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Vorrichtung zur Bestimmung der richtigen Einstellentfernung und notwendigen
Abblendung optischer Instrumente hinsichtlich der Tiefenschärfe Alle optischen Instrumente,
welche zur Abbildung räumlicher Objekte bestimmt sind, haben die Eigenschaft, jeweils
nur einen auf einer Fläche (Ebene, Kugel usw.) gelegenen Bereich bei Behebung der
sogenannten Abbildungsfehler scharf in eine Bildfläche (Netzhaut des Auges, Mattscheibe
usw.) abzubilden, während die außerhalb der erstgenannten Fläche (Einstellfläche)
gelegenen Dingpunkte auf der Bildfläche Zerstreuungsscheibchen ergeben, deren Größe
bei jedem optischen System von der Systemöffnung (Apertur) und von dem Abstand des
abzubildenden Punktes von der Einstellfläche abhängt. Nach der Größe dieser Zerstreuungsscheibchen
richtet sich dieBildschärfe der außerhalb derEinstellfläche gelegenen Dingpunkte,
so daß von der zugelassenen Zerstreuungsscheibchengröße die Tiefe des mit genügender
Schärfe abgebildeten Raumes abhängt. Man pflegt den nächstgelegenen bzw. entferntest
gelegenen abzubildenden Dingpunkt als Nahpunkt bzw. Fernpunkt zu bezeichnen.
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Die mathematischen Formeln für diese Beziehungen können so entwickelt
«-erden, daß hierin die Summen und Differenzen der Kehrwerte der Entfernungen des
Nah-, Fern- und Einstellpunktes auftreten. Die Erfindung macht diese Tatsache in
der Weise für eine Vorrichtung nutzbar, daß -Maßstäbe, welche die reziproken Nah-
bzw. Fernpunktentfernnngen tragen, zur Bildung dieser Summen und Differenzen aufeinander
verschoben werden können.
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Da außerdem in der Formel für die - zur Erzielung einer bestimmten
Tiefe - nötige Abblendung die Brennweite als Faktor auftritt, wird eine Darstellung
dieser Beziehung durch eine Schiebevorrichtung dadurch ermöglicht, daß die Brennweiten
nach Art eines Rechenschiebers in einem logarithmischen Maßsystem aufgetragen sind.
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Statt der Brennweite können für bestimmte Zwecke auch die Dioptriezahlen,
erzielte Vergrößerungen usw. gewählt werden. Die Maßstäbe können gradlinig oder
kurvenförmig (besonders kreisförmig) sein.
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Es ist nun bereits eine Vorrichtung zur Bestimmung der für eine bestimmte
Tiefenschärfe benötigten Abblendung bekannt, die aus zwei gegeneinander beweglichen
Skalen besteht, von denen die eine die Kehrwerte der Dingentfernungen, von der Unendlichkeitsmarke
als Nullpunkt aus gerechnet, und die andere die Nenner der relativen Öffnungen (Blendenzahlen)
in unmittelbar linearem Maßstab enthält. In der Mitte befindet sich dabei der -Mullpunkt
entsprechend der relativen
Öffnung i : o. -;ach links und rechts
schließen sich die Blendenzahlen an. Um diese Vorrichtung für beliebige Brennweiten
verwenden zu können, wird entweder die die Kehrwerte der Dingentfernungen oder die
die Blendenzahlen tragende Skala in Abhängigkeit von der Brennweite durch ein Kurvensystem
gebracht. Je nach Erfordernis kann man das Kurvensystem in die eine oder andere
der beiden Skalen verlegen. Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, die in unmittelbarer
Verbindung mit dem Kameraauszug durch die hierbei nötige Auszugsänderung die erforderliche
Abblendung zur Erzielung einer zulässigen Höchstunschärfe abzulesen gestattet. Sie
beruht darauf, daß bei einer zulässigen Höchstunschärfe von l,(" inm die Blendenzahl
(Nenner der relativen Öffnung) gleich der Hälfte derjenigen Zahl wird, welche die
zwischen Einstellung auf Nahpunkt und Einstellung auf Fernpunkt nötige Auszugsänderung
der Kamera in 1,11, inm angibt. Es ist also hierbei nötig, die beiden Einstellungen
mit der Kamera vorzunehmen.
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Die vorliegende Erfindung besteht nun demgegenüber im wesentlichen
darin, daß bei einer Vorrichtung mit zwei gegeneinander verschiebbaren Maßstäben
zur Bestimmung der richtigen Einstellentfernung und notwendigen Abblendung optischer
Instrumente hinsichtlich der Tiefenschärfe die Skalen auf den beiden Maßstäben den
Kehrwerten der Dingentfernungen entsprechend abgeteilt sind. Hierbei können die
Skalen der Kehrwerte der Dingentfernungen auf den beiden Maßstäben entweder in entgegengesetzter
Richtung oder in gleicher Richtung verlaufen. Zur Bestimmung der für verschiedene
Instrumente nötigen Abblendung können die Brennweiten oder ähnliche charakteristische
Zahlen in logarithmischem Maße aufgebracht sein. Zweckmäßig gehören die Maßstäbe
für die Kehrwerte der Dingentfernungen drei Scheiben an, von denen die mittlere
beiderseitig mit diesen Maßstäben versehen ist, während von den beiden anderen Scheiben
die eine diesen Maßstab in einer zum Maßstab der mittleren Scheibe entgegengesetzten
Richtung, die andere diesen Maßstab in einer zum Maßstab der mittleren Scheibe gleichen
Richtung trägt. Diese beiden anderen Scheiben sind um den Mittelpunkt der mittleren
Scheibe drehbar und durch einen die letztere umgreifenden Bügel, der die Anzeigevorrichtung
trägt, fest miteinander verbunden.
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Im Ausführungsbeispiel (Tiefentafel für photographische Objektive)
ist in Abb. i auf dein inneren Kreis die Skala der reziproken Nahpunktentfernungen
nach innen, in Abb. 2 auf dem nämlichen Kreis die der reziproken Fernpunktentfernungen
nach außen angetragen. Die beiden Skalen sind gegenläufig angeordnet, so daß die
Skalenwerte in Abb. i entgegengesetzt dem Uhrzeiger, in Abb. 2 mit dem Uhrzeiger
ansteigen. Legt man beide Skalen mit den Kreismittelpunkten 1I aufeinander, so ist
die zur Einstellung des Nahpunktes (z. B. 2 in) auf den Fernpunkt (z. B. 6 in) nötige
Drehung ein Maß für die Summe der Kehrwerte. In dem auf Abb. i abgebildeten Fenster
F ist dann der zugeordnete Einstellpunkt (hier 3 m) auf Abb. 2 abzulesen.
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In Abb.3 des Ausführungsbeispiels ist wieder auf dem inneren Kreis
die Skala der reziproken Nahpunktentfernungen nach innen, in Abb. .4 auf dem nämlichen
Kreis die Skala der reziproken Fernpunktentfernungen nach außen angetragen. Beide
Skalen laufen hier m gleichem Sinn (mit dem Uhrzeiger). Legt man beide Skalen mit
den Kreismittelpunkten.A1 aufeinander, so ist die zur Einstellung des 1 ahpunktes
(z. B. 2 m) auf den Fernpunkt (z. B. 6 m) nötige Drehung ein Maß für die Differenz
der Kehrwerte. Für eine feste Brennweite könnte daher im Fenster A
der Abb.
3 die nötige Abblendung auf Abb. .I angegeben werden.
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Um die Vorrichtung für verschiedene Brennweiten geeignet zu machen,
ist statt dessen im Ausführungsbeispiel nur eine für die Verdrehung charakteristische
Ziffer (hier 8) im Fenster ersichtlich. Dreht man nun beide Skalen aufeinander so
lange weiter, bis im Fenster B der Abb. j wiederum die vorhin gefundene Ziffer (hier
8) auf Abb. 4 erscheint, so ist im Fenster C der Abb. 3 für jede darüber stehende
Brennweite die nötige Abblendung aus der darunter stehenden Zahl der Abb. q. ersichtlich.
Im erwähnten Fall also für f - 12 cm eine Blende von i : 25. 'Um diese Zuordnung
zu den Brennweiten zu ermöglichen, müssen diese in einem logarithmischen Maßsystem
angetragen sein. Außerdem besteht beim Ausführungsbeispiel eine logarithmische Zuordnung
der beiden Zifferreihen für Fenster A und B, ferner ist auch die äquidistante
Blendenanordnung mit einer logarithmischen Zuordnung der öffnungszahlen gleichbedeutend.
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Bei Ausführung der Vorrichtung wird zweckmäßig die Skala von Abb.2
auf der Vorderseite und die Skala von Abb. .l auf der Rückseite einer Scheibe aus
Pappe, Karton, Metall o. dgl. angebracht. Im 2#,Zittelpunkt liT dieser Scheibe werden
sodann vorn und rückwärts weitere Scheiben drehbar angeordnet, wovon die vordere
die Skala von Abb. i und die rückwärtige mit dein Fenster C die Skala von Abb. 3
trägt. Diese beiden Scheiben sind durch einen Bügel fest verbunden, der um die mittlere
Scheibe mit den Skalen von Abb. 2
und 4. greift und in dessen beiden
Schenkeln die Fenster F, A und B angeordnet sind.
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Die oben behandelte Vorrichtung besitzt schon bei kleinem Ausführungsmaßstab
den Vorteil einer hohen Lesegenauigkeit sowohl für Objektive kurzer und langer Brennweite
als auch für schwache und starke Abblendung und gestattet die Bestimmung der Tiefenschärfe
ohne Zuhilfenahme einer photographischen Kamera.