DE3037880C2 - Automatische Fokussiermeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sicL auf eine automatische Fokussiermeßeinrichtung trigonometrischer Art, mit zwei in einem bestimmten Basisü tenabstand voneinander angeordneten und jeweils ein Objektiv sowie eine Meßlichtquelle bzw. einen Lichtsensor aufweisenden optischen Wegen.

Eine solche Fokussiermeßeinrichtung ist bekannt (US-PS 34 35 744). Diese bekannte Fokussiermeßeinrichtung eignet sich insbesondere für Kameras und ähnliche optische Geräte. Da bei der bekannten Fokussiermeßeinrichtung zur Gewährleistung einer korrekten Scharfeinstellung des Kameraobjektivs auch der Schnittpunkt der Strahlengänge der beiden optischen Systeme, die jeweils aus der Meßlichtquelle bzw. dem Lichtsensor und dem zugeordneten Objektiv bestehen, in Relation zur Meßlichtquelle und zum Lichtsensor scharf eingestellt sein sollte, wird bei der bekannten Fokussiermeßeinrichtung der jeweilige Abstand zwischen dem Lichtsensor und seinem Objektiv sowie zwischen der Meßlichtquelle und deren zugehörigem Objektiv in Abhängigkeit von der Verstellung des Kameraobjektivs verstellt. Gleichzeitig findet eine Drehbewegung des die Meßlichtquelle mit zugehörigem Objektiv enthaltenden Systems statt. Zur Scharfeinstellung des die Meßlichtquelle enthaltenden optischen Systems während der Objektabtastung wird somit der Abstand zwischen der Meßlichtquelle und dem zugehörigen Objektiv über einen entsprechend geformten Noekenarm verändert, während sie gleichzeitig zur Objektabtastung verschwenkt werden. Diese Bewegungsabläufe bedingen eine entsprechend komplizierte Verstell- und Mitführmechanik, die den angestrebten Vorteil einer solchen Autofokussierung, nämlich Vereinfachung, durch den erforderlichen hohen Aufwand in der Praxis wieder zunichte machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Fokussiermeßeinrichtung der eingangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß sich bei einfachem Aufbau eine hohe Entfernungsmeßgenauigkeit durch Gewährleistung einer stets scharfen Abbildung zumindest der Meßlichtquelle auf dem Objekt 5 oder des vom Objekt reflektierten Lichtes auf dem Lichtsensor erzielen läßt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 gelöst

Eine automatische Fokussiermeßeinrichtung mit den

to Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 gehört aufgrund der nicht vorveröffentlichten DE-OS 29 17 229 zum Stand der Technik. Bei dieser zum Stand der Technik gehörenden Fokussiermeßeinrichtung liegt die Drehachse im wesentlichen auf der optischen Achse des depMeßlichtquelle zugeordneten Objektivs.

Bei der erfindungsgemäßen Fokussiermeßeinrichtung sind die beiden Objektive fest angeordnet und wird zumindest entweder die Meßlichtquelle oder der Lichtsensor zur Veränderung des Abstandes vom zugehörigen Objektiv bewegt Die Verstellbewegung erfolgt dabei in Form einer Kreisbahn, wobei die Drehachse des beweglichen Halteteils der Meßlichtquelle bzw. des Lichtsensors exzentrisch außerhalb des von den beiden optischen Achsen der Objektive eingeschlossenen Bereiches angeordnet ist Auf diese Weise ist bei der Verstellung des zumindest einen Elementes, d. h. der Meßlichtquelle oder des Lichtsensors, für eine scharfe Abbildung der Meßlichtquelle auf dem Objekt bzw. des Objektes auf dem Lichtsensor gesorgt Es ist somit eine hohe Entfernungsmeßgenauigkeit durch einfache konstruktive Mittel erreicht Die erfindungsgemäße Fokussiermeßeinrichtung eignet sich daher insbesondere für Kameras, bei denen Aufwand und Leistungsfähigkeit in einem praxisgerechten Verhältnis zueinander stehen sollen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

«> der Funktionsweise der Fokussirrmeßeiniichtung; und Fig.2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht.

In F i g. 1 ist mit 5 ein Lichtprojektions-Objektiv, mit 6 ein Lichtempfangs-Objektiv, mit 2 eine Meßlichtquelle

•»5 und mit 7 ein Lichtsensor bezeichnet. 70 ist die optische Achse des Objektivs 5, und 71 ist die optische Achse des Objektivs 6, die von der Achse 70 um den Basislinienabstand d entfernt ist und zugleich der Lichtempfangsweg ist.

In dem Fall, daß das Objekt einen großen Abstand hat und sich beispielsweise an der Stelle A befindet, kreuzt der Projektionslichtweg den Lichtempfangsweg bei dem Objekt, wenn die Meßlichtquelle 2 in die Position a bewegt ist, wobei das vom Objekt reflektierte Licht durch das Objektiv 6 hindurchtritt und ein Bild auf dem Lichtsensor 7 entstehen läßt, um so den fokussierten Zustand zu bestimmen. Hingegen kreuzen sich die beiden Wege in dem Fall, daß das Objekt sich in einem geringen Abstand, beispielsweise an der Stelle B

w befindet, am Objekt, wenn die Meßlichtquelle zu b bewegt worden ist, wodurch bestätigt wird, daß auf das Objekt scharf eingestellt ist.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der automatischen Fokussiermeßeinrichtung. Hierbei sind dieselben

*>*> Teile wie in Fig. I mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Dabei ist die Meßlichtquelle 2 eine Leuchtdiode für den nahen Infrarotbereich und 3 eine Halterung zum Halten der Meßlichtquelle 2. Die

Halterung 3 ist an einer Hülse 36 befestigt, die an einer feststehenden Drehachse 4 angebracht ist, so daß die Halterung drehbar um die Drehachse 4 ist Die Drehachse 4 ist an einer Stelle hinter dem Objektiv 5 angebracht, die von diesem den Abstand c'und von der optischen Achse des Objektivs 5 den Abstand ein einer zur optischen Achse 71 entgegengesetzten Richtung hat 18 ist ein ?n einer nicht dargestellten Foteassiereinstelleinrichtung der Kamera derart angebrachter Zapfen, daß er während der Scharfeinstellung in Richtung der Pfeile e und /bewegbar ist Mit 15 ist ein um eine Achse 17 drehbarer Hebel bezeichnet, der normalerweise durch eine Feder 19 derart beaufschlagt ist, daß er mit dem Zapfen 18 an dessen Ende in Eingriff steht 16 ist ein um die Achse 17 -drehbarer Nockenhebel, ' der mittels einer Schraube 21 mit dem Hebel 15 verbunden ist wobei der auf dem einen Arm der Halterung 3 angebrachte Zapfen 3a normalerweise in Eingriff mit einem Nockenarm 16a steht und von einer verhältnismäßig weichen Feder Scbeaufschlagt ist

In Fig.2 nimmt die Fokussiermeßeinr>htung die Endstellung für eine geringe Entfernung ein, wobei die Meßlichtquelle 2 die mit durchgezogenen Linien dargestellte Stellung einnimmt Wenn sich die Fokussiermeßeinrichtung aus diesem Zustand in den Zustand für große Entfernungen bewegt, bewegt sich der Zapfen 18 in Richtung des Pfeiles f, wodurch der mit dem Zapfen 18 in Eingriff stehende Hebel 15 um die Achse 17 gegen die Kraft der Feder 19 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Während dieser Bewegung wird die über den Zapfen 3a in Eingriff mit dem Nockenarm 16a stehende "Halterung 3 um die Drehachse 4 gegen die Kraft der Feder 3c im Uhrzeigersinn gedreht wodurch sich die Meßlichtquelle 2 längs der Kreisbahn R derart bewegt daß, wenn auf ein Objekt im Unendlichen scharf, eingestellt ist der Mittelpunkt der Lichtemission mit der optischen Achse 70 übereinstimmt

Zu diesem Zeitpunkt nähert sich die Meßlichtquelle 2 dem Lichtprojektions-Objektiv 5, um die aus der ursprünglichen Lage herausgeschwenkte Distanz <5, so daß sie in den Brennpunkt des Objektivs 5 gelangt

Durch geeignete Wahl des Ortes der Drehachse 4 in bezug auf den Abstand c von der optischen Achse des Objektivs 5 nimmt die Meßlichtquelle immer eine konjugierte Position mit dem Objekt bei jeder Entfernung in bezug auf das Objektiv 5 derart ein, daß das Bild der Meßlichtquelle normalerweise scharf auf dem Objekt abgebildet wird.

Bei der beschriebenen Fokussiermeßeinrichtung ist es möglich, die Drehachse 4 an einer Stelle anzuordnen, an der der projizierte Lichtstrahl nicb' gestört wird Das vorstehend erläuterte Ausführungsöc'spiel bezieht sich zwar auf eine automatische Fokussiermeßeinrichtung des aktiven Typs, aber auch im Falle von automatischen Fokussiermeßeinrichtungen des passiven Typs kann die beschriebene Wirkung erzielt werden, wobei dann anstelle der Lichtquelle 2 ein Lichtsensor von der Halterung 3 gehalten wird.

Im Falle von automatischen Fokussiermeßeinrichtungen des Typs, bei dem sich sowohl der Lichtempfangsweg als auch der Projektionslichtweg entsprechend der Entfernung bewegen, ist es zweckmäßig, wenn sich die Entfernungsmeßelemente, wie beispielsweise die Meßlichtquelie und der Lichtsensor, wie vorstehend erläutert, bewegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Automatische Fokussiermeßeinrichtung trigonometrischer Art, mit zwei in einem bestimmten Basislinienabstand voneinander angeordneten und jeweils ein einrichtungsfestes Objektiv. sowie eine Meßlichtquelle bzw. einen Lichtsensor aufweisenden optischen Wegen, wobei die Meßlichtquelle und/ oder der Lichtsensor mittels einer beweglichen Halterung um eine zugeordnete Drehachse derart drehbar ist, daß bei der Drehung der Halterung während der Abtastung eines Objektes die Meßlichtquelle bzw. der Lichtsensor eine Kreisbahn um die Drehachse beschreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (4) außerhalb des Bereichs zwischen den optischen Achsen (70,71) der beiden Objektive (5, 6) derart angeordnet ist, daß sich die Meßlichtquelle (2) bzw. der Lichtsensor (7) auf der Kreisbahn für zunehmend größere Objektentfernusgen in zunehmend kleinerem Abstand vom zugehörigen Objektiv bewegt

2. Automatische Fokussiermeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtquelle (2) bzw. der Lichtsensor (7) auf der Kreisbahn jeweils eine Position einnimmt, die nahezu mit dem abgetasteten Objekt bezüglich des zugehörigen Objektivs (5,6) konjugiert ist