DE60011714T2

DE60011714T2 - Anpassbares optisches Sucher-System für schulterbare Kameras

Info

Publication number: DE60011714T2
Application number: DE60011714T
Authority: DE
Inventors: Iain A. Neil
Original assignee: Panavision Inc
Current assignee: Panavision Inc
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: CA2316657A1; EP1079254A3; AU5367800A; DE60011714D1; JP4187913B2; US6480681B1; JP2001117023A; CA2316657C; AU778803B2; EP1079254A2; EP1079254B1

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen Anmeldung mit der Seriennummer 60/150,913, welche am 26. August 1999 eingereicht wurde.
Diese Erfindung betrifft einen optischen Sucher für eine Film-Kamera, eine Video-Kamera oder dergleichen und insbesondere einen optischen Sucher, der eingerichtet ist für mehrere Einstellungen für eine Kamera, die auf der Schulter des Betrachters getragen wird, zum Bereitstellen einer komfortablen Position für den Betrachter in Bezug auf die Kamera.
Beim Filmen hochqualitativer Spielfilme, wie beispielsweise zum Ansehen im Kino, und beim Aufzeichnen hochqualitativer Produktionen auf Video und dergleichen wurde es populär, die Kamera auf der Schulter des Betrachters (eines sogenannten „Kameramanns") zu tragen, so dass bestimmte Szenen mit der spezifischen Vielseitigkeit, die durch diesen Ansatz des Haltens mit der Hand geboten wird, gefilmt werden, selbst wenn solche Kameras und die angebrachte Linse, das angebrachte Filmmagazin, usw. ziemlich schwer sein können. Für die optimale Leistung und den Komfort des Kameramanns sollte es eine geeignete räumliche Beziehung zwischen dem Auge des Kameramanns, wenn es am Sucher positioniert ist, und dem Schwerpunkt der Kamera und der Zubehörteile, die auf der Schulter des Kameramanns getragen werden, geben. Diese geeignete räumliche Beziehung kann von Kameramann zu Kameramann in Abhängigkeit von physischen Eigenschaften, wie beispielsweise Kopfgröße, Halslänge, normale Haltung, usw., sowie persönlichen Präferenzen unterschiedlich sein. Ferner können der Schwerpunkt und das Gewicht der Kamera in Abhängigkeit von der Wahl der Kamera und der Größe, dem Gewicht und der Geometrie der Kamera-Komponenten sowie der notwendigen Ausrüstung, beispielsweise der Linse, des Filmmagazins, der Batterie-Energieversorgung, usw., beträchtlich variieren. Im Gegenzug variieren die relative Position der Kamera und des Kopfes des Kameramanns, wenn sein Auge an der Augenmuschel des Suchers positioniert ist, und das Gewicht und der Schwerpunkt der Kamera als Ganzes wesentlich, was für den Kameramann unkomfortabel sein kann und den effektiven Betrieb der Kamera infolge dieser Unbequemlichkeit und der Unmöglichkeit, den Sucher auf eine optimale Position für diese Kamera und diese Kombination der Kameraausrüstung einzustellen, sogar beeinträchtigen kann.
Bisher war die einzige Lösung für dieses Problem, die Kamera-Komponenten neu zu konfigurieren, wo es möglich war, um zu versuchen, basierend auf den physischen Eigenschaften und den Präferenzen des Durchschnitts-Kameramanns und der Durchschnitts-Kamera mit angebrachten Komponenten einen Kompromiss zu erreichen, wobei die Sucher-Augenmuschel-Position und der Kamera-Schwerpunkt auf der Schulter des Kameramanns eine akzeptable aber nicht optimale Anordnung für die meisten Kameramänner und alle Kamera-Konfigurationen bieten. Jedoch verringern die Neuanordnung der Kamera-Komponenten und das mögliche Hinzufügen von Ausgleichsgewichten an der Kamera für die Balance die Flexibilität und Vielseitigkeit des Kamerabetriebs wesentlich, wodurch der Zweck zunichte gemacht wird, für den die auf der Schulter getragene (oft bezeichnet als „handheld") Kamera ausgerichtet ist. Es gibt auch sehr wenig Raum, innerhalb dessen ein Sucher an einer auf einer Schulter getragenen Kamera zu positionieren ist, da die Kamera sehr nahe an dem Kopf des Kameramanns ist. Ferner muss idealerweise das Gewicht des Suchers minimiert werden.
Zusätzlich zum Einstellen der Position der Augenmuschel in Bezug auf die Kamera bestehen andere inhärente Probleme beim Bereitstellen eines Hochleistungskamera-Suchers, der jedem Kameramann gefällig sein wird, wie beispielsweise Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit, die Vorlieben zum Verwenden des rechten oder linken Auges, usw., wobei alles davon optimalerweise durchgeführt werden muss, ohne die Größe und die Qualität des vom Kameramann betrachteten Bildes zu ändern.
Daher ist es ein Ziel dieser Erfindung, einen neuen Sucher für eine Kamera des Handheld-Typs, die normalerweise auf der Schulter des Kameramanns mittels eines geeigneten Gestells oder einer geeigneten Auflage getragen wird, bereitzustellen, welcher Sucher eine variabel einstellbare Augen-Betrachtungsposition für den Kameramann bietet. Insbesondere verringert die Erfindung Probleme, die durch Änderungen im Gewicht und im Schwerpunkt der Kamera erzeugt werden, wenn sie auf der Schulter des Kameramanns getragen wird, und erlaubt es die Erfindung jedem Kameramann, eine optimale Position für die Augenmuschel des Suchers basierend auf den physischen Eigenschaften und den persönlichen Vorlieben dieses Kameramanns auszuwählen.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist, einen einstellbaren Sucher für eine Kamera, die auf der Schulter getragen wird, bereitzustellen, welcher Sucher Linsengruppen aufweist, die ein Realbild im Sucher erzeugen, das während der ganzen teleskopischen Längsbewegung der Linsengruppen aufeinander zu und voneinander weg während der Vor- und Nach-Einstellung des Suchers zum Optimieren der Augenmuschel-Position im Fokus und in der gleichen Vergrößerung bleibt.
Ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist, solch einen einstellbaren Sucher bereitzustellen, der eine Augen-Betrachtungsposition aufweist, welche Position auf die Austrittspupillenposition und die restlichen Aberrationen davon bezogen ist, die in der Lage nahezu konstant ist mit jeglicher Variation, welche einfach durch eine kleine Einstellung der Augen-Betrachtungsposition an der Augenmuschel des Suchers angepasst werden kann.
Noch ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist, eine interne Fokus-Linsengruppe bereitzustellen, die zum Anpassen an unterschiedliche Augenzustände des Betrachters/Kameramanns, wie beispielsweise Kurz- und Weitsichtigkeit (Myopie bzw. Hyperopie) selektiv einstellbar ist, ohne eine Bewegung der Augenmuschel oder des Auges des Betrachters zu erfordern. Ein anderes und wiederum zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist es, solch einen einstellbaren Sucher bereitzustellen, der zum optimalen Positionieren der Austrittspupille des Suchers für das Betrachten mit entweder dem linken oder dem rechten Auge, wie es vom Kameramann bevorzugt wird, selektiv ausrichtbar ist, wobei die Kamera an derselben Seite des Kopfes des Kameramanns positioniert ist, d.h. ohne den Sucher von einer Seite der Kamera auf die andere zu wechseln.
Wiederum ein anderes und zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist es, solch einen einstellbaren Sucher bereitzustellen, der andere Merkmale aufweisen kann, die wünschenswert sein können und oft in Suchern enthalten sind, wie beispielsweise optisches Deanamorphisieren, optische oder mechanische Mittel zur konstanten Bildausrichtung, elektrisches Entfernen von Beschlag auf dem letzten Linsenelement, sichtbare und/oder beleuchtete Bildrahmenlinien, die durch den Sucher beobachtbar sind, usw., ohne die Einstellbarkeit des Suchers zu verhindern.
Andere und detailliertere Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden Fachleuten aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der Zeichnung leicht offenbar, wobei:
1A und 1B eine schematische Seiten-Aufriss-Ansicht bzw. eine schematische Draufsicht eines Kameramanns mit einer schultergetragenen Kamera mit einem einstellbaren Sucher dieser Erfindung sind und eine Einstellposition des Suchers derart darstellen, dass diese an einen Kameramann mit einem kleineren als einem durchschnittlich großen Kopf und eine Kamera mit einer kleinen Linse angepasst ist;
2A und 2B eine schematische Seiten-Aufriss-Ansicht bzw. eine schematische Draufsicht eines Kameramanns mit einer schultergetragenen Kamera mit einem einstellbaren Sucher dieser Erfindung sind und eine Einstellposition des Suchers derart darstellen, dass diese an einen Kameramann mit einem kleineren als einem durchschnittlich großen Kopf und die gleiche Kamera, wie in 1A und 1B dargestellt, allerdings mit einer großen Linse angepasst ist;
3A und 3B eine schematische Seiten-Aufriss-Ansicht bzw. eine schematische Draufsicht eines Kameramanns mit einer schultergetragenen Kamera mit einem einstellbaren Sucher dieser Erfindung sind und eine Einstellposition des Suchers derart darstellen, dass diese an einen Kameramann mit einem größeren als einem durchschnittlich großen Kopf und die gleiche Kamera, wie in 1A und 1B dargestellt, allerdings mit einer kleinen Linse angepasst ist;
4A und 4B eine schematische Seiten-Aufriss-Ansicht bzw. eine schematische Draufsicht eines Kameramanns mit einer schultergtragenen Kamera mit einem einstellbaren Sucher dieser Erfindung sind und eine Einstellposition des Suchers derart darstellen, dass dies an einen Kameramann mit einem größeren als einem durchschnittlich großen Kopf und die gleiche Kamera, wie in 1A und 1B dargestellt, allerdings mit einer großen Linse angepasst ist;
5A, 5B und 5C optische Diagramme der bevorzugten Ausführungsform des einstellbaren Suchers dieser Erfindung sind, die die optische Achse eher als eine gerade Linie zeigen, statt das sie mehrere Winkel aufweist, die bei der physischen Ausführungsform des einstellbaren Suchers, wie nachstehend beschrieben, existieren, und wobei sich der Sucher in drei Einstellpositionen, nämlich einer kürzesten, einer mittleren und einer größten Länge, befindet;
6A und 6B optische Diagramme sind, die den 5A bis 5C ähnlich sind, allerdings ausdrücklich als Draufsichten zum Anzeigen des optischen Elements und seiner Positionen zum Einstellen des Betrachtens mit dem linken oder rechten Auge durch den Kameramann;
7A bis 7E Strahlen-Aberrations-Graphen sind, die die Leistung des optischen Sucher-Systems dieser Erfindung in der Position des Längs-Teleskopbereichs des Suchers, der in 5A gezeigt ist, darstellen;
8A bis 8E Strahlen-Aberrations-Graphen sind, die die Leistung des optischen Sucher-Systems dieser Erfindung in der Position des Längs-Teleskopbereichs des Suchers, der in 5B gezeigt ist, darstellen;
9A bis 9E Strahlen-Aberrations-Graphen sind, die die Leistung des optischen Sucher-Systems dieser Erfindung in der Position des Längs-Teleskopbereichs des Suchers, der in 5C gezeigt ist, darstellen;
10A und 10B Graphen der Astigmatismus- und Verzerrungs-Charakteristiken für das optische Sucher-System dieser Erfindung in der Position des Längs-Ausfahrens, die in 5A gezeigt ist, sind;
11A und 11B Graphen der Astigmatismus- und Verzerrungs-Charakteristiken für das optische Sucher-System dieser Erfindung in der Position des Längs-Ausfahrens, die in 5B gezeigt ist, sind;
12A und 12B Graphen der Astigmatismus- und Verzerrungs-Charakteristiken für das optische Sucher-System dieser Erfindung in der Position des Längs-Ausfahrens, die in 5C gezeigt ist, sind;
13 eine schematische Perspektivansicht der optischen Komponenten des einstellbaren optischen Sucher-Systems dieser Erfindung ist;
14A und 14B schematische Perspektivansichten, ähnlich zu 13, der optischen Elemente des einstellbaren optischen Sucher-Systems dieser Erfindung sind und die beiden Extrem-Positionen der Längs-Teleskopbewegung des Suchers, die jeweils den optischen Diagrammen der 5A bzw. 5C entsprechen, darstellen; und
15A und 15B vereinfachte schematische Draufsichten der optischen Elemente des einstellbaren Suchers des optischen Systems dieser Erfindung sind und die beiden Extrem-Positionen der Längs-Teleskop-Einstellung des Suchers, die jeweils den optischen Diagrammen der 5A bzw. 5C entsprechen, darstellen.
Die allgemeine Anordnung des einstellbaren Suchers dieser Erfindung und die Weise, in der er von einem Kameramann benutzt wird, wird zunächst in Verbindung mit 1A bis 4B beschrieben, bevor eine ausführliche Beschreibung des optischen Systems des einstellbaren Suchers dieser Erfindung bereitgestellt wird. Der Kamerakörper C ist auf einer Schulter-Tragestütze R montiert, die vorzugsweise einstellbar ist und eine Schulter-Trageauflage S zum Tragen der Kamera und des Kamera-Zubehörs auf der rechten Schulter des Kameramanns/Betrachters aufweist, der in den Zeichnungen als ein Betrachter V_SH mit einem kleineren als durchschnittlich großen Kopf oder als ein Betrachter V_LH mit einem größeren als durchschnittlich großen Kopf zum Zwecke der Darstellung des Einstellungsbereichs des Suchers dieser Erfindung identifiziert ist. Die Kamera-Tragestütze R kann einen oder mehrere sich nach vorne erstreckende Handgriffe aufweisen, die der Kameramann zum Stabilisieren der Bewegung des Kamerakörpers C ergreifen kann. Vorn am Kamerakörper C ist eine Linse montiert und erstreckt sich von der Vorderseite, und eine solche Linse kann eine relativ kleine und leichte Linse L_S oder eine relativ schwere und große Linse L_L sein, wie sie in den verschiedenen Figuren gezeigt ist, was das Gewicht der Kameravorrichtung offensichtlich verändert und den Schwerpunkt davon nach vorne und nach hinten verschiebt. Ein Magazin M für einen Spielfilm oder ein Videoband ist typischerweise hinten am Kamerakörper C befestigt, und die Größe des Magazins M und die Menge des Films oder des Bands darin kann variieren, wodurch wiederum das Gesamtgewicht und der Schwerpunkt der Kameravorrichtung nach vorne und nach hinten verschoben werden können. Aufgrund dieser Variablen in Gewicht und Größe der Linse und des Magazins variiert die komfortabelste Position zum Tragen des Kamerakörpers C auf der Schulter des Kameramanns mittels der Schulter-Tragestütze S, und daher kann der Kamerakörper C in Bezug auf die Schulter-Tragestütze R nach vorne und nach hinten verschoben werden. Normalerweise kann dieses Verschieben nach vorne und nach hinten bei Suchern gemäß dem Stand der Technik unkomfortable Positionen für den Kopf des Kameramanns erzeugen, der seine Augenhöhle an der flexiblen Augenmuschel E des Suchers platzieren muss, welche Positionen während eines langen Drehtages sehr unangenehm und störend sein können.
Der einstellbare Sucher F dieser Erfindung ist an der Seite des Kamerakörpers C montiert und, wie aus den nachfolgend beschriebenen Figuren vollständiger offensichtlich wird, der Sucher F weist aufeinander folgende Abschnitte auf, die sich lateral nach außen, dann nach oben, dann nach vorne, dann wieder lateral nach außen und schließlich nach hinten in Richtung des Kopfes des Kameramanns erstrecken. Der Sucher F weist einen Schwenkpunkt P auf, um eine Schwenkbewegung des sich nach hinten erstreckenden Abschnitts F_R des Suchers um eine Achse zu ermöglichen, die sich horizontal und quer zu dem Kamerakörper C erstreckt. Aufgrund des optischen System dieser Erfindung ist der sich nach vorne erstreckende Abschnitt F_F des Suchers F in einer teleskopartigen Weise in Längsrichtung einstellbar, so dass die Augenmuschel E relativ zu dem Kamerakörper C zum Anpassen der komfortabelsten Position für das Auge des Kameramanns nach vorne und nach hinten bewegt werden kann, welche Position, wie oben erwähnt, in Abhängigkeit von den physischen Eigenschaften und den persönlichen Vorlieben des Kameramanns variiert. Beispielsweise stellen 1A und 1B eine kleine Linse L_S und einen Kameramann mit einem relativ kleinen Kopf dar, wodurch der hintere Abschnitt F_R und die Augenmuschel E des Suchers F eine maximale Entfernung nach hinten bewegt werden, wie von einer Entfernung d₁ von der Augenmuschel E zur Befestigungsstelle des Suchers an der Kamera gezeigt ist. Andererseits stellen 2A und 2B eine Anordnung mit dem selben Kameramann mit dem relativ kleinen Kopf und einer großen Linse L_L dar, wodurch der Kamerakörper C vorzugsweise nach hinten verschoben ist, um die Vorwärts-Verschiebung des Schwerpunkts des Aufbaus, die durch die große Linse L_L hervorgerufen wird, anzupassen und daher ist die Entfernung d₂ von der Augenmuschel E zur Sucher-Befestigungsstelle kleiner als die Entfernung d₁, die in den 1A und 1B dargestellt ist. Daher benötigt derselbe Kameramann für eine komfortable Position der Kamera C auf der Schulter und der Augenmuschel E an der Augenhöhle einen Sucher mit unterschiedlichen Längen. In der gleichen Weise kann mit der selben kleinen Linse L_S und einem Kameramann mit einem relativ großen Kopf die Entfernung d₃, wie in 3A und 3B gezeigt, nicht so groß wie die Entfernung d₁, die in 1A und 1B gezeigt ist, sein, aber möglicherweise ist sie nicht so klein wie die Entfernung d₂ der 2A und 2B. Weiterhin kann mit einer großen Linse L_L und dem selben Kameramann mit einem relativ großen Kopf, wie in 4A und 4B gezeigt, die Entfernung d₄ des Suchers F zum Erzielen einer komfortablen Gewichtsbalance und einer Position der Augenmuschel E sehr klein sein.
Während die 1A und 1B den hinteren Abschnitt F_R für einen vereinfachten Vergleich der verschiedenen Zustände als im Wesentlichen horizontal darstellen, sollte es ersichtlich sein, dass solch ein sich nach hinten erstreckender Abschnitt F_R für den Komfort des individuellen Kameramanns um den Schwenkpunkt P nach oben oder nach unten geschwenkt werden kann, und dass solch eine Schwenkeinstellung ebenfalls eine teleskopartige Einstellung des sich nach vorne erstreckenden Abschnitts F_F erfordern kann. Es ist zu bemerken, dass die Entfernung zwischen dem Schwenkpunkt P und der Augenmuschel E überall in diesen Figuren konstant ist, da die Längseinstellung im sich nach vorne erstreckenden Abschnitt F_F des Suchers F erreicht wird. Es ist auch zu bemerken, dass die Biegewinkel am Ellenbogen des Kameramanns/Betrachters variieren können, wie in diesen Figuren gezeigt ist, um die Verschiebeposition des Kamerakörpers C anzupassen, die aufgrund der Kameraschwerpunkt-Verschiebung und der persönlichen Vorlieben des Kameramanns/Betrachters erforderlich ist, und diese Winkeländerungen können wiederum mit dem einstellbaren Sucher dieser Erfindung angepasst werden. Beispielsweise variieren die Winkel α₁, α₂, α₃ und α₄ in der Vertikalebene und die Winkel β₁, β₂, β₃ und β₄ in der Horizontalebene zwischen den 1A bis 4B wesentlich.
Bezug nehmend nun auf 5A bis 5C sind die optischen Diagramme der optischen Elemente des Suchers F in drei unterschiedlichen Positionen der Teleskop-Einstellung des Suchers F gezeigt, wobei alle optischen Elemente auf einer geraden optischen Achse angeordnet dargestellt sind, anstatt solche optische Elemente auf einer optischen Achse darzustellen, die die zahlreichen Biegungen ausführt, die in der in 1A bis 4B gezeigten physischen Struktur existieren, wodurch die optischen Diagramme einfacher verständlich sind. Der einzige physische Unterschied zwischen den 5A, 5B und 5C ist der axiale Abstand an der Einstell-Position AP, welche sich ändernder Abstand mittels der Strichlinien graphisch dargestellt ist, die sich zwischen den 5A, 5B und 5C erstrecken. 5A stellt die kürzeste Länge dar, 5B stellt eine mittlere Länge dar und 5C stellt die größte Länge des Suchers F dar. In den 5A bis 5C ist zur Vereinfachung der Identifizierung und der Beschreibung jedes der optischen Elemente entlang der optischen Achse durch eine Zahl von 1 bis 27 identifiziert, jede der Flächen dieser Elemente ist durch ein „S" gefolgt von einer Zahl identifiziert, jede Gruppe von optischen Elementen ist durch ein „G" gefolgt von einer Zahl identifiziert und die Hauptgruppen von optischen Elementen, die zur teleskopischen Einstellung relativ zueinander bewegbar sind, sind durch M1 und M2 identifiziert.
Ferner sind zum Zwecke der Darstellung die Zahlen und Buchstaben aufgrund ihres mehrfachen Auftretens nicht in jeder der drei 5 aufgeführt. In der nachstehenden Tabelle 1 sind die optischen Elemente und ihre Positionen identifiziert und ihre Beschreibungen dargelegt. In der folgenden Tabelle 1 sind die optischen Elemente mittels der Zahlen identifiziert, die den Zahlen in den 5A bis 5C entsprechen, und zwar sind die optischen Elemente in der ersten Spalte, bezeichnet mit „Element", aufgelistet, die Gruppe, zu der jedes Element gehört, ist in der Spalte identifiziert, die mit „Gruppe" bezeichnet ist, die Fläche von jedem Element ist in der Spalte identifiziert, die mit „Fläche" bezeichnet ist, die Position von jedem Element für jede der drei repräsentativen Positionen A, B und C (die den Positionen entsprechen, die jeweils in den 5A, 5B bzw. 5C dargestellt sind) der Elemente ist in der Spalte identifiziert, die mit „Einstell-Position" bezeichnet ist, die Entfernung zwischen der vorangegangenen Fläche und jeder Fläche der Elemente ist in der Spalte dargelegt, die mit „Trennung" bezeichnet ist, der Krümmungsradius von jeder Element-Fläche ist, wenn überhaupt, in der Spalte dargelegt, die mit „Radius der Krümmung" bezeichnet ist, das Material jedes Elements ist durch den Typ, den Code und den Name in den drei Spalten unter der Bezeichnung „Material" gegeben, und der „maximale Blendendurchmesser" an dieser Fläche ist in der letzten Spalte dargelegt, die diese Bezeichnung trägt. Die Fußnoten am Ende von Tabelle 1 stellen zusätzliche Informationen bereit und identifizieren unübliche Merkmale dieser Optik-Vorschrift, die für ein vollständiges Verständnis durch einen Fachmann notwendig sein kann. Alle Daten in Tabelle 1 und alle Graphen und Kurven in den 7A bis 12B sind für eine Temperatur von 20°C (68°F) und einem Standard-Luftdruck (760 mmHg) gegeben.
Aus der vorangegangenen Tabelle 1 und den 5A bis 5C kann wahrgenommen werden, dass die Länge der Einstell-Position AP zwischen den Flächen S16 und S17 von 1,000 mm in der Position „A" bis 21,320 mm in der Position „C" variabel ist, die die Extrem-Positionen sind, und die Position „B" stellt eine Zwischenposition dar. Die 5A bis 5C stellen auch dar, dass sich die Strahlenverläufe überall in dem Bereich der Teleskop-Einstellung des Suchers F nicht wahrnehmbar ändern, wodurch die vom Kameramann durch den Sucher F hindurch betrachtete Ansicht überall in dem Bereich der Längs-Einstellbewegung in der gleichen Größe und im Fokus bleibt und auch die Bildqualität im Wesentlichen die gleiche bleibt. Dies wird durch die Strahlen-Aberrations-Diagramme der 7A bis 7E für die Position A, der 8A bis 8E für die Position B, der 9A bis 9E für die Position C, sowie die Astigmatismus-Feldkurven und die Verzerrungskurven der 10A und 10B für die Position A, der 11A und 11B für die Position B und der 12A und 12B für die Position C bestätigt, welche Positionen A, B und C die gleichen sind wie jene, die in Tabelle 1 aufgelistet bzw. in den 5A bis 5C gezeigt sind. In den 7A bis 7E, 8A bis 8E und 9A bis 9E zeigen die verschiedenen Graphenlinien Betriebs-Wellenlängen zwischen 450,0 Nanometern (nm) und 643,8 nm. Insbesondere bezeichnet die Langstrich-Linie 450,0 nm, die Kurzstrich-Punkt-Punkt-Linie bezeichnet 486,1 nm, die durchgezogene Linie bezeichnet 546,1 nm, die Kurzstrich-Punkt-Linie bezeichnet 587,6 nm, und die Sehrkurzstrich-Linie bezeichnet 643,8 nm.
Nun Bezug nehmend auf 6A und 6B, die optische Diagramme ähnlich 5A sind und Draufsichten des Suchers mit dem Rhomboid-Prisma 26 in zwei unterschiedlichen Stellungen darstellen. Das Rhomboid-Prisma 26 ist in einem Ellbogen- Abschnitt des Suchers F montiert, der um die Achse des sich nach hinten erstreckenden Abschnitts F_R schwenkbar ist, und die Augenmuschel E ist an diesem Ellenbogen-Abschnitt angebracht. In 6A sind der Ellenbogen-Abschnitt und das Rhomboid-Prisma 26 zum Ansehen mit dem rechten Auge des Kameramanns nach rechts in die Position EP1 geschwenkt, und in der 6B sind sie zum Ansehen mit dem linken Auge des Kameramanns nach links in die Position EP2 geschwenkt. Es ist zu bemerken, dass die Position EP1 aus 6A in den Draufsichten der 1B, 2B, 3B und 4B mit durchgezogenen Linien gezeigt ist und dass die Position EP2 aus 6B in diesen gleichen Draufsichten der 1B, 2B, 3B und 4B mit Strichlinien gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf 13 ist eine schematische Perspektivansicht des optischen Systems des Suchers F in einer dreidimensionalen Weise mit einer Objektivlinse L gezeigt, die an der Vorderseite des Kamerakörpers C befestigt sein würde. Das Licht von der Linse L wird an einem Punkt P_S von einer Spiegelblende im Kamerakörper C vor der Filmebene gespiegelt, so dass das Licht auf eine herkömmliche Weise entlang einer ersten optischen Achse O₁ gesendet wird. Die optischen Elemente jenseits des Punktes P_S sind in 5A-5C gezeigt und in Tabelle 1 aufgelistet, werden jetzt jedoch in ihrer physischen Beziehung beschrieben. Nach dem Punkt P_S werden die Lichtstrahlen und die Achse O₁ zum Äußeren des Kamerakörpers C in den Beginn des Körpers des Suchers F ausgerichtet. Ein erstes Zwischenbild, das von der Objektivlinse L erzeugt wird, wird auf einer Mattscheibe 1 innerhalb des Kamerakörpers in einer herkömmlichen Weise gebildet. Ein halbdurchlässiger Spiegel oder Strahlteiler 3 richtet einen Teil des Lichts entlang einer Video-Optikachse O_V auf eine Videokamera C_V (siehe 15A und 15B) aus, um die Szene zu überwachen, die von der Linse L aufgenommenen wurde, was für hochqualitative professionelle Filmkameras ebenfalls herkömmlich ist. Die Videokamera C_V ist in einem Gehäuse (nicht gezeigt) montiert, das an der Außenseite des Kamerakörpers C montiert ist. Die Lichtstrahlen, die durch den Strahlteiler 3 hindurch treten, treten ebenfalls durch ein Schein-Fenster 4 und eine Linse 5 hindurch zu einem Spiegel 6. Der Spiegel 6 reflektiert das Licht entlang einer anderen optischen Achse O₂ nach oben zu einem Spiegel 7, der das Licht entlang der dritten optischen Achse O₃ nach vorne reflektiert, die die horizontale Achse des sich nach vorne erstreckenden Abschnitts F_F ist, der in 1A–4B gezeigt ist. Ein Prisma 12 reflektiert das Licht entlang einer vierten optischen Achse O₄ durch ein Pechan-Prisma hindurch, das Glas-Elemente 13 und 14 aufweist. Die optische Achse O₄ weist die Schwenkachse auf, die sich horizontal und lateral zu dem Kamerakörper C am Schwenkpunkt P erstreckt, wie in den 1A–4B gezeigt ist. Auf der Achse O₄ ist ein Pechan-Prisma 13 zum automatischen Ausrichten des Bildes vorgesehen, um es aufrecht zu halten, wenn der hintere Abschnitt F_R des Suchers um die horizontale Achse O₄ geschwenkt wird. Ein Prisma 16 reflektiert das Licht von der optischen Achse O₄ entlang einer fünften optischen Achse O₅ zum Rhomboid-Prisma 26, das das Licht dann zur Augenmuschel E zum Ansehen durch das Auge V_E des Kameramanns/Betrachters V in der Augenmuschel E reflektiert. Die Entfernungen entlang der vorher beschriebenen Achsenabschnitte der optischen Achse bleiben die gleichen, außer zwischen der Dublettlinse 8, 9 und der Dublettlinse 10, 11, die entlang der Achse O₃ axial trennbar sind, um die Entfernung an der Einstellposition AP zu ändern. wie in Tabelle 1 gezeigt ist, befindet sich diese einstellbare Entfernung zwischen den Flächen S16 und S17 und ist diese in diesem Ausführungsbeispiel zwischen 1,000 mm und 21,320 mm veränderbar. Die Lichtstrahlen sind zwischen den Flächen S16 und 517, wie in 5A–5C gezeigt, kollimiert oder im Wesentlichen parallel, wodurch das vom Kameramann/Betrachter V betrachtete Bild während der ganzen Einstellbewegung gleich bleibt. Das brechungsfreie Schein-Fenster 4 ist vorzugsweise vorgesehen, um zu Ermöglichen, dass der Sucher F von der Kamera entfernt werden kann (am Videokameragehäuse, nicht gezeigt, befestigt am Kamerakörper C), um andere Sucher oder nur einen Video-Monitor zu verwenden. Die Mattscheibe 1 kann auch ein ebenes Glas zum Verbessern der Videoaufnahme sein, und dann würde eine Mattscheibe an der Position des Schein-Fensters 20 vorgesehen sein, wo ein zweites Zwischenbild gebildet wird.
Optische Elemente AM1 und AM2, die in 13 gezeigt sind (nicht gezeigt in den 5A–5C oder in Tabelle 1), dienen zum optischen Ent-Anamorphisieren des Bildes, falls die Linse L eine anamorphe Linse ist, und diese zwei Elemente können physisch von der optischen Achse O₃ versetzt sein, wenn eine sphärische Linse L verwendet wird, wodurch der Kameramann durch den Sucher F hindurch jederzeit ein normales Bild sieht. Optische Linsenelemente 22–25 (deutlicher gezeigt in 15A und 15B) weisen eine Augenfokus-Linsengruppe auf und sind zum Anpassen an den speziellen Augen-Zustand des Kameramanns, d.h. Kurz- oder Weitsichtigkeit, einstellbar. Für die Einstell-Positionen der 5A, 5B und 5C gibt es ebenfalls eine sehr kleine Einstellung der perfekten Augenstellung, wie mittels der Einstell-Positionen A, B bzw. C gezeigt ist, die der Fläche S53 in Tabelle 1 folgen.
Nun Bezug nehmend auf 14A und 14B, die schematische Perspektivansichten des optischen Systems des Suchers F sind und ähnlich zu 13 sind, obwohl es von einer leicht anderen Perspektive aus betrachtet wird, ist die Teleskop-Einstellung zwischen dem Dublett 8, 9 und dem Dublett 10, 11 graphisch durch die minimale Entfernung D_A und die maximale Entfernung D_C gezeigt, die mit den Räumen korrelieren, die von den Einstell-Positionen A und C repräsentiert werden, die in Tabelle 1 dargelegt sind und jeweils in 5A bzw. 5C dargestellt sind. In ähnlicher Weise kann aus den 15A und 15B, die vereinfachte Draufsichten des optischen Systems sind, die beispielsweise die Spiegel 6 und 7 als einen einzigen Spiegel zeigen, entnommen werden, dass sich die Ausdehnung D_E zwischen dem Betrachterauge V_E und der Fläche S15 des Dubletts 8, 9 von einer Teleskop-Position in 15A zur anderen Teleskop-Position, die in 15B gezeigt ist, ändert. Daher stellen die 14A, 14B, 15A und 15B dar, dass der Kamerakörper C bezüglich des Betrachterauges V_E und der Schulter S nach vorne und nach hinten bewegt werden kann oder umgekehrt das Auge V_E bezüglich des Kamerakörpers C bewegt werden kann. Die 15A und 15B entsprechen jeweils den optischen Diagrammen der 5A bzw. 5C und stellen ebenfalls schematisch die Videokamera C_V dar, die auf der Videoachse O_V im Kamerakörper C angeordnet ist, obwohl die Videokamera C_V zu Darstellungszwecken von der Vertikalstellung in eine Horizontalstellung rotiert wurde. Auch ein Trockner-Element 27 ist gezeigt, das herkömmlicherweise in Suchern von professionellen Kameras enthalten ist und hier mit einer geringen optischen Brechkraft vorgesehen ist, wie in der Tabelle durch den Krümmungsradius seiner Fläche S52 gezeigt ist.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit der speziellen Ausführungsform des Suchers F mit speziellen optischen Elementen und Dimensionen beschrieben worden ist, ist es für Fachleute leicht ersichtlich, dass verschiedene optische Elemente und Dimensionen verwendet werden können. Beispielsweise beträgt der Bewegungsbereich zwischen den Extrem-Einstellpositionen AP für die offenbarte spezielle Ausführungsform 20,32 mm (21,32 mm in Stellung C minus 1,00 mm in Stellung A), allerdings kann dieser Abstand größer oder kleiner gemacht werden, um einen gewünschten oder notwendigen Bereich für beispielsweise verschiedene Kameras bereitzustellen. Jedoch ist die vorher beschriebene Ausführungsform so kompakt, dass das gesamte optische System des Suchers, das an der Seite des Kamerakörpers C montiert ist, inklusive der Videokamera C_V und deren Gehäuse, das direkt an der Seite des Kamerakörpers C montiert ist, d.h. alle optischen Elemente von der Mattscheibe 1 auf der optischen Achse O₁ durch das Rhomboid-Prisma 26 und den Trockner 27 auf der optischen Achse O₅ hindurch, in eine rechteckige Box mit einer Länge von lediglich 6,586 Zoll (167,28 mm), einer Breite von lediglich 6,536 Zoll (166,01 mm) (lediglich 4,811 Zoll (122,20 mm) ohne den Videokamera-Abschnitt) und einer Höhe von lediglich 4,281 Zoll (108,74 mm) passt, was für eine kleine, leichtgewichtige professionelle Kamera sehr wichtig ist, die geeignet ist, auf der Schulter des Kameramanns/Betrachters getragen zu werden. Die äußeren physischen Dimensionen nur des Abschnitts des Suchers F, der am Schein-Fenster 4 entfernbar ist, d.h. ausschließlich der Videokamera C_V und ihres Gehäuses, das an der Seite des Kamerakörpers montiert ist, allerdings einschließlich der Tuben, der Einstellringe, der Augenmuschel und des Gehäuses für die optischen Elemente 4 bis 27 sind lediglich 8,330 (211,58 mm) lang, 5,348 Zoll (135,84 mm) breit und 5,151 Zoll (130,84 mm) hoch. Daher wird einem Fachmann von all dem Obigen ersichtlich, dass der vorher beschriebene Sucher F jedes der Ziele realisiert, die oben in der Zusammenfassung der Erfindung dargelegt wurden.

Claims

Einstellbares Sucher-Optiksystem für eine Schulterkamera mit austauschbaren Objektivlinsen (L), wobei das System aufweist: eine erste in einer optischen Achse des Systems angeordnete Linsengruppe (8), (9) zum Empfangen und Übertragen eines von der Kamera-Objektivlinse (L) aufgenommen Bildes zu einem Austritt der ersten Linsengruppe, wenn der Sucher an der Kamera befestigt ist, wobei die erste Linsengruppe zum Erzeugen kollimierter Lichtstrahlen des Bildes am Austritt vorgesehen ist, wobei der Austritt und kollimierte Lichtstrahlen entlang eines ersten Optische Achse-Abschnitts (O₃) der optischen Achse des Systems liegen, d. h. in einer ersten Ebene parallel zu einer optischen Achse der Objektivlinse (L), eine zweite Linsengruppe (10), (11) und eine Okular-Linsengruppe (2F), wobei die zweite Linsengruppe einen Abschnitt aufweist, der im ersten Optische Achse-Abschnitt (O₃) angeordnet ist zum Empfangen der kollimierten Lichtstrahlen des Bildes von der ersten Linsengruppe (8), (9) und Übertragen des Bildes zur Okular-Linsengruppe (2F) in einem zweiten Optische Achse-Abschnitt (O₅) der optischen Achse des Systems zum Betrachten des Bildes, wobei der zweite Optische Achse-Abschnitt (O₅) in einer zweiten Ebene parallel zu und von der ersten Ebene im Abstand liegt; und wobei die zweite Linsengruppe (10), (11) in dem ersten Optische Achse-Abschnitt (O₃) relativ zur ersten Linsengruppe (8), (9) teleskopisch bewegbar ist, wobei das Bild, wie es durch das Okularlinsen-Mittel (2F) betrachtet wird, während der teleskopischen Relativbewegung der ersten und zweiten Linsengruppe im Fokus verbleibt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste Linsengruppe eine Mattscheibe aufweist, auf der mittels der Objektivlinse ein erstes Zwischenbild als ein reales Bild zum Betrachten mittels der Okular-Linsengruppe gebildet ist.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Linsengruppe eine Mattscheibe aufweist, auf der ein Zwischenbild als ein reales Bild gebildet ist zum Betrachten mittels der Okular-Linsengruppe.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei sich ein zwischenliegender Optische Achse-Abschnitt der optischen Achse des Systems senkrecht zwischen dem ersten und zweiten Optische Achsen-Abschnitt erstreckt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 4, wobei der zweite Optische Achsen-Abschnitt in der zweiten Ebene um die zwischenliegende optische Achse schwenkbar ist.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 5, wobei die zweite Linsengruppe ein Pechan-Prisma zum selektiven Ausrichten des betrachteten Bildes aufweist.
Teleskopisches Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 6, wobei das Pechan-Prisma in der zwischenliegenden optischen Achse angeordnet ist.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 7, wobei sich der erste Optische Achsen-Abschnitt in Bezug auf die Kamera in einer Vorwärtsrichtung und parallel zu einer optischen Achse der Objektivlinse erstreckt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen halbdurchlässigen Spiegel in der optischen Achse des Systems zwischen der Objektivlinse und dem ersten Optische Achsen-Abschnitt zum teilweise Reflektieren des Bildes zu einer Videokamera.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei die Okular-Linsengruppe eine Augenfokus-Linsengruppe aufweist, die entlang des zweiten Optische Achsen-Abschnitts selektiv bewegbar ist zum Anpassen an unterschiedliche Zustände menschlicher Augen von Personen, die das reale Bild betrachten.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 10, wobei die Okular-Linsengruppe ein Rhomboid-Prisma aufweist, das um den zweiten Optische Achse-Abschnitt schwenkbar ist zum selektiven Positionieren einer Augenmuschel in Bezug auf den zweiten Optische Achse-Abschnitt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste Linsengruppe ein dem Austritt unmittelbar vorausgehende Duplett aufweist zum Erzeugen der kollimierten Lichtstrahlen des Bildes am Austritt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 12, wobei die zweite Linsengruppe ein Duplett zum Empfangen der kollimierten Lichtstrahlen des Bildes vom Austritt aufweist.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei sich der erste Optische Achse-Abschnitt in Bezug auf die Kamera in einer Vorwärtsrichtung und parallel zu einer optischen Achse der Objektivlinse erstreckt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 1, wobei die Okular-Linsengruppe ein Rhomboid-Prisma aufweist, das um den zweiten Optische Achse-Abschnitt schwenkbar ist zum selektiven Positionieren einer Augenmuschel in Bezug auf den zweiten Optische Achse-Abschnitt.
Teleskopisches Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 7, wobei die Okular-Linsengruppe ein Rhomboid-Prisma aufweist, das um den zweiten Optische Achse-Abschnitt schwenkbar ist zum selektiven Positionieren einer Augenmuschel in Bezug auf den zweiten Optische Achse-Abschnitt.
Einstellbares Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 16, wobei die Okular-Linsengruppe eine Augenfokus-Linsengruppe aufweist, die relativ zur Position des realen Bildes selektiv bewegbar ist zum Anpassen an verschiedene Zustände menschlicher Augen von Personen, die das reale Bild betrachten.
Teleskopisches Sucher-Optiksystem gemäß Anspruch 7, wobei die hintere Linsengruppe eine Augenfokus-Linsengruppe aufweist, die relativ zur Position des realen Bildes selektiv bewegbar ist zum Anpassen an verschiedene Zustände menschlicher Augen von Personen, die das reale Bild betrachten.
Einstellbares Sucher-Optiksystem für eine Schulterkamera mit austauschbaren Objektivlinsen, wobei das System aufweist: eine erste in einem ersten Optische Achse-Abschnitt (O₃) einer optischen Achse des Systems angeordnete Linsengruppe (8), (9), welche angeordnet ist, wenn der Sucher an der Kamera befestigt ist, zum Empfangen und Übertragen eines von der Kamera-Objektivlinse (L) aufgenommen Bildes zu einem Austritt der ersten Linsengruppe (8), (9); eine zweite Linsengruppe (10), (11) und eine Okular-Linsengruppe (2F), wobei die zweite Linsengruppe in der optischen Achse des Systems angeordnet ist zum Empfangen der Lichtstrahlen des Bildes von der ersten Linsengruppe (8), (9) und Übertragen des Bildes zur Okular-Linsengruppe (2F) zum Betrachten; wobei das Okular in einem zweiten Optische Achse-Abschnitt (O₅) der optischen Achse des Systems angeordnet ist; und wobei die zweite Linsengruppe in einem Bereich der optischen Achse des Systems relativ zur ersten Linsengruppe teleskopisch bewegbar ist, wobei das Bild während der teleskopischen Relativbewegung der ersten und der zweiten Linsengruppe im Wesentlichen im Fokus und einer konstanten Vergrößerung bleibt; und wobei die erste Linsengruppe aus Elementen 1 bis 9 zusammengesetzt ist und die zweite Linsengruppe aus Elementen 10 bis 26 zusammengesetzt ist, die in der folgenden Tabelle dargelegt sind, wobei der Objektebenen-Eintrag die Position der Ausbildung eines ersten realen Bildes der Kamera ist, wobei der Stopp-Eintrag die Position der Eintrittsblende ist, wobei der Zwischenbild-Eintrag die Position eines Zwischen-Real-Bildes ist, wobei die Augenpupillen-Position die Position der Austrittsblende zum Betrachten des ersten realen Bildes oder des Zwischen-Real-Bildes ist, die Oberfläche-Spalte identifiziert die Oberflächen der Elemente, die Trennungs-Spalte legt den Abstand von einer Oberfläche zur nächsten Oberfläche dar, die Radius der Krümmung-Spalte legt den Radius dieser Oberfläche dar, die Materialart-Spalte identifiziert das Material zwischen der Oberfläche und der nächsten Oberfläche, und die maximaler Aperturdurchmesser-Spalte legt das maximale Durchmessermaß der Lichtstrahlen dar, die die Oberfläche passieren, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Optische Achse-Abschnitt in zwei parallelen, voneinander im Abstand angeordneten Ebenen befinden: