DE3933188A1 - Vorrichtung zur ermittlung der minimalen blendenzahl in einer zoomobjektiv-kamera - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der minimalen Blendenzahl in einer Zoomobjektiv-Kamera gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einer Kamera mit einem Zoomobjektiv ist üblicherwei­ se der Durchmesser A der physikalischen Apertur kon­ stant, so daß die der vollen Blendenöffnung entspre­ chende Blendenzahl F (minimale Blendenzahl) mit der Brennweite f variiert (F=f/A). Die Belichtungssteue­ rung, beispielsweise eime programmierte Belichtungs­ steuerung wird durch die Änderung der minimalen Blen­ denzahl beeinflußt. Daher muß die minimale Blendenzahl einer Belichtungssteuereinrichtung eingegeben werden, um die Belichtung zu steuern. Zu diesem Zweck haben herkömmliche Zoomobjektive mit einer automatischen Be­ lichtungssteuerung üblicherweise einen Detektor für die minimale Blendenzahl.

Bei einer bekannten Detektoranordnung zur Ermittlung der minimalen Blendenzahl F ist eine Codeplatte für 4 Bits an dem Außenumfang eines Steuerringes vorgesehen, dessen Drehung die Zoomverstellung bewikt. Die Code­ platte wird in Kontakt mit Bürsten gebracht, um die Winkelposition des Steuerrings festzustellen. Diese Art von Detektoranordnung, bei der die Winkelstellung des Steuerringes mit Hilfe der Codeplatte festgestellt wird, hat den Vorteil, daß die Winkelstellung als abso­ lute Stellung allein auf Grund der Bitdaten der Code­ platte ermittelt werden kann. Diese Detektoranordnung hat aber auch Nachteile, da die Herstellungskosten der Codeplatte sehr hoch sind. Ferner können Meßfehler auf Grund einer fehlerhaften elektrischen Verbindung zwi­ schen der Codeplatte und den Bürsten auftauchen, wenn beispielsweise Fremdkörper zwischen Platte und Bürste geraten. Ferner besteht die Möglichkeit eines Wackelns oder Zitterns zwischen der leitfähigen Folie der Codeplatte und den Bürsten, so daß während der Zoomverstellung ein Rauschen erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Ermittlung der mimimalen Blendenzahl anzuge­ ben, durch die die Winkelposition des Steuerringes mit Hilfe von Impulsen ermittelt werden kann, die in Über­ einstimmung mit der Drehung des Steuerringes während der Zoomverstellung erzeugt werden. Ein in der Detek­ toranordnung der vorliegenden Erfindung eingebauter Impulsgenerator besteht einfach aus einem optischen Impulsgenerator des kontaktfreien Typs, so daß die oben genannten Schwierigkeiten, die durch einen fehlerhaften Kontakt auftreten, gelöst werden können.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe geht die Erfin­ dung aus von einer Vorrichtung zur Ermittlung der mini­ malen Blendenzahl in einer Kamera mit Zoomobjektiv, um­ fassend einen um eine optische Achse drehbaren Steuer­ ring, ein Zoomobjektiv, dessen Brennweite mit der Dre­ hung des Steuerringes variiert und eine Detektoran­ ordnung zur Ermittlung der Brennweite und der minimalen Blendenzahl anhand der Winkelposition des Steuerringes, wobei diese Detektoranordnung erfindungsgemäß ferner gekennzeichnet ist durch eine Detektoranordnung zur Er­ mittlung einer der Winkelendstellungen des Steuerrings, einen Impulsgenerator zwischen dem Steuerring und einem stationären Element zur Erzeugung von Impulsen in Ab­ hängigkeit der Drehung des Steuerringes, eine Dreh­ richtungsdetektoranordnung zum Feststellen der Dreh­ richtung des Steuerrings, und eine Recheneinheit zur Berechnung der minimalen Blendenzahl durch Addieren oder Subtrahieren der von dem Impulsgenerator erzeugten Impulse in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Steuerringes, die durch die Drehrichtungsdetektoran­ ordnung ermittelt wurde, um eine Winkelverschiebung des Steuerrings gegenüber der von der Endstellungsdetek­ toranordnung ermittelten Endstellung festzustellen und um die minimale Blendenzahl zu berechnen, die der Win­ kelverschiebung entspricht.

Vorzugsweise werden die Impulse auf einfache Weise von einem Mikrocomputer verarbeitet. Ferner besteht der Im­ pulsgenerator vorzugsweise aus einem kontaktfreien op­ tischen Impulsgenerator, der einfach im Aufbau ist und bei dem keine Kontaktfehler auftreten können.

Der Impulsgenerator variiert vorzugsweise die Frequenz der von ihm erzeugten Impulse in Abhängigkeit der Ände­ rung um einen Einheitswinkel des Steuerrings, so daß die minimale Blendenzahl, die für die Steuerung der Be­ lichtung erforderlich ist, durch eine geringere Anzahl von Impulsen ermittelt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen unter folgender Beschrei­ bung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeich­ nungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Detektoran­ ordnung zur Ermittlung der minimalen Blendenzahl in einem Zoomobjektiv ge­ mäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2A ein Diagramm, das die Beziehung zwi­ schen der minimalen Blendenzahl und dem Drehwinkel eines Steuerringes zeigt,

Fig. 2B eine Draufsicht auf eine Reflexions­ platte, die in einem Impulsgenerator verwendet wird,

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise sche­ matische Ansicht eines Kameraobjek­ tives mit Sucheranordnung und einem erfindungsgemäßen Impulsgenerator, und

Fig. 4A und 4B teilweise schematische Frontansichten der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung mit dem Steuerring in 2 verschiedenen Endstellungen.

Die Fig. 3, 4A und 4B zeigen ein Zoomobjektiv 11 mit einem Zoomsteuerring 12, welcher den äußeren Umfang des Objektives umgibt. Der Zoomsteuerring 12 weist Zoom­ steuernuten 13 und 14 zur Verstellung der Brennweite des Zoomobjektives 11 auf. In die Zoomsteuernuten 13 und 14 greifen nämlich Führungsstifte 16 bzw. 17 ein, die starr mit einer vorderen bzw. rückwärtigen Gruppe von Linsen (nicht dargestellt) verbunden sind. Am Außenumfang des Steuerringes 12 ist mit Hilfe von Schrauben 18 ein Zahnsegment 19 befestigt.

Das Zahnsegment 19 steht in Eingriff mit einem Ritzel 15, das in 2 entgegengesetzten Richtungen (Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) mittels eines in seiner Dreh­ richtung umschaltbaren Motors 20 drehbar ist (Fig. 1). Der Motor 20 kann mittels einer Motorsteuerschaltung 22 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angetrieben werden. Die Motorsteuerschaltung 22 empfängt ein Steuersignal von einem Zoomschalter (Tele-Weitwinkelschalter) 21, so daß dann, wenn sich der Steuerring 12 in der Vorwärts- und in der Rückwärtsrichtung dreht, die Frontlinsen­ gruppe und die rückwärtige Linsengruppe in Richtung der optischen Achse entsprechend den Profilen der Zoom­ steuernuten 13 und 14 bewegt werden können, um ihren gegenseitigen Abstand zu verändern und damit die Zoom­ verstellung des Zoomobjektives 11 zu bewirken.

Der Steuerring 12 trägt an seinem Außenumfang eine Re­ flexionsplatte 30, die an ihm befestigt ist. Diese Re­ flexionsplatte 30 steht einem Fotoreflektor (oder Foto­ schalter des Reflexionstyps) 31 gegenüber, der an einem nicht dargestellten stationären Abschnitt des Kamerage­ häuses angeordnet ist. Die Reflexionsplatte 30 und der Fotoreflektor 31 bilden einen optischen Impulsgenerator 32. Der Fotoreflektor 31, der für sich gesehen bekannt ist, sendet Licht aus und empfängt Licht, das von einem Reflexionsabschnitt der Reflexionsplatte 30 reflektiert wird. Die Reflexionsplatte 30 hat längliche, lichtre­ flektierende Abschnitte (strahlunterbrechende Ab­ schnitte) 30 a und längliche nicht reflektierende Ab­ schnitte (lichtdurchlässige Abschnitte) 30 b, die beide parallel zur optischen Achse und in alternierender Rei­ henfolge nebeneinander angeordnet sind, wie dies Fig. 2B zeigt.

Die reflektierenden Abschnitte 30 a und die nicht reflektierenden 30 b haben unterschiedliche Breite, so daß sie eine geringe Breite bei den Stellungen des Steuerringes 12 haben, die einer großen Veränderung der minimalen Blendenzahl entsprechen, und eine große Breite in den Stellungen des Steuerringes 12, die einer geringen Variation der minimalen Blendenzahl entspre­ chen. Dies ist in der graphischen Darstellung der Fig. 2A wiedergegeben. Diese zeigt eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Steuerringes 12 und der Veränderung der minimalen Blendenzahl. Man kann erkennen, daß die Frequenz der Impulse mit der Breite der reflektierenden Abschnitte 30 a und der nicht reflektierenden Abschnitte 30 b abnimmt und vice versa. Die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Steuerringes 12 und der Frequenz der von dem Impulsgenerator erzeugten Impulse stellt sich näm­ lich als nichtlineare Kurve dar.

Außerhalb des Steuerringes 12 ist ein Endstellungsde­ tektorschalter 23 angeordnet, der eine der Winkelend­ stellungen des Steuerringes 12 ermittelt, d.h. die End­ stellung bei der kürzesten Brennweite. Der Endstel­ lungsdetektorschalter 23 kann ein Schalter sein, der ausgeschaltet ist, wenn er von einem an einer be­ stimmten Stelle des Außenumfanges des Steuerringes 12 angeordneten Vorsprung gedrückt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der am Außenumfang des Steuer­ ringes 12 vorgesehene Vorsprung zur Überführung des Endstellungsdetektorschalters 23 in seiner Aus-Stel­ lung von einer der Einstellschrauben 18 gebildet, die dazu dienen, das Zahnsegment 19 an dem Steuerring 12 zu befestigen.

Die Richtung der Drehbewegung des Steuerringes 12 wird von einer Drehrichtungsdetektoranordnung 24 ermittelt, die in der Motorsteuerschaltung 22 (Fig. 1) vorgesehen ist, oder von einem Zoomschalter 21.

Die Ausgangssignale von dem Endstellungsdetektorschal­ ter 23, der Drehrichtungsdetektoranordnung 24 (oder Zoomschalter 21) und dem optischen Impulsgenerator 32 werden einer Recheneinrichtung 26 zur Berechnung der minimalen Blendenzahl F zugeführt. Die Recheneinheit 26 zur Berechnung der minimalen Blendenzahl F addiert oder subtrahiert die Impulse, die von dem optischen Im­ pulsgenerator 32 in Übereinstimmung mit der Drehung des Steuerringes 12 erzeugt werden entsprechend der Rich­ tung der Drehbewegung des Steuerringes 12, die von der Drehrichtungsdetektoranordnung 24 ermittelt wird, um die Winkelverstellung des Steuerringes 12 ausgehend von einer Endstellung desselben zu ermitteln, die ihrer­ seits von dem Endstellungsdetektorschalter 23 festge­ stellt wird. Dadurch kann die der Winkelverstellung entsprechende minimale Blendenzahl arithmetisch ermit­ telt werden.

Im vorausgehenden wurde vorausgesetzt, daß dann, wenn ein nicht dargestellter Hauptschalter der Kamera auf "Aus" steht, der Steuerring 12 in einer der beiden End­ stellungen anhält, d.h. bei der vorliegenden Aus­ führungsform in der der kürzesten Brennweite entspre­ chenden Endstellung. Die dieser Endstellung entspre­ chende minimale Blendenzahl F = 2,8. Die entsprechende Brennweite des Zoomobjektives 11 beträgt 8 mm, wie man in Fig. 2a erkennen kann. Wenn der Hauptschalter in diesem Zustand betätigt wird, um den Zoomschalter 21, die Motorsteuerschaltung 22 und den reversierbaren Motor 20 einzuschalten, um auf diese Weise den Steuer­ ring 12 in Richtung auf längere Brennweiten hin zu dre­ hen, wird jedesmal ein Impuls erzeugt, wenn die Grenzen der reflektierenden Abschnitte 30 a und der nicht reflektierenden Abschnitte 30 b den Fotoreflektor 31 passieren (genauer gesagt das vom Fotoreflektor ausge­ sandte Licht). Die Recheneinheit 26 zur Berechnung der minimalen Blendenzahl addiert und subtrahiert die An­ zahl der erzeugten Impulse, wenn der Steuerring in Richtung auf die längste Brennweite hin bzw. auf die kürzeste Brennweite hin gedreht wird. Infolgedessen kann die minimale Blendenzahl durch eine Anzahl der auf diese Weise gezählten Impulse berechnet werden.

Bei der in Fig. 2B dargestellten Ausführungsform betra­ gen die Brennweite und die minimale Blendenzahl des Zoomobjektives 11 24 mm bzw. F = 4, wenn die Anzahl der Impulse 16 erreicht, da die Anzahl der Grenzen zwischen den reflektierenden Abschnitten 30 a und den nicht reflektierenden Abschnitten 30 b den Wert 16 hat. Es versteht sich, daß die minimale Blendenzahl F stufen­ weise zwischen F = 2,8 und F = 4 für dazwischenliegende Im­ pulszahlen variiert. Die minimale Blendenzahl F wird einer Belichtungssteuerschaltung 27 zur Belichtungs­ steuerung zugeführt.

Die Fig. 4A und 4B zeigen die beiden äußersten Drehwin­ kelstellungen des Steuerringes 12. Das Bezugszeichen 40 in den Fig. 3, 4A und 4B bezeichnet eine Zoomsucheran­ ordnung.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung entnehmen kann, kann bei der vorliegenden Erfindung die minimale Blendenzahl ohne die Verwendung von Bits eines Daten­ codes ermittelt werden. Da der Impulsgenerator aus einem optischen kontaktfreien Impulsgenerator besteht, kann nicht nur der mechanische Aufbau der Einrichtung vereinfacht werden sondern es treten auch keine Kon­ taktfehler auf. Ferner kann durch die Verwendung eines Impulsgenerators, bei dem die Frequenz der Impulse mit der Veränderung der minimalen Blendenzahl für einen Einheitsdrehwinkel des Steuerrings variiert, die für die Belichtungssteuerung erforderliche minimale Blen­ denzahl F durch eine abnehmende Anzahl von Impulsen ermittelt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Ermittlung der minimalen Blenden­ zahl in einer Kamera mit Zoomobjektiv, umfassend einen um die optische Achse drehbaren Steuerring, ein Zoomobjektiv, dessen Brennweite mit der Dre­ hung des Steuerrings veränderlich ist, und eine Detektoranordnung zur Ermittlung der Brennweite und der minimalen Blendenzahl bei der jeweiligen Winkelstellung des Steuerrings, gekennzeichnet durch eine Endstellungsdetektoranordnung (23) zur Ermittlung einer der Winkelendstellungen des Steuerrings (12), einen Impulsgenerator (32) zwi­ schen dem Steuerring (12) und einem stationären Element an dem Kameragehäuse zur Erzeugung von Im­ pulsen in Übereinstimmung mit der Drehung des Steuerringes (12), eine Drehrichtungsdetektoran­ ordnung (24) zur Feststellung der Drehrichtung des Steuerringes (12) und eine Recheneinheit (26) zur Ermittlung der minimalen Blendenzahl durch Addie­ ren oder Subtrahieren der von dem Impulsgenerator (32) erzeugten Impulse in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Steuerringes (12), die von der Drehrichtungsdetektoranordnung (24) ermittelt wird, um eine Winkelverstellung des Steuerringes (12) ausgehend von einer von der Endstellungs­ detektoranordnung (23) ermittelten Endstellung festzustellen und um die der Winkelverstellung entsprechende minimale Blendenzahl F zu ermitteln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Impulsgenerator die Frequenz der von ihm erzeugten Impulse mit der Variation der mini­ malen Blendenzahl für einen Einheitsdrehwinkel des Steuerringes (12) variiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Impulsgenerator (32) ein op­ tischer Impulsgenerator (30, 31) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der optische Impulsgenerator eine Reflex­ ionsplatte (30) und einen Fotoreflektor (31) um­ faßt.

5. Vorrichtung zur Ermittlung der minimalen Blenden­ zahl in einer Kamera mit Zoomobjektiv, gekenn­ zeichnet durch einen zur Verstellung der Brenn­ weite des Zoomobjektives (11) drehbaren Steuerring (12), eine Reflexionsplatte (30), die an dem Außenumfang des Steuerringes (12) befestigt ist und lichtreflektierende Abschnitte (30 a) und nicht reflektierende Abschnitte (30 b) aufweist, die in alternierender Reihenfolge entlang der Umfangs­ richtung des Steuerringes (12) angeordnet sind, einen Fotoreflektor (31), der Licht in Richtung auf die Reflexionsplatte (30) aussendet und von der Reflexionsplatte (30) reflektiertes Licht emp­ fängt, und eine Recheneinheit zur Berechnung der minimalen Blendenzahl des Zoomobjektives (11) un­ ter Verwendung des Ausgangssignals des Fotoreflek­ tors.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die lichtreflektierenden Abschnitte (30 a) und die nicht reflektierenden Abschnitte (30 b) in Umfangsrichtung des Steuerringes (12) unterschied­ liche Breiten aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breiten der lichtreflektierenden Ab­ schnitte und der nicht reflektierenden Abschnitte zunimmt, wenn die minimale Blendenzahl (F) für ei­ nen Einheitsdrehwinkel des Steuerringes (12) ab­ nimmt.

8. Vorrichtung zur Ermittlung der minimalen Blenden­ zahl in einer Kamera mit Zoomobjektiv, gekenn­ zeichnet durch einen zur Verstellung der Brennwei­ te des Zoomobjektives (11) drehbaren Steuerring (12) und einen Impulsgenerator, der infolge der Drehung des Steuerringes (12) Impulse erzeugt, die eine nichtlineare Beziehung zu dem Drehwinkel des Steuerringes (12) haben.