DE2201092C3

DE2201092C3 - Einrichtung zur Bestimmung der relativen Lage der Ebene maximaler Amplitude einer Ortsfrequenz

Info

Publication number: DE2201092C3
Application number: DE19722201092
Authority: DE
Inventors: Knut Dipl.-Ing. Heitmann
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Leica Microsystems Holdings GmbH
Priority date: 1972-01-11
Filing date: 1972-01-11
Publication date: 1981-05-21
Also published as: JPS587964B2; DE2201092A1; DE2201092B2; JPS4881530A

Description

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Die Anmeldung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der relativen Lage der Ebene maximaler Amplitude einer Ortsfrequenz, bei der einem Eintrittsobjektiv mindestens ein Gitter als Korrelator und Ortsfrequenzfilter nachgeordnet ist, welches sich in der Nähe der Abbildungsebene dieses Objektivs befindet, sowie mit mindestens zwei diesem Gitter nachgeordneten fotoelektrischen Empfängern, nach Patent 21 56617.

Bei Spiegelreflexkameras wird das auf einer Mattscheibe aufgefangene Bild über ein Sucherprisma und ein Okular der visuellen Beobachtung zur Scharfeinstellung zugeführt Anstelle einer Mattscheibe kann auch ein Prismenraster oder ein Beugungsgitter vorgesehen sein (DE-OS 20 09 188).

Aus der DE-OS 19 08 642 ist es bekannt, seitlich neben dem Beobachtungsokular mindestens zwei Sammellinsen anzuordnen, die je einen Teil der vom gesamten Bild auf einer Einstellmattscheibe kommenden Strahlung sammeln und auf in Serie geschaltete fotoelektrische Elemente abbilden. Diese Einrichtung dient einer integralen Belichtungsmessung.

Es sind auch elektro-optische (optronische) Fokussiereinrichtungen für Reflexkameras bekannt, bei denen ein Teil des Lichtes der Objektiv-Pupille für die Fokussiereinrichtung über einen Ringspiegel abgezweigt und dann einer Abtasteinrichtung mit bewegter Blende und bewegten fotoelektrischen Empfängern zugeführt wird. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß der für die Fokussiereinrichtung abgezweigte Strahlenanteil für die Aufnahme verlorengeht. Es wird gleichzeitig nur ein sehr kleiner, fast punkt- oder spaltförmiger Ausschnitt des Objektbildes zur Messung herangezogen, wodurch — um zu ausreichend hohen Lichtströmen zu kommen und dementsprechend das Produkt: Sehfeld χ Apertur hoch zu treiben — bei einem vorgesehenen minimalen Sehfeld zwangsläufig ein großer Aperturanteil für die Messung ausgenutzt werden muß und damit anderen Zwecken verlorengeht. Außerdem ist Objektiven verschiedener Öffnungen und unterschiedlicher Brennweiten jeweils eine eigene Fokussiereinrichtung zuzuordnen, welche an das Objektiv angepaßt ist. Eine solche Ausgestaltung ist aber mit erheblichen Kosten verbunden.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, Fokussiereinrichtungen für Reflexkameras zu schaffen, bei denen die aufgezeigten Nachteile nicht vorliegen und bei denen man mit einem Minimum an technischem Aufwand auskommt.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10.

Die neue Einrichtung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip der Neuerung,

F i g. 2 die Lage der Austrittspupille,

F i g. 3 Lagerung und Antrieb der Prismeneinstellscheibe,

F i g. 4 eine gestreckte Darstellung des Strahlenverlaufs in einem Pentaprisma,

F i g. 5 eine Rückansicht des Pentaprismas,

F i g. 6 die entsprechende Vorderansicht des Pentaprismas,

Fig. 7 die entsprechende Seitenansicht des Strahlenverlaufs im Pentaprisma,

Fig. 8 und 9 eine andere Möglichkeit der Strahlen-

führung in einem Pentaprisma mit Dachkante.

In F i g. 1 bildet ein Objektiv 2 ein nicht mit dargestelltes Objekt in die Ebene einer Prismeneinstellscheibe 3 ab. Durch die unterschiedliche Lichtablenkung der Prismen wird eine Energieaufspaltung zwischen je zwei um eine halbe Gitterkonstante gegeneinander versetzten Objektbildpunkten erzeugt Dadurch entstehen seitlich versetzte, einander teilweise überdeckende Austrittspupillen 28', 29', 30', 31' (Fig.2). Die außenliegenden, nicht zur direkten Beobachtung über ein Okular 59 genutzten Pupillenteile werden mittels Objektiven 57, 58 in Ebenen abgebildet, in denen sich das Meßfeld begrenzende Blenden 15, 16 befinden. Diese sind so bemessen, daß etwa ein anzumessendes Gesicht in einer Entfernung von 1,20 m bis 2,0 m bei mittlerer Normalbrennweite des Objektivs 2 der Größe der Blendenöffnung entspricht Nachgeschaltete Sammelglieder 13, 14 leiten das die Blenden 15, 16 durchdringende Licht auf je einen fotoelektrischen Empfänger 6, 7, deren Ausgangssignair auf einen Gegentaktverstärker 8 geschaltet sind. Am Ausgang des Verstärkers 8 liegt eine Anzeigevorrichtung 9 zur Anzeige des maximalen Diffcrenzsignales der Empfänger 6, 7. Gleichzeitig ist der Ausgang des Verstärkers 8 über einen Schalter 10' mit einer Servoeinrichtung 10 verbunden, welche durch Schließen des Schalters 10' in Funktion gesetzt das Objektiv 2 so lange längs der optischen Achse verschiebt, bis auf das anvisierte Objekt fokussiert ist.

Die so weit beschriebene Einrichtung gestattet es, zunächst unter Beobachtung des Instrumentes 9 von Hand im Schnellgang grob zu fokussieren und dann durch Schließen des Schalters 10' die Feinfokussierung zu erreichen.

Es ist auch möglich, an den Ausgang des Verstärkers 8 anstelle des Anzeigeinstrumentes 9 eine Lichtblinkvorrichtung anzuschalten, welche außerhalb des Bildfeldes Blinklichtsignale erzeugt derart, daß das Objekt in der Mitte des Sehfeldes angezielt wird und gleichzeitig die physiologische Eigenschaft der starken Wechsellichtempfindlichkeit der seitlich auf der Netzhaut des menschlichen Auges angeordneten Stäbchen ausgenutzt wird.

In der Fig. 1 ist die neue Einrichtung für die Fokussierung nach nur einer zur optischen Achse senkrechten Koordinatenrichtung dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, durch Anbringung eines zum gezeigten Empfängerpaar um 90° gedrehten Empfängerpaares auch eine zweite Koordinatenrichtung mit in die Messung einzubeziehen. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn das angemessene Objekt parallel zur einen Koordinatenrichtung periodische Strukturen aufweist.

Um zu noch eindeutigeren Signalen zu gelangen, kann die Einstellscheibe 3 aperiodisch ausgebildet sein.

F i g. 2 zeigt in einem Blick von unten gegen die Einstellscheibe die Lage der aus der Ausgestaltung der Einstellscheibe der Einrichtung nach F i g. 1 sich ergebenden Pupillen. Wie man erkennt, ist das Okular 59 in den Teil des Strahlendiagrammes gelegt, in welchem sich die den vier Nebenpupillen entsprechenden Strahlen überlagern. Die beiden fotoelektrischen Empfänger 6, 7 dagegen sind räumlich so angeordnet, daß sie nur von Strahlen jeweils einer Pupille beaufschlagt werden können.

Da bekanntlich Wechselsignale leichter zu verarbeiten, insbesondere zu verstärken sind als Gleichsignale, ist man bestrebt, die Meßsignale in Form von Wechselsignalen zu erhalten. Zu diesem Zwecke kann man, wie in F i g. 3 dargestellt, die Einstellscheibe mittels federnder Drähte 60 elastisch lagern, jeder der durch die fotoelektrischen Empfängerpaare bestimmten Koordinatenrichtung ist eine auf die Einstellscheibe wirkende Antriebsvorrichtung in Form eines Piezostabes 18 zugeordnet die von einem nicht mit dargestellten Generator gespeist die Einstellscheibe in oszillierende Bewegung versetzen. Die in F i g. 3 dargestellte

to Einrichtung ist für Schwingbewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen vorgesehen.

Die F ig. 4 bis 7 erläutern ein konstruktives Ausführungsbeispiei der erfindungsgemäßen Einrichtung in einer Reflexkamera. Dabei wird ein leicht abgewandeltes Pentaprisma 35 mit Dachkante bekannter Art dazu verwendet die Meßbasen zweier unterschiedlich geöffneter Objektive 2 und 2' auszunutzen, wobei das Meßlicht in jedem Fall zwei fotoelektrischen Empfängern 6, 7 zugeführt wird. In F i g. 4 ist der Strahlenverlauf im Pentaprisma 35 im wesentlichen gestreckt dargestellt in F i g. 7 dagegen in abgeknickter Form in Seitenansicht Die F i g. 5 und 6 zeigen weitere Ansichten des Prismas 35.

Nach Durchlaufen des Objektivs 2 gelangen die

2^r> Randstrahlen über einen Spiegel 23 auf die Einstellscheibe 3, durchlaufen dann eine Feldlinse 32 und werden nacheinander an den Dachflächen 50 des Pentaprismas 35, an zwei auf die Prismenfläche 36 seitlich oben aufgekitteten Spiegeln 37,38 und an zwei

m auf die Prismenfläche 61 aufgebrachten Hohlspiegeln 39, 40 wieder auf die Prismenfläche 36 seitlich unten reflektiert, wo sie an Austrittsfenstern 41, 42 unterhalb der Spiegel 37,38 zur Zwischenabbildung in die Ebenen der Blenden 15, 16, wie schon zu Fig. 1 beschrieben, austreten. Die Sammellinsen 13, 14 bilden die den Teilabschnitten der Austrittspupillenteile des Objektivs 2 (F i g. 2) an den Orten der Spiegel 39,40 zugeordneten Austrittspupillen auf die fotoelektrischen Empfänger 6, 7 ab. Zwischen den Spiegeln 39, 40 treten die dem

■»ο Bereich der überlagernden Nebenpupillen entsprechenden Strahlen (Fig.2) durch die Prismenfläche 61 aus und dienen in Verbindung mit dem Okular 59 der visuellen Beobachtung.
In Fig.4 sind die einem Objektiv 2' mit kleinerer Apertur entsprechenden Strahlen mit Einfachpfeil, die dem Objektiv 2 mit größerer Meßbasis entsprechenden mit Doppelpfeil gekennzeichnet. Erstere Strahlen erfahren im Gegensatz zu den oben beschriebenen letzteren nach Reflexion an den Hohlspiegeln 39, 40 infolge ihrer geringeren Divergenz eine zusätzliche Totalreflexion an seitlich auf das Prisma 35 aufgekitteten Platten 43, 44 (F i g. 6), bevor sie ebenfalls an den Fenstern 41,42 austreten. Von dort gelangt das Licht auf die totalreflektierenden Prismen mit sammelnder Austrittsfläche 55,56 (F i g. 4), deren Aufgabe es ist, nur das Licht der Meßstrahlen aus dem Bereich 39, 40 zu reflektieren, dagegen die unerwünschten Strahlen mit geringerer Neigung zum Lot auf die Hypotenuse aus dem Bereich des Okulars 59 ungespiegelt durchtreten zu

f>o lassen. Über die nachgeschalteten Sammelglieder 13,14 gelangt das Meßlicht auf die fotoelektrischen Empfänger 6,7.

Die F i g. 8 und 9 zeigen eine andere Möglichkeit der Strahlenführung im Pentaprisma 35 mit Dachkante. Wie

fr' im in den F i g. 4 bis 7 dargestellten Fall werden hier die Strahlen höherer Apertur (Doppelpfeil) an zwei auf die Prismenfläche 36 aufgebrachten Spiegeln 45 und 46 reflektiert, die aber im Gegensatz zu den Spiegeln 37,38

(F i g. 6) seitlich die ganze Höhe der Prismenfläche 36 bedecken. Anschließend treffen diese Strahlen die Hohlspiegel 39, 40, die aber in diesem Fall so geneigt sind, daß das Licht durch die im anderen Falle ungenutzte Fläche 49 bei 51 und 52 austreten kann anstatt durch die Fenster 41,42. Die Strahlen geringerer Apertur verlaufen lier ebenfalls über die auf der Fläche 36 befindlichen Spiegel 45,46 auf die Hohlspiegel 39,40, werden dann aber nochmals über die Dachflächen 50 auf die Fenster 51, 52 geführt statt über die Platten 43, 44 (F ig· 6)·

Mit Vorteil kann bei der neuen Einrichtung mit dem Schalter zum Schließen des Steuerstromkreises für den die Fokussierung durchführenden Antrieb ein zweiter Schalter verbunden oder gekoppelt sein, welcher eine in der Kamera befindliche Belichtungsmeßeinrichtung in Gang setzt. Dadurch wird sichergestellt, daß für die Entfernungsmessung und für die Belichtungsmessung das gleiche Bildfeld benutzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Bestimmung der relativen Lage der Ebene maximaler Amplitude einer Ortsfrequenz, bei der einem Eintrittsobjektiv mindestens ein Gitter als Korrelator und Ortsfrequenzfilter nachgeordnet ist, welches sich in der Nähe der Abbildungsebene dieses Objektivs befindet, sowie mit mindestens zwei diesem Gitter nachgeordneten fotoelektrischen Empfängern, nach Patent 2156617, dadurch gekennzeichnet, daß als Ortsfrequenzfilter die Prismeneinstellscheibe (3) der Suchereinrichtung in einer Spiegelreflexkamera vorgesehen ist, weicher geradeaus zur visuellen Beobachtung ein Okular (59) nachgeschaltet ist, neben dem seitlich die fotoelektrischen Empfänger (6, 7) angeordnet sind, deren Ausgänge mit einem Anzeigeinstrument (9) und/odc mit den Eh'.gangskbmmen einer das Objektiv (2) längs der optischen Achse verschiebenden Stelleinrichtung (10) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der fotoelektrischen Empfänger (6, 7) über einen Verstärker (8) mit dem Anzeigeinstrument (9) verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Prismeneinstellscheibe (3) und den fotoelektrischen Empfängern (6, 7) optische strahlablenkende Mittel, beispielsweise in Form eines Pentaprismas (35), vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strahlengänge zu den fotoelektrischen Empfängern (6, 7) je ein am Pentaprisma (35) aufgekitteter Hohlspiegel (39, 40), eine Sehfeldblende (15, 16) sowie eine Sammellinse (13,14) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Benutzung von Wechselobjektiven unterschiedlicher Größtöffnungen (2, 2') die elektro-optische Auswertung mehrerer Aperturbereiche erlaubende Spiegel (37, 38, 43, 44; 45, 46) am Pentaprisma (35) vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere fotoelektrische Empfängerpaare vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Empfängerpaare wechselweise einschaltbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- so zeichnet, daß die Prismeneinstellscheibe (3) federnd gelagert ist und daß Mittel an sich bekannter Art (18) zum Bewegen derselben nach mindestens einer Koordinatenrichtung vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismeneinstellscheibe (3) als aperiodisches Raster ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Verstärkers (8) eine Lichtbli.ikvorrichtung angeschlossen ist, deren Blinksignale seitlich vom oder im Bildfeld für den Beobachter sichtbar sind.