DE2856542A1

DE2856542A1 - Kamera und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2856542A1
Application number: DE19782856542
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Kuwayama; Kazuya Matsumoto; Takashi Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1979-07-05
Also published as: JPH0136088B2; JPS5492232A; US4309093A; DE2856542C2

Description

Kamera und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kamera mit einer Streu-Mattscheibe, und insbesondere auf eine Kamera, die eine Streu-Mattscheibe mit einer rotationsasymmetrischen winkligen Verteilung des gestreuten Lichtes verwendet.

In den letzten Jahren wurden verschiedenartige Vorschläge gemacht, um ein helleres Beobachtungsfeld im Ka- ' merasucher zu erzielen. Beispielsweise wurde in US-PS 3 718 0 78 eine feingekörnte Streu-Mattscheibe zum oben erwähnten Zweck geoffenbart.

Allerdings sind derartige Streuscheiben, die in herkömmlichen Kameras verwendet sind, mit einer rotationssymmetrischen winkligen Lichtverteilung des gestreuten 15 Lichtes ausgestattet.

Für eine Streuscheibe zur Verwendung im Suchersystem einer einäugigen Spiegelreflexkamera ist es erforderlich,

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Dresdner Bank (München) K!o 3939

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die Funktion durchzuführen, daß man sich über ein Objekt im Blickfeld vergewissert, die Funktion, das Objektiv auf ein Objekt scharf einzustellen und auch die Funktion, im Fall einer von der Kamera durchgeführten Lichtmessung in der Nähe des Sucherokulars der Kamera einen Teil des Lichtes, das in die Streuplatte eintritt, gegen ein lichtempfangendes Element zu lenken. Diese drei Funktionen stehen in wechselseitigem engem Zusammenhang, und eine Verbesserung in der Leistungsfähigkeit irgendeiner Einzelfunktion führt unweigerlich dazu, daß man Leistungsfähigkeit der anderen beiden Funktionen aufgeben muß, wenn die winklige Lichtverteilung auf eine rotationssymmetrische Verteilung begrenzt ist. Beispielsweise verschlechtert eine Zunahme in der Leuchtdichte des Sucherbildes unvermeidlich die Genauigkeit der Entfernungsmessung und verringert die Lichtmenge, die in das lichtempfangende Element eingeleitet wird.

Die vorliegende Erfindung hat eine Streuscheibe für die Verwendung in einer Kamera zu schaffen .,die in der Lage ist, ein helleres Sichtfeld, eine höhere Genauigkeit der Entfernungsmessung und eine hinlängliche Lichtmenge vorzusehen, die in das lichtempfangende Element eingeleitet wird, indem eine rotations-asymmetrische winklige Verteilung des gestreuten Lichtes an Stelle der herkömmlichen rotationssymmetrischen Lichtverteilung verwendet wird.

Eine Streuplatte mit einer rotations- asymmetrischen Winkelverteilung ist, obwohl sie nicht für die Verwendung in einer Kamera bestimmt ist, beispielsweise aus US-PS 3 698 810 bekannt.

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Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; in dieser ist:

Fig. 1 eine Ansicht der optischen Anordnung einer herkömmlichen Kamera,

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die das optische System in Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine Perspektivdarstellung der Lichtstreueigenschaften der erfindungsgemäßen Streuscheibe,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Lichtstreüeigenschaften einer idealen Streuscheibe zeigt,

Fig. 5 eine Ansicht der Oberflächenform der erfindungsgemäßen Streuscheibe,

Fig. 6 eine Ansicht, die den Querschnitt der Streuscheibe zeigt, die in Fig. 5 gezeigt ist,

Fig. 7 eine Ansicht eines optischen Systems zum Erzeugen der erfindungsgemäßen Streuscheibe, 30

Fig. 8 eine Ansicht, die die Lichtverteilung zeigt, die durch Einleiten eines monochromatischen Lichts auf die Streuscheibe erzielt wird, die durch das optische System gewonnen wurde, das in Fig. 7 gezeigt ist, 35

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Fig. 9 und 10 jeweils eine Ansicht, die die Lichtstreueigenschaften eines monochromatischen Lichtes und eines weißen Lichtes bei der Streuscheibe zeigt, die durch das in Fig. 7 gezeigte optische System gewonnen wurde,

Fig. 11 eine Ansicht, die ein anderes Verfahren zur

Herstellung der erfindungsgemäßen Streuscheibe zeigt,

Fig. 12 ein Diagramm, das das wiedergegebene Bild zeigt, das durch ein monochromatisches Licht erzeugt wird, das in die Streuscheibe eingeleitet wurde, die gemäß Fig. 7 vorbereitet wurde,

Fig. 13 und 14 jeweils eine Ansicht, die den wechsel- . seitigen Zusammenhang zwischen dem Okular und dem Lichtaufnahmeelement zeigt,

Fig. 15 die Ansicht einer Lichtabschirmplatte zur Erzeugung einer Streuscheibe, die in dem in Fig. 14 gezeigten Lichtmeßsystem verwendet werden soll,

Fig. 16 und 17 jeweils eine Ansicht, die ein Verfahren zur Erzeugung der Streuscheibe unter Verwendung einer Fourier-Transformationshologrammmethode zeigen,

Fig. 18 eine Ansicht, die ein noch anderes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Streuplatte zeigt,

Fig. 19 bis 26 jeweils eine Ansicht, die verschiedenartige Formen der Licht abschirmplatte zeigen, die bei dem Verfahren verwendet werden müssen, das in Fig. 18 gezeigt ist, und

Fig. 27 ein Diagramm, das die Streueigenschaft der Streuplatte zeigt, die gemäß dem Verfahren, das in Fig. 18

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gezeigt ist, hergestellt wurde.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel der Verwendung einer Streuscheibe bei einer photographischen Kamera zeigt, wobei das Bild eines Gegenstands, das von einem Objektiv 1 gebildet ist, durch einen beweglichen Spiegel 2 und eine Fresnellinse 11 auf einer streufläche 10 einer Mattscheibe 4 scharf abgebildet wird. Diese Streufläche ist üblicherweise in ihrem mittleren Abschnitt mit Spaltprismen oder Mikroprismen 9

versehen, und die Tätigkeit des Scharf-

stellens wird dadurch durchgeführt, daß man das Objektiv einstellt, während man mit dem menschlichen Auge 8 das Bild beobachtet, das auf den Prismen gebildet wird. Nach der Fertigstellung der Tätigkeit des Scharfstellens wird ein Verschlußknopf betätigt, um den beweglichen Spiegel 2 anzuheben, wobei das Bild des Gegenstandes einem photographischen Film 3 aufgelichtet wird, der in einer Stellung angeordnet ist, die bezüglich dem Spiegel 2 mit der Streuebene konjugiert ist.

über einem Okular 7, das an der Austrittsfläche eines Pentaprismas 6 angeordnet ist, ist eine Kondensorlinse 12 und ein Lichtmeßfühler 13 angeordnet, um die Lichtmenge zu messen, die von der Streuebene zerstreut wird.

Das in Fig. 1 gezeigte optische System kann schematisch so dargestellt werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wobei die Pupille 50 eines Objektivs 51 und die Pupille 55 des Beobachters sich in einer näherungsweise konjugierten Zuordnung bezüglich der Fresnellinse 52 und der Kondensorlinse 54 befinden. Somit tritt von dem Lichtstrom, der die Mitte der Pupille 50 des Objektivs 51 verläßt, der Anteil, der nicht von der Streuebene 53 gestreut wird, in die Pupille 55 des Beobachters ein. Auch der Lichtstrom, der von der Kante der Pupille 50 austritt, muß um einen Winkel

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gestreut werden, um in die Pupille 55 einzutreten.

Falls der Lichtraeßfühler 13 dicht am Okular 7 angeordnet ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich die entsprechende Lage des Meßfühlers auch dicht an der Pupille 50 in Fig. 2, so daß von dem Lichtstrom, der die Mitte der Pupille 50 verläßt, ein Anteil, der von der Streuebene 53 um einen Winkel 0_n gestreut wird, in den Lichtmeßfühler 56 eintritt, ungeachtet der Einfallslage auf der Streuebene.

Demzufolge ist es ausreichend, ein Bild zu betrachten,

das auf der optischen Achse vorliegt, um die Leuchtdichte des Bildes, Genauigkeit der Scharfeinstellung und das Leistungsvermögen der Lichtmessung zu erörtern, und es wird darauf hingewiesen, daß dieselben Schlüsse anwendbar sind, ungeachtet der Lage des Bildes auf der Streuscheibe.

Bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera ist ein Winkel 0 , wenn man die Austrittspupille des Objektivs von der Streuscheibe her betrachtet, hinlänglich größer als ein Winkel 0„, wenn man die Pupille des Beobachters von der Streuscheibe her betrachtet. In einem derartigen Fall nimmt die Pupille 55 des Beobachters einen Lichtstrom auf, der von der Austrittspupille 50 des Objektivs ausgeht und der von der Streuungsebene 53 um einen Winkel gestreut wurde, der den Winkel 0 nicht überschreitet (genauer gesagt,einen Winkel 0 + 0„ nicht überschreitet). Diese Tatsache ist dafür bezeichnend, daß der Anteil, der über den Winkel 0 hinaus gestreut wird, nicht zur Leuchtdichte des Bildes beiträgt.

Demzufolge steht die Leuchtdichte des durch das Suchersystem beobachteten Bildes zur Streufähigkeit der Streuplatte auf die folgende Weise im Zusammenhang:

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i) Um die Leuchtdichte des Bildes zu erhöhen, ist es notwendig, die Lichtmenge, die innerhalb des Winkels 0

gestreut wird, auf ein Maximum zu bringen, wobei dieser Winkel bestimmt ist durch die f-Zahl des Objektivs nach der folgenden Gleichung:

0_F = arc sin (1/2 · f-Zahl), wobei dieser Winkel beispielsweise für ein Objektiv mit der f-Zahl 4 einen Wert von 7° annimmt.

Für das genaue Scharfstellen ist es auch notwendig, daß der Umfangsabschnitt eines nicht scharf eingestellten Bildes in Betracht gezogen wird, wobei ein derartiger ümfangsabschnitt von einem Lichtstrom gebildet wird, der von der Streuscheibe mit einem Winkel von 0 oder einem Winkel nahe diesem Wert gestreut wird. Somit ist die nachfolgende Bedingung erforderlich, um beim Scharfstellen eine hohe Genauigkeit zu erzielen:

ii) Um die Genauigkeit beim Scharfstellen zu verbessern, ist es erforderlich, die Lichtmenge zu erhöhen, die mit einem Winkel gestreut wird, der gleich oder kleiner ist als 0 .

Es ist auch erwünscht, möglichst viel Licht in die Lichtmeßeinrichtung einzuleiten, um die Lichtmessung bei Dunkelheit bzw. bei dunklem Objekt zu ermöglichen. Deshalb gilt:

iii) Um eine hinlängliche Lichtmenge zur Lichtmeßeinrichtung zu lenken, selbst wenn das Objektiv eine hohe f-Zahl aufweist, ist es notwendig,beim Streuungsvermögen die Lichtmenge zu erhöhen, die in einem Winkel 0_n entsprechend der Lichtmeßeinrichtung gestreut wird.

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Die oben genannten drei Anforderungen sind gegenseitig widersprüchlich, und es kann ihnen im Fall einer winkligen, rotationssymmetrischen Lichtverteilung nicht genügt werden. Es wurde allerdings ermöglicht, diesen drei Erfordernissen bis zu einem gewissen Ausmaß gleichzeitig zu genügen, indem man eine rotationsasymmetrische Lichtverteilung des gestreuten Lichtes angesichts der Tatsache verwendet, daß der Lichtmeßfühler nur in einer bestimmten Winkellage bezüglich dem Okular angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verteilung des Lichts, das aus einer Streuplatte austritt, oder eine rotations-asymmetrische winklige Lichtverteilung, wenn ein Lichtstrom mit geringer winkliger Spreizung aus einem Objektiv mit einer großen f-Zahl in die Streuplatte eintritt, wobei die Streuung derart erreicht wird, daß der Lichtstrom, wirksam zum Okular sowie zum Lichtmeßfühler gelenkt wird, der oberhalb hiervon angebracht ist, um die Streuung in andere Richtungen auf ein Minimum zu reduzieren.

Fig. 4 zeigt die Streuungsfähigkeit in einer vertikalen Ebene, die die optische Achse sowie das lichtempfangende Element in Fig. 3 aufnimmt, sowie in einer horizontalen Ebene durch eine gestrichelte bzw. eine ausgezogene Linie, wobei Ordinate und Abszisse ·den Streuungs-Durchlaßgrad bzw. den Diffusions-Transmissionsfaktor und . den Streuungswinkel darstellen. Wie hierin beobachtet werden kann, weist die Streuscheibe einen höheren Diffusions-Transmissionsfaktor in der vertikalen Ebene auf als in der horizontalen Ebene. Der genannte Diffusions-Transmissionsfaktor bezeichnet das Verhältnis der Menge an Licht, das in einem kleinen, festen Winkel gestreut wird, unter Bezugnahme auf die Menge des einfallenden Lichtes. Als Ergebnis von Messungen, die an den verschiedenartigen Streuscheiben vorgenommen wurden, die durch später zu erläuternde Verfahren hergestellt wurden, wurde festgestellt,

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daß ein zufriedenstellendes Ergebnis gewonnen wird, wenn der Diffusions-Transmissionsfaktor in einem Streuwinkelbereich von 14 bis 15° in der vertikalen Ebene um etwa 10% größer ist als in der horizontalen Ebene.

Um die Brillianz des Suchers zu erhöhen, ist es erforderlich, die Energie im Inneren des Winkels θ , die durch die f-Zahl des Objektivs zu bestimmen ist, soweit wie möglich zu konzentrieren, aber es ist tatsächlich nicht möglieh, eine verhältnismäßig große Lichtmenge bis zu einem bestimmten Winkel beizubehalten und jenseits dieses Winkels die Streuung auf Null zu verringern. Demzufolge erhöht eine Zunahme in der Brillianz bzw. Leuchtdichte des Suchersystems die Menge des Lichts rund um den Streuwinkel 0°, was zu einer geringeren Genauigkeit beim Scharfstellen führt.

Allerdings wird durch eine Streuscheibe mit der in Fig. 3 und 4 gezeigten Streuungsfähigkeit eine hinlängliche Lichtstreuung mindestens in der vertikalen Richtung erzielt, so daß eine hinlänglich große Unscharfe mindestens in der vertikalen Richtung erzielt werden kann, um die Tätigkeit des Scharfstellens in zufriedenstellender Weise zu ermöglichen. Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung erscheint die Bildunschärfe in vertikaler Richtung, da der Licht- . meßfühler oberhalb des Okulars angeordnet ist, jedoch kann in Anbetracht der Eigenschaften des menschlichen Auges eine höhere Genauigkeit beim Scharfstellen erwartet werden, wenn der Lichtmeßfühler in einer Richtung seitlich vom Okular angeordnet ist und der Diffusions-Transmissionsfaktor in dieser Richtung höher ausgelegt ist, um eine Bildunschärfe in der genannten seitlichen Richtung zu erhalten.

Als ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Streuscheibe oder Diffusionsplatte kann eine Anordnung von kleinen Linsen erwähnt werden, die jeweils

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eine rotationsellipsoidartige Oberfläche aufweisen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Fig. 6a bzw. 6b zeigen Querschnitte der Streuscheibe, die in Fig. 5 gezeigt ist, in x- bzw. y-Richtung, wobei der Unterschied der Krümmungsradien in den genannten Richtungen zu unterschiedlichem Ablenkverhalten bei dem Streudurchlaß in den genannten Richtungen führt. Die aus derartigen kleinen Linsen zusammengesetzte Streuscheibe weist eine größere Gleichförmigkeit auf, verglichen mit herkömmlichen Streuscheiben und ist somit frei von Schwarzpunkt-Störungen selbst wenn das Objektiv mit einer kleinen Blendenöffnung verwendet wird.

Es können verschiedenartige Verfahren zur Herstellung einer derartigen Streuscheibe mit rotations-asymmetrischer Streueigenschaft vorgeschlagen werden.

Beispielsweise können rotations-asymmetrische Oberflächen-Unregelmäßigkeiten in dem Fall der Herstellung der Unregelmäßigkeiten durch Aufstrahlen kleiner Kugeln gegen eine Oberfläche dadurch erzeugt werden, daß man eine schräge Strahlrichtung verwendet.

Es ist auch möglich, derartige rotations-asymmetrische Oberflächenunregelmäßigkeiten dadurch zu erzeugen, daß man sphärische Unregelmäßigkeiten auf einer weichen, plastischen Metallfolie wie etwa Kupfer durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Sandschleifen oder Glasperlenstrahlen bildet, sowie durch Dehnen der somit geformten Unregelmäßigkeiten in einerRichtung.

Es ist ferner möglich, eine derartige Streuscheibe mit rotations-asymmetrischer Streueigenschaft dadurch herzustellen, daß man Original-Oberflächen-Unregelmäßigkeiten 35

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beispielsweise auf eine Silikongummiplatte überträgt, die nachfolgend in einer Richtung gedehnt und als Form zum Erzeugen der Streuscheibe verwendet wird.

Es kann eineStreuscheibe, bei der die Streuungseigenschaft in der vertikalen Richtung sich von der in der horizontalen Richtung unterscheidet, ferner dadurch gewonnen werden, daß man Sandschleifen, das üblicherweise zur Erzeugung herkömmlicher, mattierter Streuscheiben verwendet wird, nur in einer Richtung beispielsweise mittels einer Bürste durchführt, anstelle des herkömmlichen Rotationsschleifverfahrens .

Nachfolgend werden bestimmte Beispiele des Verfahrens zur Herstellung einer Streuscheibe erläutert, die mit einer rotations-asymmetrischen Winkelverteilung des gestreuten Lichtes versehen ist, wie vorausgehend erläutert ist.

Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Streuscheibe unter Verwendung einer Holographietechnik zeigt: Licht 5 7 aus einer kohärenten Lichtquelle, etwa aus einem Laser, wird durch einen halbreflektierenden Spiegel 69 aufgespalten, um einen reflektierten Lichtstrahl 58 zu bilden, der durch ein Mikroskopobjektiv 60 aufgefächert wird, um hierbei eine kugelige Welle 61 zu bilden, die in eine photosensitive Platte 62 eindringt, sowie ein durchgelassenes Licht 59, das nach der Spiegelung durch einen Spiegel 62 in eine Streuscheibe 65 eindringt und-vorher durch Linsen 63 und 64 hindurchtritt, die eine Einrichtung zum Dehnen des Strahles bilden, wobei der Strahl, der von der Streuscheibe 65 gestreut wird, als Strahl 68 ebenfalls auf die photosensitive Platte 62 gerichtet wird und durch eine Öffnung 67 einer Lichtabschirm-

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platte 66 hindurchdringt, um ein Flecken-Muster auf der photosensitiven Platte 62 zu bilden. Die Strahlen 61 bzw. 68 wirken als Bezugslicht und Objektlicht, um eine optische Interferenz auf der photosensitiven Platte 62 unter Bildung eines Hologramms hierauf zu verursachen. Die oben erwähnte photosensitive Platte kann irgendeiner Art sein, die in der Lage ist, die Interferenzstreifen in der Form eines Phasenhologramms mit Oberflächenunregelmäßigkeiten aufzuzeichnen. Ein derartiges Hologramm kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß man ein lichtempfindliches Silberhalogenidmaterial der Belichtung,Entwicklung und einem Bleichungsvorgang aussetzt (beispielsweise einem R-1O-Bleichungsverfahren), um hieran Oberflächenunregelmäßigkeiten zu erzeugen, oder indem man ein Photoresist, ein Photopolymer oder ein thermoplastisches Material den Strahlen aussetzt, um hierbei unmittelbar Oberflächenunregelmäßigkeiten zu bilden, die der Lichtintensitätsverteilung entsprechen, oder indem man die Lichtintensitätsverteilung auf einem Silberhalogenid-Aufzeichnungsmaterial in Form einer Transmittanzverteilung bzw. einer Lichtdurchlässigkeitsverteilung aufzeichnet und einen Abzug einer derartig aufgezeichneten Verteilung beispielsweise auf einem Photoresist herstellt, um entsprechende Oberflächenunregelmäßigkeiten zu erzielen.

Fig. 8 zeigt den Zustand der Beleuchtung des derart gewonnenen Phasenhologramms 70 mit einem monochromatischen Lichtstrahl 71, um ein reproduziertes Bild 73, ein konjugiertes Bild 74 und ein Auto-Korrelationsbild 75 des Objekts (Blende 67 in Fig. 7) auf einem Schirm 72 zu erhalten.

Bei der tatsächlichen Verwendung als Streuscheibe in Verbindung mit weißem Licht werden die genannten Bilder durch die spektrale Zerlegung unscharf.

Diese Zusammenhänge sind in Fig. 9 und 10 gezeigt, die die Streuungseigenschaft für monochromatisches Licht bzw.

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für weißes Licht zeigen.

Die Streuungseigenschaft in Fig. 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusions-Transmissionsgrad bzw. die Streuungsübertragung in vertikaler Richtung, das ist die Richtung des Trägers des Hologramms, größer ist als in der horizontalen Richtung, und daß ein Spitzenwert in Richtung der Hauptbeugung des Hologramms erzielt wird. Falls die Lichtmessung mit dem Licht durchgeführt wird, das von der Streuscheibe gestreut wurde, kann eine größere Lichtmenge empfangen werden, wenn das lichtempfangende Element in der Winkelrichtung angeordnet ist, die dem Spitzenstreuungswert entspricht.

Der oben erwähnte Unterschied in der Streuungseigenschaft zwischen zwei Richtungen wird durch das Verhältnis zwischen der seitlichen Länge L der Öffnung 67 senkrecht zur Richtung des Trägers und dem Abstand d zwischen der Mitte der genannten Öffnung 67 und dem Ausgangspunkt des Bezugslichts bestimmt.
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Beim oben erwähnten Ausführungsbeispiel ist der Diffusions-Transmissionsgrad in vertikaler Richtung größer als der in horizontaler Richtung, da L <d.

Es ist auch möglich, eine zusätzliche Steuerung der Streuungseigenschaft dadurch zu erreichen, daß man einen Dichtefilter mit einer geeigneten Transmissionsgradverteilung an der genannten Öffnung 67 anordnet.

Bei der gewöhnlichen Herstellung eines Hologramms zur Wiedergabe des Bildes eines Objekts ist es erforderlich, daß das in Autokoirelation gebrachte Bild, das vom Licht nullter Ordnung gebildet ist, sich nicht mit den reproduzierten Bildern überlappt,die durch Brechung erster Ordnung gebildet sind, wie dies beim vorausgehenden Ausführungsbei-

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spiel gezeigt ist, doch dieses Erfordernis ist nicht notwendigerweise wesentlich zum Zweck der vorliegenden Erfindung. In bestimmten Fällen kann der Spitzenwert in der Streuung, der in Fig. 10 gezeigt ist, sogar weggelassen werden. Im nachfolgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Streuscheibe erläutert, die nicht eine derartige Streuungsspitze zeigt.

Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen; ein Teil des Lichtstrahls, der von einer Kollimatorlinse 64 kommt, wird mittels einer Kondensorlinse 60' auf ein kleines Loch 67' gebündelt, das nahe der Öffnung 67 vorgesehen ist, und erreicht die photosensitive Platte 62 als Bezugslicht 61. Der verbleibende Strahl von der Kollimatorlinse 64 wird durch die Streuscheibe 65 gestreut, tritt dann durch die Öffnung 67 hindurch und erreicht die photosensitive Platte 62 als ein Objektlicht 68. Da der Abstand zwischen der öffnung und dem Austrittspunkt des Bezugslichtes klein ist, verglichen mit der Abmessung der Öffnung 67 bei diesem Ausführungsbeispiel, überlappen einander das AutokorrelationsbiId und das reproduzierte Bild, die durch Beleuchten eines derart hergestellten Hologramms mit monochromatischem Licht erzielt sind, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, so daß der Streuungsspitzenwert, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, unter Beleuchtung mit einem weißen Licht nicht länger beobachtet werden kann. Es ist auch möglich, ein ähnliches Hologramm dadurch zu erzielen, daß man eine Öffnung 67 mit ovaler Ringform verwendet und den Bezugslichtstrahl· durch ein kleines Loch 67' einleitet, das näherungsweise im Mittelpunkt der ovalförmigen öffnung vorgesehen ist.

Bei den oben genannten Ausführungsbeispielen ist der Lichtmeßfühler oberhalb des Okulars angeordnet, und die Streuscheibe ist so ausgebildet, daß sie in vertikaler

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Richtung eine höhere Streufähigkeit aufweist. Eine derartige Streuscheibe kann um 90° geschwenkt werden, wenn, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, Lichtmeßfühler 82, 83 in seitlicher Richtung von einem Okular 81 an der Austrittsfläche 80 des Pentaprismas angeordnet sind.

Auch in dem in Fig. 14 gezeigten Fall, in dem Lichtmeßfühler 82', 83' in Richtung eines Winkels θ zur vertikalen Linie angeordnet sind, die durch die Mitte des Okulars 81 hindurchtritt, ist es möglich, das Licht auf den Lichtmeßfühler dadurch zu konzentrieren, daß man die Öffnung zum Bilden des Hologramms derart anordnet, daß man reproduzierte Bilder erhält, die den Lagen der Lichtmeßfühler entsprechen. Fig. 15 zeigt die Positionszuordnung zwischen der punktförmigen Quelle 8 3 für das Bezugslicht und den Öffnungen 85.., 85_ in der Lichtabschirmplatte 84.

I"· der voranstehenden Erläuterung wurde ein optisches System mit Halb-Fouriertransformation zur Bildung eines Hologramms gezeigt, aber es ist ohne weiteres verständlich, daß auch ein anderes optisches System, das in der Lage ist, ein ähnliches Resultat zu erzielen, zum selben Zweck verwendet werden kann.

Fig. 16 zeigt ein bekanntes optisches System zum Bilden eines Fourier-Trans-

formationshologrammSfbei dem ein Laserstrahl 90 mittels eines Mikroskopobjektivs 91 und einer Kollimatorlinse 92 in einen parallelen Lichtstrahl 93 umgewandelt wird, von dem ein Bruchteil mittels einer kleinen Linse 95 gebündelt wird, deren Brennpunkt auf der vorderen Brennebene einer Fourier-Transformationslinse 94 angeordnet ist, und wieder durch die genannte Linse 94 in einen parallelen Strahl umgewandelt wird, der in eine photosensitive Platte 96 eintritt, die auf der Fourier-Transformationsebene angeordnet ist.

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Der verbleibende Bruchteil des Strahles 93 wird durch eine Streuscheibe 9 7 und eine Maske 98 gestreut und tritt in die photosensitive Platte 96 durch die Linse 94 ein. Auf diese Weise wird von der Streuscheibe 9 7 und der Maske auf der photosensitiven Platte 9 6 ein Fourier -Transformationshologramm aufgezeichnet.

Fig. 17 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Verwendung zweier Bezugslichter in einem ähnlichen optischen System, wobei die beiden Bezugslichter, die durch kleine Linsen 95', 95" gebildet sind, durch Spalte zwischen den Masken 98', 98" und zwischen den Streuscheiben 97', 97" in die photosensitive Platte 96 eingeleitet werden.

Fig. 18 zeigt ein weiteres Verfahren zur Erzeugung der Streuscheibe der vorliegenden Erfindung,bei dem ein Laserstrahl 101 durch ein Mikroskopobjektiv 102 in eine divergierende, sphärische Wellenfront umgewandelt wird, die durch eine Kondensorlinse 104 in eine konvergierende, sphärische Wellenfront zum Beleuchten einer Streuscheibe umgewandelt wird, hinter der eine Maske 106 vorgesehen ist, die zwei Öffnungen 107, 108 aufweist, wobei ein Flecken-Muster, das durch die Form derselben bestimmt ist, auf einer photosensitiven Platte 110 abgebildet wird. Eine Streuscheibe mit rotations-asymmetrischer Lichtstreuungseigenschaft kann dadurch erzielt werden, daß man das genannte Flecken-Muster aufzeichnet und die Aufzeichnung in eine Verteilung von Oberflächenunregelmäßigkeiten umwandelt.

Die Winkelverteilung des gestreuten Lichts in diesem Fall wird durch die Form der Öffnungen in der Maske 106 bestimmt und kann näherungsweise durch die Autokorrelationsfunktion der Form der öffnungen dargestellt werden. Somit kann ein höherer Diffusions-Transmissionsgrad unter einem größeren Streuungswinkel dadurch erzielt werden, daß man

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die Abmessung der Öffnungen in der entsprechenden Richtung vergrößert. Fig. 27 zeigt die Streuungseigenschaft, die in dem Fall erzielbar ist, in dem die horizontale Abmessung a der Doppelöffnungen, die in Fig. 18 gezeigt sind, größer ist als deren vertikale Abmessung b. Die Verwendung einer derartigen Streuscheibe mit einer Streuungseigenschaft, wie sie oben erwähnt ist, in Zusammenhang mit dem Lichtmeßfühler, der in einer Richtung angeordnet ist, in der ein höherer Diffusions-Transmissionsgrad vorliegt, gestattet ein ideales Suchersystem, das ein helleres Beobachtungsfeld, eine erhöhte Genauigkeit bei der Entfernungseinstellung und eine größere Lichtmenge sicherstellt, die dem Lichtmeßfühler zugeführt wird. Die Oberflächenausbildung, die durch Aufzeichnen des Flecken-Musters des vorliegenden Ausführungsbeispiels erzielt wird, ist aus idealen kleinen Linsen zusammengesetzt, wie sie in Fig. 5 und 6 gezeigt sind.

Obwohl das Ausführungsbeispiel, das in Fig.18gezeigt ist, zwei Schlitze als Öffnung zum Bilden der Rotationsasymmetrie verwendet, kann im Prinzip eine ähnliche, asymmetrische Streuung auch durch andere rotationsasymmetrische Öffnungen erzielt werden. Genauer gesagt, zum Zweck der Herstellung einer Streuungsscheibe, die ein Flecken-Muster verwendet,können zusätzlich zu den Doppelschlitzen, die in Fig. 18 gezeigt sind, auch andere, verschiedenartige Öffnungen verwendet werden, wie etwa drei Löcher, die in Fig. 19 gezeigt sind, vier Löcher, die in Fig. 20 gezeigt sind, fünf Löcher, die in Fig. 21 gezeigt sind, eine ovale Öffnung, die in Fig. 22 gezeigt ist, eine rechteckige Öffnung, die in Fig. 23 gezeigt ist, eine kreuzförmige Öffnung, die in Fig. 24 gezeigt ist, eine ovale Ringöffnung, die in Fig. 25 gezeigt ist oder eine rechteckige, rahmenartige öffnung, die in Fig.

26 gezeigt ist, entsprechend der gewünschten Streuungseigenschaft und den Charakteristiken der zu verwendenden

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photosensitiven Platte.

Ferner kann die Streuscheibe der vorliegenden Erfindung mittels der phasen-Fresneltechnik (kinoform) hergestellt werden, die ein zusammengesetztes bzw. errechnetes Hologramm ergibt. Es ist bereits innerhalb der bekannten Technologie möglich, die Phasenverteilüng, die auf der Oberfläche der Streuscheibe realisiert werden soll, zu errechnen, um näherungsweise eine vorgegebene,gewünschte Form des reproduzierten Bildes oder der Streuungseigenschaft zu erzielen.

Eine derartige Streuscheibe kann entsprechend den nachfolgenden Schritten hergestellt werden: 15

1. Bestimmen einer gewünschten Streuungseigenschaft,

2. Aufteilen der Oberfläche der Streuscheibe in mehrere Abtastpunkte mit einem geeigneten Abstand und Errechnen der Phase, die jedem der Abtastpunkte zu erteilen ist,und

3. Erstellen einer Phasenplatte, die den Ergebnissen der Berechnung entspricht,mittels eines geeigneten Verfahrens.

Beim oben erwähnten Verfahren kann die Erstellung der Phasenplatte, die den Ergebnissen der Berechnung entspricht, beispielsweise dadurch erzielt werden, daß man ein photosensitives Silberhalogenidmaterial entwickelt und ausbleicht, oder daß man eine unmittelbare Belichtung auf einer Photoresistplatte durchführt.

Wie voranstehend detailliert erläutert ist, liegt die vorliegende Erfindung darin, einen Kamerasucher vorzusehen, der ein helleres Sichtfeld, eine erhöhte Genauigkeit bei der

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Entfernungsmessung und eine wirksame Zufuhr eines Lichtstromes zu einem lichtempfangenden Element sicherstellt, das außerhalb des Lichtstromes des Suchers angeordnet ist, indem man eine Streu-Mattscheibe verwendet, die mit einer rotations-asymmetrischen Winkelverteilung des gestreuten Lichtes versehen ist.

Auch die Streuscheibe, die durch ein holographisches Verfahren oder ein Abbildungsverfahren für ein Flecken-Muster hergestellt ist, die als bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben sind,ist mit einer Oberflächenausbildung versehen, die aus kleinen Linsen zusammengesetzt ist, die ein schärferes Bild mit verringerten, schwarze Flecken bildenden Störungen ergeben, verglichen mit der herkömmlichen Suchermattscheibe mit einer gleichförmig mattierten Oberfläche.

Es wird auch darauf hingewiesen, daß die Oberflächenausbildungen mit rotationsasymmetrischen Streuungseigenschäften, die durch die vorangehenden Ausführungsbeispiele erzielbar sind, als eine Form verwendet werden können, beispielsweise mit einem elektrisch aufgetragenen Überzug hierauf, um die identischen Ausbildungen beispielsweise auf einer Acrylharzplatte durch Druck- oder Spritzguß zu reproduzieren.

Die Erfindung bezieht sich somit auf eine photographische Kamera, die mit einem Suchersystem versehen ist, das in der Brennebene der Abbildungslinse eine Streuscheibe aufweist, die eine rotations-asymmetrische Streuungseigenschaft oder eine rotations-asymmetrische Winkelverteilung des gestreuten Lichtes aufweist.

Die Erfindung bezieht sich ausdrücklich auch auf ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Kamera.

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Claims

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE

Grupe - Pellmann

Patentanwälte:

Dipl.-Ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 8000 München 2

Tel.: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent Münche 28. Dezember 1978 B 9398/case CFO1645-GP76

Patentansprüche

T. Kamera, gekennzeichnet

durch

- ein Abbildungsobjektiv (1),

- eine Streuscheibe (4), die in der Brennebene des Abbildungsobjektivs angeordnet ist und eine rotationsasymmetrische Winkelverteilung des gestreuten Lichts aufweist,

- ein optisches Suchersystem (5,6,7) zum Beobachten des Objektivbildes, das auf der Streuscheibe gebildet ist,

- ein lichtempfindliches Element (13),

- ein optisches System (12) zur Abbildung des Objektbildes auf dem lichtempfindlichen Element und

Be

ORIGINAL INSPECTED

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2 ^{B 9398}

- eine Beiichtungssteuerungseinrichtung*
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das optische Suchersystem ein licht- empfangendes Element (13) aufweist, das außerhalb der optischen Achse des optischen Systems (5, 6, 7) angeordnet ist, und daß die Streuscheibe (4) so ausgelegt ist, daß eine größere Menge gestreuten Lichtes in einer Ebene vorliegt, die das lichtempfangende Element und die optische Achse enthält,als in einer anderen Ebene, die nur die optische Achse enthält.
3. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die andere Ebene, die nur die optische Achse enthält,senkrecht zu der oben erwähnten Ebene steht, die das lichtempfangende Element (13) und die optische Achse enthält.
4. Kamera nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Streuscheibe (4) dazu eingerichtet ist,einen Streudurchlaß' in einer Richtung zu liefern, die in der Ebene, die das lichtempfangende Element (13) und die optische Achse umfaßt, einen Winkel von 14 bis 15° zur Richtung des nicht gestreuten Lichts bildet,der um mindestens 10% größer ist als der Streudurchlaß in der anderen Ebene.
5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Streuscheibe (4) dazu eingerichtet ist, eine größere Menge gestreuten Lichtes in Querrichtung der Kamera als in ihrer anderen Richtung vorzusehen.
6. Verfahren zur Herstellung

einer Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Streuscheibe (4) durch optische Aufzeichnung der Intensitätsverteilung einer Interferenz kohärenten Lichts oder durch Reproduktion

909827/101*

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einer derart hergestellten streuscheibe heryesLellt ist.
7. Verfahren zur Herstellung

einer Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Streuscheibe (4) durch Bildung einer rotations-asymmetrischen Oberflächenausbildung auf einer Form bzw. Gußform und durch Reproduktion der Oberflächenausbildung der Form hergestellt ist.
8. Verfahren zur Herstellung

einer Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuscheibe (4) mit rotations-asymmetrischer Winkelverteilung des gestreuten Lichts dadurch hergestellt wird, daß man eine rotationssymmetrische Oberflächenausbildung auf einem plastischen Material bzw.'Kunststoffmaterial bildet, das Material in einer Richtung dehnt, um eine rotations-asymmetrische Oberflächenaus bildung zu bilden, und durch übertragung der asymmetrischen Oberflächenausbildung eine Reproduktion herstellt.
9. Verfahren zur Herstellung

einer Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Streuscheibe (4) dadurch hergestellt wird, daß man eine Phasenverteilung errechnet, die zum Erzielen einer gewünschten rotationsasymmetrischen Winkelverteilung des gestreuten Lichts erforderlich ist, und daß man eine Oberflächenausbildung entsprechend dem Ergebnis der Berechnung bildet.

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