DE4308714A1 - Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische Kameras - Google Patents
Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische KamerasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen gekuppelten Entfernungsmesser für fotogra
fische Kameras mit auswechselbaren Objektiven, insb. für großformatige
Laufbodenkameras.
Solche Kameras werden in erster Linie für professionelle Zwecke verwen
det und sind mit entsprechender Präzision gefertigt. Sie sind konzipiert
zur wahlweisen Verwendung als Studiokameras - dazu sind sie ausgestat
tet mit einer Einstellmattscheibe und Verschiebe- und Schwenkeinrichtun
gen für Bild- und Objektivträger - und als Handkameras im mobilen
Einsatz, auch im Freien. Für letzteren Zweck sind sie mit einem gekup
pelten Entfernungsmesser nach dem optischen Mischbildverfahren versehen,
der manchmal auch mit einem optischen Sucher - mit Begrenzung des
Bildfeldes durch Masken oder Leuchtrahmen - verbunden ist.
Bei Kleinbildkameras sind in letzter Zeit viele Modelle mit sog. Auto
fokus-Einstellung bekannt geworden. Die Schärfe wird bei ihnen durch
motorische Verschiebung der Objektive eingestellt, wobei optoelektroni
sche Baugruppen die richtige Schärfeebene erkennen. Einäugige Spiegelre
flexkameras verwenden dafür häufig das Prinzip der Phasendetektion.
Bei Großformatkameras ist eine Autofokuseinstellung in der Regel nicht
wünschenswert; freie Gestaltungsmöglichkeiten in jeder Hinsicht sind
für den Benutzer wichtig. Eine TTL-Messung scheidet aus (TTL = through
the lens).
Optimal ist bei derartigen Kameras der Anbau eines Entfernungsmessers,
der mit einer Vielzahl frei wählbarer Objektivtypen gekuppelt werden
kann. Solche Kameras sind seit langer Zeit bekannt. Die Kupplung erfolgt
über Hebelanordnungen und Abtastkurven. Wegen der unvermeidbaren Streu
ungen der effektiven Brennweite der Objektive einerseits und der gefor
derten hohen Genauigkeit andererseits müssen die Abtastkurven indivi
duell von Hand bearbeitet werden. Dies ist sehr zeitraubend und kost
spielig. Die Beurteilung der Deckung der beiden Teilbilder im Blickfeld
des Entfernungsmessers als Kriterium für die richtige Einstellung ist
subjektiv.
Leuchtrahmensucher sind als Newton-Sucher und als Albada-Sucher bekannt.
Bei Newtonsuchern wird der Rahmen von einem Durchbruch in einer nicht
durchsichtigen Platte gebildet und über einen teildurchlässigen Spiegel
in den Sucherstrahlengang eingeblendet. Sollen mehrere Objektive oder
unterschiedliche Formate berücksichtigt werden, so werden in der Regel
mehrere entsprechende Rahmen gleichzeitig sichtbar gemacht. Dies ist für
den Benutzer verwirrend. Es ist auch bekannt, die Rahmenplatte zweitei
lig auszubilden in der Weise, daß der Rahmen diagonal geteilt ist und
die beiden Plattenteile diagonal gegeneinander verschoben werden können.
Dadurch können die Rahmengrößen unterschiedlichen Brennweiten und
Formaten angepaßt werden. Auch die Parallaxe kann durch Verschieben der
beiden Teile um unterschiedliche Beträge näherungsweise korrigiert
werden. Der mechanische Aufwand ist dabei groß.
Bei Albada-Suchern ist ein Rahmen aus spiegelndem Material auf einer
durchsichtigen Platte aufgebracht und in der Brennebene eines teildurch
lässigen Hohlspiegels angeordnet. Für die Berücksichtigung verschiedener
Objektive und Formate sowie der Parallaxe gilt sinngemäß das gleiche wie
oben ausgeführt.
Die Nachteile der bekannten Ausführungen werden durch die Erfindung be
seitigt, die durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ange
gebenen Merkmale beschrieben wird. Wichtige Merkmale konkreter Ausge
staltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Praktisch beliebig viele verschiedene Objektive können in einer gemäß
der Erfindung aufgebauten Kamera sehr einfach gekuppelt werden, indem
nur die effektiven Daten der Objektive eingegeben und gespeichert wer
den. Jedes mechanische Übertragungssystem und jede individuelle mecha
nische Bearbeitung entfallen. Zudem ist die Einstellung der Bildweite
und damit der Schärfe genauer und objektiv.
Der Leuchtrahmen wird auf einem Display dargestellt. Es sind keinerlei
mechanische Teile erforderlich. Es können alle die Rahmengröße beein
flussenden Faktoren exakt berücksichtigt werden, z. B. Formatgröße, Hoch-
oder Querformat, Objektivbrennweite, Parallaxe und Bildfeldschwund.
Dabei versteht man unter Bildfeldschwund die Verkleinerung des Bild
feldes, die sich bei abnehmender Gegenstandsweite als Folge der zuneh
menden Bildweite ergibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Laufbodenkamera mit
gekuppeltem Entfernungsmesser gemäß der Erfindung,
Fig. 2 schematisch den Aufbau des Systemes zur Messung der Gegen
standsweite,
Fig. 3 und 4 schematisch zwei alternative Lösungen für den Aufbau
des Systemes zur Messung der Bildweite,
Fig. 5 und 6 schematisch zwei Beispiele für die in das Sucherblick
feld eingespiegelten Leuchtrahmen, wobei jeweils der Rahmen
für eine große und eine kleine Gegenstandsweite dargestellt
ist.
Mit dem Kameragehäuse 1 ist über ein Scharnier ein Laufboden 2 verbun
den. Auf diesem ist mittels schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen
ein mehrteilig ausgebildeter Laufbodenschlitten 3 angeordnet. Mittels
Zahntrieb und gerändeltem Betätigungsknopf 4 ist er längsverschiebbar.
Der Objektivträger wird von einem U-förmigen Bügel 5 und einer mit einem
Ausriß für das Hinterglied eines Objektives 6 versehenen und mit dem
Bügel 5 verbundenen Trägerplatte 7 gebildet. Jedes Objektiv 6 ist auf
einer Objektivplatte 8 montiert und wird mit dieser mittels geeigneten
Halte- und Klemmelementen leicht auswechselbar auf der Trägerplatte 7
montiert. Der Bügel 5 ist mit einem Trägerschlitten 9 verbunden, der
seinerseits mittels schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen auf dem
Laufbodenschlitten 3 längsverschiebbar ist.
Zwischen Trägerschlitten 9 und Bügel 5 einerseits und Bügel 5 und Trä
gerplatte 7 andererseits können in bekannter Weise Führungs- bzw.
Lagerelemente eingefügt sein, die ein Verschieben des Objektives 6 in
horizontaler und vertikaler Richtung sowie ein Schwenken um eine
horizontale und vertikale Schwenkachse ermöglichen.
Der Objektivträger kann ganz in das Kameragehäuse 1 zurückgeschoben und
der Laufboden 2 dann hochgeklappt und verriegelt werden, womit sich eine
kompakte Form der Kamera für den Transport ergibt.
Das Rückteil 10 der Kamera bildet den Bildträger. Es trägt eine Matt
scheibe, die zur visuellen Scharfstellung des Bildes benutzt werden
kann, und ist in bekannter Weise ausgebildet zur wahlweisen Aufnahme von
verschiedenen Kassetten für Planfilm und Rollfilm. Es ist um 90° dreh
bar, um ohne Drehen der Kamera wahlweise Aufnahmen im Hoch- oder Quer
format machen zu können.
Das Rückteil 10 kann in bekannter Weise allseitig schwenkbar gegenüber
dem Kameragehäuse 1 sein.
Ein Balgen 11 stellt die lichtdichte Verbindung zwischen Objektiv- und
Bildträger dar.
Mit dem Kameragehäuse 1 verbunden ist ein Suchergehäuse 12. Es kann ab
nehmbar ausgebildet sein, so daß die Kamera auch ohne Entfernungsmesser
benutzt werden kann. An seiner Frontseite sind zwei identische Abbil
dungssysteme 13 und 14 - sphärische oder zylindrische Linsen bzw.
Linsensysteme - im Abstand voneinander angeordnet. Dieser Abstand bildet
die Basis des Entfernungsmessers und liegt vorzugsweise in der Größen
ordnung von 10-12 cm, um eine hohe Auflösung des Entfernungsmessers zu
erreichen. In oder annähernd in der Brennebene dieser Abbildungssysteme
13, 14 befindet sich je ein CCD-Zeilensensor 15 und 16 in paralleler
Ausrichtung zu der Basis. Das Bildfeld der beiden Abbildungssysteme 13,
14 ist auf einen engen Bereich begrenzt, vorzugsweise in einer Größen
ordnung von 5°.
Die beiden CCD-Zeilensensoren 15 und 16 sind mit einer Auswerteelektro
nik verbunden, die im Suchergehäuse 12 untergebracht ist. Ebenfalls
mit der Auswerteelektronik verbunden sind eine Speichereinheit und eine
Eingabeeinheit. Letztere ist mit einem Steckanschluß ausgestattet, über
den mit einem separaten nicht dargestellten Programmiergerät die effek
tiven optischen Daten, insb. die Brennweite, beliebiger in die Kamera
passender Objektive eingelesen werden können. Ein Drehschalter dient der
Wahl des gerade eingesetzten Objektives. Es könnte aber auch auf der
Objektivplatte 8 eine Codierung zur automatischen Erkennung des Objek
tivtypes angebracht sein.
Die Auswerteelektronik ist mit einem Rechenalgorithmus programmiert,
der aus der Differenz der von den beiden CCD-Zeilensensoren 15 und 16
zugeführten Wertearrays unter Berücksichtigung evtl. gespeicherter Para
meter der Kamera und des eingesetzten Objektives die Entfernung eines
anvisierten Objektes von der Kamera errechnen kann (Gegenstandsweite).
Im unteren Bereich des Suchergehäuses 12 sind zwei Lichtquellen 17, 18,
vorzugsweise IR-LED′s, angeordnet, die nach unten strahlen. Vorgeschal
tete Linsen 19, 20 formen parallele Lichtbündel, die je einen schmalen
Spalt 21, 22 beleuchten. Die entstehenden schmalen Lichtbündel treten
durch Öffnungen im Boden des Suchergehäuses 12 und der Decke des Kamera
gehäuses 1 und werden durch ein oberhalb des Balgens 11 am Kameragehäuse
1 befestigtes 90°-Prisma 23 oder einen Spiegel in Richtung Objektiv
träger gelenkt.
Die beiden Lichtquellen 17, 18 werden während der Messung alternierend
angesteuert.
Mit der Trägerplatte 7 sind zwei Umlenkprismen 24, 25 mit einem Ablenk
winkel von etwas mehr als 90°, vorzugsweise 91°, fest verbunden. Sie
lenken die beiden Lichtbündel über das Prisma 23 auf ein zwischen den
beiden Lichtquellen 17, 18 angeordneten dritten CCD-Zeilensensor 26.
Die von den Leuchtflecken erzeugten Wertearrays werden der Auswerte
elektronik zugeführt. In diese ist ein Rechenalgorithmus programmiert,
der aus der Differenz der beiden Wertearrays unter Berücksichtigung der
gespeicherten Objektivdaten die tatsächlich an der Kamera eingestellte
Bildweite errechnet.
Bei der in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausführung entfallen die
Linsen 19, 20. Die durch die Spalte 21, 22 tretenden Lichtbündel werden
von einem auf dem Objektivträger senkrecht zur optischen Achse des
Objektives 6 angeordneten Spiegel 27 zurückgeworfen und durch eine am
Kameragehäuse 1 befestigte Linse 28 auf dem CCD-Zeilensensor 26 abge
bildet. Die Auswertung erfolgt wie oben beschrieben.
In das Suchergehäuse 12 ist ein Newton-Sucher 30 üblicher Bauart mit
Objektivlinse, Strahlenteiler, Okularlinse und einer Kollimatorlinse
eingebaut. In der vorderen Brennebene des von Okular- und Kollimator
linse gebildeten Systemes ist ein LCD-Display 31 angeordnet. Es wird
durch das Umgebungslicht beleuchtet.
Eingabe- und Speichereinheit sind so ausgebildet, daß die effektiven
Abmessungen einer Vielzahl von Bildformaten eingespeichert werden kön
nen. Durch einen Wahlschalter wird das gerade verwendete Format einge
stellt. Eine Abtastung, z. B. durch einen Magnetschalter im Bereich des
drehbaren Rückteiles 10, erkennt, ob mit Hoch- oder Querformat gearbei
tet werden soll, und gibt ein entsprechendes Signal an die Rechnerein
heit. Ferner kann der Abbildungsmaßstab des Suchers eingespeichert
werden.
In die Rechnereinheit ist ein weiterer Rechenalgorithmus einprogram
miert, der unter Berücksichtigung von Objektivbrennweite, Formatgröße
und -lage, Abbildungsmaßstab des Suchers, Abstand der optischen Achsen
von Aufnahmeobjektiv 6 und Sucher 30 sowie der für die gemessene Gegen
standsweite errechneten Bildweite die genaue Größe und Lage des Bild
feldrahmens 32 errechnet und für das LCD-Display 31 grafisch ansteuert.
Das durch den Rahmen 32 hindurchtretende Umgebungslicht läßt ihn im
Sucher als Leuchtrahmen erscheinen.
In Fig. 5 stellt der größere Rahmen das Bildfeld für ein bestimmtes
Format und Objektiv bei großer Gegenstandsweite dar. Der kleinere ver
schobene Rahmen gilt für das gleiche Format und Objektiv bei einer
kurzen Gegenstandsweite. Man sieht, daß Parallaxe und Bildfeldschwund
berücksichtigt sind. Fig. 6 illustriert die Verhältnisse bei Querformat.
Die Ansteuerung des Displays 31 markiert auch in der Mitte des Sucher
blickfeldes als hellen Fleck die Größe des Meßfeldes des Entfernungs
messers. Es können im Display 31 auch weitere Informationen angezeigt
werden, z.B die gewählte Brennweite und die gemessene Gegenstandsweite.
Falls der Sucher als Zoom-Sucher aufgebaut ist, wird zusätzlich für
die Berechnung des Leuchtrahmens der Zoom-Faktor eingespeichert.
Eine bevorzugte Arbeitsweise bei dem beschriebenen Aufbau ist:
Es werden Objektiv und Bildformat gewählt. Nach Antippen einer Meßtaste
wird die gesamte Elektronik aktiviert und der Meßfleck im Sucher
angezeigt. Das Objekt wird anvisiert und die Meßtaste ein zweites mal
gedrückt. Jetzt wird die Gegenstandsweite gemessen und ihr Wert im
Display angezeigt. Zugleich werden Größe und Lage des Leuchtrahmens
sowie die Sollbildweite errechnet. Der Leuchtrahmen wird angesteuert
und im Sucher sichtbar. Gleichzeitig wird automatisch die Istbildweite
gemessen und mit der Sollbildweite verglichen. Im LCD-Display zeigt
ein im Sucher sichtbarer Pfeil, in welche Richtung der Objektivträger
bewegt werden muß, um die Istbildweite der Sollbildweite anzugleichen.
Sind beide Werte gleich, womit die beste Bildschärfe eingestellt ist,
wird dies im Display angezeigt. Jetzt kann die Belichtung erfolgen.
Nach einer festen Zeitspanne X nach der Scharfanzeige des Entfernungs
messers oder nach dem letzten Betätigen der Meßtaste schaltet die
Elektronik auf stand-by. Nach einer weiteren Zeitspanne Y erfolgt
automatische Abschaltung.
Sowohl für die Messung der Gegenstands- als auch der Bildweite sind im
Rahmen der Erfindung auch andere Meßverfahren möglich.
So könnte für die Gegenstandsweite auch ein aktives Triangulations-
System mit IR- oder Laser-Diode verwendet werden.
Für die Bildweite könnte mit Zahntrieb und Betätigungsknopf 4 ein Dreh
potentiometer verbunden werden, dessen Widerstandswert ein Maß für die
Istbildweite ist. Es könnte auch ein Längenmeßstreifen auf kapazitiver
oder induktiver Basis Verwendung finden.
Claims (15)
1. Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische Kameras mit aus
wechselbaren Objektiven, gekennzeichnet durch:
- a) Ein erstes optoelektronisches System zur Messung der Entfer nung zwischen Aufnahmeobjekt und Kamera (Gegenstandsweite),
- b) ein zweites elektronisches System zur Messung des Abstandes des Objektivträgers von der Bildebene der Kamera (Bildweite),
- c) eine Eingabe- und Speichereinheit zur Eingabe und Speicherung von Objektiv- und Kameraparametern, darunter der Objektiv brennweiten,
- d) eine Rechnereinheit, die aus der Gegenstandsweite und den gespeicherten Objektivparametern die für eine Scharfein stellung erforderliche Bildweite errechnet,
- e) eine Vorrichtung zur manuellen oder motorischen Axialver schiebung des Objektives gegenüber der Bildebene,
- f) eine Anzeigeeinheit, die gegebenenfalls die Übereinstimmung der eingestellten mit der für die scharfe Abbildung erforderlichen Bildweite anzeigt.
2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste optoelektronische Meßsystem zwei im Abstand voneinander ange
ordnete, zusammen eine Meßbasis für eine Triangulation bildende,
Linsensysteme (13, 14) enthält, in deren Bildebenen je ein CCD-
Zeilensensor (15, 16) angeordnet ist.
3. Entfernungsmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die durch die Bilder des Objektes auf den beiden CCD-Zeilensensoren
(15, 16) erzeugten Wertearrays der Rechnereinheit zugeführt werden,
die daraus die Gegenstandsweite errechnet.
4. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite elektronische Meßsystem eine, ein schmales Lichtbündel in
Richtung Objektivträger aussendende, Lichtquelle und einen CCD-
Zeilensensor (26) umfaßt, die im Gehäuse (12) des Entfernungsmessers
angeordnet sind, sowie einen mit dem Objektivträger fest verbundenen
Spiegel (23), der das Lichtbündel auf den CCD-Zeilensensor (26) lenkt.
5. Entfernungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von
dem Lichtbündel auf dem CCD-Zeilensensor (26) erzeugte Wertearray der
Rechnereinheit zugeführt wird, die nach Differenzbildung gegenüber
einem festen Bezugswert den tatsächlichen Abstand des Objektiv
trägers von der Bildebene errechnet.
6. Entfernungsmesser nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Lichtquellen (17, 18) im Abstand nebeneinander und jeweils an
nähernd im Brennpunkt eines Linsensystems (13, 14) angeordnet sind,
so daß jeweils ein schmales von einem vor dem Linsensystem angeord
neten engen Spalt (21, 22) begrenztes Lichtbündel auf je ein fest mit
dem Objektivträger verbundenes Umlenkprisma (24, 25) gesandt wird, das
das Lichtbündel unter einem kleinen Winkel gegenüber dem einfallenden
Bündel auf den CCD-Zeilensensor (26) im Entfernungsmessergehäuse
zurückwirft.
7. Entfernungsmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rechnereinheit aus der Differenz der beiden Wertearrays aus dem
CCD-Zeilensensor (26) den tatsächlichen Abstand des Objektivträgers
von der Bildebene errechnet.
8. Entfernungsmesser nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Lichtquellen (17, 18) abwechselnd leuchten, so daß eine
eindeutige Zuordnung der beiden Lichtflecke auf dem CCD-Zeilensensor
(26) zu einer der beiden Lichtquellen ermöglicht und der Einfluß der
Umgebungsleuchtdichte reduziert wird.
9. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite elektronische Meßsystem ein mit der Vorrichtung zur Verschie
bung des Objektivträgers gekoppeltes Potentiometer enthält, dessen
Widerstandswert ein Maß für die eingestellte Bildweite ist.
10. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite elektronische Meßsystem von einem Längenmeßstreifen auf kapa
zitiver oder induktiver Basis gebildet wird.
11. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzeigeeinheit als im Blickfeld angeordnete Lichtwaage ausgebildet
ist.
12. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Entfernungsmesser mit einem Leuchtrahmensucher (30) verbunden
ist und daß der Leuchtrahmen in einer LED-Matrix, einem LCD-Display
oder einem Fluoreszenz-Display erzeugt wird.
13. Entfernungsmesser nach Anspruch 12, gekennzeichnet, durch die
Verwendung eines transmissiven LCD-Displays, das durch das Umge
bungslicht beleuchtet wird.
14. Entfernungsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu den
Eingabeparametern auch die Formatgröße, die Formatlage, der Ab
stand zwischen Objektiv- und Sucherachse und der Abbildungsmaßstab
des Suchers gehören.
15. Entfernungsmesser nach Anspruch 12-14, dadurch gekennzeichnet,
daß Größe und Lage des Leuchtrahmens (32) von der Rechnereinheit in
Abhängigkeit von Formatgröße und -lage, der Objektivbrennweite, des
Abbildungsmaßstabes des Suchers sowie der gemessenen Gegenstandsweite
errechnet und angesteuert und damit automatisch auch Parallaxe und
Bildfeldschwund berücksichtigt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934308714 DE4308714A1 (de) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische Kameras |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934308714 DE4308714A1 (de) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische Kameras |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4308714A1 true DE4308714A1 (de) | 1994-09-22 |
Family
ID=6483167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934308714 Withdrawn DE4308714A1 (de) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Gekuppelter Entfernungsmesser für fotografische Kameras |
Country Status (1)
Country | Link |
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