DE19801910A1

DE19801910A1 - Autofokussystem für Spiegelreflexkameras

Info

Publication number: DE19801910A1
Application number: DE1998101910
Authority: DE
Inventors: Tomas Barkow; Juergen Dr Mangelsdorf; Norbert Dr Schuster
Original assignee: Rollei Fototechnic GmbH
Current assignee: Rollei Fototechnic GmbH
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: DE19801910C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Scharf einstellung eines Kameraobjektivs, bei der das in einer äquiva lenten Filmebene erhaltene Objektbild mit zumindest einem zur Austrittspupille des Kameraobjektives konjugiert angeordneten Bildteiler in weitere Objektbilder geteilt wird, die auflicht empfindlichen Anordnungen abgebildet werden, die ein dem Fokus sierzustand entsprechendes Signal erzeugen.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der DE 38 03 305 C2 entnehmen. Vergleichbare Ausführungsformen sind in der US-Pa tentschrift 4,636,624 sowie in den deutschen Patentschriften 36 35 790 C2, 38 03 305 C2, 42 13 604 C2 und 42 18 678 C2 offen bart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatzbereich des eingangs beschriebenen passiven Autofokussystems nach dem Pha senvergleichsverfahren zu erweitern.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) Im Bereich der äquivalenten Filmebene ist in der verlänger ten optischen Achse des Kameraobjektives hinter einer Feld linse zumindest eine zumindest in Teilbereichen lichtdurch lässige Auskoppelplatte angeordnet;
b) die Auskoppelplatte ist mit zumindest einer Strahlumlenk einrichtung ausgerüstet, die die vom Kameraobjektiv kommen den Strahlenbündel angenähert quer zur optischen Achse um lenkt, bevor die Strahlenbündel auf den Bildteiler treffen;
c) hinter der Auskoppelplatte ist im Bereich des ausgewerteten AF-Bildes ein Belichtungssensor angeordnet zur Messung der in diesem Bildbereich durch die Auskoppelplatte hindurch tretenden Teillichtmenge.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Auskoppelplatte ermöglicht eine Spotbelichtungsmessung in dem zur Auswertung kommenden Autofo kus(AF)-Meßfeld.

Um die lichtempfindlichen Anordnungen an zweckmäßigen Orten in der Kamera unterbringen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der zumindest einen Strahlumlenkeinrichtung eine weitere Strahlab lenkeinrichtung, z. B. eine Spiegelanordnung, nachgeschaltet ist, die die Strahlenbündel auf den Bildteiler lenkt.

Mit verschiedenen Ausführungsformen der Auskoppelplatte kann die Form des zur Auswertung kommenden AF-Feldes verändert werden, z. B. als Zeile, als L, als Kreuz, als T, als H oder z. B. als Doppel-H. Durch den Einsatz mehrerer übereinandergelegter Aus koppelplatten kann die Form der zur Auswertung kommenden AF-Fel der vielfältig weitergebildet werden. Schließlich ist die Mög lichkeit gegeben, durch den Einsatz mehrerer Auskoppelplatten an verschiedenen Orten der Zwischenbildebene Autofokussensoren ver schiedener Form an verschiedenen Orten des Bildfeldes zu plazie ren, wobei an jedem dieser Orte eine Spotbelichtungsmessung mög lich ist. Form und Brennweite der Feldlinse variieren mit dem Ort des AF-Sensors, wobei in den außeraxialen Feldpunkten deren Rotationssymmetrie verlorengeht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfin dung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Aus führungs formen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 In Draufsicht ein passives Autofokus(AF)-System nach dem Phasenvergleichsverfahren für eine Spie gelreflexkamera;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht gemäß der Blickrichtung E-E in Fig. 1;

Fig. 4 eine Auskoppelplatte als Kreuz-Sensor mit zwei AF-Anordnungen und zwar gemäß

a) in einer Ansicht gemäß Fig. 1,
b) eine Unteransicht in Richtung der Pfeile B-B in a),
c) die Darstellung gemäß a) in Draufsicht;

Fig. 5 eine Auskoppelplatte mit L-Sensor mit zwei AF- Anordnungen in den drei Darstellungen der Fig. 4;

Fig. 6 eine Auskoppelplatte als T-Sensor mit zwei AF- Anordnungen in den drei Darstellungen der Fig. 4.

Fig. 7 eine Auskoppelplatte als H-Sensor mit zwei AF- Anordnungen in den drei Darstellungen gemäß Fig. 4;

Fig. 8 eine Auskoppelplatte als Doppel-H-Sensor mit vier AF-Anordnungen in den drei Darstellungen gemäß Fig. 4 und einer zusätzlichen Schnittdarstellung d) gemäß der Schnittlinie C-C in der Abb. b);

Fig. 9 eine Auskoppelplatte als abschattfreier Kreuz sensor mit vier AF-Anordnungen in den drei Dar stellungen der Fig. 4;

Fig. 10 eine Auskoppelplatte in Sandwich-Form übereinan der als Kreuz-Sensor mit zwei AF-Anordnungen in den drei Darstellungen der Fig. 4;

Fig. 11 eine Auskoppelplatte in Sandwich-Form übereinan der als komplettierter H-Sensor mit fünf AF-An ordnungen in den drei Darstellungen der Fig. 4;

Fig. 12 vier verschiedene Anordnungen von jeweils mehre ren Auskoppelplatten verschiedener Form in der äquivalenten Bildebene zur Realisierung anwähl barer Autofokusfelder mit Belichtungsmessung in diesen AF-Feldern und

Fig. 13 eine Einbauvariante nach Fig. 12 a) mit Feldlin sen; die Abb. b) stellt einen Schnitt dar gemäß der Linie F-F in der Abb. a).

Fig. 1 zeigt in Draufsicht ein passives Autofokussystem nach dem Phasenvergleichsverfahren für Spiegelreflexkameras. Bei die sem System wird das in einer äquivalenten Filmebene 1 erhaltene Objektbild mit einem zur Austrittspupille 2 eines Kameraobjek tivs 3 konjugiert angeordneten Bildteiler 4 in zwei Objektbilder geteilt, die auflichtempfindlichen Anordnungen 5 abgebildet werden, die ein dem Fokussierzustand entsprechendes Signal er zeugen. Der Bildteiler 4 ist als Zwillingsoptik des AF-Sensors ausgebildet, während die die Objektbilder in einer Zwischenebene abbildenden lichtempfindlichen Anordnungen 5 durch Zeilensenso ren gebildet sind.

Im Bereich der äquivalenten Filmebene 1 ist in der verlängerten optischen Achse 6 des Kameraobjektives 3 hinter einer Feldlinse 7 zumindest eine zumindest in Teilbereichen lichtdurchlässige Auskoppelplatte 8 angeordnet. Letztere ist mit einer Strahlum lenkeinrichtung ausgerüstet, die die vom Kameraobjektiv 3 kom menden Strahlenbündel 9 angenähert quer zur optischen Achse 6 auf eine weitere, durch eine Spiegelanordnung gebildete Strahl ablenkeinrichtung 10 umlenkt, über die die Strahlenbündel 9 auf den Bildteiler 4 treffen. Hinter der Auskoppelplatte 8 ist im Bereich des ausgewerteten AF-Feldes 11 ein Belichtungssensor 12 angeordnet zur Messung der in diesem Bildbereich durch die Aus koppelplatte 8 hindurchtretenden Teillichtmenge.

Der Bildteiler 4 ist mit seiner zur optischen Achse 6 parallelen Zwillingsoptikachse 18 in einem wählbaren Abstand a quer zur optischen Achse 6 angeordnet.

Vor der Feldlinse 7 ist eine Störlichtblende 13 angeordnet, die das ausgewertete AF-Feld 11 markiert. Dieses ausgewertete AF- Feld 11 liegt genau in der äquivalenten Filmebene 1 und somit etwa in der Scheitelebene der Feldlinse 7.

Fig. 3 läßt erkennen, daß das ausgewertete AF-Feld 11 linien förmig ausgebildet ist. Es handelt sich somit bei der Vorrich tung gemäß den Fig. 1 bis 3 um einen Linien-AF-Sensor mit räumlicher Trennung von AF-Auswertung und Belichtungsmessung.

Die erste Strahlumlenkeinrichtung der Auskoppelplatte 8 ist ge mäß Fig. 1 eine reflektierende Fläche 15, die durch eine in die aus Kunststoff bestehende Auskoppelplatte 8 eingeprägte Nut 16 (siehe z. B. Fig. 4b) gebildet ist.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 1-3 nur darin, daß die Auskoppelplatte 8 zwei erste Strahlumlenkeinrichtungen aufweist, denen jeweils ein AF-Meßfeld 11, ein Belichtungsmeßfeld und ein Bildteiler 4 zugeordnet sind. Dabei sind die beiden AF-Meßfelder 11 gemäß den Abb. b) und c) senkrecht zueinander orientiert. Entsprechend sind auch die beiden jeweils durch Zwillingsoptiken gebildeten Bildteiler 4 zueinander orientiert.

Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 lediglich in der Sensor-Form, die hier als L-Sensor ausgelegt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist ein T-Sensor vor gesehen, während die Ausführungsform gemäß Fig. 7 einen H-Sen sor erkennen läßt, dem drei Bildteiler 4 zugeordnet sind.

Fig. 8 zeigt eine Auskoppelplatte 8 mit einem Doppel-H-Sensor, dem gemäß der Abb. c) vier jeweils senkrecht zueinander angeordnete Bildteiler 4 zugeordnet sind.

Fig. 9 zeigt eine Auskoppelplatte 8 mit einem abschattfreien Kreuz-Sensor mit ebenfalls vier zugeordneten Bildteilern 4.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 liegen zwei Auskoppel platten 8 sandwichartig übereinander und bilden einen Kreuz-Sen sor mit zwei AF-Anordnungen.

Fig. 11 zeigt ebenfalls zwei sandwichartig übereinanderliegende Auskoppelplatten 8, die einen komplettierten H-Sensor bilden, dem fünf AF-Anordnungen zugeordnet sind.

In Fig. 12 zeigt die Abb. a) eine Anordnung von drei Aus koppelplatten 8 und zwar einen mittigen Kreuz-Sensor und zwei T-Sensoren, wobei alle AF-Felder senkrechte und waagerechte Ob jektstrukturen auswerten. Die Abb. b) zeigt einen mittigen Doppel-H-Sensor und vier in den Ecken angeordnete L-Sensoren. Auch hier werten alle AF-Felder senkrechte und waagerechte Ob jektstrukturen aus. Die Abb. c) zeigt einen mittigen H-Sen sor und seitlich zentrale T-Sensoren, deren AF-Felder senkrechte und waagerechte Objektstrukturen auswerten, und zusätzlich einen oberen sowie einen unteren Zeilen-Sensor für Hochformataufnah men. Die Abb. d) stellt eine vignettierungsarme Anordnung dar mit mittigem H-Sensor und seitlichen T-Sensoren, wobei alle AF-Felder senkrechte und waagerechte Objektstrukturen auswerten.

Fig. 13 zeigt eine Einbauvariante nach Fig. 12 a) mit Feldlin sen 7, 8 bezeichnet eine Auskoppelplatte für einen Kreuz-Sensor und 8a eine Auskoppelplatte für einen T-Sensor. Vorgesehen sind ferner eine rotationssymmetrische Feldlinse 7 sowie zwei nicht symmetrische Feldlinsen 7a, wobei dem Kreuz-Sensor eine Stör lichtblende 13 und den T-Sensoren eine Störlichtblende 13a vor geschaltet sind. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein Filmformat 24×36 gekennzeichnet.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen der Scharfeinstellung eines Kameraobjektivs, bei der das in einer äquivalenten Film ebene (1) erhaltene Objektbild mit zumindest einem zur Aus trittspupille (2) des Kameraobjektives (3) konjugiert an geordneten Bildteiler (4) in weitere Objektbilder geteilt wird, die auflichtempfindlichen Anordnungen (5) abgebildet werden, die ein dem Fokussierzustand entsprechendes Signal erzeugen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Im Bereich der äquivalenten Filmebene (1) ist in der verlängerten optischen Achse (6) des Kameraobjektives (3) hinter einer Feldlinse (7) zumindest eine zumin dest in Teilbereichen lichtdurchlässige Auskoppelplat te (8) angeordnet;
b) die Auskoppelplatte (8) ist mit zumindest einer Strahlumlenkeinrichtung (15, 16) ausgerüstet, die die vom Kameraobjektiv (3) kommenden Strahlenbündel (9) angenähert quer zur optischen Achse (6) umlenkt, bevor die Strahlenbündel (9) auf den Bildteiler (4) treffen;
c) hinter der Auskoppelplatte (8) ist im Bereich des aus gewerteten AF-Bildes (11) ein Belichtungssensor (12) angeordnet zur Messung der in diesem Bildbereich durch die Auskoppelplatte (8) hindurchtretenden Teillicht menge.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest einen Strahlumlenkeinrichtung (15, 16) eine weitere Strahlablenkeinrichtung (10), z. B. eine Spiegel anordnung, nachgeschaltet ist, die die Strahlenbündel (9) auf den Bildteiler (4) lenkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildteiler (4) in einem wählbaren Abstand (a) quer zur optischen Achse (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die Auskoppelplatte (8) mehrere Strahlumlenkein richtungen (15, 16) aufweist, denen jeweils ein AF-Meßfeld (11) und ein Belichtungsmeßfeld eines aufzunehmenden Bild feldes und jeweils ein Bildteiler (4) zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei AF-Meßfelder (11) senkrecht zueinander orientiert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem AF-Meßfeld (11) ein Sensor (12) zur Spotbelich tungsmessung zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Strahlumlenkeinrichtung (15, 16) der Auskoppelplatte (8) durch eine oder mehrere reflektierende Flächen (15) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der reflektierenden Flächen (15) durch eine in die aus Kunststoff bestehende Auskoppelplatte (8) einge prägte Nut (16) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Auskoppelplatten (8) übereinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß zwischen Feldlinse (7) und Aus koppelplatte (8) ein auswechselbares V_λ-Filter (14) vorgese hen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine vor der Feldlinse (7) angeordnete Störlichtblende (13).

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Bildteiler (4) durch eine Zwillingsoptik gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die die Objektbilder in einer Zwischenbildebene abbildenden lichtempfindlichen Anordnun gen (5) durch Zeilensensoren gebildet sind.