Spiegelanordnunq für Reflexkameras
Die Erfindung betrifft eine Spiegelanordnung für Reflexkameras mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zur visuellen Beobachtung des Aufnahmeobjektes bei einer Reflexkamera wird das vom Objektiv kommende Licht über einen im Kameragehäuse schwenkbar gelagerten Hauptspiegel auf eine Mattscheibe projiziert. Durch eine teildurchlässige Zone des Hauptspiegels hindurch entsteht über einen am Hauptspiegel drehbar gelagerten Hilfsspiegel ein zweites ausschnittsweises Bild des Aufnahmeobjektes in einer Zwischenbildebene einer üblicherweise im Boden des Kameragehäuses angeordneten Autofokuseinrichtung oder Belichtungsmeßanordnung. Die Autofokuseinrichtung signalisiert dabei in bekannter Weise den Schärfezustand des Aufnahmeobjektes als Abweichung der Zwischenbildebene von einer Solllage. Für die Bildaufnahme wird der Hauptspiegel aus dem Abbildungs-
Strahlengang nach oben geschwenkt und der am Hauptspiegel drehbar gelagerte Hilfsspiegel an den Hauptspiegel angelegt. Zur Vermeidung von Streulicht aus dem Okularbereich deckt der Hilfsspiegel dabei die teildurchlässige Zone im Hauptspiegel ab. Da für eine präzise automatische Scharfstellung sehr geringe
Abweichungen der Zwischenbildebene von der Solllage erkannt werden
müssen, ist eine dauerhaft exakte Position des Hilfsspiegels als Teil der Autofokuseinrichtung eine notwendige Voraussetzung.
Zur Beobachtung des Aufnahmeobjektes steht der Hauptspiegel i.a. unter 45° zur optischen Achse des Objektivs im Strahlengang zur Bildebene, wobei die Abstände zur Mattscheibe und zur Bildebene gleich sind. Die Ausdehnung der Fläche des Hauptspiegels ist dem aufzunehmenden Bildfeld angepaßt. Der Einbauraum für den Hauptspiegel muß dabei so groß sein, daß die Vorderkante des Hauptspiegels beim Ein- und Ausschwenken aus dem Abbildungsstrahlengang nicht mit der in Lichtrichtung letzten Linse oder Fassung des in die Kamera eingesetzten Objektivs kollidiert.
Der Abstand der Lichtaustrittsfläche der letzten Linse bis zur Bildebene wird als Schnittweite bezeichnet. Bei Objektiven mit kurzer Brennweite sind kurze Schnittweiten zur Verbesserung der optischen Leistung vorteilhaft. Anzustreben ist daher eine Verkürzung des Einbauraumes für den Hauptspiegel ohne die Notwendigkeit einer Einschränkung seiner Fläche für die Bildübertragung zur Mattscheibe.
Es ist bekannt, die Schwenkbewegung einer Klappe nicht um eine gehäusefeste Achse auszuführen, sondern mit der Koppel eines Viergelenkgetriebes zu verbinden. Die Vorderkante der Klappe führt dabei eine gegenüber einer Kreisbahn abgeflachte Bahnkurve aus, die eine Verkürzung des Einbauraumes für die Klappe ermöglicht. Wird eine solche Koppelbewegung für den Hauptspiegel gewählt und der Hilfsspiegel an dem Hauptspiegel schwenkbar gelagert, dann führt beim Justieren der eingeschwenkten Endstellung des Hauptspiegels der Anlenkpunkt des Hilfsspiegels aufgrund der Koppelbewegung des Hauptspiegels eine Bewegung aus, die eine Dejustage des Hilfsspiegels zur Folge hat. Dies ist bei der einfachen Lagerung des
Hauptspiegels in einem feststehenden Drehgelenk nicht der Fall, weil bei der Justierung des Hauptspiegels sich der Hilfsspiegel praktisch ausschließlich in der Spiegelebene bewegt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die beiden Spiegel zueinander im Winkel von etwa 90° stehen. Außerdem beeinträchtigen im Gegensatz zum
Viergelenkgetriebe nur zwei spielbehaftete Drehpunkte die exakte Position des Hilfsspiegels.
Aus EP 1 612 600 A1 ist eine Spiegelanordnung für eine elektronische Reflexkamera bekannt. Die Kamera enthält ein optisches und ein elektronisches Suchersystem. Der teildurchlässige Hauptspiegel ist an einem Hebel schwenkbar gelagert, der seinerseits im Kameragehäuse drehbar gelagert ist.
Zur Bildaufnahme wird er Hebel in eine Stellung parallel zur Mattscheibe geschwenkt und der Hauptspiegel wird in eine Stellung fluchtend mit dem Hebel geschwenkt. Zur Vermeidung des Eintritts von Streulicht aus dem Okularbereich müssen zusätzliche Blenden eingeschwenkt werden.
Zur Beobachtung des Aufnahmeobjekts über das optische Suchersystem wird der Hebel in eine geneigte Stellung gedreht und der Hauptspiegel unter 45° zur optischen Achse des Objektivs ausgerichtet. Dem teildurchlässigen Hauptspiegel ist ein separat im unteren Kameragehäuse gelagerter und angetriebener Hilfsspiegel nachgeordnet, der einen Teil des Abbildungsstrahlenbündels auf einen Autofokusdetektor leitet. Zur Beobachtung des Aufnahmeobjektes über das elektronische
Suchersystem wird der Hilfsspiegel in eine neutrale Stellung außerhalb des Autofokusstrahlenganges geschwenkt und Hauptspiegel an dem
Hebel in eine Stellung geschwenkt, die der Stellung des Hilfsspiegels bei optischer Sucherbeobachtung entspricht. Die durch den Hauptspiegel hindurchgehenden Abbildungsstrahlen gelangen auf einen CCD-Bildsensor und die an dem Hauptspiegel reflektierten Abbildungsstrahlen gelangen auf den Autofokusdetektor. Der mechanische Aufwand zur Lagerung und zum Antrieb der beiden Spiegelsysteme unabhängig voneinander ist sehr aufwendig.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Präzision der einfachen Hauptspiegellagerung mit Hilfsspiegel für eine Autofokusdetektion zumindest zu erhalten, ohne auf die Vorteile eines Viergelenkes zur Verringerung des notwendigen Einbauraumes zu verzichten. Die Anzahl der für die Lagerung und den Antrieb erforderlichen Bauelemente sollte vergleichbar zu denen einer einfachen Hauptspiegellagerung sein. Diese Aufgabe wird bei einer Spiegelanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird der Hilfsspiegel nicht am Hauptspiegel befestigt, sondern ist drehbar um eine Achse gelagert, die parallel zur Drehachse des Hauptspiegels und ebenfalls oberhalb der optischen Achse des Objektivs im Gehäuse angeordnet ist. Die Bewegungsbahn des Hilfsspiegels ist damit unabhängig von der komplexeren Bewegungsbahn des Hauptspiegels. Der Antrieb des Hilfsspiegels erfolgt über eine Koppellasche von der Antriebskurbel des Hauptspiegels aus.
Der Antrieb kann auch durch direkte Mitnahme von der Antriebskurbel über eine speziell geformte Kurvenscheibe oder Kulisse erfolgen. Die Anzahl der erforderlichen Bauelemente ist daher prinzipiell nicht größer als die bei der eingangs beschriebenen vorbekannten Lösung. Ebenso wie bei dieser sorgen in bekannter Weise ein Restspiel im Antrieb und ein mechanisches Flip-Flop mit Feder dafür, daß der Hilfsspiegel sich bei Erreichen der beiden Endlagen federnd an Justieranschläge anlegt. In der Bildaufnahmeposition legt sich der Hilfspiegel weiterhin an den Hauptspiegel so an, daß sein halbdurchlässiger Bereich abgedeckt ist. Es sind daher keine besonderen Maßnahmen zur Verhinderung eines okularseitigen Lichteintritts erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen Fig.1 eine bekannte Spiegelanordnung mit einfacher Drehachse am Hauptspiegel,
Fig.2 dieselbe Spiegelanordnung mit Viergelenk-Getriebe am Hauptspiegel,
Fig.3 die Bewegungsbahnen der Vorderkante des Hauptspiegels nach Fig.1 und 2,
Fig.4a eine Viergelenk-Hebelanordnung mit Spiegelträger in der unteren Stellung,
Fig.4b eine Viergelenk-Hebelanordnung mit Spiegelträger in der oberen Stellung Fig.δa eine an dem Stellhebel der Viergelenk-Hebelanordnung angebrachte Koppellasche zum Hilfsspiegelträger in der unteren Stellung,
Fig.5b eine an dem Stellhebel der Viergelenk-Hebelanordnung angebrachte Koppellasche zum Hilfsspiegelträger in der oberen Stellung,
Fig.6 eine perspektivische Darstellung der Spiegelanordnung in der unteren Endstellung und
Fig.7 eine perspektivische Darstellung der Spiegelanordnung in der oberen Endstellung.
Bei einer bekannten Spiegelanordnung mit einfacher Schwenkachse gemäß Fig.1 ist der Hauptspiegelträger 1 mit dem Hauptspiegel 2 um eine Schwenkachse 3 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 3 ist in einem Gehäuse 4 befestigt. Der Hauptspiegelträger 1 enthält einen zentralen Bereich 5, in dem in der oberen Stellung ein Hilfsspiegel 6 auf einem Hilfsspiegelträger 7 angeordnet ist. Zumindest im zentralen Bereich 5 ist der Hauptspiegel 2 teildurchlässig. Der Hauptspiegel 2 kann auch insgesamt teildurchlässig sein, wobei außerhalb des zentralen Bereichs 5 der Hauptspiegelträger 1 einen Strahlendurchtritt verhindert.
Der Hilfsspiegelträger 7 ist in dem Hauptspiegelträger 1 um eine Schwenkachse 8 schwenkbar gelagert. In der oberen Stellung der Fig.1 liegen der Hauptspiegel 2 und der Hilfsspiegel 6 in einer gemeinsamen Ebene.
Nach dem Schwenken des Hauptspiegelträgers 1 mit Hauptspiegel 2 um die Schwenkachse 3 in die untere Stellung steht der Hauptspiegel 2 unter 45° zur optischen Achse 9 eines nicht weiter dargestellten Objektivs. Die Antriebsmittel zum Verschwenken der Spiegelanordnung sind ebenfalls nicht dargestellt.
Über einen verstellbaren Anschlag 10 kann die untere Stellung des Hauptspiegels 2 so justiert werden, daß die optische Achse 9 am Hauptspiegel 2 um 90° nach oben senkrecht auf eine Mattscheibe 11 abgelenkt wird. Der Hilfsspiegel 6 ist in dieser unteren Stellung um 90° gegenüber dem Hauptspiegel 2 geneigt. Die Antriebsmittel dafür sind nicht weiter dargestellt. Die optische Achse 9 wird am Hilfsspiegel 6 um 90° nach unten abgelenkt, wobei über einen weiteren Anschlag 12 die korrekte Winkelstellung des Hilfsspiegels 6 justiert werden kann. Die am Hilfsspiegel 6 reflektierten Abbildungsstrahlen werden auf eine nicht weiter dargestellte opto-elektronische Meßanordnung 13, wie z.B. eine Autofokuseinrichtung, gelenkt.
Der notwendige Einbauraum der Spiegelanordnung ist durch den Ablauf 14 der Vorderkante des Hauptspiegels 2 beim Übergang von der oberen in die untere Stellung und durch die Unterkante des Hilfsspiegels 6 bei Anlage am Anschlag 12 bestimmt.
Fig.2 zeigt dieselbe Spiegelanordnung wie in Fig.1 , wobei jedoch der Hauptspiegelträger 1 mit der Koppel eines Viergelenkgetriebes verbunden ist. Das Viergelenkgetriebe besteht aus einem Stellhebel 15, der um eine gehäusefeste Drehachse 16 an eine Lasche 17 am Hauptspiegelträger 1 angelenkt ist. Die Schwenkachse 3 des Hauptspiegels 2 ist nicht mehr gehäusefest, sondern an einem als Schwinge wirkenden Lenkhebel 19 gelagert. Der Stellhebel 15 bewegt den Hauptspiegelträger 1 bei einer Drehung um seine Drehachse 16 von der oberen in die untere Stellung und umgekehrt.
Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß in der unteren Stellung die Schwenkachse 3 des Hauptspiegelträgers 1 aus der Ebene der oberen Stellung
abgesenkt und in das Gehäuse 4 hinein verschoben ist. Das hat jedoch zur Folge, daß bei Anlage des Hilfsspiegelträgers 7 am Anschlag 12 sich auch das Drehlager 8 des Hilfsspiegelträgers 7 nach unten bewegt und somit die empfindliche Lage der Hilfsspiegelebene für die Umlenkung der Abbildungsstrahlen auf die opto-elektronische Meßanordnung 13 stark beeinträchtigt. Dies ist bei der Anordnung gemäß Fig.1 nicht der Fall, weil selbst große Veränderungen der Lage des Hauptspiegelträgers 1 z.B. durch Drehen am Anschlag 10 dazu führen, daß sich der Hilfsspiegelträger 7 praktisch nur parallel in Richtung der Hilfsspiegelebene verschiebt, was sich auf die Justage des Hilfsspiegels 6 nicht auswirkt. In Fig.2 muß bei einer evtl. notwendigen Nachjustierung des Anschlags 10 für den Hauptspiegelträger 1 auch der Anschlag 12 neu justiert werden. Das führt sowohl bei der Montage als auch bei Service-Arbeiten zu einem zusätzliche Zeitaufwand.
Fig.3 zeigt schematisch die durch ein Viergelenkgetriebe erreichte abgeflachte Bewegungsbahn 21 der Vorderkante des Hauptspiegels 2 gegenüber der herkömmlichen Kreisbahn 14 bei einer Einachsen- Anordnung. Fig.4a zeigt die Geometrie des Viergelenkgetriebes für den
Hauptspiegelträger 1 in der unteren Stellung. Die Drehachsen 16 und 20 sind gehäusefest. Die mit der Lasche 18 gekoppelte Gelenkachse 17 und die mit dem Lenkhebel 19 gekoppelte Schwenkachse 3 bewegen sich in der Zeichenebene beim Verschwenken des Hauptspiegelträgers 1 durch Drehen des Stellhebels 15 um seine Drehachse 16 in die obere Stellung, wie sie in Fig.4b dargestellt ist.
Fig.5a zeigt schematisch die Anordnung des Hilfsspiegelträgers 7 an einem Schwenkarm 22. Der Schwenkarm 22 ist an einer gehäusefesten
Drehachse 23 drehbar gelagert und damit von der Viergelenkbewegung des Hauptspiegelträgers 1 unabhängig drehbar. Die Endstellungen des Hilfsspiegels 6 und des Hauptspiegels 2 sind daher unabhängig voneinander justierbar. Der Schwenkarm 22 ist über eine Koppellasche 24 mit dem Stellhebel 15 des Hauptspiegelträgers 1 verbunden, so daß ein gekoppelter Bewegungsablauf durch einen gemeinsamen Antrieb zwischen der oberen und unteren Stellung für den Hauptspiegel 2 und den Hilfsspiegel 6 besteht. Die Koppellasche 24 ist um eine Gelenkachse 25 am Stellhebel 15 drehbar gelagert. Am anderen Ende weist die
Koppellasche 24 ein Langloch 26 auf, in das ein am Schwenkarm 22 befestigter Zapfen 27 eingreift. Die Führung des Zapfens 27 in dem Langloch 26 ist notwendig für die Justierung der unteren Endstellung des Hilfsspiegels 6 unabhängig von der Justierung der unteren Endstellung des Hauptspiegels 2, die notwendigerweise eine Drehung des Stellhebels 15 um die Drehachse 16 zur Folge hat.
Fig.5b zeigt den Hilfsspiegelträger 7 in der oberen Stellung.
Fig.6 und Fig.7 zeigen in einer perspektivischen Ansicht die Spiegelanordnung in der unteren und in der oberen Stellung. Der Lenkhebel 19 ist u-förmig ausgebildet, wobei der Hauptspiegelträger 1 zwischen den U-Schenkeln angeordnet ist. Die freien Enden der U- Schenkel sind über die Drehachsen 20 im nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert. Der Hauptspiegelträger 1 ist an den Basisenden der U-Schenkel in Schwenkachsen 3 gelagert. An der Unterseite des Hauptspiegelträgers 1 ist beabstandet zur Schwenkachse 3 die Lasche 18 angeordnet, die über die Gelenkachse 17 mit dem Stellhebel 15 verbunden ist.
Der Hilfsspiegelträger 7 ist Teil des ebenfalls u-förmig ausgebildeten Schwenkarmes 22. Die freien Enden der U-Schenkel des Schwenkarmes 22 sind über die Drehachsen 23 in dem nicht dargestellten Gehäuse gelagert. An einem ersten der U-Schenkel ist der Zapfen 27 angeordnet, der in das Langloch 26 in der Koppellasche 24 eingreift. Die Koppellasche 24 ist über die Gelenkachse 25 an den Stellhebel 15 angelenkt.
An dem Stellhebel 15 ist eine Zunge 28 angeformt, die in der oberen Stellung eine Lichtschranke 29 unterbricht und damit die Freigabe des Abbildungsstrahlenganges zur Bildebene signalisiert.
An einem zweiten der U-Schenkel des Schwenkarmes 22 ist eine mit dem Gehäuse verbundene Zugfeder 30 befestigt. In der oberen Stellung (Fig.7) sorgt die Zugfeder 30 für eine feste Anlage des Hilfsspiegelträgers 7 am Hauptspiegelträger 1. In der unteren Stellung (Fig.6) sorgt die Zugfeder 30 für eine feste Anlage des Schwenkarmes 22 an einem als Exzenter ausgebildeten justierbaren Anschlag 31. Die Zugfeder 30 ist so angeordnet, daß sie beim Übergang des Schwenkarmes 22 aus den oberen Bereich in den unteren Bereich maximal gedehnt wird, so daß sich in den oberen und unteren Stellungen stabile Zugkräfte einstellen (Flip-Flop-Anordnung).
Der Stellhebel 15 ist mit einer zweiarmigen Antriebskurbel 32 gekoppelt, die auf die gerätefeste Drehachse 16 aufgesteckt ist. Die formschlüssige Kupplung wischen Antriebskurbel 32 und Stellhebel 15 erfolgt über eine drehbare Überlastfeder 33, die einen ersten Arm 34 der Antriebskurbel 32 gegen einen Anschlag 35 am Stellhebel 15 drückt. Bei einem Überhub der Antriebskurbel 32 während der Abwärtsbewegung des Stellhebels 15 löst sich der Arm 34 der Antriebskurbel 32 vom Anschlag 35 und verhindert eine Beschädigung
der Hebel und Lager der Spiegelanordnung. Auch wird die Antriebskurbel 32 vom Stellhebel 15 entkoppelt, falls der Hauptspiegelträger 1 während der Abwärtsbewegung gegen ein Hindernis stößt oder von Hand während der Montage angehoben wird.
Der andere Arm 36 der Antriebskurbel 32 ist mit einer am Gehäuse befestigten Rückstellfeder 37 verbunden. Beim Hochklappen der Spiegelanordnung in die obere Stellung zieht die Rückstellfeder 37 an der Antriebskurbel 31 , die dann über den ersten Arm 34 durch formschlüssige Anlage am Anschlag 35 den Stellhebel 15 mitnimmt.
Bezugszeichenliste
1 Hauptspiegelträger
2 Hauptspiegel
3 Schwenkachse Hauptspiegel 4 Gehäuse
5 zentraler Bereich Hauptspiegel
6 Hilfsspiegel
7 Hilfsspiegelträger
8 Schwenkachse Hilfsspiegelträger 9 optische Achse
10 Anschlag Hauptspiegelträger
11 Mattscheibe
12 Anschlag Hilfsspiegelträger
13 opto-elektronische Meßanordnung 14 Ablauf Vorderkante Hauptspiegel
15 Stellhebel
16 Drehachse Stellhebel
17 Gelenkachse Lasche
18 Lasche an Hauptspiegelträger 19 Lenkhebel
20 Drehachse Lenkhebel
21 abgeflachte Bewegungsbahn
22 Schwenkarm
23 Drehachse Schwenkarm
Koppellasche
Gelenkachse Koppellasche
Langloch
Zapfen
Zunge
Lichtschranke
Zugfeder justierbarer Anschlag
Antriebskurbel
Überlastfeder ein erster Arm der Antriebskurbel
Anschlag am Stellhebel anderer Arm der Antriebskurbel
Rückstellfeder