DE2058209A1

DE2058209A1 - Einrichtung zur selbsttaetigen Scharfeinstellung optischer Geraete

Info

Publication number: DE2058209A1
Application number: DE19702058209
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Katsuyama
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1969-11-27
Filing date: 1970-11-26
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1297689A; US3688673A; JPS4840089B1

Description

Case 129

Nippon Kogaku K.K.

7, 1-chome, Nihonbashi-dohri, Chuo-ku

Tokyo / Japan

Einrichtung zur selbsttätigen Scharfeinstellung optischer Geräte

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Einstellvorrichtung für eine Kamera und insbesondere eine optische Lichtempfangseinrichtung in einer solchen Einstellvorrichtung .

Es wurde bereits eine selbsttätige Einstellvorrichtung mit einer Lichtempfangseinrichtung vorgeschlagen, welche eine lichtempfindliche Fläche aufweist, die in verschiedenen Richtungen durch eine Anzahl Elektroden so unterteilt ist, daß sie zahlreiche Abschnitte bilden, die als gesonderte kleinste lichtempfindliche Teile dienen, wobei diese Abteile eine Anzahl Elektroden zur Aufnahme und für den Vergleich der Lichtmengen bilden, welche auf die jeweiligen Abteile einfallen, um dadurch den Brennpunkt eines Aufnahmeobjektivs zu ermitteln.

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Eine solche Lichterapfangsexnrxchtung bekannter Art, die nachfolgend näher beschrieben wird, unterliegt jedoch der Gefahr, daß aus den nachstehend näher erläuterten Gründen je nach der Grosse eines aufzunehmenden Objekts nicht der erforderliche elektrische Ausgang erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung des vorerwähnten Nachteils dadurch, daß das Punktbild eines Objekts auf. eine Vielzahl von Punktbildern vervielfacht wird.

Für diesen Zweck besitzt die erfindungsgemässe und in einer selbsttätigen Einstellvorrichtung verwendete optische Lichterapfangsexnrxchtung einen optischen Bildvervielfacher, der im Strahlengang zur Unterteilung und Umlenkung eines Lichtstrahls von einem aufzunehmenden Objekt angeordnet ist.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und in der Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, welche die Elektroden in einem lichtelektrischen Wandler an sich bekannter Art zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Wandlers;

Fig. 3 ein Schaltbild einer bekannten elektrischen Schaltung, welche einen Einstellschärfe-Nachweisteil unüer Verwendung des lichtelektrischen Wandlers nach Fig. 1 bildet;

Fig. 4· in vergrössertem Maßstab eine Ansicht eines Teils von Fig. 1;

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Fig. 5 die Verbindung zwischen den Elektroden in Fig. 4·;

Fig. 6 die Beziehung zwischen den Bildern einer punktförmigen Lichtquelle vervielfacht durch die erfindungsgemässe Bildvervielfacherplatte und Elektroden;

Fig. 7 eine Teilansicht in senematiseher und schaubildlicher Darstellung einer Kamera mit einem Lichtempfangsteil zur selbsttätigen Scharfeinstellung, der mit der Bildvervielfacherplatte nach Fig. 6 ausgerüstet ist;

Fig. 8 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht in Draufsicht der Bxldvervxelfacherplatte;

Fig. 9 eine Schnittansicht der in Fig. 8 dargestellten Bxldvervxelfacherplatte;

Fig.10 eine schematische Ansicht, welche das Arbeitsprinzip der erfindungsgemässen Bxldvervxelfacherplatte zeigt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll zunächst der Stand der Technik beschrieben werden. Bei der bekannten Lichtempfangseinrxchtung sind eine Anzahl Elektroden A mit Lichtempfangsteilen P und P', die einander mit Abständen gegenüberliegen, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kreises kleinster Verwirrung des benutzten Aufnahmeobjektivs sind, wie in Fig. 1 gezeigt, und ein photoleitendes EJbment S dicht auf einer transparenten Basis B angeordnet, die beispielsweise aus CdS hergestellt ist, wie in Fig. 2 gezeigt, wodurch eine lichtempfindliche Fläche erhalten wird. Wenn Widerstände r bis r¹¹¹ des photoleitenden '

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Elements angeordnet zwischen den benachbarten Elektroden verwendet werden, wird eine Anzahl Wheatstoneseher Brücken erhalten,wie in Fig. 3 gezeigt. Zwischen den Klemmen 1 und 2 wird eine Wechselspannung angelegt, um zwischen den Klemmen 3 und 10 eine Ausgangsspannung zu erhalten, wenn in einer der Wheatstoneschen Brücken eine Verstimmung auftritt.

Wenn ein reelles Bild eines aufzunehmenden Objekts, beispielsweise einer punktförmigen Lichtquelle, auf der vor-

™ erwähnten lichtempfindlichen Fläche durch ein Aufnahmeobjektiv gebildet wird, ist das auf diese Weise auf der lichtempfindlichen Fläche erzeugte Bild ein heller Kreis, dessen Durchmesser den kleinsten Wert hat, so daß ein Punktbild erhalten wird, wenn die Bildebene und die lichtempfindliche Fläche miteinander übereinstimmen, während er grosser wird, wenn sich die Bildebene von der lichtempfindlichen Fläche wegbewegt. Wenn das erzeugte Bild ein grosser Kreis ist, wie bei 20 in Fig. 4 angegeben, ist die Beleuchtungsstärke der Klemmen 1, 2, 3 und 9 gleich, so daß die Brücke nach Fig. 5 abgeglichen ist. Wenn das erzeugte Bild ein Punktbild ist, wie bei 21 in Fig. 4 angegeben, wird nur der Wert des Widerstandes r '" zwischen den Klemmen 2 und 3 der Elektrode herabgesetzt, wodurch eine Verstimmung zwischen den Zweigen der Brücke herbeigeführt wird, sodaß eine Ausgangsspannung erzeugt wird.

Für gewöhnliche aufzunehmende Objekte tritt kein besonderes Problem auf, wenn die vorgenannte Wirkung als Fokussierimpuls verwendet wird, da von jedem gewöhnlichen Objekt eine Vielzahl solcher Punktbilder erhalten wird, die eine Brückenverstimmung zur Folge haben, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Nullausgangs sehr gering ist. Im Falle eines Objekts, beispielsweise einer Mini.aturlampe oder eines schwarzen Flecks, wenn nur ein einziges Punktbild erhalten

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wird, kann jedoch das einzige erzeugte Bild manchmi nur auf einer Elektrode liegen, ohne irgendeine andere benachbarte Elektrode zu überlappen, wie bei 2 2 in Fig. 4-gezeigt, so daß keine Ausgangsspannung erhalten wird. Ein solcher Nachteil könnte bis zu einem gewissen Grade dadurch überwunden werden, daß die Dicke der Elektroden und der Abstand zwischen ihnen verringert wird, jedoch hat dies nicht nur grosse Schwierigkeiten bei der Fabrikation zur Folge, sondern auch eine Beeinträchtigung der lichtelektrischen Eigenschaften der Elektroden.

In Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung gegeben, d.h. ein Beispiel einer Kamera mit einem Lichtempfangsteil zur selbsttätigen Scharfeinstellung, der mit einer BiIdvervielfacherplatte I ausgerüstet ist. Die Kamera besitzt ferner ein Aufnahmeobjektiv L, eine Brennebene F, einen Halbspiegel H, der zwischen dem Objektiv unü der Brennebene F angeordnet ist, und ein photoleitendes Element S von der gleichen Art, wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Bildvervielfacherplatte I ist ein optisches Bildvervielfacherelement, das, wie sich am besten aus Fig. 8 und 9 erg.bt, durch eine Vielzahl von sehr kleinen pyramidenförmigen Prismen gebildet wird, deren Seiten je bestimmte Deklinationen haben. Das optische BildvervieIfacherelement ist aus Glas, transparentem Acrylharz od. dgl. hergestellt. Es wird daher, wie in Fig. 10 gezeigt, ein von einem Objekt auf die lichtempfindliche Fläche S über den lialbspiegel H gerichteter Lichtstrahl unterteilt und durch die Rippen der Bildvervielfacherplatte I, die im Strahlengang angeordnet ist, umgelenkt, so daß mehrere Bilder 23' und 2 3" an bestimmten Punkten auf der lichtempfindlichen Fläche S erzeugt werden.

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Wenn der Lichtstrahl vom Objekt nicht der Wirkung der Bildvervielfacherplatte I unterzogen wird, nimmt der Lichtstrahl seinen Weg längs der gestrichelten Linien, um ein einziges Bild 23 zu erzeugen, wie in Fig. 10 dargestellt.

Es ist daher ersichtlich, daß, wenn die die ßildvervielfacherplatte I bildenden Prismen vierseitige Pyramiden sind, wie bei der dargestellten Ausfuhrungsform, sogar ein Objekt, fe wie eine Miniaturlampe oder ein schwarzer Fleck, auf der lichtempfindlichen Fläche in Form von vier Punktbildern erscheinen, wie bei 23', 23", 23 '" und 23"" in Fig. 6 gezeigt, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Nullausgangs stark verringert ist.

Die Bildvervielfacherplatte I soll natürlich so beschaffen sein, daß die Zahl und die Lage der mehrfachen Bilder, die auf der lichtempfindlichen Fläche erzeugt werden, ideal mit Bezug auf die Form und die photoelektrischen Eigenschaften der Elektroden sein können, jedoch ist für den Fachmann erkennbar, daß die Bildvervielfacherplatte durch ein an sich bekanntes geteiltes Prisma, eine Defor-" mationslinse, einen Spiegel oder eine optische Faser u.dgl. ersetzt werden kann, welche die gleiche Wirkung wie die Platte I haben, und daß die Lage eines solchen optischen Vervielfacherelements in geeigneter und gewünschter Weise verändert werden kann. Die Helligkeit der auf diese Weise erzeugten mehrfachen Punktbilder ist notwendigerweise geringer als diejenige eines einzigen Punktbildes, was jedoch keine Behinderung für die Durchführung der Erfindung bedeutet, da eine solche geringere Helligkeit leicht durch bekannte elektrische Mittel verstärkt werden kann.

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Aus dem Voranstehenden ergibt sich, daß durch die Erfindung mehrere Bilder eines Objekts auf dem photoleitenden Element mit Hilfe eines optischen Bildvervielfacherelements erzeugt werden können, was die selbsttätige Scharfeinstellung auch für eine punktförmige
Lichtquelle, wie eine Miniaturlampe oder ein anderes
sehr kleines Objekt, gewährleistet.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

ψ flj) Einrichtung zur selbsttätigen Scharfeinstellung optischer Geräte, gekennzeichnet durch

a) Mittel zur Erzeugung eines einzigen Bildes des Objekts;

b) Mittel zur Unterteilung und Umlenkung des durch die Bilderzeugungsmittel hindurchtretenden Lichtstrahls, um mehrere Bilder zu erzeugen;

c) Mittel, die auf das Licht der erwähnten mehreren Bilder ansprechen, und dazu dienen, ein elektrisches Signal entsprechend der Helligkeit des Lichtes zu verändern, und

d) elektrisch betätigte Mittel, welche durch die

^ auf Licht ansprechenden Mittel entsprechend dem

Licht der erwähnten mehreren Bilder zur Scharfeinstellung in Tätigkeit gesetzt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahl-Unterteilungsmittel durch eine Vielzahl von Deformationslinsen gebildet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahl-Unterteilungsmittel durch eine Vielzahl von Deformationslinsen gebildet werden.

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4-, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahl-Unterteilungsmittel durch eine Vielzahl optischer Fasern gebildet werden.

Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen halbreflektierenden Spiegel, durch welchen zu den auf Licht ansprechenden Mitteln ein Anteil des Lichtes gerichtet wird, das durch die Bilderzeugungsmittel hindurchtritt, wobei die Lichtstrahl-Unterteilungsmittel zwischen dem halbreflektierenden Spiegel und den auf Licht ansprechenden Mitteln angeordnet sind.

6, Einrichtung zur selbsttätigen Scharfeinstellung optischer Geräte, gekennzeichnet durch

a) Mittel zur Erzeugung eines einzigen Bildes des Objekts;

b) Mittel zur Unterteilung und Reflexion des durch die Bilderzeugungsmittel hindurchtretenden Lichtstrahls, um mehrere Bilder zu erzeugen;

c) Mittel, die auf das Licht der erwähnten mehreren Bilder ansprechen und dazu dienen, ein elektrisches Signal entsprechend der Helligkeit des Lichtes zu verändern und

d) elektrisch betätigbare Mittel, welche durch die auf Licht ansprechenden Mittel entsprechend dem Licht der erwähnten mehreren Bilder zur Scharfeinstellung betätigbar sind.

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