DE2634655C2

DE2634655C2 - Vorrichtung zur Fokussierung einer Reflexkamera

Info

Publication number: DE2634655C2
Application number: DE19762634655
Authority: DE
Inventors: Eugen 6331 Katzenfurt Hermanni; Klaus Dieter Dipl.-Ing. 6333 Braunfels Schaefer
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1976-08-02
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE2634655A1

Description

Die Erfindung betrifft eine opto-elektrische Vorrichtung zur automatischen bzw. halbautomatischen Fokussierung einer fotografischen Spiegelreflexkamera.

Zur Fokussierung von fotografischen Kameras ist es bereits bekannt, im bildseitigen Strahlengang des Objektivs zwei streifenförmig unterteilte Fotoelemente anzuordnen und aus entgegengesetzten Aperturbereichen des Objektivs auf jedem Fotoempfänger ein Bild des angemessenen Objektes zu entwerfen. Die Helligkeiten auf den Streifen werden dann streifenweise miteinander verglichen, wobei ein Maximum- bzw. ein Minimum-Signal erreicht wird, wenn die Helligkeitsverteilung auf allen einander zugeordneten Streifen gleich ist, was immer dann der Fall ist, wenn das Objektiv scharf abgebildet wird, da bei unscharfer Abbildung eine seitliche, einander entgegengerichtete Verlagerung der beiden Teilbilder auf den zugeordneten Empfängern resultiert.

Mit dem erhaltenen Signal kann entweder ein Motor gesteuert werden, der das Objektiv so lange verstellt, bis das Maximum- bzw. Minimum-Signal erreicht wird (= vollautomatische Fokussierung); oder es kann das Signal auf ein Anzeigegerät gegeben werden, wobei das Objektiv dann von Hand so lange zu verstellen ist, bis das Gerät maximalen bzw. minimalen Ausschlag zeigt (= halbautomatische Einstellung).

Bei den bekannten Anordnungen, bei denen die beiden Teilbilder aus entgegengesetzten Aperturbereichen verwendet werden, ergibt sich jedoch eine außerordentlich ungünstige Energiebilanz, da nur zwei kleine Bereiche der gesamten Austrittspupille tatsächlich genutzt werden. Außerdem haben die benötigten optischen Bauteile — jedem Fotoempfänger muß eino kleine

ίο Hilfslinse vorgeschaltet werden — außerordentlich kleine Abmessungen, deren Herstellung relativ teuer ist was die gesamte Vorrichtung teurer macht

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fokussiervorrichtung der genannten Art zu schaffen, die jedoch ohne die kleinen optischen Elemente auskommt und deren Energiebilanz außerdem um ein Vielfaches günstiger ist als die der bekannten Vorrichtung.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe für eine optoelektrische Vorrichtung zur automatischen bzw. halbautomatischen Fokussierung einer fotografischen Spiegelreflexkamera unter Verwendung zweier streifen- bzw. rasterförmig unterteilter Fotoempfänger, deren einander entsprechende Streifen bzw. Rasterelemente paarweise mit einer Vergleichsschaltung verbunden sind, die bei Scharfstellung des Objektivs ein extremes Signa! liefert, sowie einem mindestens in einem Bereich teilverspiegelten Reflexspfcgel mit einem in Lichtrichtung hinter dem Reflexspiegel angeordneten vollverspiegelten Hilfsspiegel, der die durch den Reflexspiegel tretenden Strahlen zum Kameraboden ablenkt dadurch gelöst, daß dem Hilfsspiegel eine Hilfsoptik nachgeschaltet ist, die ein Bild des in einer Zwischenbildebene entstehenden Objektbildes auf die Fotoempfänger entwirft, und daß in der Pupille der Hilfsoptik ein Streifen-Doppelkeil angeordnet ist, der die abbildenden Strahlen der Hilfsoptik in zwei entgegengesetzten Aperturbereichen des Kameraobjektivs angehörende Teilbüschel spaltet, die getrennt den Fotoempfängern zugeführt werden.

Durch diese Anordnung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß jeweils die Strahlen aus der gesamten Fläche einer Halbpupille zur Erzeugung eines der Teilbilder herangezogen werden, und nicht nur, wie in den bekannten Vorrichtungen, lediglich die Strahlen aus einem kleinen Teil dieser Halbpupille. Es ergibt sich dadurch eine sehr viel höhere Beleuchtungsstärke auf jedem Fotoempfänger, d. h. die Energiebilanz ist erheblich verbessert Außerdem ist die Hilfsoptik mit dem Streifen-Doppelkeil als optisches Element größer als die sonst erforderlichen kleinen Hilfsoptiken vor jedem einst zelnen Fotoempfänger und daher auch leichter und billiger herstellbar.

Durch den innerhalb der Hilfsoptik angeordneten Streifen-Doppelkeil wird erreicht, daß in der Ebene der Fotoempfänger statt eines Bildes zwei identische und bei Defokussierung seitlich gegeneinander verschobene Teilbilder entstehen, von denen jedoch jedes nur von den Strahlen einer Halbpupille erzeugt wird, da die Keile dafür sorgen, daß das von der anderen Pupillenhälfte kommende Licht von dem jeweiligen Empfänger ferngehalten wird.

Dabei kann der Streifen-Doppelkeil echt als Streifen ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise wird er aber in der Art einer Fresnellinse ausgeführt sein. Außerdem können zur genauen Strahlenbegrenzung sowoh¹ in der Zwischenbildebene als auch in der Ebene der Fotoempfänger Gesichtsfeldblenden angeordnet sein.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 schematische eine Fokussierungsvorrichtung für eine Reflexkamera nach dem Stand der Technik,

F i g. 2 schematisch die erfundene Fokussierungsvorrichtung mit Streifen-Doppelkeil,

F i g. 3 schematisch die Hilfsoptik, bei der der Streifen-Doppelkeil als Fresnellinse ausgebildet ist

In F i g. 1 ist mit 1 das Gehäuse einer Reflexkamera gezeigt, an der vorne das Objektiv 2 angesetzt ist In bekannter Weise besitzt die Kamera ferner einen teilverspiegelten Reflexspiegel 3, ein Pentaprisma 4 sowie ein Okular 5. Außerdem sind noch die Vorhänge eines Schlitzverschlusses 6 angedeutet, der etwa in der Brennebene des Objektivs 2 abläuft

An den Reflexspiegel 3 ist auf der Rückseite ein Hilfsspiegel 7 angelenkt, der die durch den teilverspiegelten Reflexspiegel tretenden Sirahlen zum Kameraboden hin ablenkt Die achsparallel in das Objektiv fallenden Strahlen schneiden sich in einer konjugierten Bildebene 8, in der eine Feldlinse 9 angeordnet ist

Unterhalb der Bildebene 8 sind zwei streifenförmig unterteilte Fotoempfänger !0,11 angeordnet, vor denen je ein kleines Hilfsobjektiv 12, 13 sitzt. Dv:rch diese Hilfsobjektive werden Strahlen aus entgegengesetzten Aperturbereichen des Aufnahmeobjektivs auf den einen bzw. den anderen Fotoempfänger geleitet, da die Feldlinse 9 am Ort der Hilfsobjektive ein Bild der Austrittspupiile des Aufnahmeobjektivs entwirft

Die Streifen der Fotoempfänger sind paarweise mit einer Vergleichsschaltung 14 verbunden, die bei Gleichheit der Beleuchtungsstärke auf allen Streifenpaaren ein Extremsignal (Maximum oder Minimum) auf ein Anzeigegerät 15 gibt, an dem auf diese Weise die Scharfeinstellung des Objektivs abgelesen werden kann.

Die Fig. 1 zeigt den Stand der Technik und läßt dessen spezifische Nachteile erkennen. Aus den beiden entgegengesetzten Aperturbereichen fällt nicht etwa das gesamte Licht aus je einer Pupillenhälfte auf je einen Fotowiderstand, sondern nur derjenige Teil der von der Querschnittsfläche der Fotoempfänger quasi herausgeschnitten w'rd. Die Energieausbeute ist somit außerordentlich gering. Außerdem müssen die Hilfsobjektive 12,13 sehr klein sein, was sie in der Herstellung relativ teuer macht.

F i g. 2 zeigt im wesentlichen den gleichen Aufbau der Kamera. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Jedoch ist stctt der kleinen Hilfsobjektive 12,13 in diesem, die Erfindung zeigenden Beispiel eine größere Hilfsoptik 16, 16a im Strahlengang angeordnet, welche die konjugierte Bildebene 8 in die Ebene der Fotoempfänger 10,11 abbildet. In der Pupille der Hilfsoptik 16 ist ein Streifen-Doppelkei! 17 angeordnet, durch den in dieser Pupille die Aufspaltung in zwei Teilstrahlenbüschel bewirkt wird. Außerdem ist vor den Fotoempfängern noch je eine Gesichtsfeldblende angeordnet, und eine gleiche Gesichtsfeldblende 19 ist in der Bildebene 8 vorgesehen.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Durch das Objektiv 2 wird über den teildurchlässigen Reflexspiegel 3 und den vollverspiegelten Hilfsspiegel 7 in der Bildebene 8 ein verkleinertes Bild des Objektes entworfen. Aus diesem Bild wird durch die Gesichtsfeldblende 19 ein kleines zentrales Meßfeld von ca. 4 mm Durchmesser ausgeblendet.

Die Feldlinse 9bildet die Austrittspupille APdes Objektivs 2 in die Hilfsoptik 16 ab, die ihrerseits das Zwischenbild in die Ebene der Fotoempfänger 10,11 abbildet. Durch den innerha!h der Hilfsoptik angeordneten Streifen-Doppelkeil 17 wird nun erreicht, daß anstelle eines Bildes in dieser Ebene zwei identische Teilbilder entstehen, die jedoch jeweils nur durch die Halbpupiüen entworfen werden, da die Keile dafür sorgen, daß das von der anderen Pupillenhälfte herkommende Licht von dem jeweils anderen Fotoempfänger ferngehalten wird. Da die beiden Empfängerbereiche einige Millimeter auseinanderstehen, kann durch die zusätzliche Gesichtsfeldblende 18 unmittelbar vor den Fotoempfängern erreicht werden, daß ein »Obersprechen« sowie sonstige Störungen ausgeschaltet werden.

Die vorgeschlagene Anordnung hat neben einer relativ günstigen Lichtausbeute den Vorteil der einfachen Herstellung. Hinzu kommt, daß durch Veränderung der Keilwinkel die Ablage der beiden Empfänger relativ leicht geändert werden kann. Die Keile werden zweckmäßigerweise in Art einer Fresnellinse 20 ausgeführt, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist.

Es liegt naturgemäß im Rahmen der Erfindung, das hier offenbarte Prinzip auch außerhalb einer Spiegelreflexkamera, z. B. in einem Entfernrr^smeß-Sensor, zu verwenden. In diesem Fall entfällt tier teildurchlässige Klappspiegel 3 mit angelenktem Hilfsspiegel, d. h. die gesamte Anordnung ist als gestreckte Anordnung zu verstehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Opto-elektrische Vorrichtung zur automatischen bzw. halbautomatischen Fokussierung einer fotografischen Spiegelreflexkamera unter Verwendung zweier streifen- bzw. rasterförmig unterteilter Fotoempfänger, deren einander entsprechende Streifen bzw. Rasterelemente paarweise mit einer Vergleichsschaltung verbunden sind, die bei Scharfstellung des Objektivs ein extremes Signal liefert, sowie einem mindestens in einem Bereich teilverspiegelten Reflexspiegel (3) mit einem in Lichtrichtung hinter dem Reflexspiegel angeordneten vollverspiegelten Hilfsspiegel (7), der die durch den Reflexspiegel tretenden Strahlen zum Kameraboden ablenkt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfsspiegel eine Hilfsoptik (16) nachgeschaltet ist, die ein Bild des in einer Zwischenebene entstehenden OJ?j.ektbiIdes auf den Fotoempfängern (10, 11) entwirfi. und daß in der Pupille der Hilfsoptik ein Streifen Doppelkeil (17) angeordnet ist, der die abbildenden Strahlen der Hilfsoptik in zwei entgegengesetzten Aperturbereichen des Kameraobjektivs (2) angehörende Teilbüschel spaltet die getrennt den Fotoempfängern (10,11) zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen-Doppelkeil nach Art einer Fresnellinse (20) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der der Hilfsoptik zugeführten Strahlen etwa in der Zwischenbildebene eine Gesicht^eldblende (19) angeordnet ist

4. Vorrichtung nach Anspruci 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesichtsfeldblende (19) mit einer Feldlinse (9) verbunden ist

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Fotoempfängern (10, 11) eine weitere Gesichtsfeldblende (18) angeordnet ist.