DE758262C - Mit einem Durchsichtssucher vereinigter Basisentfernungsmesser fuer photographische Zwecke - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. DEZEMBER 1953

F 88074IX a 157 a

Braunschweig

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem Durchsichtssucher vereinigten Basisentfernungsmesser für photographische oder kinematographische Kameras. Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für Mischbildentfernungsmesser unsymmetrischer oder symmetrischer Bauart mit brechkraftlosen oder aber gering vergrößernden oder verkleinernden optischen Systemen.

In der Phototechnik sind symmetrische Basisentfernungsmesser bekannt, bei denen das Okular aus einem relativ langen Glasklotz besteht und dementsprechend nur kleine, zwar zur Entfernungsmessung, jedoch nicht als Sucherfeld geeignete Bildwinkel liefert. Auch symmetrische Schnittbildentfernungsmesser mit Glasbasis sind schon vorgeschlagen worden. Andererseits sind mit einem Durchsichtssucher vereinigte Mischbildentfernungsmesser unsymmetrischer Bauart bekannt, deren Meßbild wesentlich kleiner als das Sucherbild ist. Hierbei hat man auch schon zur weiteren Vergrößerung des Sucherbildes gegenüber dem Meßbild in den Sucher strahlengang des Gerätes, der stets der kürzere Strahlengang ist, einen Glaskörper eingeschaltet. Auch die Basis derartiger Geräte hat man bereits als Prisma ausgebildet. Bei allen derartigen An-

Ordnungen mit im Verhältnis zum Sucherbild sehr kleinen Meßbildern ist die Entfernungsmessung häufig sehr erschwert.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur einwandfreien und raschen Entfernungsmessung das Meßbild möglichst so groß wie das Bildfeld des mit dem Entfernungsmesser vereinigten Durchsichtssuchers gemacht werden muß. Erfindungsgemäß wird daher bei einem unsymmetrischen Entfernungsmesser, dessen Meßfeld praktisch das gesamte Sucherbildfeld in Form eines Mischbildes umfaßt, die Anordnung so getroffen, daß der längere Strahlenkegel praktisch ganz in Glas verläuft und gleichzeitig die Achse dieses Strahlenkegels mit der Entfernungsmesserbasis einen spitzen Winkel bildet. Bei Entfernungsmessern symmetrischer Bauart wird andererseits erfindungsgemäß der Entfernungsmesser als Mischbildentfernungsmesser ausgebildet, dessen Meßfeld ebenfalls praktisch dem Sucherbild entspricht und dessen Strahlenkegel beide in Glas verlaufen. Durch die Erfindung wird ohne Änderung der geometrischen Abmessungen des Entfernungsmessers eine wesentliche Verkürzung des optischen Weges und eine Vergrößerung des Bildwinkels und damit des Meßbildes erreicht. An Stelle von Glas können auch andere glasartige Werkstoffe von geeignetem Brechungsexponenten, insbesondere organische Stoffe verwendet werden. Solche organische Stoffe haben den Vorteil, daß ihr spezifisches Gewicht gering ist. Bei unsymmetrischen Entfernungsmessern wird, wie erwähnt, erfindungsgemäß der Glaskörper nur in den einseitig abgelenkten Strahlengang eingeschaltet, da ja nur dieser um den durch die Basis bedingten Umweg verlängert ist und somit das kleinere Bild liefert. Die durch den Glaskörper erreichte Verkürzung des optischen Weges hängt dabei von der Länge dieses Körpers und von seinem Brechungsexponenten ab. Vorteilhaft wird Glas von möglichst hohem Brechungsexponenten verwendet. Es lassen sich auf diese Weise in Verbindung mit der Neigung des Strahlenkegels zur Basis ganz wesentliche Verkürzungen des Weges, ja praktisch eine völlige Kompensierung des Umweges erreichen.

Die symmetrischen Entfernungsmesser, bei denen die Erfindung ebenfalls von großer Bedeutung ist, liefern bekanntlich bereits von vornherein von den beiden Fenstern gleich große Bilder, so daß hier das Problem der Anpassung des einen Bildausschnittes an den anderen eigentlich nicht besteht. Jedoch sind beide Bildausschnitte oder Bildwinkel mit Rücksicht auf den entsprechend der Basislänge verlängerten Strahlenweg von den Fenstern bis zum Einblick und die durch die Konstruktion der Kamera bedingten, meist kleinen Fensteröffnungen ebenfalls nur sehr klein und dementsprechend als Sucherbild nicht brauchbar. Durch die erfindungsgemäße Einschaltung des Glaskörpers wird nun auch hier eine Verkürzung der optischen Wege und damit eine Vergrößerung des Bildwinkels erzielt, so daß sich ein gleichzeitig als Sucherbild brauchbares großes Bildfeld ergibt.

Die Erfindung sei näher an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen Abb. 1 eine bekannte Anordnung und Abb. 2 bis 13 Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.

Der in Abb. 1 zum Teil schematisch gezeichnete Mischbildmeßsucher ist von unsym metrischer Bauart. 1 und 2 sind die Spiegel. Der direkte Strahlenkegel des Fensters 6 liefert das Sucherbild. Bei 5 ist der Einblick. Aus der Zeichnung geht ohne weiteres hervor, daß der abgelenkte Strahl ein kleineres Bild oder Bildfeld liefern muß, da das ihm zugeordnete Fenster 7 eben um die Länge der Basis b weiter vom Okular entfernt ist als das Fenster 6. Dementsprechend zeigt der Entfernungsmesser nur ein kleines Mischbild innerhalb des Sucherbildausschnittes. Außerdem werden bei Nahaufnahmen die beiden sich überlagernden Bilder des Mischbildes verschieden groß, so daß die Mischbildgröße schon deshalb auf ein bestimmtes Maß begrenzt werden muß, andernfalls würden sich durch die Größendifferenzen Fehleinstellungen ergeben, welche die Schärfentiefe des Aufnahmeobjektivs leicht überschreiten; können. Die Größe des zulässigen Mischbildwinkels σ ergibt sich aus der Formel

2 u η

Es bedeutet dabei b die Länge der Basis, u die Differenz der Meßstrahllänge, kurz Umweg genannt, der im obigen Fall gleich der Basis ist, α die Objektiventfernung und η die Entfernung des Nahpunktes des Aufnahmeobjektivs. Die beiden Werte α und η sind konstant, da eine bestimmte Nahgrenze und ein bestimmtes Aufnahmeobjektiv angenommen werden müssen. Auch die Basis b muß mit einer bestimmten Größe angenommen werden, die sich aus dem gewünschten Wirkungsgrad des Entfernungsmessers ergibt. Nur der Wert u kann verändert werden. Das wird nun durch die erfindungsgemäße Einschaltung von Glaskörpern erreicht, wie es näher in den Abb. 2i bis 13 veranschaulicht ist.

Abb. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Entfernungsmesser mit schrägem Strahlengang und Glaskörper. i^a ist der halbdurchlässige

Teilungsspiegel, 2° der Ablenkungsspiegel, 6^a und 7^a sind die Fenster, 5^a ist der Einblick. Der abgelenkte Strahlenkegel verläuft in dem Glaskörper 8, wodurch seine optische Länge verkürzt wird. Da außerdem die optische Achse dieses Strahlenkegels mit der Basis b einen spitzen Winkel bildet, ist eine weitere Verkürzung des Weges zwischen Fenster und Einblick erreicht und eine unbeschränkte ίο Naheinstellung ermöglicht. Zwecks Naheinstellung ist der Spiegel 2° schwenkbar ausgeführt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 wird die optische Länge durch einen Glaskörper 9 verkürzt, der objektseitig bis an das Fenster verlängert ist. Zur Strahlenteilung ist ein halbdurchlässiger Spiegel i⁶ und zur Ablenkung für die Naheinstellung ein veränderlicher optischer Keil 10 vorgesehen, der sich am Fenster 6' oder im engeren Strahlenteil io^a befinden kann. Die Ablenklinsen oder Keile können sphärische oder zylindrische Flächen besitzen, deren Mittelpunkt oder -achse vorteilhaft in der Nähe der Austrittsöffnung s^& liegt. An der Spiegelfläche 11 tritt auch bei großen Bildwinkeln Totalreflektion ein.

Eine Verlängerung des Glaskörpers 12 oder I2^a bis an den Einblick (Okular) zeigen Abb. 4 und 5. Hier wirkt als Strahlenteiler die durchlässig verspiegelte Fläche 13 bzw. 13«, deren Totalreflektion durch das angekittete Prisma 14 oder 14" aufgehoben ist. Sind die optischen Längen der direkten und der indirekten Strahlengruppe durch das Prisma 12 oder I2^a mindestens annähernd gleichgemacht, so ist es zulässig, die Objektive 15, 16 bzw. 15°, i6^a in einer Ebene anzuordnen; auch sind der Mischbildwinkel und die Naheinstellung nur körperlich begrenzt. Die Objektive werden zweckmäßig beide als Schiebelinsen ausgebildet, um beide Meßstrahlen zur Naheinstellung abzulenken. Den negativen ader positiven Objektiven entsprechend sind positive oder negative Okulare 17 oder 17⁰ vorgesehen.

Vorteilhaft ist eine Ablenkung der Meßstrahlen (Verschiebung der Keillinsen) in Richtung auf die Mitte des photographischen Objektivs, wie es schematisch in Abb. 6 gezeigt ist. Hierdurch wird auch die Höhenparallaxe ausgeglichen. 19 und 19° sind die beiden Fensteröffnungen des Entfernungsmessers, I5^& und ΐ6^δ die beiden Schiebelinsen und 18 das Photoobjektiv. Es ist dabei nicht notwendig, daß die Fenster zur Mitte der Aufnahmeobjektive symmetrisch angeordnet sind, und die Führung der Linsen kann in entsprechend angebrachten Schienen erfolgen oder durch Drehen um Achsen, die senkrecht zu der angegebenen Linie liegen.

Allgemein kann bei der Kupplung mit dem Aufnahmeobjektiv die Bewegung der Schiebelinsen linear oder unregelmäßig dazu sein; besonders bei linearer Kupplung durch Zahnräder, Hebelübertragungen oder gleichförmigen Kurven ist es zweckmäßig, wenn die Schiebelinse nicht sphärisch geschliffen ist, sondern eine asphärische, z. B. hyperbolische Linsenform erhält. Diese verbessert auch die Verzeichnung des von der Linse entworfenen Bildes.

Abb. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit stark vergrößernden Abbildungssystemen. Von den Entfernungsmesserobjek- tiven 20 und 20⁸ wird in der Nähe der Feldlinse 21 ein reelles Mischbild entworfen, das durch das Umkehrsystem 22 und das Okular 23 dem Auge sichtbar gemacht wird. Auch hier bildet die Achse des abgelenkten und durch den Glaskörper I2⁶ hindurchgehenden Strahlenkegels einen spitzen Winkel mit der Basis b. 14^s ist das angekittete Prisma. Statt des Linsenumkehrsystems 22 können in vielen Fällen auch Umkehrprismen angewendet werden. Ferner kann das Okular 23 auch unmittelbar an die Stelle der Linse 21 treten, wenn man ein höhen- und seitenverkehrtes Bild in Kauf nehmen kann.

In den Abb. 8 bis 13 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung für symmetrische Entfernungsmesser dargestellt, und zwar wiederum in erster Linie für brechkraftlose oder schwach vergrößernde oder verkleinernde Ausführungen. Bei diesen hat die Erfindung ganz besondere Bedeutung, da hier der mögliche Bildwinkel von der optischen Länge und der Größe der Eintrittsöffnungen (Fenster) abhängig ist. Sollen die Fenster sehr klein sein, wie das praktisch bei jeder modernen Kamera aus Gründen der Raumersparnis gefordert wird, und soll trotzdem ein großes Bildfeld gesehen werden, dann ist häufig eine Verkleinerung durch negative Objektive erforderlich. Dadurch wird das Objekt unter einem kleineren Bildwinkel gesehen, und da mit der Verkleinerung auch der Wirkungsgrad (Einstellempfindlichkeit) sinkt, so ist eine entsprechende Vergrößerung der Basis b notwendig, wenn die Einstellempfindlichkeit erhalten bleiben soll. Hierbei wirkt sich die Erfindung wieder vorteilhaft aus, da die optische Länge der größeren Basis weitgehend verkürzt werden kann, besonders bei Verwendung hochbrechender Gläser. Die Verkleinerung hat noch den Vorteil, daß das Auge das verkleinerte Mischbild besser übersehen kann; außerdem können die verwendeten Prismen kleiner gestaltet werden, da eine engere Strahlenführung stattfindet. Dadurch, daß bei symmetrisehen Mischbildentfernungsmessern die zwischen den Ablenkprismen bisher befindlichen

großen Luftzwischenräume durch Glas ausgefüllt werden, sind bei völligem Glasverlauf die Prismen vorteilhaft zu Vollprismen zu vereinigen, wobei die Bearbeitung der trennenden Glasluftflächen erspart wird. Die Prismen erhalten für jede Baulänge eine vorteilhafte Form, wenn die bei der unsymmetrischen Bauart schon oben angegebene schräge Ablenkung der optischen Strahlenachse angewendet wird. Bei besonders schrägem Verlauf ist bereits bei Gläsern mit niedriger Brechungszahl die Ausnutzung der Totalreflektion möglich, auch können dadurch dem Glas ähnliche optische Medien verwendet werden, ohne die Spiegelflächen mit einem Metallbelag versehen zu müssen. Ist ein Spiegelbelag an solchen Medien notwendig, aber schwer aufzutragen, so können dafür entsprechende Spiegel aufgekittet werden; ein Verfahren, das auch für die halbspiegelnden Flächen angewendet werden kann.

Bei dem symmetrischen Meßsucher nach Abb. 8 sind zwei Prismen 24 und 25 vorgesehen, die die optische Länge von den Eintrittsöffnungen 26 und 26" bis zum Okular 27 verkürzen. Zur weiteren Verkürzung sind auch hier die Achsen der beiden Strahlenkegel geneigt, so daß sie spitze Winkel mit der Basis bilden. Die beiden Prismen 24 und 25 sind bei 28 zusammengekittet. Die Kittfläche ist durchlässig spiegelnd, so daß das eine Teilbild über den Spiegel 24°, das andere über den Spiegel 25" und 25* gesehen wird. Die Bilder werden von den gleichzeitig als Schiebelinsen ausgebildeten negativen Linsen 29 und 29^s verkleinert und durch das Okular 27 in deutlicher Sehweite entworfen. An die durchsichtige Spiegelfläche 25« ist noch ein weiteres Prisma 30 angekittet, dessen Spiegelfläche 30° Bildbegrenzungsrahmen 31 in der Objektivebene abbildet. 32 ist ein Beleuchtungsspiegel.

Abb. 9 zeigt eine der Abb. 8 ähnliche Anordnung, jedoch ist die Baulänge des Gerätes kürzer gewählt. Ferner ist auch das dritte Prisma fortgelassen. Die Spiegelflächen 33". 33⁶j 33^C müssen, sofern keine Totalreflektion eintritt, einen Spiegelbelag erhalten oder mit einem aufgeketteten Spiegel versehen werden. Abb. 10 zeigt einen etwas abgeänderten Entfernungsmesser, und zwar in seinem Zusammenbau mit einer schematisch angedeuteten Rollfilmkamera. Zur Spiegelung dienen hier angekittete besondere Spiegel 34 und 34°. Auch die durchlässige Spiegelfläche 34* ist hier eine eingekittete Glasscheibe. Zur Betrachtung des von den Objektiven 35 und 35" und den Prismen 36 und 36° entworfenen Mischbildes dient ein galileisches Fernrohr mit dem Objektiv 37 und dem Okular 38. Das hat u. a. auch den Vorteil, daß die Einblicköffnung etwas aus dem Entfernungsmessergehäuse und dem Kameragehäuse herausragen kann, so daß ein bequemes Ansetzen an das Auge möglich ist. An Stelle des galileischen Fernrohres kann selbstverständlich auch ein anderes Fernrohr Anwendung finden. Die Fläche 36* ist geneigt, so daß die optische Achse abgelenkt wird. Der Entfernungsmesser ist auf der Kamera oder in der Kamera so angeordnet, daß in den durch die Schrägführung der Wandungen entstehenden Hohlräumen 39 die Rollfilmspulen 40 untergebracht werden können.

Bei dem symmetrischen Entfernungsmesser nach Abb. 11, welcher keine oder nur geringe Brechkraft aufweist, wird die Ablenkung der Meßstrahlen zur Naheinstellung durch zwei Schiebekeile 41 und 41 ^a bewirkt, so daß die Ablenkung stets symmetrisch erfolgt. Bei sphärischer Linsenform läßt sich auch hier ein Parallaxenausgleich gemäß Abb. 6 durchführen.

Der Entfernungsmesser nach Abb. 12 ist ebenfalls so gebaut, daß die EinblicköfFnung etwas aus dem Gehäuse des Entfernungsmessers und des Kamerakörpers 50 herausragt. Das ist hier dadurch erreicht, daß der Einblick 42 gegenüber der aus den Achsen der beiden Fenster 43 und 43" gebildeten Ebene nach oben verschoben ist. Hierfür sind beim Erfindungsgegenstand keine besonderen Ablenkungsprismen notwendig, sondern es genügt eine Drehung der vorhandenen Spiegelflächen in der Richtung der Achsen 44 und 44". Diese Anordnung ist auch bei unsymmetrischer Bauart möglich, wobei gleichzeitig die Höhenparallaxe ausgeglichen werden kann.

Einen symmetrischen Meßsucher ähnlich der in Abb. 7 dargestellten unsymmetrischen Anordnung zeigt Abb. 13. Auch hierbei sind Objektive 45 und 45" vorgesehen, die reelle Bilder entwerfen. Das Umkehrsystem 46 ist dicht an die Teilungsprismen 47, 47" herangerückt, so daß eine kürzere Baulänge erzielt wird. Durch das Okular 48 wird das Mischbild 49 aufrecht und seitenrichtig gesehen, und es können in der Mischbildebene Bildrahmen und Schärfentiefenmarken vorgesehen xio werden. Die Hinterlinse des Objektivs ist wegen ihrer langen Brennweite als Schiebelinse ausgebildet und wird vorteilhaft mit dem Aufnahmeobjektiv gekuppelt.

Bei allen gezeigten Beispielen sind Mischbilder möglich, die das gesamte Bildfeld decken. Es tritt dadurch bei der Einstellung die Wirkung ein, daß, ähnlich dem Mattscheibenbild einer Kamera, das Objekt aus einem verwischten Bild deutlich hervortritt.

Die vorliegenden Erkenntnisse lassen sich ohne Schwierigkeit auf Schnittbildentfer-

nungsmesser übertragen, es sind nur die halbdurchlässigen Spiegel oder Prismen auf halbe Höhe zu verkleinern und die durchlässigen Spiegelflächen zu undurchlässigen zu machen; dabei können sich bei symmetrischer Bauart die Prismen in bekannter Weise kreuzweise übergreifen.

Der erfindungsgemäße Entfernungsmesser kann vorteilhaft als an die Kamera im Bedarfsfall ansetzbare Einheit ausgebildet werden, wie das ähnlich bereits angegeben ist. In diesem Fall wird die Einrichtung zweckmäßig so getroffen, daß beim Ansetzen eine zwangsläufige Kupplung der beiden Triebwerke von Kamera und Entfernungsmesser stattfindet, ohne daß der Einstellknopf der Kamera entfernt zu werden braucht.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE: 20

1. Mit einem Durchsichtssucher vereinigter Basisentfernungsmesser unsymmetrischer Bauart für photographische oder kinematographische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Entfernungsmesser, dessen Meßfeld praktisch das gesamte Sucherbildfeld in Form eines Mischbildes' umfaßt, der längere Stralilenkegel praktisch ganz in Glas verläuft und gleichzeitig die Achse dieses Strahlenkegels mit der Entfernungsmesserbasis einen spitzen Winkel bildet.

2. Mit einem Durchsichtssucher vereinigter Basisentfernungsmesser symmetrischer Bauart für photographische oder kinematographische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser als Mischbildentfernungsmesser ausgebildet ist, dessen Meßfeld praktisch dem Sucherbildfeld' entspricht, und daß· die beiden Strahlenkegel praktisch ganz in Glas verlaufen.

3. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι oder 2, insbesondere in symmetrischer Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß der Einblick tubusartig über die Wandung des Gehäuses oder der Kamera hervorragt.

4. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblicköffnung aus der durch die optischen Achsen der beiden Fenster gebildeten Ebene verlagert ist.

5. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι oder einem der folgenden mit verschiebbaren Linsen zur Naheinstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen asphärische, z. B. hyperbolische Flächen besitzen.

6. Basisentfernungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Strahlenkegel durch eine verschiebbare Linse oder einen Keil eingestellt wird.

7. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung der Linsen oder Keile in Richtung auf das Aufnahmeobjektiv erfolgt.

8. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenkörper und gegebenenfalls auch die übrige Optik aus einem glasähnlichen, insbesondere organischen Werkstoff hohen Brechungsvermögens und geringen spezifischen Gewichts bestehen.

9. Basisentfernungsmesser nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Objektivbildebene Bildbegrenzungsrahmen oder Schärfentiefenmarken eingespiegelt werden.

10. Entfernungsmesser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß er abnehmbar an der photographischen Kamera befestigt werden kann und daß beim Ansetzen, eine zwangsläufige Kupplung zwischen den beiden Stellvorrichtungen von Kamera und Entfernungsmesser erfolgt.

Zur Abgrenzung des Erfmdungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 510 531,
586403, 603613, 605075, 612522, 650867, 651 178, 651 2721, 657348, 663 946, 677 940, 683 350;
Schrift »Contaxphotographie« der Zeiss Ikon A. G., Dresden, C 740 a, S. 18 und 19.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

5649 12.