der beschriebenen
Weise im Sucher 17 angezeigt und bei Halbdurchdrücken des
Auslösers 39 im Datenspeicher RAM 31 der Autofokus-Zentraleinheit
24 gespeichert.
Durch Verschieben eines in der Nähe des Auslösers 39 angeordneten
Stellglieds 41 wird die a V /a H -Rechenschaltung 34 aktiviert,
wenn sich gleichzeitig der Auslöser 39 in der halbdurchgedrückten
Stellung befindet, die Bestschärfe also gespeichert ist.
Die für die Berechnung der Schärfentiefeebenen nach den angegebenen
Gleichungen erforderlichen Daten werden aus dem Datenspeicher
RAM 31 ausgelesen, die Werte für a H /a V und deren Differenz
in der Rechenschaltung 34 berechnet und wiederum im Datenspeicher
31 der Autofokus-Zentraleinheit 24 abgespeichert
sowie in den Sucher 17 übertragen und dort angezeigt. Der Wert
für die vordere Schärfentiefeebene a V wird über die Autofokus-
Recheneinheit 32 an die Steuerungseinheit 33 übertragen und von
dort über den Motor-IC 25 an den Antriebsmotor 35 weitergeleitet.
Dieser verstellt unter Rückkopplung des Kodierers 36 das
Wechselobjektiv 10 in die vordere Schärfentiefeebene a V . Ein
mit der Steuerungseinheit 33 verbundenes Zeitschaltglied 42
hält diese Einstellung bei offener Blende und somit als helles
Mattscheibenbild eine Zeitlang (etwa 2 bis 5 Sekunden) aufrecht.
Auf diese Weise wird eine genaue Beobachtung der vorderen
Schärfentiefeebene ermöglicht. Anschließend erfolgt über
das Zeitschaltglied 42 sowie die Steuerungseinheit 33, den
Motor-IC 25 und den Antriebsmotor 35 eine automatische Ansteuerung
der hinteren Schärfentiefeebene a H . Nach Freigabe des
Stellglieds 41 erfolgt erneut die Einstellung der noch gespeicherten
Restschärfe, bei der durch Niederdrücken des Auslösers
39 die Kamera ausgelöst werden kann.
Beträgt beispielsweise die Brennweite des verwendeten Wechsel
objektivs 100 mm, die eingestellte Blendenzahl 4 und die mittels
der automatischen Scharfstelleinrichtung eingestellte Objekt
entfernung 2 m, so ergeben sich für a H = 2,049 m und für
a V = 1,954 m, für den Schärfentiefebereich a H -a V somit 9,5 cm;
dieser wird automatisch nacheinander in der beschriebenen Weise
angesteuert. Ergibt die Beobachtung des Mattscheibenbildes, daß
die Schärfentiefe für die beabsichtigte Aufnahme nicht ausreicht,
wird der Bereich durch Erhöhung der Blendenzahl (beispielsweise
auf 16 in diesem Fall auf 38,5 cm) vergrößert.
Ist der gewünschte Schärfentiefebereich bekannt (z. B. Nah- oder
Porträtaufnahmen; er soll gemäß a) 25 cm betragen), so wird
durch Betätigung des Stellglieds 41, beispielsweise Verschieben
in die entgegengesetzte Richtung, der numerische Wert für a H -a V
für die kleinste, verfügbare Blendenzahl (beispielsweise "4")
oder die eingestellte Blendenzahl (bei Programm- oder Zeitautomatik)
im Sucher 17 bei gespeicherter Bestschärfe (2m) angezeigt.
Mittels eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 43, der mit der
Steuerungseinheit 33 und der Anzeige im Sucher 17 verbunden ist,
wird dieser Wert schrittweise je nach verwendetem Wechselobjektiv
10 in gewünschter Weise erhöht oder verringert, wobei
gleichzeitig die entsprechende Blendenzahl in dessen Festwertspeicher
ROM 28 eingesteuert wird. Ist die für den gewünschten
Schärfentiefebereich erforderliche Blendenzahl bei gegebenen
Lichtverhältnissen nicht verfügbar, wird im Sucher 17 eine
Warnanzeige sichtbar.
Es versteht sich, daß zahlreiche Variationen des beschriebenen
Ausführungsbeispiels denkbar sind. So ist es möglich andere
bekannte Einrichtungen oder Methoden der automatischen Scharfeinstellung
zu verwenden. Anstelle der mit dem Auslöser gekoppelten
Betätigung des Stellglieds kann diese auch unabhängig davon
erfolgen oder dessen Lage an anderer Stelle, beispielsweise an
einer Datenrückwand der Kamera, vorgesehen sein. Schließlich
kann auch das elektronische Netzwerk im Rahmen an sich bekannter
schaltungstechnischer Maßnahmen verändert werden.
10
Wechselobjektiv
11
Hauptspiegel
12
Mattscheibe
13
Filmebene
13′, 13′′
konjugierte Ebene zu 13
14
Objekt
15
Feldlinse
16
Umlenkprisma
17
Sucher
18
Hilfsspiegel
19
Autofokus-Sensor
20
Linse
21
Teileroptik
22
Halbleiter-Bildwandler
23
Autofokus-Interface IC
24
Autofokus-Zentraleinheit
25
Motor-IC
26
Pfeil
27
Lichtwaage
28
Festwertspeicher ROM
29
Kontakt
30
Kamera-Zentraleinheit C²PU
31
Datenspeicher RAM
32
Recheneinheit
33
Steuerungseinheit
34
a V , a H -Rechenschaltung
35
Antriebsmotor
36
Kodierer
37
Kodierer-Interface IC
38
Belichtungssteuerungsschaltung
39
Auslöser
40
Getriebe
41
Stellglied
42
Zeitschaltglied
43
Vorwärts-Rückwärts-Zähler
Claims (6)
1. Fotografische Kamera mit einem Wechselobjektiv, das
mittels einer automatischen Scharfstelleinrichtung mit Schärfespeicher
ein in einem Sucher der Kamera beobachtbares Objektbild
auf einer Mattscheibe abbildet, mit einer Belichtungsmeß-
und einer automatischen Programm-Belichtungssteuerungsvorrichtung
nach dem Offenblendensystem, und mit einer elektronischen
Rechenschaltung zur Ermittlung der Schärfentiefegrenzen des
scharf abgebildeten Objektes mittels der von einem Festwertspeicher
(ROM) oder einen Mikroprozessor (CPU) des Wechselobjektivs
an eine Kamera-Zentraleinheit (C²PU) und eine Scharfstell-
Steuerungseinheit sowie die Belichtungssteuerungsvorrichtung
übertragenen Daten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechenschaltung (34) derart mit einem Datenspeicher
RAM (31) und der Scharfstell-Steuereinheit (33) einer Autofokus-
Zentraleinheit (24) sowie der Belichtungssteuervorrichtung
(38) verbunden ist, daß bei gespeicherter und im Sucher
(17) angezeigter Bestschärfe die vordere und hintere Schärfentiefeebene
(a V , a H ) jeweils automatisch ansteuerbar und als
Mattscheibenbild im Sucher (17) beobachtbar sind, und daß bei
vorgegebenem Schärfentiefebereich (a H - a V ) eine Mindestsoll
blendenzahl im Sucher (17) angezeigt und bei Verfügbarkeit für
wenigstens eine Belichtungssteuerart einsteuerbar ist.
2. Fotografische Kamera nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Stellglied (41) vorgesehen
ist, das zur Ansteuerung der Schärfentiefegrenzen gemeinsam
mit einem Auslöser (39) für den Belichtungsmeß-, Scharfstell-
und Auslösevorgang betätigbar ist und zur Einstellung des
Schärfentiefebereichs allein betätigbar ist.
3. Fotografische Kamera nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Überschreiten der
Mindestsollblendenzahl des jeweils verwendeten Wechselobjektivs
(10) eine Warnanzeige im Sucher (17) sichtbar ist.
4. Fotografische Kamera nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mindestsollblendenzahl bei
automatischer Verschlußzeit- und Blendeneinstellung (Programm
automatik) einsteuerbar ist.
5. Fotografische Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerung
der Schärfetiefeebenen zeitlich mittels eines Zeitschaltglieds
(42) begrenzbar ist, welches mit der Scharfstell-Steuerungseinheit
(33) verbunden ist.
6. Fotografische Kamera nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Eingabe eines Schärfentiefebereichs
ein Vorwärts-Rückwärtszähler (43) vorgesehen ist,
welcher mit der Anzeige im Sucher (17) und der Scharfstell-
Steuerungseinheit (33) verbunden ist.
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