DE3844972C2

DE3844972C2 - Kamera mit einer Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3844972C2
Application number: DE3844972A
Authority: DE
Inventors: Osamu Shindo; Shigeo Toji
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1988-02-04
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2008-02-05
Also published as: DE3844799C2; DE3844971C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kamera mit einer Scharfeinstell- Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Scharfeinstellung ei nes Objektivs in einer von mehreren Zonen einer der Bildebene äquivalenten Ebene.

Es ist bereits eine fotografische Kamera mit optischem Scharfeinstellsystem bekannt, bei der eine Einrichtung zum automatischen Erfassen der Scharfeinstellung verwendet wird, die die Scharfeinstellung eines mittleren Bereichs des Sucherbildes bestimmt. Fig. 1 zeigt schematisch das optische System einer solchen Einrichtung, die beispielsweise zu einer einäugigen Spiegelreflexkamera mit automatischer Scharfeinstellung gehört. In Fig. 1 sind ein fotografisches Objektiv 1, ein aufzunehmendes Objekt 2, eine Blickfeldmaske 3, eine Kondensorlinse 4, eine Blendenmaske 5, eine Separa torlinse 6, 7 als optisches Bildteilungselement und ein CCD- Element als Bildempfangselement dar gestellt. Die Bildfeldmaske 3, die Kondensorlinse 4, die Blendenmaske 5, die Separatorlinsen 6 und 7 und das CCD-Ele ment 8 sind als eine Einheit integriert und bilden ein opti sches System 9 zum automatischen Erfassen der Fokussie rung.

In diesem System 9 ist die Blickfeldmaske 3 nahe einer äqui valenten Filmebene 10 angeordnet. Diese äquivalente Filmebene 10 befindet sich in einer zu dem durch das Objektiv 1 aufzu nehmenden Objekt 2 optisch konjugierten Position. Ein scharf fokussiertes Bild 11 des Objekts 2 wird auf der äquivalenten Filmebene 10 erzeugt, wenn das Objektiv 1 scharfeingestellt ist. Die Kondensorlinse 4 und die Blendenmaske 5 beseitigen Randlicht, welches das Objektiv 1 rechts und links passiert. Die Separatorlinsen 6 und 7 befinden sich in einer zum Objek tiv 1 über die Kondensorlinse 4 optisch konjugierten Positi on.

Die Separatorlinsen 6 und 7 befinden sich, wie Fig. 2 zeigt, horizontal nebeneinander. Ferner stehen sie imaginären Öff nungsbereichen 14 und 15 einer Austrittspupille 13 des Objek tivs 1 gegenüber und "blicken" dabei durch eine Zone 12, die in noch zu beschreibender Weise zur Mittelzone eines Suchers optisch konjugiert liegt. Die Separatorlinsen 6 und 7 nehmen ein Strahlenbündel auf, das durch die Öffnungsbereiche 14 und 15 hindurchtritt. Das auf der äquivalenten Filmebene 10 er zeugte Bild 11 wird in Form zweier Bilder 11' auf zwei Berei chen des CCD-Elements 8 abgebildet.

Der Abstand zwischen den beiden Bildern 11', der sich bei Scharfeinstellung ergibt (siehe Fig. 3a) ist in Fig. 4 mit 1_o bezeichnet. Wenn das Objektiv 1 vor der äquivalenten Filmebene 10 fokussiert ist, wie es in Fig. 3b dargestellt ist, so ist der Ab stand zwischen den Bildern 11' kurz, so daß auch der Ab stand zwischen zwei entsprechenden Signalen S kürzer als der Abstand 1 _o ist. Wenn sich andererseits das Objektiv 1 hinter der äquivalenten Filmebene 10 fokussiert ist, wie es Fig. 3c zeigt, so ist der Abstand zwischen den Bildern 11' länger, so daß der Ab stand zwischen entsprechenden Signalen S länger als der Ab stand 1 _o ist. Da der Abstand zwischen den Bildern 11' sich proportional einer Fehleinstellung des Objektivs 1 än dert, wird bei der bekannten Einrichtung zum Erfassen der Fokussierung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera der Ab stand zwischen den Bildern auf dem CCD-Element 8 ausgewertet, und die entsprechenden Signale werden arithmetisch verarbei tet. Daraufhin wird das Objektiv 1 abhängig von der Scharf einstellrichtung und dem Fehleinstellungsbetrag des Objektivs 1 zur richtigen Scharfeinstellungsposition hin bewegt. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel wird die optische Scharfeinstellung über das Sucherbild vorgenommen, wobei ein aufzunehmendes Objekt 2 der mittleren Zone 17 des Suchers 16 zugeordnet wird. Das Objektiv 1 wird dabei automatisch scharfeingestellt. Wenn dann die Aufnahme durchgeführt wird, so ergibt sich ein gut fokussiertes Bild.

Da bei dieser bekannten Einrichtung in einer einäugigen Spie gelreflexkamera die Scharfeinstellzone 17 in der Mitte des Sucherbildes 16 angeordnet ist, wird ein aufzunehmendes Ob jekt 2, auf das scharfeingestellt wurde, in der Mitte einer Fotografie erscheinen, wenn nicht besondere Maßnahmen zum Um gehen dieser Voraussetzung getroffen sind. Es gibt jedoch Fälle, in denen ein Objekt 2 vorzugsweise im Randbereich ei ner Fotografie und nicht in deren Mitte erscheinen soll. Hierzu ist bei bekannten einäugigen Spiegelreflexkameras ein Speichermechanismus zum Halten der Scharfeinstellung vorgese hen. Das aufzunehmende Objekt 2 wird dabei zunächst in die Mitte des Suchers 16 gebracht, um die automatische Entfer nungseinstellung durchzuführen. In diesem Zustand wird die Einstellung gehalten. Wenn dann eine Aufnahme mit einer Bild verteilung entsprechend Fig. 6 gewünscht ist, so kann sie leicht vorgenommen werden, und das Objekt 2 befindet sich dann im Randbereich des Bildes.

Hierbei muß aber das Objekt 2 zunächst in der Mitte des Su chers 16 erscheinen. Dann muß das Objektiv 1 scharfeinge stellt werden. Diese Einstellung muß dann gehalten werden, um das Objektiv 1 zu fixieren. Danach wird dann die Bildvertei lung neu vorgenommen. Erst dann kann die Aufnahme gemacht werden. Es ist also ein erheblicher Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich, bevor die Kamera zur Aufnahme bereit ist.

Aus der US 4 574 314 ist eine Studiokamera für Fernsehstu dios bekannt, deren Objektiv mit Hilfe einer Scharfeinstell- Erfassungsvorrichtung eingestellt werden kann. Damit unter schiedliche Bereiche des von der Studiokamera erfaßten Bildes scharfeingestellt werden können, ist in der Studiokamera eine Einrichtung vorgesehen, mit der die Blickrichtung des Kamera mannes im Sucher der Studiokamera erfaßt und entsprechend der erfaßten Blickrichtung eine von mehreren Bildzonen zum Scharfeinstellen ausgewählt werden kann. Sobald die scharfeinzustellende Bildzone ausgewählt ist, wird die Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung parallel zur Bildebene entlang zweier rechtwinklig zueinander verlaufender Führungen verstellt, damit sie die ausgewählte Bildzone zum Bestimmen der Scharfeinstellung erfaßt.

Hierbei muß die Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung zum Er fassen verschiedener Zonen hin und her bewegt werden. Zu die sem Zweck müssen in der Kamera Führungen vorgesehen sein, entlang denen die Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung ver stellt wird. Diese Führungen müssen sehr präzise gefertigt und zur zu erfassenden Bildebene exakt parallel ausgerichtet sein, damit eine gleichbleibend hohe Auswertegenauigkeit der Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung über die gesamte Bild ebene gewährleistet ist. Darüber hinaus muß in der Kamera ei ne Steuerung und eine Antriebsvorrichtung vorgesehen sein, mit denen die Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung jeweils zu der ausgewählten Bildzone bewegt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kamera anzuge ben, bei der mit geringem Aufwand die Scharfeinstellung in einer von mehreren Zonen erfaßt werden kann, wobei für jede Zone eine gleichbleibend hohe Auswertegenauigkeit sicherge stellt ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der Erfindung wird die Blickrichtung des Auges des Benut zers erfaßt und entsprechend der erfaßten Blickrichtung die Zone des Sucherbildes ausgewählt, die der Benutzer betrachtet hat. Anschließend erfaßt die Scharfeinstell-Erfassungsvor richtung die Fokussierung des Objektivs in der ausgewählten Zone und stellt das Objektiv abhängig von dem Ausgangssignal der Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung scharf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Einrichtung zum Erfassen der Fokussierung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung schematisch,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der verschiedenen möglichen Einstellungen eines Objektivs,

Fig. 4 die Ausgangssignale eines CCD-Elements entspre chend den Einstellungen nach Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Sucherbildes für eine Einrichtung bekannter Art,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Sucherbildes zur Erläuterung der Aufnahmetechnik bisheriger Art bei einem Objekt im Randbereich des Bildes,

Fig. 7 bis 10 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 11 bis 20 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines optischen Systems zum Erkennen der Blickrichtung des Auges in Verbindung mit einer Einrichtung zum automatischen Erfassen der Fokussierung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera.

In Fig. 7 bis 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum automatischen Erfassen der Fokussierung für eine einäugige Spiegelreflexkamera dargestellt. Fig. 7 zeigt schematisch das optische System dieser Einrichtung. Solche Elemente, die den Elementen der bereits bekannten Einrichtung entsprechen, haben dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1, 2 und 3. Es ist ferner eine Austrittspupille 13 des Objektivs 1 durchgezogen dargestellt, die einer Betrachtung durch eine Zo ne 12 eines automatischen optischen Fokussystems 9 entspricht, das im folgenden auch als Autofokussystem bezeichnet wird. Die Austrittspupille 13 hat eine Kreisform, wie es auch Fig. 9 zeigt. Die Öffnungsbereiche 14 und 15 haben elliptische Form, betrachtet durch die Separatorlinsen 6 und 7.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist das Autofokussystem 9 auf seinen beiden Seiten noch mit optischen Autofokus-Rand systemen 18 und 19 versehen, die dazu dienen, einen optischen Bereich entsprechend dem Randbereich des Bildes auszuwerten. Das Autofokussystem 18 besteht im wesentlichen aus zwei Separatorlinsen 20 und 21 als optische Teilungselemente und einem CCD-Element 22. Das andere Autofokussystem 19 besteht im wesentlichen aus zwei Separatorlinsen 23 und 24 als op tische Teilungselemente und einem CCD-Element 25.

Ein auf dem Kameragehäuse montierter Sucher 16, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, hat auf den beiden Seiten einer Mittel zone 17 Randzonen 26 und 27, die den Autofokus-Randsystemen 18 und 19 entsprechen. Die Randzonen 26 und 27 liegen optisch konjugiert zu den Zonen 28 und 29 der Autofokussysteme 18 und 19.

Fig. 7 zeigt, daß die Separatorlinsen 20 und 21 und die Separatorlinsen 23 und 24 in vertikaler Richtung nebeneinander liegen. Die Separatorlinsen 20, 21, 23 und 224 sind über eine Kondensorlinse 4, die in Fig. 7 nicht dargestellt ist, op tisch konjugiert zur Austrittspupille 13 des Objektivs 1 an geordnet und sehen Öffnungsbereiche 30 und 31 durch die Zonen 28 und 29 in vertikaler Ausrichtung der Austrittspupille 13. Dabei sind die Separatorlinsen 23 und 24 aus folgenden Gründen vertikal übereinander geordnet. Ein Strahlenbündel, das durch das Objektiv 1 auf die Zonen 28 und 29 fällt, wird zu einem schrägen Strahlenbündel. Die Austrittspupille 13 des Objek tivs 1 hat bei Betrachtung durch die Zonen 28 und 29 eine ab geflachte Form, wie sie Fig. 10 zeigt, infolge der Vignettie rung. Wenn die Öffnungsbereiche 30 und 31 horizontal neben einander liegen würden, so wäre die Grundlinie zwischen den Separatorlinsen 20 und 21 (Separatorlinsen 23 und 24) nicht ausreichend lang. Das Ergebnis wäre eine schlechte Linsen leistung und eine schlechte Auswertegenauigkeit des Objektab standes.

In Fig. 7 ist mit ℓ die optische Achse des Objektivs 1 be zeichnet. Ferner sind die zentrale optische Achse ℓ₁ des Autofokussystems 18 und die entsprechende optische Achse ℓ₂ des Autofokussystems 19 dargestellt. Diese Achsen ℓ₁ und ℓ₂ schneiden sich in der Mitte O₁ der Austrittspupille 13. Es sind außerdem die optische Achse ℓ₁₁ der Separatorlinse 20, die optische Achse ℓ₁₂ der Separatorlinse 21, die optische Achse ℓ₂₁ der Separatorlinse 23 und die optische Achse ℓ₂₂ der Separatorlinse 24 dargestellt. Die optischen Achsen ℓ₁₁ und ℓ₂₁ schneiden sich in der Mitte O₂ des Öffnungsbe reichs 31, während sich die optischen Achsen ℓ₁₂ und ℓ₂₂ in der Mitte O₃ des Öffnungsbereichs 30 schneiden.

Dadurch sind die Randzonen 26 und 27 zu beiden Seiten der Mittelzone 17 des Suchers 16 angeordnet, und die Autofokus- Randsysteme 18 und 19 sind entsprechend den Randzonen 26 und 27 angeordnet. Wenn die CCD-Elemente 8, 22 und 25 entsprechend den Zonen 17, 26 und 27 (Fig. 8), die ausgewählt werden können, angesteuert werden, so kann der Abstand zum Objekt 2 automa tisch mit den Autofokussystemen 9, 18 und 19 entsprechend der Auswahl einer der Zonen 17, 26 und 27 festgestellt werden. Hierbei werden die Zonen 17, 26 und 27 automa tisch gewählt. Die Auswahl der Zonen erfolgt über eine Einrichtung zur Blickrichtungserfassung, die nachfolgend anhand der Fig. 11 bis 20 beschrieben wird.

Ein Verfahren zum Erkennen der Blickrichtung ist beispielsweise durch die Druckschrift "Psychological Physic of Vision" von Mitsuo Ikeda bekannt. Wenn dieses Verfahren auf eine Kamera angewen det wird, muß nur die Richtung des Auges des Benutzers fest gestellt werden. Dies bedeutet, daß die Parallelbewegung des Auges relativ zum Sucher einer Kamera nicht festgestellt wer den sollte. Dafür bestehen die folgenden Gründe. Wenn die Parallelbewegung des Auges zusammen mit der Augenrichtung festgestellt wird, so überlagern sich die Informationen über die Augenrichtung und den Richtungswinkel. Deshalb ist es schwierig, in der Kamera zu erkennen, welche Zone der Benut zer betrachtet. Wird ein optisches System zur Auswertung der Blickrichtung verwendet, mit dem auch die Parallelbewegung ausgewertet werden kann, so ist der relative Abstand zwischen der optischen Achse des Suchers der Kamera und dem Drehzen trum eines Augapfels konstant zu halten. Im Hinblick darauf, daß allgemein Handkameras verwendet werden, ist dies jedoch unmöglich, da das Auge gegenüber dem Sucher in seitlicher Richtung immer eine Relativbewegung erfährt.

Zur Blickrichtungserkennung geht man davon aus, daß beim Einfall eines parallelen Strahlenbün dels P parallel zur optischen Achse lx auf einen konvexen Spiegel 230 gemäß Fig. 11 ein Bild der Lichtquelle mit op tisch unendlichem Abstand als Lichtpunkt im Mittelpunkt Q zwischen dem Krümmungsmittelpunkt R des Spiegels 230 und ei nem Schnittpunkt K erzeugt wird, wo die optische Achse lx die Spiegelfläche schneidet. Wenn das parallele Strahlenbün del parallel zur optischen Achse lx auf die Hornhaut 232 ei nes menschlichen Auges 231 fällt, wie Fig. 12 zeigt, so wird das Bild der Lichtquelle in optisch unendlichem Abstand gleichfalls als Lichtpunkt am Mittelpunkt Q zwischen dem Krümmungsmittelpunkt R der Hornhaut 232 und dem Scheitel punkt K' der Hornhaut erzeugt. Dieser Lichtpunkt wird im folgenden als erstes Purkinje-Bild PI bezeichnet. In Fig. 12 sind die Pupille 233, die Pupillenmitte 234 und das Drehzentrum S des Augapfels angedeutet.

Wenn die optische Achse lx des Strahlenbündels P, das auf die Hornhaut 232 fällt, mit der Augenrichtung l'x zusammenfällt, so sind die Pupillenmitte 234, das erste Purkinje-Bild PI, der Krümmungsmittelpunkt R der Hornhaut 232 und das Dreh zentrum S des Augapfels auf der optischen Achse lx angeordnet. Von der Kamera aus gesehen ist es unmöglich, das Drehzentrum S des Augapfels auf der optischen Achse lx des Suchers anzu nehmen. Es sei jedoch angenommen, daß das Drehzentrum S des Augapfels auf der optischen Achse lx liegt und daß der Aug apfel seitlich um das Drehzentrum S herum gedreht wird. Dann ergibt sich, wie Fig. 13 zeigt, ein relativer Abstand zwi schen der Pupillenmitte 234 und dem ersten Purkinje-Bild PI. Nimmt man ferner an, daß das Auge um einen Winkel θ gegen über der optischen Achse lx gedreht wird und daß die Länge der Lotrechten, die von der Pupillenmitte 234 zu dem Licht strahl verläuft, der senkrecht auf die Hornhaut 232 trifft, mit d bezeichnet wird, so ergibt sich die folgende Beziehung:

d = k₁.sinθ (1)

Dabei ist k₁ der Abstand von der Pupillenmitte 234 zum Krüm mungsmittelpunkt R der Hornhaut 232.

Der Abstand k₁ ist etwa 4,5 mm. Mit H ist ein Schnittpunkt der zuvor genannten Lotrechten von der Pupillenmitte 234 zu dem Lichtstrahl P' bezeichnet, der senkrecht auf die Horn haut trifft.

Wie aus der vorstehenden Beziehung (1) hervorgeht, kann man den Drehwinkel θ ermitteln, wenn der Abstand k₁ bekannt ist und die Länge d ermittelt wurde.

Im Hinblick darauf, daß der Schnittpunkt H und das erste Purkinje-Bild PI auf dem Lichtstrahl P' liegen, wird das parallele Strahlenbündel P auf die Hornhaut 232 gerichtet, und wenn der Lichtstrahl P" an der Hornhaut 232 reflektiert und in Richtung parallel zum einfallenden Strahlenbündel fest gestellt wird und wenn ferner die Beziehung zwischen der Pu pillenmitte 234 und dem ersten Purkinje-Bild PI gefunden ist, so kann der Drehwinkel θ des Auges bestimmt werden.

Deshalb wird das parallele Strahlenbündel P auf das Auge ge richtet. Wenn dann der Umfang 234' der Pupille als Silhouette in dem Licht erscheint, das am Augenhintergrund reflektiert wird, und zusammen mit dem ersten Purkinje-Bild PI auf einer lichtempfindlichen Anordnung, beispielsweise auf einem licht empfindlichen Festkörperelement in der in Fig. 14A und 14B gezeigten Weise abgebildet wird, so hat das daraus erhaltene Ausgangssignal eine Spitze an der Stelle, die dem ersten Purkinje-Bild auf dem Element entspricht. Der Lichtanteil, der am Augenhintergrund reflektiert wird, führt zu einem trapezförmigen Verlauf des Signals. Deshalb ergeben sich die Koordinaten i₁, i₂ entsprechend den Umfangsstellen 234' der Pupille durch einen Teilpegelwert SL₁. Dann ergeben sich die Koordinaten PI₁, PI₂ entsprechend dem ersten Purkinje-Bild PI durch einen Teilpegelwert SL₂. Eine Differenz d' = PI' - i' zwischen der Koordinaten i' und PI' ent sprechend der Pupillenmitte 234 wird aus den folgenden Be ziehungen (2) und (3) berechnet. Wenn die Leistung des aus wertenden optischen Systems dabei m ist, so kann der Abstand d aus der folgenden Beziehung (4) gefunden werden.

i' = (i₁ + i₂)/2 (2)

PI' = (PI₁ + PI₂)/2 (3)

d = d'/m (4)

Wird ein solches optisches System zum Feststellen der Blick richtung verwendet, so kann automatisch diejenige Zone aus mehreren Zonen des Sucherbildes gefunden werden, die mit dem Auge betrachtet wird.

Bei der vorstehenden Beschreibung des Prinzips wird die Mitte einer jeden Koordinate arithmetisch ermittelt. Im Hinblick auf die Stärke des einfallenden Lichtes kann sie aber auch durch Mittelwertbildung ermittelt werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines optischen Systems zum Erkennen der Blickrichtung, das in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Einrichtung zum automatischen Erfassen der Fokussierung in einer ein äugigen Spiegelreflexkamera einsetzbar ist, wird im folgen den erläutert.

In Fig. 16 sind das Pentaprisma 240 einer Kamera, ein Schnellschwenkspiegel 241, eine Fokussierungsplatte 242, eine Kondensorlinse 243, ein Okular 244, ein Be nutzerauge 245 und die optische Achse lx des optischen Su chersystems dargestellt. Bei diesem Beispiel besteht das Okular 244 aus zwei Linsen A und B.

Die Kamera enthält ein optisches Auswertesystem 246 zum Er kennen der Blickrichtung des Auges auf der ihm abgewandten Seite des Okulars 244, wobei das Pentaprisma 240 zwischen beiden angeordnet ist. In Fig. 16 ist nur das Ge häuse 247 dieses Auswertesystems 246 dargestellt.

Das Auswertesystem 246, das ausführlicher in Fig. 17 und 18 gezeigt ist, enthält eine Infrarotlichtquelle 248, beispiels weise eine Infrarot-Leuchtdiode. Das Infrarotlicht wird auf das Auge 245 als paralleles Strahlenbündel über einen halb durchlässigen Spiegel 249, eine Verkleinerungslinse 250, ein Kompensationsprisma 251, das Pentaprisma 240 und das Okular 244 projiziert. Dadurch wird das erste Purkinje- Bild PI durch Reflexion an der Hornhaut 232 erzeugt. Bei die sem Beispiel wird Infrarotlicht verwendet, weil der Benutzer durch die Beleuchtung des optischen Auswertesystems 246 nicht geblendet werden soll. Ähnlich wird die Verkleinerungslinse 250 verwendet, weil die Länge des optischen Weges des Aus wertesystems 246 möglichst kurz sein soll, damit das System kompakt in der Kamera untergebracht werden kann. Da nur das parallel zur optischen Achse lx reflektierte Infrarotlicht genutzt wird, kann die am Auge 245 reflektierte Lichtmenge als gering vorausgesetzt werden, und das reflektierte Licht wird in einem möglichst kleinen Bereich der lichtempfangenden Fläche der lichtempfindlichen Anordnung in noch zu beschrei bender Weise abgebildet, wodurch deren Empfindlichkeit er höht wird.

Aus dem an der Hornhaut 232 des Auges 245 reflektierten Licht wird das parallel zu dem einfallenden Strahlenbündel verlau fende Strahlenbündel dem halbdurchlässigen Spiegel 249 über das Okular 244, das Pentaprisma 240, das Kompen sationsprisma 251 und die Verkleinerungslinse 250 zugeführt und dann über den halbdurchlässigen Spiegel 249 einer Abbil dungslinse 252 zugeführt, so daß es auf einer zweidimensionalen lichtempfindlichen Anordnung 253, beispielsweise einem CCD-Element, abgebildet wird. Die Abbildungslinse 252 ist ge mäß Fig. 19 mit einer Maske 254 versehen. Diese hat eine Öffnung 255. Die Öffnungsmitte ist in dem Krümmungsmittel punkt Y der Abbildungslinse 252 angeordnet. Der Durchmesser der Öffnung 255 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ca. 0,2 mm.

Das Auge 245 des Benutzers wird normalerweise auf einen Augen punkt gebracht. Das auf der lichtempfindlichen Anordnung 253 abge bildete Bild und die Pupille des Auges 245 befinden sich, wie Fig. 20, zeigt in optisch konjugierter Lage über das Okular 244, die Verkleinerungslinse 250 und die Ab bildungslinse 252. Auf der lichtempfindlichen Anordnung 253 wird der Umfang 234' der Pupille als Silhouette zusammen mit dem ersten Purkinje-Bild PI durch das an dem Augenhintergrund re flektierte Licht abgebildet. Dann wird das Signal der lichtempfindlichen Anordnung 253, wie Fig. 18 zeigt, mit dem Verstärker 256 verstärkt, dann mit einem Analog-Digital-Um setzer 257 in ein digitales Signal umgesetzt und danach vor übergehend in einem Speicher 259 eines Mikrocomputers 258 ge speichert. Der Speicher 259 enthält den Abstand k₁ als In formation. Diese Information und die Information aus dem Signal der lichtempfindlichen Anordnung werden einer arithme tischen Schaltung 260 zugeführt und dann unter Zugrundelegung der Beziehungen (1) bis (4) verarbeitet, um den Drehwinkel θ zu ermitteln. Danach wird ein Signal aus dem ermittelten Dreh winkel θ einem Treiberverstärker 261 zugeführt, das angibt, welche Zone ausgewählt wurde. Wenn das CCD-Element des Auto fokussystems, welches dieser ausgewählten Zone entspricht, mit dem Treiberverstärker 261 angesteuert wird, so kann auto matisch für das in der ausgewählten Zone vorhandene Objekt die Entfernung ermittelt werden.

Wenn der Abstand (die Bildhöhe) in der Darstellung gemäß Fig. 15 von der Mitte Ox des Sucherbildfeldes (der Mitte einer Fokussierungsplatte) bis zu den Mitten Oy und Oz der Zonen rechts und links mit y bezeichnet wird und wenn die Brenn weite des Okulars 244 des Suchers f ist, so er gibt sich folgende Beziehung:

y = f.tanθ (5)

Wenn in diese Beziehung (5) die Formel (1) eingesetzt wird, so ergibt sich:

y = f.d/(k₂.cosθ) (6)

Dies bedeutet, daß y dem Ausdruck d/(k₂.cosθ) proportional ist. Auch wenn also die Verzerrung eines auf der licht empfindlichen Anordnung 253 erzeugten Bildes beseitigt wird, so kann der Wert y nicht linear aus dem Wert d gefunden wer den, d. h. es ist eine Nichtlinearität vorhanden.

Bei einer Kamera mit 35 mm Brennweite kann die Bildhöhe y mehrerer Zonen im Hinblick auf Vignettierung usw. höchstens 6 mm bis 9 mm betragen.

Für dieses Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß das op tische Auswertesystem 246 zum Erkennen der Blickrichtung das Bild der Pupille, das die Nichtlinearität enthält, zu der lichtempfindlichen Anordnung 253 überträgt, das hinter dem Auswertesystem 246 angeordnet ist, und daß das Bild dabei nicht verändert wird. Ferner sei die Länge d, die von der lichtempfindlichen Anordnung 253 festgestellt wird, proportional der Bildhöhe y. Sie wird dann lediglich in der längeren Seite mit 0,7% bis 1,6% der tatsächlichen Länge d ausgewertet. Deshalb beeinträchtigt dies die Auswahl der Zone praktisch nicht. Im Hinblick darauf, daß die Genauig keit des Systems zum Erkennen der Blickrichtung aber zu ver bessern ist, sollte die Nichtlinearität vorzugsweise nicht vorhanden sein. In diesem Falle kann sie durch den Mikro computer korrigiert werden. Wenn jedoch die Verzerrung im op tischen System selbst verursacht wird, so wird die Messung ungenau. Es ist deshalb eine Minimalanforderung, daß die durch das optische System eingeführte Verzerrung zu eliminieren ist.

Um die sphärische Aberration der Verkleinerungslinse 250 ge ring zu halten, hat die Ebene 250a nahe dem Okular 244 eine asphärische Form, und der Brennpunkt der Ver kleinerungslinse 250 liegt in dem Krümmungsmittelpunkt Y der Abbildungslinse 252. Dadurch liegt dann die Öffnung 255 in dem Krümmungsmittelpunkt Y der Abbildungslinse 252. Man er hält dadurch ein verzerrungsfreies optisches System, das sich sehr gut zum Erkennen der Blickrichtung eignet.

Claims

1. Kamera mit einer Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung (9, 18, 19) zum Erfas sen der Scharfeinstellung eines Objektivs (1) in einer von mehreren Zonen (17, 26, 27) einer der Bildebene äquivalenten Ebene (10), mit einer Einrich tung (247) zur Erfassung der Blickrichtung eines Benutzers, und mit einer Vorrichtung (261) zum Betätigen der Scharfeinstell-Erfassungsvorrichtung (9, 18, 19) entsprechend der durch die erfaßte Blickrichtung ausgewählten Zone (17, 26, 27), dadurch gekennzeichnet, daß die Scharfeinstell-Erfassungsvor richtung für jede Zone (17, 26, 27) eine Scharfeinstell-Erfassungseinheit (9, 18, 19) hat, und daß zum Erfassen der Scharfeinstellung des Objektivs (1) die der ausgewählten Zone (17, 26, 27) zugeordnete Scharfeinstell-Erfas sungseinheit (9, 18, 19) durch die Betätigungsvorrichtung (261) aktivierbar ist.

2. Kamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Objektivantrieb zum Bewegen des Objektivs (1) in die Scharfeinstellung abhängig vom Ausgangs signal der aktivierten Scharfeinstell-Erfassungseinheit (9, 18, 19).

3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scharf einstell-Erfassungseinheit (9, 18, 19) einen die jeweils zugeordnete Zone (17, 26, 27) erfassenden, zwei identische Teilbilder erzeugenden Bildteiler (6, 7, 20, 21, 23, 24) und eine dessen Teilbilder erfassende lichtempfindliche An ordnung (8, 22, 25) hat.

4. Kamera nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein richtung zur Erfassung der Blickrichtung des Benutzers eine Lichtquelle (248) mit Lichtstrahlrichtung auf das Auge (245) des Benutzers, mindestens einen Sensor (253) zum Erfassen der am Auge (245) des Benutzers reflektierten Lichtstrahlen und eine Einrichtung zum Verarbeiten des Sensor- Ausgangssignals in ein die Blickrichtung angebendes Signal hat.