DE3129325A1 - "vorrichtung zur messung des einfallenden lichts" - Google Patents
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Description
Vorrichtung zur Messung des einfallenden Lichts
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
Messung eines Lichtstrahls mittels eines Beugungsgitters (oder-rasters). Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die als Lichtmeßvorrichtung in einer fotografischen Kamera verwendbar ist.
Messung eines Lichtstrahls mittels eines Beugungsgitters (oder-rasters). Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die als Lichtmeßvorrichtung in einer fotografischen Kamera verwendbar ist.
Die Lichtmeßvorrichtung in einer fotografischen Kamera
teilt einen Teil eines Abbildungslichtstrahls, der durch ein Objektiv hindurchgegangen ist, mittels eines Strahlteilers
ab; das so abgeteilte Licht wird mittels eines Lichtdetektors gemessen. Als Lichtstrahlteiler für eine
derartige Lichtmeßvorrichtung ist bis jetzt ein einziger halb- bzw. teildurchlässiger Spiegel verwendet worden,
der schräg in der Kamera vorgesehen ist. Eine derartige Strahlteilervorrichtung zur Verwendung ün einer Kamera
etc. sollte wünschenswerterweise so dünn wie möglich sein. In der US-PS 3 464 337 ist eine Vorrichtung be-
V/22
Deutsche Bank (München) Klo. 5V61070
Dresdner Bank (München) KIo. 3939844
Postscheck (München) Kto. 670-43-804
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schrieben, bei der zwei Stücke eines Elements, von denen
jedes auf seiner Oberfläche mit einer Vielzahl von geneigten
reflektierenden Flächen versehen ist, zur Bildung eines prismatischen Zeilenrasters zusammengekittet
sind und ein Teil des einfallenden Lichts zur Lichtmessung abgespalten wird.
Ein weiterer Stand der Technik bezüglich Lichtmeßvorrichtungen
ist in den US-PSen 4 103 153 und 4 178 084 beschrieben. Allgemein gesagt hat der Lichtstrahl, der
durch ein optisches System hindurchgegangen ist, einen unterschiedlichen Ausbreitungswinkel in Abhängigkeit
von der F-Zahl des optischen Systems. Wenn deshalb verschiedene Lichtmeßsysteme mit unterschiedlichen Lichtmeßflächen
mit einer Lichtmeßvorrichtung praktisch verwendet werden sollen, ist es wünschenswert, daß die
Meßvorrichtung in der Lage ist, den Lichtstrahl entsprechend den Änderungen der F-Zahl der Blende des optischen
Systems für den einfallenden Lichtstrahl ohne Vermehrung oder Verminderung zu messen und zwar unbeeinflußt vom
Lichtmeßsystem. Anders ausgedrückt ist es wünschenswert, daß die Vorrichtung eine gute Proportionalität zu der
F-Zahl ohne Berücksichtigung der Größe der Lichtaufteilfläche
hat.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Messung von einfallendem Licht zu schaffen,
die frei von den genannten Nachteilen bei herkömmlichen Lichtmeßvorrichtungen ist. Hierzu soll eine Vorrichtung
zur Messung von einfallendem Licht geschaffen werden, die eine gute Proportionalität zu der F-Zahl
unabhängig von der Größe der Lichtmeßfläche hat. Ferner soll eine Lichtmeßvorrichtung für eine einäugige Spiegelreflexkamera
geschaffen werden, die in der Lage ist,
von einem Lichtmeßsystem auf ein anderes umgeschaltet zu werden, ohne daß spezielle Einstellvorgänge notwendig
sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Beugungsgitter vom Relieftyp,
Fig. 2 und 3 schematisch das Prinzip eines Strahlteilers für das Relief-Beugungsgitter,
10
10
Fig. 4 die Reflexionsbeugungs-Ausbeute des Relief-Strahlungsteilers,
Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils des ^ in Fig. 3 gezeigten Strahlteilers,
Fig. 6 A und 6B ein Beispiel der Verwendung des in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Relief-Beugungsgitters
in einer Lichtmeßvorrichtung,
20
20
Fig. 7 A, 7B und 7C verschiedene Möglichkeiten unterschiedliche Lichtmeßsysteme in Abhängigkeit
davon auszuführen, wie die lichtreflektierende
Schicht vorgesehen ist.
Fig. 8 A und 8B perspektivisch einen Strahlteiler und eine Seitenansicht zum Teil aufgeschnitten, einer
einäugigen Spiegelreflexkamera, bei der der Strahlteiler gemäß Fig. 8A als Anwendungsbeispiel
eingebaut ist,
Fig. 9 verschiedene in den Strahlteiler eintretende Lichtstrahlen,
_«^-. " ® ' DE 1433
Fig. 10 11, 12 und 13 schematische Darstellungen, die den Grund für die Konvergenz der abgeteilten
Lichtstrahlen zeigen,
Fig. 14 den Ausbreitungszustand eines in den Strahlteiler
unter einem bestimmten Einfallswinkel eintretenden Lichtstrahls,
Fig. 15 A und 15B eine exemplarische Ausführung des Lichtmeßsystems und den Zustand eines in den
Strahlteiler durch eine Einstellscheibe eintretenden Lichtstrahls,
Fig. 16 A bis 16E verschiedene Strahlteiler, die bei tatsächlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung
verwendet werden;und
Fig. 17 eine Aufsicht auf die Lichtmeßvorrichtung, bei der unterschiedliche Lichtmeßsysteme durch Steuern
des Reflexionsfaktors des Strahlteilers ausgeführt werden.
Eine typische erfindungsgemäße Lichtmeßvorrichtung verwendet ein Beugungsgitter als Strahlteiler ,
um die Dicke soweit wie möglich zu verringern. Das charakteristische Anliegen an das Beugungsgitter ist, daß
kein nutzlos gebeugter Lichtstrahl entstehen sollte, ausgenommen die Abbildungslichtstrahlen und der zur
Lichtmessung gebeugte Lichtstrahl einer speziellen Ordnung, die beide aus dem Beugungsgitteraufbau emittiert
werden. Der Grund hierfür ist, daß nutzlos gebeugtes Licht einen Streulichtstrahl oder Geisterbilder erzeugt;
dies ist für die Bildung und die Beobachtung eines Objektbildes von Nachteil. Es ist zu beachten, daß in
*" dieser Beschreibung der Ausdruck "Abbildungslichtstrahl"
für Lichtstrahlen verwendet wird, die die Bildinforma-
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tion enthalten, unabhängig davon, ob sie sich vor oder hinter der Bildebene befinden.
Es ist bereits ein Strahlteiler vorgeschlagen worden, der Punkte des vorstehend genannten Problems gelöst
hat (siehe offengelegte japanische Patentanmeldung 43-42042), Der in dieser Anmeldung beschriebene Strahl teiler
verwendet ein Beugungsgitter (Beugungsraster) vom Relieftyp, das zur industriellen Großserienherstellung
geeignet ist.
Wie in dieser offengelegten Patentanmeldung beschrieben
ist, hat das Beugungsgitter auf seinem Oberflächenteil eine periodische konkav-konvexe Struktur, die gewöhnlich
als Beugungsgitter (Beugungsraster) vom Relieftyp (Relief-Beugungsgitter)" bezeichnet wird. Der einen derartigen
Beugungsgitteraufbau verwendende Strahlteiler ist zur industriellen Großserienherstellung mittels
eines Kopierverfahrens, wie beispielsweise eines Druckgußverfahrens mit einer Matrix usw. geeignet. Da er
ferner unter Verwendung verschiedener stabiler Materialien, wie beispielsweise Kunststoffmaterialien etc.,
die auf diesem Technologiegebiet gut bekannt sind, hergestellt werden kann, kann ein großer Kostenvorteil
erzielt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll die Beugungscharakteristik
des Beugungsgitters vom Relieftyp (insbesondere
vom Blaze-Typ erläutert werden. Der in der bereits genannten offengelegten japanischen Patentanmeldung 53-42042
beschriebene Strahlteiler verwendet insbesondere von den Relief-Beugungsrastern ein Blaze-rßeugungsraster
mit der Beugungscharakteristik, einen wesentlichen Anteil des einfallenden Lichts in eine spezielle Beugungs-
OJ Ordnung zu beugen, wobei die Beugungsausbeute für das
in nullter Ordnung in Transmission gebeugte Licht zur
O I Z. 3 ό L
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Abbildung des Objektbildes auf 90 % oder höher gehaLten
wird; die Beugungsausbeute für das in erster Ordnung zur Lichtmessung gebeugte Lieht wird auf einigen wenigen
% gehalten und die Beugungsausbeute für die in anderer 5 Ordnungen gebeugten Lichtstrahlen im wesentlichen auf
Null. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Relief-Beugungsgitter vom blaze-Typ mit einer konkav-konvexen
Struktur einer Teilung (Periodenabstand) d und einer konkav-konvexen Größe A » die auf der Oberfläche
eines transparenten Körpers mit einem Brechungsindex η ausgebildet ist.
Der auf das Beugungsgitter 1 einfallende Lichtstrahl 2 wird gebeugt, wobei der in nullter Ordnung in Transmission
gebeugte Lichtstrahl 3, der in derselben Richtung wie das einfallende Licht hindurchgeht und der in N-ter
Ordnung in Transmission gebeugte Lichtstrahl 4 als durchgehende Lichtstrahlen entstehen,' während ein in nulter
Ordnung in Reflexion gebeugter Lichtstrahl 5, der in
™ positiver Reflexionsrichtung an der Gitterebene reflektiert wird und ein in N-ter Ordnung in Reflexion gebeugter
Lichtstrahl 6 als reflektierte Lichtstrahlen entstehen. N ist eine willkürliche ganze Zahl. Fig. 2 zeigt
als Beispiel, wie ein Meßlichtstrahl dadurch erhalten
wird, daß das in Fig. 1 gezeigte Beugungsgitter vom Relieftyp in einem optischen Abbildungssystem angeordnet
wird. Das optische Abbildungssystem dient zur Bildung eines Objektbildes 10 mittels Linsen 8 und 9, in deren
Lichtweg das Beugungsgitter 1 angeordnet ist. Wenn der
Lichtstrahl unter Verwendung des in N-ter Ordnung in
Transmission gebeugten Lichtstrahls 4 gemessen werden soll, wird ein Fotodetektor 14 entsprechend angeordnet;
wenn der Lichtstrahl unter Verwendung des in N-ter Ordnung, in Reflexion gebeugten Lichtstrahles 6 gemessen
werden soll, wird ein Fotodetektor 16 entsprechend angeordnet. Die weiteren Erläuterungen erfolgen exemplarisch
für den ersteren Fall. Damit kein Einfluß auf
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die Funktion der Abbildungsvorrichtung ausgeübt wird, soll der Fotodetektor außerhalb des optischen Abbildungsweges angeordnet sein und die gebeugten Lichtstrahlen
sollten in eine Richtung außerhalb der Linse 9 gebeugt werden.
Bei dem in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
53-42042 beschriebenen Strahlteiler wird als Grund für die Verwendung des in erster Ordnung gebeugten Licht-Strahles
als abgeteiltes gebeugtes Licht, das zur Lichtmessung entnommen wird, angegeben, daß bei gegenwärtig
bekannten Beugungsgittern vom Blaze-Typ es schwierig
■ist, die Beugungsausbeute zweier gebeugter Lichtstrahlen, deren Beugungsordnungen nicht benachbart sind, höher
als die der anderen gebeugten Lichtstrahlen anderer Ordnungen zu machen.
Wenn ein Lichtstrahl in Richtung des Beugungswinkels θ unter Verwendung eines Beugungsgitters mit der Teilung
20' d abgespalten werden soll, besteht die folgende Beziehung
zwischen der Teilung d und dem Beugungswinkel <£ der N-ten
Ordnung.
d sine = N ^ 1.
Hierbei ist /£ die Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahls. Wie man leicht aus obiger Gleichung sieht, wird,
je niedriger die Ordnung N des gebeugten Lichtstrahls zur Verwendung bei der Lichtmessung wird, desto kleiner
der Beugungswinkel und die Teilung d. Der Beugungswinkel φ sollte jedoch einen bestimmten vorgegebenen Wert,
beispielsweise 30 haben, damit der zur Lichtmessung gebeugte Lichtstrahl aus dem Abbildungslichtstrahl entnommen
wird. Stellt man dies in Rechnung, so ist in dem Fall, daß der in nullter Ordnung in Transmission gebeugte
Lichtstrahl und der in erster Ordnung gebeugte Licht-
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strahl als Abbildungslichtstrahl bzw. als zur Lichtmessung
gebeugter Lichtstrahl verwendet werden, wenn das zur Lichtmessung gebeugte Licht mit % » 0,55 jam unter
einem Beugungswinkel θ = 30° abgeteilt werden soll, die Teilung d des Beugungsgitters gemäß Gleichung (1) 1,1
pm, was erforderlich macht, daß das Beugungsgitter extrem kleine Teilungen hat, wodurch sich die Notwendigkeit
ergibt, daß hochentwickelte Herstellungstechniken mit der Folge angewendet werden, daß sich die Kosten bei
der Serienherstellung des Beugungsgitters erhöhen.
Im Gegensatz hierzu ist in der japanischen Patentanmeldung
54-10190 ein Verfahren beschrieben, bei dem man einen leicht herstellbaren Strahlteiler dadurch erhält,
daß man einen gebeugten Lichtstrahl einer hohen Ordnung (d.h. zweiter oder höherer Ordnung) als abgeteilten
Lichtstrahl entnimmt, wobei die Erzeugung von gebeugtem Licht niedrigerer Ordnung unterdrückt wird; hierdurch vermindern sich die Forderungen an das Beugungsgitter vom Relieftyp. Im folgenden soll ein in diese japanischen Patentanmeldung beschriebener Strahlteiler erläutert werden.
Lichtstrahl entnimmt, wobei die Erzeugung von gebeugtem Licht niedrigerer Ordnung unterdrückt wird; hierdurch vermindern sich die Forderungen an das Beugungsgitter vom Relieftyp. Im folgenden soll ein in diese japanischen Patentanmeldung beschriebener Strahlteiler erläutert werden.
or Bei diesem als Lichtmeßvorrichtung für eine fotografische
Kamera verwendeten Strahlteiler hat der Beugungsgitteraufbau für den Strahlteiler eine Beugungsausbeute von
90 % oder mehr für das in nullter Ordnung in Transmission gebeugte Licht und von einigen % für die Reflexlons-
3Q und Beugungsausbeute für die in N-ter Ordnung in Transmission
oder Reflexion gebeugten Lichtstrahlen als Meßlichtstrahlen.
Ferner ist es erforderlich, daß die Beugungsausbeute der anderen Ordnungen im wesentlichen' Null ist. Dies
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hat seine Ursache darin, daß ansonsten die gebeugten Lichtstrahlen ein Geisterbild oder Streulicht verursachen,
was nicht günstig ist.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für den in der japanischen Patentanmeldung 54-10190 beschriebenen Strahlteiler.
In Fig..3 bezeichnet das Bezugszeichen 18 einen optischtransparenten Körper (beispielsweise aus Acryl, Polysty-
ren, Polycarbonat etc.) auf dessen Oberfläche ein Beugungsgitter
vom Relieftyp eingeschnitten ist. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Klebemittelschicht (beispielsweise
ein Epoxy-Klebemittel) mit einer ausreichenden
Dicke, um hierin das Beugungsgitter vom Relieftyp einzubetten; das Klebemittel hat denselben Brechungsindex
wie der optisch-transparente Körper. Bezugszeichen 20 bezeichnet einen optisch-transparenten Körper, der aus
demselben Material wie die Klebemittelschicht 19 hergestellt ist und der mit dem optisch-transparenten Körper
18 durch die Klebemittelschicht 19 optisch einstückig ist. Die einstückige Kombination dieser Bauteile bildet
den Strahlteiler 25. Ferner ist ein dielektrischer Film bestehend aus Siliciumoxid, Titanoxid etc. auf der Oberfläche
des Beugungsgitters vom Relieftyp aufgedampft, der eine Reflexionsbeschichtung 21 mit einem in bestimmter
Weise ausgelegten Reflexionsfaktor bildet.
Im folgenden soll der Fall betrachtet werden, daß ein
Lichtstrahl 22 von einem Objekt in den Strahlteiler 25 30
projiziert wird. Der einfallende Lichtstrahl 22 wird z.T. durch die Reflexionsbeschichtung 21 auf der Oberfläche
des Beugungsgitters vom Relieftyp reflektiert; der restliche Teil geht durch den Strahlteiler hindurch.
Der an der Reflexionsbeschichtung 21 reflektierte Licht-
strahl erleidet eine Phasendifferenz aufgrund der konkav-
O I C. O O L
Ü- '.-.:M- L'■■{ ■'■'..-1
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konvexen Struktur der Reflexionsbeschichtung 21, wodurch
ein reflektierter und gebeugter Lichtstrahl 24 entsteht. In diesem Falle erhält man die Ausbeute £ (N) für das
in N-ter Ordnung reflektierte und gebeugte Licht aus der folgenden Gleichung:
nR(N) = R X f R x sincMNTr-e) ... (2)
B = 2πηΔ/λ ... (3)
"-"■ .
"-"■ .
Hierbei ist R der Reflexionsfaktor der Reflexionsbeschichtung 21. Diese Gleichungen sind Näherungsgleichungen
für den Fall, daß die konkav-konvexe Größe Δ des
Beugungsgitters kleiner als die Teilung d ist. Wenn ein in fünfter Ordnung in Reflexion gebeugter Lichtstrahl
als Lichtmeßstrahl verwendet wird, wird die konkav-konvexe Größe /I so bestimmt, daß die Phasendifferenz /4 β 57Γ
ist, und entsprechend die Beugungsgitterflache hergestellt
. Das von diesem Beugungsgitter reflektierte Licht weist lediglich den in fünfter Ordnung in Reflexion
gebeugten Lichtstrahl 24 auf; in anderen Ordnungen in Reflexion gebeugtes Licht ist nicht vorhanden. Dies ist
in Fig. 4 gezeigt. Die Beugungsausbeute des in fünfter
0_ Ordnung in Reflexion gebeugten Lichts 24 wird gemäß Gleichung (2) £ (5) = R. Durch geeignete Wahl des Reflexionsfaktors
der Reflexionsbeschichtung 21 kann ein
Lichtmeßstrahl der gewünschten Intensität erhalten werden. Da dieser Lichtmeßstrahl der in fünfter Ordnung
Lichtmeßstrahl der gewünschten Intensität erhalten werden. Da dieser Lichtmeßstrahl der in fünfter Ordnung
on gebeugte Lichtstrahl ist, genügt es bei dem als Strahlteiler
verwendeten Beugungsgitter, wenn seine Teilung fünfmal größer ist als bei einem Beugungsgitter, das
in erster Ordnung gebeugtes Licht verwendet.
Wenn man das durchgehende Licht betrachtet, so geht von
dem auf den Strahlteiler 25 in Fig. 3 projizierten Lichtstrahl ein Teil (1-R) % mit Ausnahme des reflektierten
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und gebeugten Lichts hindurch, vorausgesetzt, daß keine Reflexion an einer anderen Oberfläche als der Reflexionsbeschichtung
21 oder kein Verlust in dem Transmissionsmedium auftreten.
Da der transparente Körper 18 denselben Brechungsindex wie die Kittmittelschicht 19 hat, tritt bei diesem Strahlteiler
keine Phasendifferenz beim durchgehenden Licht aufgrund der Relief-Beugungsgitterstruktur auf. Deshalb
'0 tritt kein gebeugtes Licht anderer Ordnung als der nullten
Ordnung auf und das durchgehende Licht besteht im wesentlichen aus dem in nullter Ordnung in Transmission
gebeugten Licht zur Abbildung.
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt durch die Relief-Beugungsgitterstruktur gemäß Fig. 3. Wie man
aus der Zeichnung sieht, erzeugt der Strahlteiler lediglich in hoher Ordnung in Reflexion gebeugtes Licht, das
zur Lichtmessung notwendig ist, und in nullter Ordnung in Transmission gebeugtes Licht, das zur Abbildung notwendig
ist, jedoch kein gebeugtes Licht anderer Ordnungen. Das Verhältnis der entsprechenden Beugungsausbeuten
der beiden gebeugten Lichtstrahlen kann durch geeignete Wahl des Reflexionsfaktors der Reflexionsbeschichtung
21 gesteuert werden.
Diese Punkte sind in dem Teil in der japanischen Patent. anmeldung
54-10190 beschrieben. Dieser Strahlteiler be-
3Q sitzt Mittel, die die Gitterfläche des Beugungsgitteraufbaus
zu einer Reflexionsfläche machen. Durch diese Reflexionsfläche
kann in Reflexion gebeugtes Licht willkürlicher Ordnung erhalten werden. Ferner tritt dadurch, daß
Mittel zur Steuerung der Phasendifferenz des durchgehenden
Lichts in Bezug auf das durch die'· Reflexionsfläche
hindurchgehende Licht vorgesehen sind, kein schädliches Licht außer dem gewünschten abgeteilten Licht auf und
einer großer Abteilwinkel kann erhalten werden, sogar
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wenn ein Beugungsgitter mit einer relativ großen Teilung
verwendet wird. Hierdurch ist der Strahlteiler zur industriellen Serienherstellung geeignet.
Im folgenden soll der Fall erläutert werden, daß der Strahlteiler, der mit der vorstehend erläuterten Relief-Beugungsgitterstruktur
versehen ist, in der Lichtmeßvorrichtung einer einäugigen Spiegelreflexkamera verwendet
wird.
Die Fig. 6A und 6B zeigen, daß der Strahlteiler zur Entnahme des abgeteilten Lichtstrahls außerordentlich nützlich
ist. Fig. 6A zeigt eine Aufsicht auf den Strahlteiler, Fig. 6B einen Querschnitt hiervon. Der Strahlteiler
hat eine hohe Brauchbarkeit als Lichtmeßvorrichtung. Bei diesem Strahlteiler wird das in Reflexion gebeugte
Licht, das zur Lichtmessung abgeteilt ist, zu einem Fotodetektor
34 geführt, wobei es an der inneren Fläche des 2Q transparenten Körpers 27 total reflektiert wird. Dementsprechend
wird der Beugungswinkel des in Reflexion gebeugten Lichts durch die Bedingung für Totalreflexion
bestimmt.
Da ein derartiger Totalreflexion verwendender Strahlteiler
aus einem Licht-Durchgangselement und dem Beugungsgitter besteht, die beide einstückig zusammengefaßt sind,
kann die Vorrichtung im Inneren einer optischen Einrichtung mit großen Vorteilen angeordnet werden.
Der Grund für die Krümmung der Gitterlinien 39 gemäß Fig. 6A ist, daß es hierdurch möglich wird, daß das von
jedem Punkt abgeteilte Licht mit hohem Wirkungsgrad auf dem Fotodetektor 34 auftrifft. Deshalb ist der Strahlteiler
gemäß Fig. 6A (6B), wenn er im Abbildungslichtstrahl
DE 1433
einer Kamera angeordnet ist, in der Lage, einen Teil
des abgeteilten Abbildungslichtstrahls zu dem Fotodetektor zur Lichtmessung hinzuleiten.
Da es, wie vorstehend erläutert, eines der Merkmale des Strahlteilers ist, daß eine Reflexionsschicht auf dem
Relief-Beugungsgitter vorgesehen ist, kann das Lichtmeßsystem von dem einen System auf das andere oder umgekehrt
durch die folgenden Kunstgriffe umgeschaltet werden.
10
10
Zunächst sollen die bei fotografischen Kameras verwendeten
Lichtmeßsysteme erläutert werden. Die Lichtmeßsysteme werden im Großen und Ganzen in die folgenden drei Kategorien
eingeteilt:
15
15
(1) Integrale Lichtmessung mit Mittenbetonung
(2) Teil-Lichtmeßsystem, und
(3) Spot-Lichtmeßsystem
Diese Lichtmeßsysteme haben die folgenden Merkmale:
(1) Integrales Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung (Durchschnitts-Lichtmeßsystem
mit Betonung der Mitte): Dieses Lichtsystem wird meistens bei herkömmlichen AE/Kameras
(Kameras mit automatischer Belichtung) angewendet. Zwar wird bei diesem System eine größere Lichtmenge aus dem
mittleren Teil des fotografischen Objekts gemessen, man
kann jedoch sagen, daß es das sicherste Lichtmeßsystem ist, da es die Durchschnittslichtmenge der gesamten fotografischen
Szene mißt. Dieses System hat jedoch die folgenden Nachteile, wenn eine fotografische Szene einen
hohen Kontrast hat, d.h. wenn beispielsweise eine Person im Schatten unter einem Baum fotografiert werden soll,
„ς wobei das fotografierte Objekt isoliert bzw. umgeben
vom hellen blauen Himmel ist. Aufgrund der Durchschnitts-
O I
DE 1433
lichtmessung der fotografischen Szene insgesamt beeinflußt die Lichtmenge des blauen Himmels in der Szene das
abgeschattete Objekt, wodurch eine übermäßige Lichtmessung für das zu fotografierende Objekt erfolgt und die
Person unter dem Baum unterbelichtet wird.
(2) Teil-Lichtmeßsystem:
Dieses Lichtmeßsystem mißt die Lichtmenge einer Szene
in einem bestimmten begrenzten Gebiet. Bei dem bereits genannten fotografischen Objekt kann eine passende Belichtung
dadurch erhalten werden, daß sie in Bezug auf die Person als zu fotografierendes Objekt erfolgt. Die
Szene um die Person wird jedoch überbelichtet. Zusätzlich
sollte bei diesem Lichtmeßsystem das zu fotografierende
Objekt ohne Ausnahme in dem Lichtmeßgebiet z.Zt. der. Belichtungsbestimmung angeordnet sein, so daß das System
nicht für ein sich bewegendes Objekt geeignet.ist.
™ (3) Spot-Lichtmeßsystem:
Dieses System mißt die Lichtmenge in einem Gebiet, das enger ais j_m Falle des Teil-Lichtmeßsystems begrenzt
ist. Während die den Teil-Lichtmeßsystem eigenen Vorteile ^ bei diesem Lichtmeßsystem anwachsen, wachsen die ihm
eigenen Nachteile noch stärker an.
Zwar sind die meisten derzeit allgemein erhältlichen fotografischen Kameras für eines der beschriebenen Licht-
meßsysteme eingerichtet, es ist jedoch wünschenswert,
daß, da die verschiedensten fotografischen Objekte mit
einem erhöhten Belichtungsniveau fotografiert werden sollen, die vorstehend genannten drei Lichtmeßsysteme
entsprechend einer bestimmten fotografischen Szene verwendet werden können bzw. zwischen ihnen umgeschaltet
werden kann.
DE'1433
Da der erfindungsgemäße Strahlteiler wie vorstehend erläutert
eine Reflexionsschicht auf dem Relief—Beugüngsraster
für eine passende Lichtmessung hat, ist- er in leichter Weise dazu geeignet, mit. diesen drei Lichtmeßsystemen
zu arbeiten.
Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Beispiele für diese drei
Lichtmeßvorgänge bei Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlteilers. In den Figuren der Zeichnung sind die den Gitterabschnitten entsprechenden Gebiete schraffiert. Bei dem Strahlteiler mit Integral-Lichtmessung mit Mittenbetonung wird eine Reflexionsschicht mit einem hohen Reflexionsfaktor im Mittelteil auf das erforderliche Gebiet (in der Zeichnung das schraffierte von durchgehenden Linien umgebene Gebiet), wie es in Fig. 7A gezeigt ist, im Vakuum aufgedampft. Dieses Lichtmeßsystem, bei dem die Reflexionsschicht eine Bevorzugung bezüglich des Reflexionsfaktors in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort hat, ist bereits in einer anderen Anmeldung vorge-
Lichtmeßvorgänge bei Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlteilers. In den Figuren der Zeichnung sind die den Gitterabschnitten entsprechenden Gebiete schraffiert. Bei dem Strahlteiler mit Integral-Lichtmessung mit Mittenbetonung wird eine Reflexionsschicht mit einem hohen Reflexionsfaktor im Mittelteil auf das erforderliche Gebiet (in der Zeichnung das schraffierte von durchgehenden Linien umgebene Gebiet), wie es in Fig. 7A gezeigt ist, im Vakuum aufgedampft. Dieses Lichtmeßsystem, bei dem die Reflexionsschicht eine Bevorzugung bezüglich des Reflexionsfaktors in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort hat, ist bereits in einer anderen Anmeldung vorge-
*■" schlagen worden.
Der Strahlteiler zur Teil- und - Spot-Lichtmessung kann dadurch realisiert werden, daß die Reflexionsschicht
lediglich auf dem erforderlichen Gebiet in einem spe- ^ ziellen Teil des Gitterquerschnitts vorgesehen wird,
v/ie dies in den Fig. 7B und 7C gezeigt ist.
Der Aufbau des Strahlteilers, der erfindungsgemäß verwendet
wird, ist bereits in Verbindung mit den Fig. 1 und
3 beschrieben worden. Wie aus den Erläuterungen der Fig.
3 ersichtlich ist, ist der Gitterquerschnitt, auf dem keine Reflexionsschicht vorgesehen ist, einem Bauteil
äquivalent, das kein optisches.Gitter hat. Als Konsequenz
hiervon kann ein Bereich des Gitters ohne Reflexions-
schicht als optisch transparent betrachtet werden.
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Die Fig. 8A und 8B zeigen ein Beispiel für eine in eine
fotografische Kamera eingebaute Lichtmeßvorrichtung,
bei der jedes geeignete Lichtmeßsystem zu diesem Zweck gewählt werden kann.
Fig. 8A zeigt eine Einheit der Lichtmeßvorrichtung, bei der eine Einstellscheibe 301, ein Strahlteiler 302, eine
Kondensorlinse 303 einstückig in einen Rahmen 304 der
Einheit eingebaut sind. Bei diesem Aufbau der Einheit sind Abstandselemente 305 und 306 sowohl auf der oberen
als auch auf der unteren Oberfläche des Strahlteilers 302 vorgesehen, so daß die Grenzschichten an diesen Oberflächenkontakt
mit Luft haben. Ferner ist ein vorspringender Abschnitt 307 mit einer Lichtaustritts-Endflache
des Strahlteilers 302 versehen, dessen Dicke der Dicke der Einheit entspricht, so daß der Abstand eines Fotodetektors
von der Lichtaustritts-Endfläche so klein wie möglich gemacht werden kann. Diese Vorrichtung ist vorgesehen,
damit der Lichtverlust aufgrund der Divergenz des Lichtes so klein wie möglich gemacht werden kann,
da, wie bereits ausgeführt, der aus der Lichtaustritts-Endfläche
austretende Lichtstrahl zum Divergieren neigt.
Fig. 8B zeigt eine Seitenansicht z.T. im Querschnitt
einer einäugigen Spiegelreflexkamera, in der ein Strahlteiler mit diesem Aufbau eingebaut ist. Das Bild eines
Objekts wird durch ein Objektiv 311 auf der Einstellscheibe 301 über einen schnellen Rückkehrspiegel 312
entworfen, so daß ein Einstellvorgang ausgeführt werden
ow kann. Der Abbildungslichtstrahl wird anschließend durch
den Strahlteiler 302 aufgespalten, wobei der eine Teil des Lichtstrahls zu dem Fotodetektor 310 geleitet wird,
wo das Licht zur Bestimmung der geeigneten Belichtung
gemessen wird.
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Durch den Einbau jedes der in den Fig. 7A, 7B und 7C
gezeigten Strahlteilers in einen getrennten Einheitsrahmen,
wie er in Fig. 8A gezeigt ist, sowie dadurch, daß diese Lichtmeßeinheiten an der in Fig. 8B gezeigten Stel-Ie
austauschbar angeordnet sind, ist es möglich, entweder das Integral-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung, das Teil-Lichtmeßsystem
oder das Spot-Lichtmeßsystem in einer Kamera zu verwenden, was sehr vorteilhaft ist.
In Fig. 8B ist das strichpunktiert dargestellte Pentaprisma
309 vom Kameragehäuse abnehmbar. Der Austausch der Lichtmeßeinheit kann so durchgeführt werden, daß
zuerst das Pentaprisma 309 vom Kameragehäuse abgenommen wird und anschließend die Lichtmeßeinheit in der Kamera
plaziert wird, wobei jede Einheit durch eine Feder 308 positioniert .wird.
Im folgenden soll ein Strahlteiler erläutert werden, dessen Reliefgitter gekrümmt ist, wie er in Fig. 6 gezeigt
ist, wodurch es möglich wird, eine stärkere Licht-Sammelfunktion allein durch den Aufbau des Strahlteilers,
der bei einem austauschbaren Lichtmeßsystera verwendet wird, zu erzielen.
Fig. 9 zeigt die Ausdehnung des auf den Strahlteiler
302 einfallenden Lichtstrahls. In den in Fig. 8B gezeigten Strahlteiler tritt gewöhnlich ein Lichtstrahl mit
einer der Objektivöffnung entsprechenden Ausdehnung und 3Q einer für die Einstellscheibe charakteristischen Lichtorientierung
ein.
Wenn der Objektiv-Öffnungswert (Blendenwert) F/1,4 ist,
tritt in den Strahlteiler 102 ein Lichtstrahl mit einer Winkelausdehnung entsprechend dem Blendenwert F/1,4 ein,
d.h. der Lichtstrahl a. Im Falle eines Blendenwertes
DE 1433
F/2 bzw. F/2,8 etc. treten Lichtstrahlen b und c in'den
Strahlteiler ein.
In Fig. 10 sind die Reliefgitter des Strahlteilers in
Form von konzentrischen Kreisen oder spiralförmig mit dem Punkt F als Krümmungsmittelpunkt angeordnet. An den
Schnittebenen A-A1, B-B' oder C-C, die durch den Krümmungsmittelpunkt
F hindurchgehen, haben die Reliefgitter ohne Ausnahme dieselbe Form (Neigungswinkel der geneigten ,
'^ Fläche, Teilung, etc.).
Fig. 11 zeigt den Reflexionszustand des Lichtstrahles innerhalb dieser Ebene, d.h. innerhalb einer durch den
Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden Querschnittsebene. In Fig. 11 ist mit E die durch den Krümmungsmittelpunkt
F hindurchgehende Querschnittsebene bezeichnet und mit D die Reflexionsfläche des Relief gitters. Der
Normal-Vektor auf der Reflexionsfläche des Reliefgitters
sei K. Der Normalvektor K liegt in dieser Ebene. Folglich liegen zwangsläufig die reflektierten Lichtstrahlen der
einfallenden Lichtstrahlen 315, 316 etc. in dieser Ebene. Anders ausgedrückt, das reflektierte Licht ist hin zum
Krümmungsmittelpunkt F gerichtet, wobei es sowohl an _ς der oberen als auch an der unteren Fläche des Strahlteilers
302 total reflektiert wird, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist.
Die Lichtstrahlen 320, 321, 322, die zu den Punkten X, OQ Y, Z projiziert und an diesen Punkten reflektiert werden,
wie dies in Fig. 13 gezeigt ist, werden gebrochen, wenn s
sie aus der Lichtaustritts-Endfläche des Strahlteilers 302 in die Luft austreten und auf einem Punkt F1 konvergiert,
der vor dem Krümmungsmittelpunkt F liegt.
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^ Diese Ausführungen zeigen, daß von den in den Strahlteiler
eintretenden Lichtstrahlen alle komponenten innerhalb der durch den Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden
Querschnittsebenen im Punkt F1 konvergieren. ·
Andererseits konvergieren die Lichtstrahlen mit einer Winkelkomponente bezogen auf die Querschnittsebene nicht
im Punkt F, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. In Fig. 14 divergieren von den Lichtstrahlen, die in die Punkte
'^ X, Y, Z eintreten und an diesen Punkten reflektiert werden,
die Lichtstrahlen 323, 324, 325 bzw. 327, 328, 329, die jeweils ein- und dieselbe Winkelkomponente haben,
in der Nähe des Punktes F1. (Dies ist eine Folge der Tatsache, daß der einfallende Lichtvektor und der Normalvektor
zu der Relieffläche nicht in ein- und derselben Ebene liegen, so daß der reflektierte Lichtvektor nicht
innerhalb der durch den Krümmungsmittelpunkt F hindurchgehenden
Ebene liegt, während das Licht entlang dem reflektierten Lichtvektor geführt wird.)
Von den in den Strahlteiler eintretenden Lichtstrahlen sollte die senkrecht in den Strahlteiler eintretende
Lichtkomponente innerhalb der durch den Krümmungsmitte 1- nc punkt F gehenden Kurve liegen. Hieraus sieht man, daß mehr
Lichtstrahlkomponenten, die dazu neigen, senkrecht in den Strahlteiler einzutreten, in der Nähe des Konvergenzpunktes
F1 des Schlitz-Lichtstrahles vorhanden sind.
In Fig. 8 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem der Strahlteiler
als Lichtmeßvorrichtung für eine fotografische Kamera
angewendet ist. Bei einer Lichtmeßvorrichtung für eine Kamera ist es erforderlich, daß sie eine "Proportionalität
zur Blendenzahl (F-Zahl)" hat. Mit dem Ausdruck "Proportionalität zur F-Zahl" ist gemeint, daß die Änderung
des Belichtungspegels proportional zur Änderung der Objektivöffnung ist. Idealerweise wäre es wünschenswert,
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daß die auf den Fotodetektor auftreffende Lichtmenge
um die Hälfte verringert wird, wenn die Blende um eine
Stufe "zusammengezogen" wird.
um die Hälfte verringert wird, wenn die Blende um eine
Stufe "zusammengezogen" wird.
Aufgrund der vorstehend erläuterten Charakteristik des
Strahlteilers ist offensichtlich, daß, wenn die Vorrichtung im Licht-Konvergenzpunkt F' angeordnet ist, die
vom Fotodetektor empfangene Lichtmenge zum großen Teil
aus den senkrechten Komponenten der Lichtstrahlen be-
Strahlteilers ist offensichtlich, daß, wenn die Vorrichtung im Licht-Konvergenzpunkt F' angeordnet ist, die
vom Fotodetektor empfangene Lichtmenge zum großen Teil
aus den senkrechten Komponenten der Lichtstrahlen be-
Ί" steht, die in den Strahlteiler eintreten. Wenn die Objektivöffnung
klein wird, liegen selbstverständlicherweise die Lichtstrahlkomponenten, die den Strahlteiler erreichen,
sehr nahe an den senkrechten Komponenten des Lichtstrahls. Wenn andererseits die Objektivöffnung groß wird,
tritt e^n Lichtstrahl mit einem großen Winkelbereich
in den Strahlteiler ein; unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird der Anteil der Senkrechtkomponenten niedriger
als im Falle kleiner Öffnungen. Infolge hiervon bedeutet die Anordnung des Fotodetektors in der Nähe des
^ Punktes F1, daß er einen großen Anteil des Lichtstrahles
mit Komponenten kleiner Öffnung empfängt, wobei das Verhältnis zwischen den Lichtstrahlkomponenten für große
Öffnung und denen für kleine Öffnung gestört und damit
die Proportionalität zur F-Zahl verschlechtert wird.
25
Hieraus ist ersichtlich, daß eine gute Proportionalität zur F-Zahl dadurch erreicht werden kann, daß der Fotodetektor
entfernt vom Licht-Konvergenzpunkt F1 angeordnet
wird.
In dem Fall, daß ein Umschalten des Lichtmeßsystems von einem System auf ein anderes System verwendet wird, d.h.,
daß das Durchschnitts-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung, das Teil-Lichtmeßsystem und das Spot-Lic.htnießsystem verwendet
werden, sollten die folgenden Punkte beachtet werden.
-"■£™ DE 1433
Fig. 15 zeigt ein Beispiel für den Entwurf des Lichtmeßsystems,
bei dem die Einstellscheibe 301, der Strahlteiler 302, die Kondensorlinse 303 und der Fotodetektor
310 in dieser Reihenfolge betrachtet von der Seite des
5 Objektivs angeordnet sind. Bei diesem Systementwurf geht der in den Strahlteiler 302 eintretende Lichtsttrahl
immer durch die Einstellscheibe 301.
Von verschiedenen Herstellern werden insgesamt viele
Arten von Einstellscheiben 301 hergestellt und sind allgemein erhältlich. Als Beispiel hierfür soll die Erklärung
in Verbindung mit einer Einstellscheibe erfolgen, die einen Schnittbild- und einen Mikroprismenabschnitt
hat, wie sie allgemein verwendet wird.
15
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Fig. 15B zeigt eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 15A gezeigten Lichtmeßsystems, bei der die untere Oberfläche
der Einstellscheibe aus einer Mattscheibe 330
und eine Mikroprisrnenabschnitt 331 in deren Mittelpunkt besteht. Hierbei soll der Fall betrachtet werden, daß
Lichtstrahlen 332, 333, 334 und 335 senkrecht auf die Einstellscheibe projiziert werden. Die in die Mattscheibe
330 eintretenden Lichtstrahlen 332 und 333 werden entsprechend der Lichtorientierungscharakteristik der Matt-
" scheibe 330 gestreut und hin zu dem Strahlteiler 302
gerichtet. Andererseits werden die in den Prismenabschnitt 331 eintretenden Lichtstrahlen 334 und 335 an
diesen Prismenabschnitt gebrochen und zu dem Strahlteiler 302 unter einem bestimmten Winkel hin projiziert. Auf
der Mattscheibe trffen mehr Lichtstrahlkomponenten auf,
die in der Einfallsrichtung orientiert sind, mit der
Konsequenz, daß, da der in die Einstellscheibe entsprechend dem Blendenwert des Objektivs eintretende Lichtstrahl
durch die Einstellscheibe gestreut wird, er in
den Strahlteiler mit einer Winkelkomponente bezüglich
■IH-·
DE 1433
des einfallenden Lichtstrahls projiziert wird. Beim Prismenabschnitt
trifft der vertikal auf den Strahlteiler auftreffende Lichtstrahl auf die Einstellscheibe unter
einem V/inkel auf, wie im Falle des Lichtstrahls 336.
Anders ausgedrückt, der Lichtstrahl tritt in den Strahlteiler unter einem anderen Winkel als in die Einstellscheibe
ein.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß der Lichtstrahl
am Licht-Konvergenzpunkt F' mehr Lichtstrahlkomponenten
für kleine Öffnungen des Objektivs für die in die Mattscheibe eintretenden Lichtstrahlkomponenten enthält,
und daß er mehr Lichtstrahlkomponenten für große Öffnung für die in den Prismenabschnitt eintretenden Lichtstrahl-'5
komponenten enthält.
Wenn folglich das Lichtmeßsystem von dem einen System
auf das andere durch Ändern des Reflexionsschichtbereichs
wie in Fig. 17 gezeigt, unigeschaltet wird, unterscheidet
sich die Beeinflussung des Aufbaus des Lichtstrahls,
den die. Mattscheibe und der Prismenabschnitt empfangen, für das Durchschnitts-Lichtmeßsystem mit Mittenbetonung,
das Tetl-Lichtmeßsystern und das Spot-Lichtmeßsystem.
Insbesondere im Falle der Spot-Lichtmessung ergibt es
r.ich, daß lediglich der obere Teil des Prismenabschnitts
eine HeflexionsGchicht mit der unangenehmen Folge hat,
. daß sich die Proportionalität zur F-Zahl zwischen den
verschiedenen Lichtmeßsystemen unterscheidet. Um diese Probleme zu lösen, ist es notwendig, die Positionsbezie-
hung zwischen dem Fotodetektor und der Lichtstrahlverteilung,
die von dem vom Strahlteiler abgeteilten Lichtstrahl erzeugt wird, wenn dieser aus der Lichtaustritts-Endflache
austritt, für die verschiedenen Lichtmeßsysteme gleich zu machen.
DE 1433
Zur Erreichung dieser Äquivalenz gibt es zwei mögliche Methoden:
(1) Verschieben der Position des Fotodetektors,
(2) Verschieben der Lage des Licht-Konvergenzpunktes F1 , d.h. des Krümrnungsmi ttelpunktes F.
(2) Verschieben der Lage des Licht-Konvergenzpunktes F1 , d.h. des Krümrnungsmi ttelpunktes F.
Die erstere Methode ist praktisch nicht anwendbar, da der in dem Kamera-Hauptgehäuse befestigte Fotodetektor
bewegt werden muß.
Als Beispiel für die letztere Methode sind drei Ausführungsbeispiele
in den Fig. 16A, 16B und 16C gezeigt. Das erste Ausführungsbeispiel in Fig. 16A zeigt die Situation,
wenn die Krümmung des Reliefgitters selbst geändert wird. Wenn die Krümmung groß gemacht wird, kann
der Lichtkonvergenzpunkt F1 zu einem von F' zu einem von F1 entfernteren Punkt F" verschoben werden. Beim
zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16B erfolgt eine Änderung der Lichtaustritts-Endfläche. Beispielsweise
dadurch, daß der Endfläche die Form einer zylindrischen, Konkavlinse gegeben wird, wie dies in der Fig. dargestellt
ist, kann der Licht-Konvergenzpunkt F' zum Punkt F" verschoben werden. Beim dritten Ausführungsbeispiel
in Fig. 16C wird der Krümmungsmittelpunkt horizontal
verschoben, wodurch der Lichtkonvergenzpunkt F1 nach F" verschoben wird. Anstelle der Lichtaustritts-Endfläche
einer Prismenform wie in Fig. 16D zu geben, kann auch der Krümmungsmittelpunkt in Querrichtung verschoben wer-
ou den, wie dies in Fig. 16e gezeigt ist.
Bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist es möglich, den Licht-Konvergenzpunkt so zu verschieben,
daß der Strahlteiler für jedes Lichtmeßsystem ein
konstantes Lichtmeßvermögen hat.
•Ik' -
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Wie vorstehend ausgeführt, ist es bei den Lichtmeßvor richtungen gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung
möglich, eine passende Belichtung entsprechend dem zu fotografierenden Objekt zu erzielen, sowie ferner die
Lichtmeßcharakteristik eines jeden Lichtmeßsystems dadurch
zu vereinheitlichen, daß der Krümmungsmittelpunkt
des Reliefgitterabschnittes entsprechend dem Lichtmeßsystem geändert wird. Deshalb kann durch Verwendung der
Lichtmeßvorrichtung eine brauchbare Kamera realisiert werden, bei der die Lichtmeßsysteme geändert werden können.
Tm folgenden soll ο i.n weiteres Ausführungsbeispiel einer
Lichtmeßvorrichtuni'. gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden. V/enn bei dieser Lichtmeßvorrichtung
die Lichtmeßeinheit für jedes Lichtmeßsystem dadurch verwendet wird, daß die einzelnen Einheiten ausgetauscht
werden, stimmen die aus dem Strahl teiler hin zu dem Fotodetektor herausgeführten Gesamtlichtmengen überein, wo-
■^ durch Probleme bei der Ausführung der Belichtungskorrektur,
welche beim Austausch der Lichtmeßsysteme ansonsten erforderlich werden würde, vermieden werden.
Wie in Fig. 17 gezeigt, breitet sich von jedem Punkt (x»y) des Gitterabschnittes eine Lichtmenge aus, und
wird unter dem Winkel Θ, unter dem man den Fotodetektor
410 von dem Punkt (x,y) sieht, geführt. Wenn beispielsweise
der Betrachtungswinkel des Fotodetektors 410 von einem nahen Punkt Cx1, y. ) Θ. ist, und der Betrachtungslii
winkel des Fotodetektors 410 von einem fernen Punkt (x„,
x ) θρ, so ist natürlich der Betrachtungswinkel θ von
dem fernen Punkt (x„, y?) kleiner. Von dem sich von diesen
Punkten ausbreitenden Lichtstrahlen gelangen die LichtstrahLen innerhalb des Winkels ·ΘΛ von dem nahen
*
Punkt Cx1 , y1 ) zu dem Fotodetektor, während die in dem
Winkel 9? eingeschlossenen Lichtstrahlen von dem fernen
Punkt (χ«, Y2) zu dem Fotodetektor gelangen. V/enn folg-
-JCh
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lieh eine Reflexionsschicht mit demselben Reflexionsfaktor
auf der gesamten Oberfläche vorgesehen ist, unterscheiden S[Ch cjie von Cjen einzelnen Punkten zu dem Fotodetektorgeleiteten
Lichtmengen. Da sich ferner auch der Ausbreitungsabstand unterscheidet, ergibt sich ein Absorptionsverlust
des Lichts aufgrund des Ausbreitungsmediums; folglich muß der "Mengenfaktor" betrachtet werden,
mit dem der Lichtstrahl auf trifft, wenn man die zu dem Fotodetektor geführte Gesamtlichtmenge betrachtet.
Anders ausgedrückt, wenn W(x,y) eine diesen Mengenfaktor darstellende Funktion ist, kann der zu dem Fotodetektor
geleitete Lichtstrahl folgendermaßen ausgedrückt werden:
I = / K · W(x.y) · R(x.y)ds
In der obigen Gleichung bezeichnet K eine Proportionalitätskonstante, R (x,y) einen Reflexionsfaktor für einen
Punkt, ds ein Flächenelement im Punkt (x,y) und S den Bereich der Reflexionsschicht.
Im allgemeinen ist der Mengenfaktor W (jtf.y) nicht durch
eine analytische Gleichung ausdrückbar und döf Wert I
kann nicht einfach außer durch eine numerische Berechnung unter Verwendung einös Computers gefunden werden.
Bei den drei Arten von Strahlteilern mit jeweils unterschiedlichen Strahlteilflächen,
wie sie in den Fig.. 7Λ, 7B und 7C gezeigt sind, sei die
Lichtrneßfläche für die Durchschni tts-Lichtffie'gSung mit M i. ttenbetonunf« S , die Lichtmeßf lache für die Teil-Lichtmessung Sp und die Lichtmeßfläche für die Spot-Lichtmessung S„ . Wenn der Reflexionsfaktor R so bestimmt wird, daß die Beziehung I1 = I „ - I^o gilt, so wird die bei der Lichtmeßsystemart zu dein Fotodetektor gelei-
Lichtrneßfläche für die Durchschni tts-Lichtffie'gSung mit M i. ttenbetonunf« S , die Lichtmeßf lache für die Teil-Lichtmessung Sp und die Lichtmeßfläche für die Spot-Lichtmessung S„ . Wenn der Reflexionsfaktor R so bestimmt wird, daß die Beziehung I1 = I „ - I^o gilt, so wird die bei der Lichtmeßsystemart zu dein Fotodetektor gelei-
tete Lichtmenge konstant«
•It-
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Bei einer ausgeführten Beispielsrechnung hat es sich
herausgestellt, daß das Verhältnis der Reflexionsfaktoren etwa 1:3 ist, wenn ein Strahlteiler für Teil-Lichtmessung
mit einem Bereich von ll/5mm und einer für Spot-Lichtmessung
mit einem Bereich von 6^mm hergestellt werden und
die Ergebnisse experimentell betrachtet im wesentlichen übereinstimmend sind.
Wie vorstehend ausgeführt, wird es durch die Lichtmeßvorrichtung entsprechend den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen möglich, fotografische Vorgänge durch den
einfachen Austausch der Lichtmeßeinheit in der Kamera
und ohne Notwendigkeit irgendwelcher komplizierter Belichtungskorrekturen
auszuführen, d.h. dadurch, daß der Reflexionsfaktor der Reflexionsschicht in dem Strahlteiler
so gesteuert und eingestellt wird, daß er entsprechend dem Lichtbereich des Lichtmeßsystems verwendet
werden kann.
Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Messung des in ein optisches System einfallenden Lichts, die aus einem
optischen System, das einen Lichtweg bestimmt, einem Strahl teiler, der in dem optischen Weg angeordnet ist
vand bestimmte Abmessungen der Fläche sowie die Eigenschaft
hat, einen abgeteilten konvergierenden Strahl in einer Ebene zu erzeugen, und einem Fotodetektor aufgebaut
ist, auf den der abgeteilte konvergierende Lichtstrahl gerichtet ist. Bei dieser Vorrichtung wird die
Lage des Licht-Konvergenzpunktes des abgeteilten konvergierenden
Lichtstrahles entsprechend der vorgegebenen Große der Fläche des Strahlteilers eingestellt.
Leerseite
Claims (5)
1.) Vorrichtung zur Messung des in ein optisches System einfallenden Lichts, gekennzeichnet durch
a) ein einen optischen Weg definierendes optisches System,
b) einen in dem optischen Weg angeordneten Strahlteiler,
der vorgegebene Abmessungen der Fläche und die Eigenschaft hat, einen konvergierenden abgeteilten Lichtstrahl
in einer Ebene zu erzeugen und
c) eine Fotodetektoreinrichtung, auf die der abgeteilte
konvergierende Lichtstrahl gerichtet ist, wobei der
Licht-Konvergenzpunkt des abgeteilten konvergierenden Lichtstrahls entsprechend den vorgegebenen Abmessungen angeordnet ist.
Licht-Konvergenzpunkt des abgeteilten konvergierenden Lichtstrahls entsprechend den vorgegebenen Abmessungen angeordnet ist.
2.· Vorrichtung zur Messung des in ein optisches System einfallenden Lichts, gekennzeichnet durch
a) ein einen optischen Weg definierendes optisches System,
b) einen Strahlteiler, der eine Vielzahl von teilreflektierenden
schrägen in dem optischen Weg angeordneten Oberflächen aufweist und vorgegebene '· Abmessungen der
Fläche sowie die Eigenschaft hat, abgeteiltes konvergie-
V/22
Deutsche Bank (München) Ktö. 51/81070
Dresdner Bank (München) Kto. 3939844
Postscheck (München) Kto. 670-43-804
DE 1433
rendes Licht in einer Ebene zu erzeugen, und
c) eine Fotodetektoreinrichtung, auf die der abgeteilte konvergierende Strahl gerichtet ist, Wobei der Wert der
Reflexionsfaktor der teilreflektierenden geneigten FIa^
eben entsprechend den vorgegebenen Abmessungen des
Strahltellers eingestellt wird.
Strahltellers eingestellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlteiler ein in einem transparenten Substrat ausgebildetes Relief-Beugungsgitter ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierenden geneigten Oberflächen
in einer Ebene, in der die Oberflächen liegen, gekrümmt
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische System einen Sucher einer fotografischen Kamera bildet und daß der Strahlteiler
in der Nähe der Brennebene angeordnet ist.
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US5218423A (en) * | 1991-09-27 | 1993-06-08 | Hughes Aircraft Company | Method and apparatus for generating a plurality of radiation beams from incident radiation in a multiple wavelength interferometer |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3464337A (en) * | 1966-04-15 | 1969-09-02 | Pentacon Dresden Veb | Mirror reflex camera with internal photoelectric light meter |
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JPS55101922A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Canon Inc | Light splitter |
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1981
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- 1981-07-24 DE DE19813129325 patent/DE3129325A1/de active Granted
Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US3464337A (en) * | 1966-04-15 | 1969-09-02 | Pentacon Dresden Veb | Mirror reflex camera with internal photoelectric light meter |
GB1461084A (en) * | 1972-12-11 | 1977-01-13 | Canon Kk | Detection of the intensity of light |
US4103153A (en) * | 1975-06-06 | 1978-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for measuring light incident on an image forming optical system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3517650A1 (de) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronic mbH, 2000 Hamburg | Integrierende empfangseinrichtung fuer laserstrahlung |
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US4486096A (en) | 1984-12-04 |
GB2084336B (en) | 1985-07-31 |
GB2084336A (en) | 1982-04-07 |
DE3129325C2 (de) | 1990-10-31 |
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