DE7915212U1

DE7915212U1 - Automatische fokussiereinrichtung fuer fotoapparate

Info

Publication number: DE7915212U1
Application number: DE19797915212U
Authority: DE
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1981-01-15
Also published as: US4389566A; DE2921318A1

Description

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Die Erfindung "betrifft eine automatische Fokussiereinrichtung für Fotoapparate.

Es sind automatische Fokussiereinrichtungen entwickelt worden, bei denen ein Sucher für die automatische Steuerung mit einem Entfernungsmesser vereinigt ist, wobei die Verschiebung eines Spiegelgehäuses für die Fokussierung in Übereinstimmung mit dem Anzeigesignal des Suchers gesteuert wird. Durch die Verwendung mehrerer Fokussierelemente, beispielsweise Fotodioden, unterliegen diese bekannten Fokussiereinrichtungen Fehlern bei der Fokussermittlung, die durch möglicherweise vorhandene Unterschiede in den Eigenschaften der Fokussierelemente verursacht werden. Aus diesem Grunde ist die Auswahl der Fokussierelemente

eine schwierige Aufgabe. Trotz dieser dabei vorgenommenen Anstrengungen ist es kaum möglich, alle Fokussierelemente mit genau übereinstimmenden Eigenschaften herzustellen, und die verwirklichte Fokussierkapazitat ist nicht immer zufriedenstellend. Darüber hinaus wird durch die Verwendung mehrerer Fokussierelemente die Herstellung des Fotoapparates erschwert und erfordert einen größeren Bauraum, so daß der Fotoapparat selbst verhältnismäßig groß und kompliziert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische j Fokussiereinrichtung für Fotoapparate zu schaffen, die einen

einfachen Aufbau aufweist und einer Miniaturisierung zugänglich j ist, wobei nur ein einziges Fokussierelement mit hochgenauer Fokus^ermittlung verwendet werden soll.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

- 5 Es zeigen:

Figur 1 Ms 4 verschiedene Ausführungsformen optischer Systeme für automatische Fokussiereinrichtungen für Fotoapparate gemäß der Erfindung,

Figur 5 die Darstellung einer bei den optischen Systemen der Figuren 3 und 4 verwendeten Rahmenform,

Figuren 6 und 7 optische Systeme für automatische Fokussiereinrichtungen gemäß anderer Ausführungsformen der Erfindung,

Figur 8 die Darstellung eines optischen Rahmens, der bei dem System gemäß Fig. 7 verwendet ist, und

Figuren 9 und 10 unterschiedliche Zustände einer durch einen

Sucher bei dem optischen System gemäß Fig. 7 betrachteten Abbildung.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäß ausgebildete, automatische Fokussiereinrichtung, die in allen Fällen ein optisches Suchersystem 1, ein erstes optisches Fokussiersystem 3 mit einem halbdurchlässigen Spiegel 2, der Lichtstrahlen A von einem Objekt zu einer vorbestimmten Bildposition durchläßt, ein zweites optisches Fokussiersystem 4 zur Weiterleitung von Lichtstrahlen B vom Objek' zu der Bildposition durch Reflexion an dem halbdurchlässigen Spiegel 2 sowie ein einziges Fokussierelement 5 zur Fokus^ermittlung in der Bildposition aufweist.

Die einzelnen Ausführungsbeispiele werden im einzelnen nachfolgend erläutert.

Beim Beispiel der Fig. 1 weist das optische Suchersystem 1, das nahe bei den optischen Systemen für die automatische Fokussie rung (erstes und zweites optisches Fokussiersystem 3 und 4) an-

geordnet ist, eine konkave linse 6, eine konvexe Linse 7 sowie ein Okular auf, das Licht von der konkaven Linse 6 erhält, die mit der Linse 7 auf einer gemeinsamen optischen Achse C liegt. Zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem Fokussierelement 5 ist eine Abbildungslinse 8 (konvexe Linse) angeordnet, während ein drehbarer Spiegel 9, der durch einen Antrieb in Pfeilrichtung geschwenkt werden kann, in dem zweiten optischen Fokussiersystem 4 vor dem halbdurchlässigen Spiegel 2 angeordnet ist.

Die Fokus^ermittlung mit dem Fokussierelement 5 kann durch jede; geeignete Methode durchgeführt werden, beispielsweise durch Kontrastermittlung, Lichtmengenbestimmung oder dgl. Die Fokussi^ rung durch die Kontrastermittlung wird folgendermaßen durchgeführt. Eine Abbildung durch die direkten Lichtstrahlen A und eine Abbildung durch die reflektierten Lichtstrahlen B, die von dem drehbaren Spiegel 9 kommen, werden gleichzeitig mittels der Abbildungslinse 8 auf das Fokussierelement 5 gelenkt. Wenn der drehbare Spiegel 9 entsprechend dem eingezeichneten Pfeil verschwenkt wird, bewegt sich die durch die Lichtstrahlen B erzeugte Abbildung, und ein Bereich, in dem die beiden Abbildungen einander überlappen, kommt in einen auffallenderen Kontrast als der übrige Bereich. Ein fokussierter Zustand kann dann dadurch hergestellt werden, daß der drehbare Spiegel so eingestellt wird, daß die beiden durch die Kontrastermittlung erfaßten Abbildungen genau zur Deckung kommen. Beim Fokussieren mit der Lichtmengenbestimmung wird die durch die direkten Lichtstrahlen A erzeugte Abbildung zuerst auf das Fokussierelement gebracht, worauf die Lichtverteilung auf dem Fokussierelement gespeichert wird. Daran anschließend wird die durch das reflektierte Licht B erzeugte Abbildung oder beide Abbildungen auf das Fokussierelement 5 gebracht, worauf die Lichtverteilttng auf diesem gemessen wird. Der fokussierte Zustand wird dadurch erzeugt, daß der drehbare Spiegel so eingestellt wird, daß die beiden Werte für die Lichtverteilung miteinander in Übereinstimmung sind.

Die Fokus^erinittlung durch Einsatz nur eines einzigen Fokussier- ; elemetes 5 sorgt daher für einen einfachen und kompakten Aufbau | der Vorrichtung sowie für eine Verringerung der Kosten, ohne dabei Ermittlungsfehler in Kauf nehmen zu müssen, die durch die unterschiedlichen Eigenschaften mehrerer Fokussierelemente verursacht werden, die bei bekannten Einrichtungen zur Verwendung kommen. \

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier sind der halbdurchlässige Spiegel 2 und der drehbare Spiegel 9 zu beiden Seiten des optischen Suchersystems 1 angeordnet, so daß das von dem drehbaren Spiegel 9 zum halbdurchlässigen Spiegel 2 geführte Licht die optische Achse C kreuzt. Auf diese V/eise ist die Vorrichtung noch kompakter, wobei dieselben Wirkungen erzielt werden wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Übereinstimmende Teile sind in allen Figuren einschließlich der Figuren 1 und 2 mit denselben Bezugsziffern versehen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind ein in Fig. 5 näher dargestellter, optischer Rahmen 10 sowie ein Spiegel 11, der über einen Antrieb 2 mit dem drehbaren Spiegel 9 gekoppelt ist, in die Einrichtung gemäß Fig. 1 eingebaut, so daß Parallaxen j bei kurzen Entfernungen ausgeglichen werden können. Der Spiegel 11, der eine mittige Öffnung aufweist, ist zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem drehbaren Spiegel 9 angeordnet. Außerdem ist ein halbdurchlässiger Spiegel 9 zwischen der konkaven Linse 6 und der konvexen Linse 7 im optischen Suchersysteifi 1 angeordnet.

Durch den optischen Rahmen 10 hindurch_jgelassenes Licht D wird auf dem Spiegel 11 reflektiert, durch den halbdurchlässigen Spiegel 2 hindurch^^elassen und auf dem halbdurchlässigen Spiegel 12 so reflektiert, daß es auf die konvexe Linse 7 bzw. das Okular trifft. Der Sichtbereich des Suchers liegt im allgemeinen zwischen -0,5D und -1,5D, und die Abbildung des optischen

Rahmens 10 ist durch den Sichtbereich überlagert. Das durch den drehbaren Spiegel 9 reflektierte Licht B wird durch die mittige Öffnung des Spiegels 11 hindurch^elassen und trifft auf den halbdurchlässigen Spiegel 2, auf dem es nochmals reflektiert wird, um auf das Fokussierelement 5 zu treffen. Durch Verstellen des drehbaren Spiegels 9 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles wird eine Parallaxe bei kurzen Entfernungen auf dem Okular mit Hilfe des Spiegels 11 korrigiert, der mit dem drehbaren Spiegel 9 gekuppelt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind der optische Rahmen 10 und der mit dem drehbaren Spiegel 9 gekuppelte Spiegel 11 in die Vorrichtung gemäß Fig. 2 eingebaut, so daß Parallaxen bei kurzen Entfernungen automatisch korrigiert werden können. Der halbdurchlässige Spiegel 12 ist zwischen der konkaven Linse 6 i und der konvexen Linse 7 im optischen Suchersystem 1 angeordnet! so daß die Abbildung des optischen Rahmens 10 auf dem halb- ' durchlässigen Spiegel 12 reflektiert wird und dadurch zum Okular geleitet wird.

Durch die Erfindung kann die automatische Fokussiereinrichtung eine sehr genaue Fokus_^ermittlung mit nur einem Fokussierelement durchführen, wobei die gesamte Konstruktion äußerst einfach und kompakt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 4 sind das zwei· te optische Fokussiersystem 4 und das optische Suchersystem 1 so zueinander angeordnet, daß sich ihre optischen Achsen kreuzen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Vorrichtung und damit auch den Fotoapparat selbst sehr kompakt und klein auszubilden.

j In den Figuren 6 und 7 werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Die automatische Fokussiereinrichtung gemäß den Beispielen der

Figuren 6 und 7 umfassen beide ein optisches Suchersystem 1, ein erstes optisches Fokussiersystem 3 für den Durchlaß von | Lichtstrahlen A durch den halbdurchlässigen Spiegel 2 zu der vorgegebenen Bildposition, ein zweites optisches Fokussiersysterh 4, das ebenfalls auf den ersten halbdurchlässigen Spiegel 2 das von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 9, der winkelverstellbar ist, reflektierte Licht B reflektiert, wobei der halbdurchlässige Spiegel 9 in dein optischen Suchersystem 1 vorgesehen ist, um das reflektierte Licht B zur Bildposition zu leiten, sowie ein einziges Fokussierelement 5.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 umfaßt das optische Suchersystem 1 ein Objektiv (konkave Linse 6) und ein Okular (konvexe Linse 7). Die Abbildungslinse 8 (konvexe Linse) ist zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 2 und dem Fokussierelement 5 angeordnet. Außerdem ist auf der optischen Achse der Abbildungslinse 8 eine konkave Linse 15 als Teil eines ersten optischen Fokussiersystems vor dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 2 angeordnet.

Wie im Fall der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele kann die Fokus^beStimmung mit dem Fokussierelement 5 durch jede bekannte j Methode durchgeführt v/erden, beispielsweise mit Hilfe der Kontrastermittlung oder der Lichtmengenbestimmung etc.

Bei der Vorrichtung, die in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist kann der halbdurchlässige Spiegel 9 als abgedunkeltes Bild a durch den Sucher wahrgenommen werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist so daß der Fotograf beim Schauen durch den Sucher die vorhandene Tiefenschärfe erkennen kann.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist der optische Rahmen 10, der in Fig. 8 gezeigt ist, in die Vorrichtung gemäß Fig. 6 eingebaut, so daß Parallaxen bei kurzen Abständen automatisch korrigiert werden. Der dritte halbdurchlässige Spiegel 12 ist zwischen dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 9 und dem Objektiv 6 angeordnet. Das durch den optischen Rahmen 10 durchgelas-

sene Licht D wird auf dem Spiegel 11 hinter dem Rahmen 10 reflektiert, um danach zu dem dritten halbdurchlässigen Spiegel 12 geleitet zu werden, wo es nochmals reflektiert wird und zum Okular des Suchers gelangt.

Auf diese V/eise erreicht das durch den optischen Rahmen 10
durchgelassene Licht D das Okular über die Spiegel 11 und 12. Außerdem erreicht die optische Lichtführung C des Suchers das Okular durch die h_slbdurchlässigen Spiegel 12 und 9. Wenn der Sucher-Sichtbereich im allgemeinen zwischen -0,5D und -1,5 D
liegt, ist die Abbildung des optischen Rahmens 10 auf den Sicht·- be.reicht überlagert. Darüber hinaus trifft das am halbdurchlässigen Spiegel 9 reflektierte Licht B in der optischen Sucher-· achse C auf das Fokussierelement 5, und die Fokus__ermittlung

kann durch Einstellen des Spiegels 9 durchgeführt werden, wobei Parallaxen bei kurzen Abständen gleichzeitig am Okular des Suchers korrigiert werden.

Bei den Ausfülirungsbeispielen der Figuren 6 und 7 kann der Entfernungsbereich auf eine beliebige Stelle im Sucherfeld eingestellt werden, wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt ist, indem die Stellung des halbdurchlässigen Spiegels 9 verändert wird.

Claims

'ANSPRÜCHE

1. Automatische Fokussiereinrichtung für Fotoapparate, gekennzeichnet durch ein erstes optisches Fokussiersystem (3) mit ^l einem halbdurchlässigen Spiegel (2), der Licht von einem Objekt zur einer vorbestimmten Bildposition leitet, durch ein zweites optisches Fokussiersystem (4) mit einem zweiten Spiegel (9), der licht von dem Objekt zu dem halbdurchlässigen ; Spiegel (2) leitet, so daß das Licht derart auf dem ersten, halbdurchlässigen Spiegel (2) reflektiert wird, daß es zur Bildposition gelangt, wobei wenigstens einer der beiden Spie-jgel (2, 9) zur Veränderung des Reflex ionswinkels beweglich ist,, und durch ein einziges Fokussierelement (5)_s das in der Bildposition angeordnet ist und aufgrund der Lichtstrahlen beider Spiegel (2, 9) den Brennpunkt ermittelt.

2. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß sie ein optisches Suchersystem (1) aufweist, das Licht direkt vom Objekt empfängt.

3. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne daß das optische Suchersystem (1) eine optische Achse (C) aufweist, die die optische Achse zwischen dem zweiten Spiege'. (9) und dem ersten Spiegel (2) kreuzt.

4. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen optischen Rahmen (10) und einen dritten Spiegel (11) enthält, der das von dem optischen Rahmen (10) hindurchgeführte Licht zu dem optischen Suchersystem (1) leitet, welches einen vierten, halbdurchlässigen Spiegel (12) aufweist, der Licht vom Objekt durchlässt und Licht von dem dritten Spiegel (11) in der Durchlaßrichtung reflektiert.

5. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen optischen Rahmen (10) und einen dritten Spiegel (11) aufweist, der das durch den optischen Rahmen (10)

hindurchtretende licht zu dsm optischen Suchersystem (1) leitet., welches einen vierten, halbdurchlässigen Spiegel (12) aufweist, der das vom Objekt kommende Licht durchläßt und das vom dritten Spiegel (11) kommende Licht in der Durchlaßrichtung reflektiert.

6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Fokussiersystem (4) einen halbdurch-i lässigen, den zweiten Spiegel bildenden Spiegel (9) aufweist sowie ein Okular, welches das von dem halbdurchlässigen Spiegel (9) durchgelassene Licht aufnimmt, wobei das zweite op- i tische Fokussiersystem (4) auch als optisches Suchersystem

(I) dient.

7. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnetL daß das zweite optische Fokussiersystem (4) einen dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) aufweist, der das von dem Objekt kommende Licht zu dem zweiten Spiegel (9) durchläßt, und daß ein optischer Rahmen (10) sowie ein vierter Spiegel

(II) vorgesehen sind, welcher das durch den optischen Rahmen (10) durchgelassene Licht zu dem dritten halbdurchlässigen Spiegel (12) leitet, so daß dieses auf dem dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) in derselben Richtung reflektiert! wird, in der das Licht durch den dritten, halbdurchlässigen Spiegel (12) durchgelassen wird.