DE864048C - Verfahren zur Scharfeinstellung von Objektiven und nach dem Verfahren wirkende Kamera - Google Patents

Verfahren zur Scharfeinstellung von Objektiven und nach dem Verfahren wirkende Kamera

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DE864048C
DE864048C DEF176A DEF0000176A DE864048C DE 864048 C DE864048 C DE 864048C DE F176 A DEF176 A DE F176A DE F0000176 A DEF0000176 A DE F0000176A DE 864048 C DE864048 C DE 864048C
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DE
Germany
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camera
rangefinder
distance
recorded
range finder
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Expired
Application number
DEF176A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Dr-Ing Reichel
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Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Original Assignee
Fernseh GmbH
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Publication date
Application filed by Fernseh GmbH filed Critical Fernseh GmbH
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10Power-operated focusing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

  • Verfahren zur Scharfeinstellung von Objektive und nach dem Verfahren wirkende Kamera Die Erfindung betrifft Verfahren und Anordnungen zur selbsttätigen Scharfeinstellung von Objektiven für Kameras, insbesondere kinematographischen oder Fernsehaufnahmekameras .
  • Bei Film- oder Fernsehaufnahmen wird die Verwendung lichtstarker Objektive bevorzugt, um Aufnahmen auch bei schwacher Beleuchtung der Szene machen zu können. Die Objektive, die hierfür in Frage kommen, haben aber meistens nur eine verhältnismäßig geringe Tiefenschärfe, d. h., sie geben nur diejenigen Gegenstände scharf wieder, die sich in einer bestimmten Entfernung befinden, während die näher liegenden oder weiter weg liegenden Gegenstände unscharf abgebildet werden.
  • Es ist daher notwendig, bei derartigen Aufnahmen entweder dafür zu sorgen, daß die Kamera immer praktisch den gleichen Abstand von den aufzunehmenden Gegenständen hat oder, wenn dies nicht möglich ist, also z. B. bei der Übertragung voil sportlichen Ereignissen, die Scharfeinstellung des Objektivs während der Aufnahme zu verändern.
  • Eine solche Veränderung der Einstellung erfordert sehr viel Erfahrung und Aufmerksamkeit und führt trotzdem nicht immer zu dem gewünschten Ergebnis.
  • Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, diese Scharfeinstellung vollständig selbsttätig durchzuführen, ohne daß eine Bedienungsperson für die Uberwachung der Scharfeinstellung notwendig ist. Es soll ferner möglich sein, die Scharfeinstellung für bestimmte ausgewählte Teile des Bildes selbsttätig durchzuführen. Dies ist z. B. er- forderlich, wenn eine Person, deren Bild scharf aufgenommen werden soll, sich in einem Raum bewegt, der Gegenstände in verschiedenen Entfernungen enthält. Es ist dann erwünscht, die laufende Einstellung nach den Bewegungen der Person vorzunehmen und sie durch die ruhenden Gegenstände nicht zu beeinflussen.
  • Gemäß der Erfindung werden vom Ort der Kamera elektromagnetische oder akustische Wellen in Richtung auf den aufzunehmenden Gegenstand ausgestrahlt. Aus dem reflektierten Anteil der Strahlung wird die Entfernung ermittelt und nach dieser die selbsttätige Scharfeinstellung des Objekts vorgenommen.
  • Die Strahlung des Entfernungsmessers wird dabei zweckmäßig so stark gebündelt, daß sie auf bestimmte Teile des von der Kamera erfaßten Bildfeldes gerichtet werden kann, so daß die Entfernung des betreffenden Bildteiles für die Einstellung maßgebend ist.
  • Als Entfernungsmesser kann prinzipiell jeder Entfernungsmesser benutzt werden, der die hier in Frage kommenden Entfernungen von wenigen Metern mit genügender Genauigkeit anzeigt und eine laufende Anzeige abgibt. Besonders zweckmäßig sind Entfernungsmesser, die eine Bündelung der Strahlung mit einfachen Mitteln ermöglichen, die also z. B. mit Lichtstrahlen arbeiten oder auch mit kurzen akustischen oder ultrakurzen elektromagnetischen Wellen. Die Verwendung von Lichtstrahlen hat den Vorteil, daß man bei der Bedienung der Kamera mit dem Auge kontrollieren kann, auf welchen Teil des Biickfeldes der Entfernungsmesser gerichtet ist. Um eine Störung der Aufnahme zu vermeiden, ist es dabei zweckmäßig, die optische Ausstrahlung nur während der Pausen zwischen den Einzelbildern vorzunehmen, d. h. bei Fernsehaufnahmen in den Synchronisierlücken und bei Filmaufnahmen in den Fortschaltzeiträumen des Films.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale des Erfindungsgegenstandes gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele hervor. Diese Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine Anordnung mit einem optischen Entfernungsmesser und Fig. 2 eine Anordnung mit einem åkustischen-Gerät.
  • Die Anordnung der Fig. I enthält eine Fernsehkamera I mit einem Objektiv : Das Objektiv ist in üblicher Weise verschiebbar gegenüber der Fotokamera der - Bildfängerröhre - angeordnet, so daß es je nach der Entfernung des Gegenstandes 3 scharf eingestellt werden kann. Die Kamera ist mit folgenden Zusatzeinrichtungen versehen: feine Lichtquelle 4 sendet einen Lichtstrahl 5 aus, der als Parallelstrahl oder nahezu als Parallelstrahl gebündelt ist. Vor der Lichtquelle ist eine umlaufende Blendenscheibe 6 angeordnet, die den Lichtstrahl nur während der Synchronisierpausen der Fernsehübertragung freigibt. Der Lichtstrahl 5 erzeugt auf dem Gegenstand 3 einen Lichtfleck mit dem Durchmesser 7. In der Nähe der Kamera ist eine Fotozelle 8 angeordnet, die das von dem Gegenstand 3 reflektierte Licht des Strahles 5 aufnimmt. Durch ein Objektiv 10 wird ein Abbild des Lichtflecks in der Ebene einer Blendenscheibe 9 erzeugt, die sich vor der Fotozelle 8 befindet. Wenn sich der Gegenstand sehr nahe an der Kamera befindet, z. B. an der Stelle 3', dann ist das Abbild des Lichtflecks 7' größer, als wenn sich der Gegenstand weiter weg befindet. Die Größe des Lichtflecks wird zur Ermittlung der Entfernung benutzt. Zu diesem Zweck hat die Blendenscheibe eine oder mehrere schlitzförmige Blendenöffnungen und läuft mit hoher Geschwindigkeit um. Wenn die Abbildung des Lichtflecks größer ist, dann fällt auf die Fotozelle 8 während einer längeren Zeit Licht durch den Schlitz, als wenn das Abbild kleine Abmessungen hat. Diese Vergrößerung der Belichtungszeit der Fotozelle ergibt im Ausgangskreis eines Verstärkers II, der einen Mittelwert aus den Impulsen bildet, einen stärkeren Ausgangsstrom.
  • Dieser Ausgangsstrom wird durch eine Tauchspule 12 geleitet, die über ein Hebelgestänge das Objektiv 2 verschiebt, und zwar in dem Sinn, daß bei stärkerem Strom das Objektiv auf nähere Entfernung eingestellt wird als bei schwächerem Strom.
  • Um zu verhindern, daß die Fotozelle 8 auf etwa störendes Nebenlicht anspricht, ist es zweckmäßig, die Lichtquelle 4 zu modulieren oder ein Licht bestimmter Wellenlänge auszusenden, das dann aus dem allgemeinen Licht in entsprechender Weise ausgefiltert wird.
  • An Stelle des Parallelstrahls 5 kann auch ein stark divergierender Strahl verwendet werden, bei dem die Entfernungsabhängigkeit umgekehrt ist, indem er bei größerer Entfernung einen größeren Lichtfleck erzielt. Auch die Auswertung bzw. Ausmessung des Lichtflecks kann mit anderen Hilfsmitteln, z. B. einer Dissektor-oder Sondenröhre, vorgenommen werden. Schließlich ist es möglich, den optischen Entfernungsmesser als Entfernungsmesser mit konstanter Basis auszubilden, indem die Lichtquelle und die Fotozelle in bestimmtem Abstand voneinander angeordnet werden und an der Fotozelle die Winkel gemessen werden, unter denen der Lichtfleck erscheint.
  • Die Verwendung eines Gerätes mit optisch sichtbarer Strahlung hat, wie oben erwähnt, den Vorteil, daß in einem größeren Bildfeld die Entfernung eines bestimmten Gegenstandes oder einer Person oder auch nur des Kopfes'einer Person genau ermittelt werden kann. Der Operateur hat es dabei in der Hand, die Lichtquelle auf den bestimmten Gegenstand zu richten, der in der Aufnahme scharf erscheinen soll. Es ist daher zweckmäßig, die Lichtquelle und den ganzen Entfernungsmesser gegenüber - der Kamera beweglich anzuordnen.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Filmkamera 13, die ebenfalls ein übliches Objektiv 14 enthält, mit einer akustischen Zusatzvorrichtung versehen. Ein - Strahler 15, der Schallwellen von Ultraschallfrequenz aussendet, wird beispielsweise von einem Generator I6 sägezahnartig so moduliert, daß die Frequenz der Ultraschallwellen stetig anwächst und dann in kurzer Zeit wieder auf den Anfangswert zurückspringt. Ein WIikrophon I7 nimmt die reflektierten Wellen auf, und zwar mit einer Zeitverzögerung, die um so größer ist, je weiter sich die reflektierende Oberfläche S von dem Strahler 15 befindet.
  • Die eintreffenden Wellen haben infolge der sägezahnartigen Atodulation dieser Schwingung tiefere Frequenz als die gerade ausgestrahlten Wellen, und aus der Differenz der direkt dem Empfänger 19 zugeleiteten Schwingungen und der vom Mikrophon 17 aufgenommenen Schwingungen läßt sich ein Maß für die Entfernung ableiten. Entsprechend der Entfernung wird über einen Verstärker 20 ein Verstellglied 21 betätigt, welches über ein Zahnrad 22 und über ein Gewindestück 23 das Objektiv 14 auf nähere oder weitere Entfernung einstellt.
  • Diese Anordnung gestattet es, laufend während der Aufnahme die Entfernung zu messen, ohne daß die Einrichtung mit dem Bildwechsel synchron zu laufen braucht. Die Verwendung von Schallfrequenzen oberhalb des hörbaren Bereiches verhindert eine Belästigung durch akustisch wahrnehmbare Töne.
  • An Stelle der akustischen Strahlung kann das gleiche Prinzip auch unter Verwendung von Kurzwellen durchgeführt werden, nur daß hierbei die Laufzeit wesentlich kürzer wird, so daß bei der Messung kleiner Entfernungen der Aufwand unter Umständen groß wird.
  • Auch die als Blindenleitgeräte benutzten Entfernungsmesser beliebiger Baumuster kommen hier in Frage.
  • PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Scharfeinstellung von Objektive für Kameras, z. B. photographischer, kinematographischer oder Fernsehaufnahmekameras, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ort der Kamera bestimmte elektromagnetische oder akustische Wellen in Richtung auf den aufzunehmenden Gegenstand ausgestrahlt und aus dem reflektierten Anteil der Strahlung die Entfernung festgestellt und nach dieser die selbsttätige Scharfeinstellung des Objektivs vorgenommen wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung des Entfernungsmessers so stark gebündelt wird, daß sie auf einzelne Teile des von der Kamera erfaßten Bildfeldes gerichtet werden kann.
    3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmessung in den Pausen zwischen den Einzelbildern der Film- oder der Fernsehaufnahme vorgenommen wird.
    4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmessung mittels Schallwellen von Ultraschallfrequenz erfolgt, deren Frequenz periodisch moduliert wird, wobei die Modulation vorzugsweise durch Sägezahnschwingungen erfolgt.
    5. Kamera mit Entfernungsmesser zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I bis 4, gekennzeichnet durch derartige Ausbildung des Entfernungsmessers, daß das Maß der Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes durch eine bestimmte Einstellkraft ausgedrückt wird.
    6. Kamera mit Entfernungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Entfernung und vorzugsweise auch als Maß für die Größe der erzeugten Einstellkraft die Größe des Abbildes des angestrahlten Teiles des aufzunehmenden Objekts am Ort der Kamera dient.
    7. Kamera mit Entfernungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser von der Kamera aus auf bestimmte Teile des von der Kamera aufgenommenen Blickfeldes gerichtet werden kann.
    8. Kamera mit Entfernungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entfernungsmesser mit optisch sichtbarer Strahlung vorgesehen ist.
DEF176A 1949-11-01 1949-11-01 Verfahren zur Scharfeinstellung von Objektiven und nach dem Verfahren wirkende Kamera Expired DE864048C (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE942246C (de) * 1952-09-22 1956-04-26 Int Standard Electric Corp Automatische Fokussierungseinrichtung, insbesondere fuer die Optik einer Fernsehkamera
DE1062543B (de) * 1954-09-11 1959-07-30 Fernseh Gmbh Kamerasteuerung
US4199244A (en) * 1976-10-04 1980-04-22 Polaroid Corporation Automatic focusing camera
US4299467A (en) * 1978-01-12 1981-11-10 Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft Focussing system for still and motion-picture cameras
USRE31219E (en) * 1976-10-04 1983-04-26 Polaroid Corporation Automatic focusing camera
DE3526170A1 (de) * 1984-08-08 1986-02-20 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Verfahren zum erfassen des fokussierten zustands in einer bildempfangseinrichtung

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