DE3142425A1

DE3142425A1 - Loesbares anbringen einer automatischen scharfeinstelleinrichtung erlaubendes wechselobjektiv

Info

Publication number: DE3142425A1
Application number: DE19813142425
Authority: DE
Inventors: Yasuhisa Yokohama Kanagawa Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-10-28
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE3142425C2; US4486074A; JPS5774709A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselobjektiv, das mit einer automatischen Schärfeinstelleinrichtung (Pokussiereinrichtung) versehen ist, und insbesondere auf ein Wechselobjektiv, bei dem ein Teil des fokussierenden AufnahmeObjektivs so ausgeführt ist, daß es wieder entfernbar arn Vorderteil oder am

Rückteil des Objektivtubus anbringbar und die

"Bewegung des lösbar angebrachten AufnahmeObjektivs durch die automatische Scharfeinsteileinrichtung steuerbar ist.

Aus den US-Patentanmeldungen 944 974 und 121 690 sind eine Einrichtung und .ein System bekannt, bei dem die Entfernung zu einem zu photographierenden Objekt gemessen und in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, das in Binärform überführt wird, während andererseits die am Entfernungseinstellring des Wechselobjektivs eingestellte Entfernung als elektrisches Signal entnommen und in "Binärform umgesetzt wird; die Information des

wird mit der Objektentfernungs-

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Oinsitner Dank (München) KIo. 3939844

Posischeck (München) Kto. 670-43-804

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information verglichen und die Bewegung des Entfernungseinstellrings durch eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einen Motor oder dgl. gesteuert, wodurch das Aufnähmeobjektiv in die Scharfeinstellungs—Position bewegt wird.

Es sind bis jetzt eine Vielzahl von Kameras mit automatischen ScharfeinStelleinrichtungen (sogenannte Autofokus -Kameras) bekannt; ein typisches .Beispiel eines Scharfeinstellsystems, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 92127/1975 beschrieben ist, weist einen automatischen Scharfeinstellerfassungsmechanismus auf, der innerhalb des Aufnahmelinsensystems vorgesehen ist; das Aufnahmeobjektiv wird insgesamt oder zum Teil durch ein Signal des automatischen Scharfeinstellerfassung smechanismus angetrieben. Ein weiteres typisches Beispiel ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 66223/1978 oder 66224/1978 beschrieben, bei dem eine Entfernungsmeßeinrichtung außerhalb des Aufnahmelinsensystems vorgesehen ißt, und das Aufnahmeobjektiv als Ganzes oder zum Teil durch ein Antriebssignal angetrieben wird. "Diese Systeme sind insbesondere auf die Verwendung bei Kameras, wie 8 mm-Pilmkameras oder Kameras mit Linsenverschluß (Zentralverschluß) ausgerichtet, bei denen das Aufnahmeobjektiv fest am Kamerakörper angebracht ist. Diese Systeme sind jedoch praktisch nicht brauchbar für einäugige Spiegelreflexkameras, bei denen eine Vielzahl von Wechselobjektiven verwendet werden kann, da der Antriebsmechanismus in jedem Wechselobjek-

tiv vorgesehen werden muß; dies führt zu einem großen Gewicht und zu einem großen Aufwand für das Objektiv ,. selbst.

Bei einem Objektiv, das als Ganzes axial bewegt wird, kann aufgrund des großen Gewichts des Objektivs keine weiche Fokussierung erfolgen. Die Größe der Axialverschiebung für eine endliche Entfernung unterscheidet sich bei den einzelnen Wechselobjektiven; deshalb muß im

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Falle einer außenliegenden Entfernungsmessung neu eine Schaltung vorgesehen werden, die die Größe der Axialverschiebung entsprechend dem jeweiligen Objektiv berechnet«

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Wechselobjektiv zu schaffen, das mit einer automatischen Scharfeinstelleinrichtung versehen ist sowie ein Wechselobjektiv zu erzielen, das Schwierigkeiten beim kameraseitigen Mechanismus vermeidet. Ferner soll ein mit verschiedenen Arten von automatischen ScharfeinStelleinrichtungen versehenes Wechselobjektiv geschaffen werden, das dadurch beiapielsweise zu einem Weitwinkelobjektiv, einem Normalob-Jektiv, einem Standardobjektiv etc. gemacht wird, das ein Teil des Wechselobjektivs als entfernbar anbringbarer Linsentubus ausgeführt ist und dieser entfernbar angebrachter Linsentubus in Kombination mit anderen Wechselobjektiven verwendet wird; darüberhinaus soll ein Wechselobjektiv geschaffen werden, bei dem die Nachteile beseitigt sind, die vom Einbau einer automatischen Scharfeinstelleinrichtung in jedes der Einzelobjektive herrühren. Auch soll erfindungsgemäß ein linsentubus geschaffen werden, der einsetzbar mit einem Vorderteil eines Wechselobjektivs mit einer Abbildungslinse verbindbar ist oder zwischen das Wechselobjektiv mit der Abbildungslin3e und die Kamera eingesetzt werden kann, um eine bewegbare Linse in den Linsentubus einzubauen, so daß die Verschiebung der bewegbaren Linse (Objektiv) mit^· tels der Signale der automatischen Scharfeinstelleinrichtung steuerbar ist; darüberhinaus soll ein Linsentubus (Objektivtubus) geschaffen werden, der mit einer beweglichen Linse und der automatischen Scharfeinstelleinrichtung versehen ist, so daß er mit anderen Wechselobjektiven kombiniert werden kann, um so die obigen Aufgaben zu lösen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in

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den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A ein Aunführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Adapterlinse (Adapterobjektiv) vor dem Hauptaufnahmeobjektiv angebracht ist,

Fig. 1B ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei

dem eine Adapterlinse hinter dem Hauptaufnahmeobjektiv montiert ist,

Fig. 10 und 1D Betriebszustände, in denen die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1A und 1B verwendet werden,

Flg. 2Λ. den optischen Weg in einem afokalen Ob;)oktiv, wenn der Objektpunkt im Unendlichen liegt,

Fig. 2B den optischen Weg in einem afokalen Objektiv, wenn der Objektpunkt eine geringe Entfernung hat,

Fig. 3 und 4 die optischen Grundlagen der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn es bei verschiedenen Wechselobjektiven angebracht ist, und

Flg. G und 7 Modifikationen des Auaführungsbeispiels.

In Fig. 1A bezeichnet 1 den Körper (Gehäuse) einer einäugigen Spiegelreflexkamera und 2 ein an dem Kamerakörper angebrachtes Wechselobjektiv. Mit 3 ist ein Adapterobjektiv (Linsensystem) bezeichnet, das eine positive

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Linse 3a lind eine negative Linse 3b aufweist, niese beiden Linsen bilden ein afokales System, das im folgenden im einzelnen beschrieben werden soll. Mit 4 ist ein Gehäuse* des Adapters bezeichnet. Die negative Linse 3b ist an dem Gehäuse befestigt, die positive Linse 3a in diesem beweglich gehalten. Das Gehäuse 4 ist entfernbar so an dem Objektiv (Objektivtubus) 3 angebracht, das die optische Achse der Linsen in dem Tubus 3 mit der optischen Achse des Adapterlinsensystems übereinstimmt.

Im Vorderabschnitt 3c und im Hinterabschnitt 3d des entfernbaren Tubus 3 sind Elemente (ein Bajonettring und ein Gewindering) vorgesehen, die mit Elementen (ein Bajonettring und ein Gewindering) gekoppelt sind, die

Ib am Vorderteil des Wechselobjektivs 2 vorgesehen sind. Die Linsen 3a und 3b des entfernbaren Tubus 3 sind so aufgebaut, daß sie in Richtung der optischen Achse durch den gewöhnlichen Aufbau des Objektivs des Tubus bewegt werden.

Mit 5 sind ein optisches Entfernungsmeßsystem und mit 6 eine elektrische Schaltung zur Verarbeitung der Entfernungsmeßinformation bezeichnet. Die verschiedenen Verfahren der vorstehend beschriebenen automatischen .

Scharfeinstelleinrichtungen sind für diesen Teil der automatischen Scharfeinstellerfassungseinrichtung verwendbar. 7 bezeichnet einen Motor, der durch das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung betätigt wird. Der Motor 7 treibt ein Ritzel 8. 9 bezeichnet eine Zahnstange, die in einem Gewindeeingriff mit dem Ritzel 8 steht und mit der positiven Linse 3a verbunden ist. Wenn das Licht von einem Objekt in das optische Entfernungsmeßsystem 5 eintritt und die Objektentfernung, auf die die positive Linse 3a zu bewegen ist, berechnet ist, wird die positive Linse. 3a zur Durchführung des Pokussiervorgangs bewegt, so daß das Bild des Objekts scharf auf der Oberfläche eines Films gebildet wird.

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Pig. 1B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Adapterobjektiv 3 hinter dem Aufnahmeobjektiv 2 ange- ' bracht ist.

Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung ist, daß das Adapterobjektiv 3 ein afokales optisches System mit einer afokalen Vergrößerung von etwa 1 ist. Beispiele, bei denen ein Adapterobjektiv vor oder hinter dem Hauptaufnahmeobjektiv montiert ist, sind Telekonverter, Weitwinkelkonverter, Uahlinsen oder dgl.; der Unterschied des erfindungsgemäßen Adapterobjektivs gegenüber diesen Beispielen ist jedoch, daß das erfindungsgemäße Adapterobjektiv ein afokales optisches System mit einer afokalen Vergrößerung von etwa 1 ist, und sich die Brennweite des gesamten Aufnahmelinsensystems kaum unterscheidet. (Herkömmliche Adapterobjektive erreichen ihre .Aufgabe dadurch, daß sie die Brennweite des gesamten Aufnahmelinsensystems ändern.) Die Scharfeinstellung kann dadurch ausgeführt werden, daß die Linse (3a oder 3b) in einem Teil des Adapterlinsensystems in Richtung der optischen Achse bewegt wird.

Das optische Prinzip dieses afokalen Adapterobjektivs ist in den Pig. 2, 3 und 4 gezeigt. Das afokale optische System ist, wie in Pig. 2A gezeigt ist, ein optisches System, bei dem, wenn ein paralleler Lichtstrahl einfällt, der austretende Lichtstrahl keinen Brennpunkt hat, sondern ebenfalls ein paralleler Lichtstrahl wird; d.h. das optische System hat keine Brechkraft. Wie in Pig. 2B gezeigt ist, läßt sogar für divergentes oder konvergentes Licht von einem Objekt in endlicher Entfernung das optische System dieses Licht ohne Änderung des paraxialen Neigungswinkels des Lichtstrahls passieren; d.h. in Pig. 2B ist V * «'.

Pig. 3A zeigt das optische Prinzip, wenn das afokale Adapterobjektiv vor dem Hauptaufnahmeobjektiv angebracht ist. Wie vorstehend beschrieben, tritt der Pa-

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rallelJIohl,:;trahl von einem Objekt Im Unendlichen in dnc Hauptaufnahme objektiv 2 ein, wobei er ein rarallellichtstralil bleibt, und wird auf die vorgegebene Filmlage abgebildet. Der Lichtstrahl von einem Objekt in einer endö liehen Entfernung wird jedoch hinter die vorgegebene Filmlage abgebildet. Damit dieser auf die vorgegebene Filmlage abgebildet wird, kann ein Teil 3a in dem afokalen Adapterobjektiv in Richtung der optischen Achse bewegt werden, um einen Parallellichtstrahl hervorzurufen, der in das Hauptaufnahmeobjektiv wie in Fig. 3B gezeigt eintritt.

Gleichseitig nimmt das Adapterobjektiv einen Zustand geringer positiver Brechkraft an, die Art jedoch, in der ·'' daa Objektiv bewegt wird, ist nicht auf die gezeigte Weise beschränkt, sondern es kann jede Bewegungsweise verwendet werden, die eine äquivalente Brechkraft erzeugt (in den Fig. 3A und 3B kann die konkave Linse nach hinten oder die konvexe und die konkave Linse können gleichzeitig bewegt werden, um ihren Abstand zu vergrößern).

Fig. 4 erläutert die optischen Grundlagen, wenn das afokale Adapterobjektiv 2 hinter dem Hauptaufnähmeobjektiv angebracht ist. In diesem Falle ist das Adapterobjek-

²^ tiv so angeordnet, daß das Licht von einem Objekt im Unendlichen auf dio vorgegebene Filmlage abgebildet wird; für ein Objekt in endlicher Entfernung wird ein Teil in dem AdapterobjekLiv in Richtung der optischen Achse bewegt, um die Kntfernungseinstellung auszuführen. Für die

Bewegungen gibt es verschiedene Möglichkeiten wie in dem Fall, daß das Adapterobjektiv vor dem Hauptaufnähmeobjektiv befestigt ist.

Die Fig. 5A bis 5D zeigen Beispiele, bei denen das 3b erfindungsgemäße Adapterobjektiv an einem V/eitwinkelobjektiv (Fig. 5Λ), einem Teleobjektiv (Fig. 5B), einem Guperteleobjektiv (Fig. 5C) und einem Varioobjektiv (Fig. 5Ώ) angebracht ist. Natürlich können Fälle auftre-

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ten, in denen eine mehr oder weniger große Änderung dos Aufbaus hinsichtlich der Stellen der Eintrittispupille und der Austrittspupille des llauptaufnähme-Linsensystems erforderlich ist, oder in denen Probleme bei der BiIdfehlerkorrektur auftreten; es ist jedoch möglich, einen Adapter mit einer großen Anpassungsfähigkeit über einen außerordentlich großen Bereich der Brennweite zu schaffen.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hatte das Adapterobjektiv zwei Linsen und zwar eine konvexe und eine konkave; diese Wahl ist aufgrund des leichteren Verständnisses getroffen worden; natürlich kann aber entweder die konvexe oder die konkave Linse eine Kittlinse sein, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Insbesondere wenn die zu bewegende Linse aus zwei zusammengekitteten Linsen besteht, können die Fluktuationen der chromatischen Aberration auf ein Minimum reduziert werden; dies ist besonders vorteilhaft. Ferner kann, wie in Fig. 7 gezeigt ist, das afokale optische Adaptersystem auch aus drei Linsen aufgebaut werden»

Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung wird eine automatische Scharfeinstelleinrichtung "bei einer einäuigigen Spiegelreflexkamera möglich, die die folgenden Vorteile hat:

Jedes herkömmliche Wechselobjektiv kann ohne Änderung verwendet werden.
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Das geringe Gewicht des Fokussierteils ermöglicht eine weiche Fokussierung.

Die Größe der Axialverschiebung ändert sich im wesentlichen nicht für die verschiedenen Wechselobjektive; dies erlaubt einen einfachen Mechanismus.

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1 Am Vorderteil oder Rückteil eines Wechselobjektivs, das entfernbar an einem photographischen Gerät, wie einer Kamera oder dgl. angebracht werdön kann, wird ein Linsentubus so vorgesehen, daß

!) er entfernbar an dom Wechselobjektiv angebracht ist; die Bewegung einer bewegbaren Linse in dem Linsentubus wird durch das Ausgangssignal einer automatischen Scharfeinstelleinrichtung gesteuert, um hierdurch ein scharf eingestelltes Bild zu erhalten. 10 ""

L e e r s e i t e

Claims

Fat entans prü ehe

1/ Viechseiobjektiv, das ertaubt, daß eine automatische'Scharf einstelleinrichtung entfernbar angebracht
wird, dadtirch gekennzeichnet, daß ein Teil einer Fokussier-Aufnahmelinsengruppe zum Fokussieren eines Bildes eines Objekts auf einer Filmfläche in der Kamera so
aufgebaut ist, daß es entfernbar entweder
am Vorderteil oder am Rückteil des Tubus des
Wechselobjektivs anbringbar ist, und daß das entfernbar anbringbare Aufnahmeobjektiv durch eine automatische
Scharfeinstelleinrichtung angetrieben wird, die die Objektentfernung mißt und die Bewegung des Aufnähmeobjektivs steuert.
2. Wechselobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der entfernbar anbringbaren
Fokussier-Aufnahmelinsengruppe ein afokales optisches System bildet.

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