DE2027290C3 - Raumbildentfernungsmesser - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Raumbildentfernungsmesser der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart. Ein solcher Raumbildentfernungsmesser ist aus der die Messung unter Änderung des Okular-Konvergenzwinkels vorgenommen wird, eignen sich nur für kürzere Entfernungen, weil im Fernbereich die Änderung des Konvergenzwinkels zu gering wird. Sie liefern jedoch im Nahbereich unabhängig von der Augenweite des Betrachters deutlich wahrnehmbare Bilder sowohl der Meßmarken als auch des Gegenstandes, wodurch eine Verschmelzung derselben zum Zwecke der Entfernungseinstellung bequem möglich wird. Sie eignen sich daher in besonderem Maße als Entfernungsmesser für photographische Apparate, bei denen infolge der wachsenden Tiefenschärfe im Fernbereich, eine Entfernungseinstellung im wesentlichen nur im Nahbereich erforderlich ist Ein besonderer Vorteil dieser Raumbildentfernungsmesser bei der Anwendung in der Kamera besteht auch noch darin, daß gleichzeitig mit der Einstellung der Schärfentiefebereich sichtbar gemacht werden kann.

Bei dem Raumbildentfernungsmesser gemäß der erwähnten SE-PS 1 69 036 sind zur Bewegungsübertragung zahlreiche mechanische Glieder vorgesehen, die den Aufbau sehr komplex gestalten und ein gewisses Spiel nur schwierig vermeiden lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Raumbildentfernungsmesser der eingangs genannten Bauart durch einen vereinfachten Aufbau zu verbessern, der unter Verwendung weniger mechanisch bewegter Teile eine spielfreie Einstellung gewährleistet und eine einfache Eichung ermöglicht

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Erfindung sieht eine Schwenkbewegung der beiden Meßmarken vor, und es hat sich herausgestellt daß in dem in Betracht kommenden Bereich eine solche Schwenkbewegung, die mechanisch sehr einfach zu beherrschen ist, durchaus zulässig ist, obgleich rein theoretisch eine translatorische Verschiebung erforderlich ist, wie sie im Falle der SE-PS 1 69 036 auf relativ komplizierte Art und Weise in Annäherung realisiert wird.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird erreicht, daß die einzelnen mechanisch bewegten Teile stets spielfrei miteinander in Eingriff stehen, wobei die Einstellschraube eine bequeme Eichung gewährleistet.

Bei dem bekannten Entfernungsmesser liegen im linksäugigen und rechtsäugigen Strahlengang Planspiegel bzw. flache Hohlspiegel. Demgegenüber wird durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht, daß infolge der Verkittung jeweils zu einer linksäugigen und rechtsäugigen optischen Einheit die relative Lage der einzelnen optischen Bauteile eindeutig fixiert und in der Stellung erhalten bleibt.

Zur Anzeige des der jeweiligen eingestellten Entfernung zugeordneten Schärfentiefebereichs sieht die genannte SE-PS 1 69 036 eine Gabelmarke vor, deren Zweige den Tiefenschärfebereich für die jeweilige Blendeneinstellung angeben, während die richtige Entfernung durch einen Zeiger dargestellt wird, der zusammen mit den Gabelarmen über einer Entfernungsskala gleitet. Durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 5 bis 7 wird die Tiefenschärfeanzeige konstruktiv vereinfacht und zusammen mit der Entfernungseinstellung leichter ablesbar, indem Denkoperationen eingespart werden, denn es ist für den Benutzer nicht von Interesse, wie viele Meter die Entfernung und wieviel Meter oder Dezimeter der Schärfentiefebereich besteht, sondern er will ohne Rechenoperationen wissen, welcher Bereich der ihm im Sucher-Entfernungsmesser dargestellten Aufnahmeszene scharf abgebildet wird. Dies läßt sich durch die Alternativmerkmale der Ansprüche 5 bis 7 auf besonders günstige Weise erreichen, weil hier die Sichtmarken selbst eine (scheinbare) Tiefenstaffelung dem Benutzer signalisieren.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der

Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgeniäßen Raumbildentfernungsmessers gekuppelt mit einer photographischen Kamera;

Fig.2 eine schematische Ansicht des Entfernungsmessers gemäß F i g. 1;

F i g. 3a bis 3c verschiedene Ausführungsformen von stereoskopisch bezogenen Sichtmarken, die in dem Entfernungsmesser gemäß Fig. 1 verwendbar sind;

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Entfernungsmessers gemäß F i g. 1;

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 gemäß F i g. 4.

Die bevorzugte Ausführungsform des Entfernungsmessers gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 dargestellt, wo er in eine Kamera eingebaut zu sehen und mit deren Entfernungsmechanismus gekuppelt ist

Die photographische Kamera 10 weist ein Objektiv 12 auf, um in der Filmebene 14 ein Bild zu entwerfen, wo ein lichtempfindliches Blatt angeordnet ist, um das Licht, das durch den nicht dargestellten Verschluß hindurchtritt, aufzuzeichnen. Der Verschluß kann zwischen Objektiv 12 und Filmebene 14 angeordnet werden und er kann irgendeine herkömmliche Gestalt aufweisen, die ein Belichtungsintervall gesteuerter Dauer ermöglicht Die Kamera 10 besitzt außerdem Mittel 20 zur Entfernungseinstellung der Kamera, wobei das Objektiv 12 bewegt wird, das über ein Getriebe 24 mit dem Entfernungsmesser 22 gekuppelt ist Auf diese Weise wird die Bewegung der Einstellmittel 20, die eine Einstellung der Bildweite bewirken, auf den Entfernungsmesser 22 über das Getriebe 24 übertragen, wodurch bewirkt wird, daß sich der scheinbare Ort des stereoskopischen Entfernungsmesserbildes gemäß der neuen Bildweiteneinstellung ändert

Der Entfernungsmesser 22 ist von einem nicht dargestellten Gehäuse umschlossen und besitzt ein linkes Okular 26, ein rechtes Okular 28 und eine Sichtmarkenanordnung 30. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, besteht jedes Okular aus einem Frontlinsenelement 32, das eine nach hinten gerichtete konkave, teilweise reflektierende Oberfläche 34 definiert. Die optische Achse jener konkaven, teilweise reflektierenden Oberfläche ist im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Objektivs 12 ausgerichtet wenn die Kamera für die Belichtung bereit ist Zwei transparente Elemente 36 und 38 bilden den hinteren Teil eines jeden Okulars 26 und 28. Diese Elemente weisen nach vorn gerichtete konvexe Oberflächen 40 und 42 auf, die jeweils der Form der konkaven Oberfläche 34 des Frontlinsenelements 32 entsprechen. Die Elemente 36 und 38 besitzen eine Zwischenfläche 44, die die optische Achse der zugeordneten konkaven, teilweise reflektierenden Oberfläche 34 in einem spitzen Winkel schneiden. Jede Zwischenfläche 44 ist versilbert um einen teilweise reflektierenden Planspiegel 44 zu bilden. Der halbdurchlässige Spiegel 44 schneidet ihre optischen Achsen unter Winkeln von 45°. Die Ebenen, in denen die halbdurchlässigen Spiegel 44 liegen, schneiden einander auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Okulare 26 und 28.

Beleuchtete Sichtmarken 30 liegen im Raum zwischen den Okularen 26 und 28. Licht von den Sichtmarken 30 wird durch ein flaches Fenster 48 nach dem teilweise durchlässigen Spiegel 44 projiziert und nach vorn nach dem konkaven, halbdurchlässigen Spiegel 34 reflektiert. Der konkave Spiegel 34 fokussiert einen Teil des Lichtes von der Sichtmarke und reflektiert ihn zurück zum Auge und zwar durch den Spiegel 44, wodurch ein virtuelles Bild der Sichtmarke dem Sichtfeld des Betrachters überlagert wird.

Die optischen Elemente 32, 36 und 38 sind in der üblichen optischen Weise zusammengefügt z. B. mittels eines transparenten optischen Kitts, der die Teile aneinander festhaftet Die Okulare 26 und 28 sind in Gestalt zylindrischer Körper hergestellt, die je eine flache Fensteroberfläche 48 besitzen, um Licht von den

ίο Sichtmarken 30 eintreten zu Sassen. Die zylindrischen Seiten eines jeden Okulars 26 und 28 sind durch aus Fig.4 ersichtliche lichtundurchlässige Abschirmungen 50 bedeckt die lediglich die Fläche, die durch die Fenster 48 definiert ist freilassen. Die beschriebene Konstruktion läßt Licht von einer vorn liegenden Szene nach dem Vorderabschnitt des Okulars gelangen und dann durch das Auge der Betrachtungsperson hinter dem Okular.

Die beleuchtete Sichtmarkenanordnung 30 zwischen den Okularen besteht aus zwei lichtundurchlässigen Platten 68 und 70. Die Platten 68 und 70 besitzen unterschiedliche Ausnehmungen, die als stereoskopisch zugeordnete perspektivische Ansicht eines dreidimensionalen Bildes repräsentieren, das sich im Raum längs einer Sichtlinie durch den Entfernungsmesser erstreckt. Die Sichtmarkenanordnung 30 umfaßt auch eine Lampe 56, Kondenso-linsen 58 und 60, Diffusoren 62 und 64 und ein Gehäuse 66, welches die Lampe, die Linsen und die D'ffusoren umschließt und trägt.

Die Lampe 56 liegt zwischen den Okularen, wobei die Kondensorlinseü 58 und 60 und die Diffusoren 62 und 64 symmetrisch um die Lampe 56 herum und zwischen den Sichtmarken 52 und 54 so angeordnet sind, daß die Sichtmarkenausnehmungen diffus beleuchtet werden.

Die Sichtmarken 52 und 54 sind gegenüberliegend den Okularfenstern 48 in einem optischen Abstand von dem Konkavspiegel 34 angeordnet, der kleiner ist als die Brennweite des Spiegels 34.

Die Lampe 56 ist elektrisch an eine Batterie 63 über eine Leitung 65 und einen Schalter 67 angeschlossen.

Licht von den diffus beleuchteten Sichtmarkenöffnun gen 52 und 54 der Sichtmarkenanordnung 30 tritt in die Okulare 26 und 28 über das Fenster 48 ein und trifft auf den teilweise reflektierenden Spiegel 44, der eine Reflexion nach vorn nach den konkaven halbdurchlässigen Spiegel 34 bewirkt. Der konkave teildurchlässige Spiegel 34 reflektiert das Licht von den Sichtmarkenöffnungen zurück durch den teildurchlässigen Spiegel 44 nach dem Beobachter. Der konkave teildurchlässige

so Spiegel 34 erzeugt ein virtuelles Bild der Sichtmarkenöffnung wobei das Licht von den Sichtmarkenöffnungen benutzt wird, weil die Sichtmarkenöffnungen in einem optischen Abstand von dem Konkavspiegel 34 liegen, der kleiner ist als die Brennweite. Dem Betrachter erscheint dieses Bild in einem gewissen Abstand vor dem Okular.

Der Beobachter sieht zwei unterschiedliche virtuelle Bilder und zwar eines mit dem rechten Auge und das andere mit dem linken Auge und diese Bilder sind nicht

wi kongruent, aber stereoskopisch gezogen, weil die linke Sichtmarke 52 bewußt unterschiedlich von der rechten Sichtmarke 54 gestaltet ist. Die Sichtmarken 52 und 54 repräsentieren die linken bzw. rechten Perpektiven eines dreidimensionalen Gegenstandes, wie er beim ι zweiäugigen Sehen betrachtet wird.

Der in die Okulare 26 und 28 blickende Beobachter kann durch sie eine vornliegende Szene beobachten, weil die Spiegel 44 und 34 nur teilvv eise durchlässig sind.

Der visuelle Empfang der beiden etwas unterschiedlichen Bilder ist normal für das Nervensystem, das automatisch die Bilder in ihren Füßen so umdreht, daß die getrennten Bilder des Interessenpunktes der Beobachtungsperson in zwei Sichtfeldern gedanklich überlatvri verden. Die Bilder von Gegenständen in licin Sichtfeld, die in einer gewissen Entfernung vom Interessenpunkt im Abstand zueinander liegen, sind nicht richtig ausgerichtet, aber das Nervensystem ist so trainiert, daß diese Abweichung normalerweise unterdrückt wird. Das Nervensystem interpretiert durch Übung das Ausmaß der Augendrehung das notwendig ist, um die Bilder des Interessenpunktes aufeinander auszurichten, wenn eine Messung des Abstandes des Interessenpunktes durchgeführt werden soll. In anderer Form ausgedrückt, heißt das, daß das Nervensystem das Bild eines Gegenstandes verschmelzt, der an einer Stelle liegt, wo die optische Achse der Augen sich schneidet und die Winkelstellung der Augenachsen gleichzeitig durch das Nervensystem als eine Entfernungsmessung dieses Ortes interpretiert wird.

Wenn der Beobachter durch den erfindungsgemäßen Entfernungsmesser hindurchblickt, sind zwei interessierende Gegenstände vorhanden, von dem einen davon möchte er die Entfernung wissen und außerdem die beiden Sichtmarkenbilder. Der erforderliche Okular-Konvergenz-Winkel, der eine Verschmelzung des Gegenstandes bewirkt, ist konstant, aber der Okular-Konvergenz-Winkel, der notwenig ist, um die Sichtmarkenbilder zu verschmelzen, kann durch ein mechanisches Getriebe variiert werden, welches weiter unten beschrieben ist und die Sichtmarken relativ zu den Spiegeln 34 verschiebt. Der Betrachter kann sich nicht bequem sowohl auf den Gegenstand als auch auf das zusammengesetzte Sichtmarkenbild gleichzeitig konzentrieren, wenn nicht der Okular-Konvergenz-Winkel etwa gleich ist für beide. Durch Benutzung des mechanischen Getriebes kann der Beobachter den Okular-Konvergenz-Winkel für die Sichtmarken ändern, bis eine Anpassung an das anzuvisierende Ziel erreicht ist.

Die nicht kongruenten Sichtmarken, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform benutzt werden, sind empirisch so ausgebildet, daß ihre Bilder dem Beobachter einen guten Tiefen-Eindruck vermitteln, wenn sie durch Augendrehung verschmolzen werden. Ein Teil des verschmolzenen Bildes erscheint dem Beobachter merklich näher als das andere. Im Gebrauch bringt der Beobachter den Gegenstand mit den Entfernungsmesser-Sichtmarkenbildern zur Ausrichtung, indem der Gegenstand so eingestellt wird, daß er zwischen den Begrenzungen des Sichtmarkenbildes zu liegen scheint

Dieses Abfühlen der Tiefe aufgeprägt auf das Sucherbild durch geeignete Gestalt der Sichtmarken ist sehr nützlich bei photographischen Kameras. Photographische Kameras und andere optische Geräte besitzen keinen einheitlichen Brennpunkt, d. h. keine einheitliche Bildweite, aber einen Bereich von Abständen, d.h. Bildweiten bei jeder Entfernungseinstellung, wo noch annehmbare Ergebnisse erzielt werden (Schärfen-Tiefe). Wenn es bekannt ist, welche Linsen im Entfernungsmesser benutzt werden, dann können die Sichtmarken so ausgebildet werden, daß die nahen und fernen Grenzen des zusammengesetzten stereoskopischen Sichtmarkenbildes mit den Grenzen der Schärfentiefe zusammenfallen.

Das zusammengesetzte stereoskopische virtuelle Bild ist als Relief erkennbar. D. h. es scheint eine Tiefe zu besitzen, wobei einige Abschnitte als naheliegend umändere Abschnitte als fernliegend erkannt werden. Dit scheinbare räumliche Trennung dieser Abschnittt repräsentiert nahe und ferne Grenzen längs einei axialen Erstreckung vom Beobachter in das Sichifelc hinein, wobei die Erstreckung einen Raum in einer Zon« definiert, in welcher die Entfernungsinformation gelie fert wird. Anders ausgedrückt, bedeutet dies, daß die

ίο nahen und fernen Abschnitte des virtuellen Bilde: scheinbar dem gewählten Gegenstand in einer Tiefener Streckung überlagert werden, wobei der Gegenstanc jener ist, auf welchen die Entfernungsinformatior abgestellt werden soll. Bei der Kamera 10 ist da; zusammengesetzte stereoskopische virtuelle Bild dreidimensional und wird dem Sichtfeld überlagert. Seir scheinbarer Abstand von der Kamera längs dei optischen Achse wird geändert, wenn das Objektiv dei Kamera 10 bezüglich der Bildweite eingestellt wird Wenn beispielsweise das Objektiv auf einen relativ fernliegenden Gegenstand eingestellt wird, dann wire der Okularkonvergenzwinkel zu jedem Punkt innerhalt des scheinbaren Ortes des stereoskopischen Bildes abnehmen und das zusammengesetzte Sichtmarkenbilc erscheint vom Beobachter wegzuwandern. Eine Änderung des Konvergenzwinkels bewirkt auch eine proportionelle Änderung der scheinbaren Größe des Bildes und demgemäß der scheinbaren räumlicher Trennung zwischen nahen und fernen Abschnitten des Bildes. Die Änderung in der scheinbaren Trennung isi proportional der Änderung der Tiefe des Feldes, die notwenigerweise auftritt, wenn die Kamera auf einen ir unterschiedlichen Entfernungen von der Kamera befindlichen Gegenstand eingestellt wird.

Eine Vergrößerung des Okularkonvergenzwinkels bewirkt die Fokussierungseinstellung von einem relativ weit entfernt liegenden Gegenstand nach einem näherliegenden und bewirkt eine Verminderung der scheinbaren räumlichen Trennung von nahen und fernen Abschnitten des Bildes, wenn es nach dem Beobachter hin wandert Der gleichzeitige Abfall dei Schärfentiefe rührt daher, daß die Kamera auf einen relativ naheliegenden Gegenstand eingestellt wurde. In gleicher Weise führt eine Verminderung des Okularkonvergenzwinkels zu einer Entfernungseinstellung auf ein relativ fernes Objekt, wobei die scheinbare räumliche Trennung von nahegelegenen und fernen Abschnitten des Bildes vergrößert wird, wenn es von dem Beobachter wegwandert Die Vergrößerung der räumlichen Trennung ist dabei proportional dem gleichzeitigen Ansteigen der Tiefenschärfe, was auftritt, wenn die Kamera auf ein relativ ferjies Objekt eingestellt wird.

Die stereoskopischen Sichtmarken 52 und 54 können so ausgebildet sein, daß das zusammengesetzte stereoskopische virtuelle Bild, welches hieraus resultiert, zwei das Sichtfeld fiberlagernde Pfeile darstellt, von denen einer vor dem anderen erscheint und der Raum zwischen den Pfeilen definiert die Zone, in der die Entfernungsinformation erlangbar ist

f,n Fig.3(a) veranschaulicht derartige Sichtmarken. Die lichtundurchlässigen Platten 68 und 70 definieren öffnungen der gewünschten Sichtmarkenausbildung Bei der linken Sichtmarke 52 befindet sich ein kleiner Pfeil 53 links des großen Pfeiles 51. In der rechten

n-, Sichtmarke 54 befindet sich ein kleiner Pfeil 53' rechts des großen Pfeiles 51'. Wenn die Sichtmarken 52 und 54 stereoskopisch in dem Gerät nach Fig.2 betrachtet werden, erscheint ein zusammengesetztes stereoskop!-

sches Bild, wobei der große Pfeil den nahegelegenen Abschnitt des zusammengesetzten Bildes und der kleine Pfeil den feinen Abschniii de; zusammengesetzten Bildes erzeugt

Andere Sichtmarken, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung anwendbar sind, ergeben .-.ich aus F i g. 3(b). Linke und rechte Sichtmarken 150 und 151 bestehen jeweils aus einem transparenten Blatt mit einem lichtundurchlässigeu Überzug. Der Oberzug ist derart ausgespart, daß transparente, stereoskopisch bezogene, linke und rechte Sichtmarken 152 bzw. 154 gebildet werden. Die Sichtmarken erzeugen, wenn sie stereoskopisch in dem Gerät nach F i g. 2 betrachtet werden, ein zusammengesetztes stereoskopisch virtuelles Bild, weiches dem Sichtfeid überlagert wird. Das stereoskopische Bild erscheint als zwei Paare von Pfeilen und die Pfeile eines jeden Paares werden im Raum getrennt und durch eine horizontale Linie verbunden. Die großen und die kleinen Pfeile eines jeden Paares scheinen nach den großen bzw. kleinen Pfeilen des anderen Paares zu weisen. Die großen Pfeile bilden den Abschnitt des zusammengesetzten Bildes, der scheinbar dem Beobachter näherliegt, und bewirken eine geeignete Entfernungseinstellung auf naheliegende Gegenstände und die kleinen Pfeile bilden den Abschnitt des zusammengesetzten Bildes, der vom Beobachter am weitesten entfernt liegt und ergeben hierfür eine richtige Fokussierung. Auf diese Weise scheint das zusammengesetzte stereoskopische Bild die gewählten Gegenstände einzugabeln, wenn eine entsprechende Fokussierungseinstellung erfolgt ist

Die Sichtmarken können so ausgebildet sein, daß sie ein zusammengesetztes virtuelles Bild jeder beliebigen Form gestalten. Das zusammengesetzte Bild braucht nicht aus zwei getrennten Teilen zu bestehen. Es kann z. B. ein einziges dreidimensionales zusammengesetztes virtuelles Bild definiert werden, wobei nahe und ferne Abschnitte des zusammengesetzten Bildes ferne und nahe Abschnitte der Zone definieren, in der die Entfemungsinformation gegeben wird. Fig.3(c) zeigt stereoskopisch bezogene Sichtmarkenausbildungen, bestehend aus einer linken Sichtmarke 252 und einer rechten Sichtmarke 254, um ein zusammengesetztes stereoskopisches virtuelles Bild eines Kreises zu erzeugen, der in einer im wesentlichen horizontal liegenden Ebene befindlich ist Die Abschnitte 256 und 258 der Sichtmarken 252 und 254 bilden den Abschnitt des zusammengesetzten Bildes, der scheinbar dem Beobachter näherliegt und sie definieren die nahegelegene Grenze der Gegenstände bei richtiger Entfernungseinstellung. Die Abschnitte 260 und 262 dieser Sichtmarken bilden den Abschnitt des zusammengesetzten Bildes, der scheinbar am weitesten vom Beobachter entfernt liegt und definieren die hintere Grenze von Gegenständen mit richtiger Entfernungseinstellung. Bei dieser Sichtmarkenausbildung erscheint das virtuelle Bild als ein Heiligenschein Ober dem Gegenstand, auf den die Kamera fokussiert wird.

Die Sichtmarken könnten auch so ausgebildet werden, daß sie ein zusammengesetztes stereoskopisches virtuelles Bild eines Feldbegrenzungsrahmens darstellen, charakterisiert durch Abschnitt die relativ entfernt bzw. relativ nahe erscheinen.

Die scheinbare Größe eines Bildes im Sichtfeld ist ein Faktor, der die Tiefenwirkung beeinflußt Infolgedessen definieren die Sichtmarkenausgestaltungen gemäß F i g. 3a und 3b ferne und nahe Pfeile unterschiedlicher Größe, wobei der größere Pfeil jener ist der dem Betrachter am nächsten erscheint wegen der stereoskopischen Abhängigkeit der Sichtmarken, wodurch die Tiefenwirkung verbessert wird. Die Größenbeziehung der Pfeile kann so sein, daß der Beobachter scheinbar Pfeile gleicher Größe wahrnimmt die lediglich in verschiedenen Entfernungen vor ihm liegen.

Platten 68 und 70 werden beweglich von Mitteln 72 getragen, um den Konvergenzwinkel (a) verändern zu können, mit dem die Bilder der Sichtmarken 52 und 54

ίο als stereoskopisches virtuelles Bild beobachtbar sind und um die Bildweite gemäß Änderungen des Konvergenzwinkels einzustellen. Die Mittel 72 verändern die Winkel, unter denen die reellen Bilder der Sichtmarken 52 und 54 nach dem Planspiegel 44 gerichtet werden und dadurch ändert sich der

Konvergenzwinkel, unter dem das zusammengesetzte

stereoskopische Bild betrachtbar ist wie aus F i g. 2 ersichtlich.

Die Mittel 72 bestehen nach Fig.4 und 5 aus

aufrechtstehenden Trägern 74 und 76 für die Platten 68 bzw. 70. Die präzise Arbeitslage der Platten 68 und 70 relativ zu den Platten 88 und 82 kann durch Einstellschrauben 78 und 80 bestimmt werden. Der Träger 76 steht von der Platte 82 vor, die schwenkbar mittels eines Stiftes 84 an der Basis 86 befestigt ist Der Träger 74 steht vor der Platte 88 vor, die schwenkbar mittels eines Stiftes 90 an der Basis 86 befestigt ist Die Platte 82 weist einen Fortsatz 94 auf, der einen Kontaktpunkt 96 trägt der gemäß einer bevorzugten

Ausführungsform die Gestalt einer Schraube hat so daß

das System einstellbar ist Die Platte 88 weist einen

Fortsatz 98 auf, der mit dem Kontaktpunkt 96

zusammenwirkt

Die Platte 82 definiert eine Oberfläche 83, die eine

Eingangskraft empfängt und eine Gegenuhrzeigersinndrehung der Platte 82 um den Stift 84 erzeugt Die Platte 88 ist im Gegenuhrzeigersinn um den Stift 90 durch eine Feder 92 vorgespannt Eine Anwendung der Eingangskraft bewirkt eine Drehung der Platte 82 im Gegenuhrzeigersinn und mittels des Kontaktpunktes wird bewirkt daß die Platte 88 sich im Uhrzeigersinn dreht wobei die Drehung beider Platten entgegengesetzt der Vorspannung der Federn 92 ist Da die Platten 82 und 88 verschwenkbar sind, tritt eine zusammengesetzte Bewegung der Sichtmarken 52 und 54 auf (Fig.2). Eine Komponente ist dabei eine Bewegung nach vorn und zurück, parallel zur optischen Achse der Spiegel 34, und die andere Komponente ist eine Bewegung normal zu dieser optischen Achse. Eine

so kleine . .iderung in der Winkelstellung der die Sichtmarken bildenden Platten 68 und 70 tritt auf, aber die Winkeländerung ist so klein, daß ihre Wirkung auf die Lage der Sichtmarken, die durch diese Platten gebildet werden, vernachlässigbar ist

Die Versetzung der Sichtmarken längs einer Linie parallel zur optischen Achse des Okulars steuert die scheinbare Lage des virtuellen Bildes relativ zur Achse. Bei der Anordnung nach Fig.2 bewirkt eine Rückbewegung der Sichtmarken eine Vergrößerung des Okularkonvergenzwinkels und das Bild scheint sich dem Betrachter zu nähern. Eine Bewegung der Sichtmarken längs einer linie normal zur optischen Achse des Okkulars bewirkt eine Änderung des konjugierten Brennpunktes, was leicht zu einer Vergrößerungsände rung des virtuellen Bildes führt wie dies dem Fachmann geläufig ist

Es ist erwünscht die Sichtmarkenbildvergrößerung und den konjugierten Brennpunkt zu verändern, wenn

der Konvergenzwinkel sich vergrößert und zwar wegen der Art und Weise, in der das Auge normalerweise arbeitet. Wenn man sieht daß ein ferner Gegenstand näherkommt erfolgt nicht nur eine Konvergierung der Blicke durch Drehung der Augen, sondern es erfolgt auch eine Anpassung des Bildes durch Zusammenziehen der Wimpernmuskeln, die die Augenlinse umgeben, um eine Anpassung an den neuen Abstand zu erwirken und man erwartet eine Objektgrößenänderung zu sehen (Vergrößerung). Bei einem normalen Auge sind diese Funktionen miteinander gekuppelt Wenn man in einem zweiäugigen Entfernungsmesser die Sichtmarken auf einem Gegenstand nur wenige Fuß entfernt piaziert erwartet man nicht daß die Konvergenz jener des Objektes angepaßt ist aber man erwartet daß der Brennpunkt der gleiche ist wie durch die fviuskeispannung im Auge abgefühlt Wenn der Brennpunkt der Sichtmarken im Unendlichen fixiert ist, dann kann der Entfernungsmesser psychologisch schwierig zu benutzen sein, insbesondere bei sehr geringen Entfernungen.

Die Anordnung, durch die die Sichtmarkenbildfokussierung geändert wird, dient auch zur Kompensation gegenüber von Bereichsungenauigkeiten, die infolge unterschiedlichen Augenabstandes bei verschiedenen Benutzern vorhanden sind. Die Potentialungenauigkeit und die Kompensation tritt auf diese Weise auf. Der zweiäugige Entfernungsmesser ist einstellbar für eine Distanz, indem rohe Änderungen in dem Okularkonvergenzwinkel vorgenommen werden, bei dem die beiden virtuellen Bilder vor jeweils einem Auge des Beobachters erzeugt werden. Diese grobe Änderung ist jedoch nur für einen vorbestimmten Augenabstand genau richtig. Für Personen mit größerem oder kleinerem Augenabstand ergibt sich ein Fehler, wenn nicht der grobe Konvergenzwinkel etwas modifiziert wird. Dies ist leicht verständlich, wenn der Augenabstand als Basis eines Dreiecks verstanden wird, dessen Scheitel sich an dem virtuellen Bild befindet wobei der Abstand zwischen Basis und Scheitel die zu messende Entfernung ist Natürlich muß der Scheitelwinkel (d. h. Konvergenzwinkel) sich ändern, wenn die Lage des Scheitels festgehalten wird und die Basis längs verändert wird. Diese Feinkompensation des Konvergenzwinkels ist proportional der Abweichung des Augenabstandes des betreffenden Betrachters von einem vorbestimmten Augenabstand und invers proportional zu dem scheinbaren Abstand des virtuellen Bildes. Das Verfahren zur Durchführung dieser Kompensation besteht darin, die Sichtmarke so zu bewegen, daß die Strahlen von der Sichtmarke in der Weise divergieren, daß Benutzer mit unterschiedlichen Augenabstand Strahlen mit unterschiedlichen und korrespondierenden Augenkonvergenzwinkeln erblicken. Diese Divergenz von Strahlen der Sichtmarken entspricht genau einem virtuellen Bild, das auf den gleichen Abstand fokussiert wurde, auf den der Standardkonvergenzwinkel eingestellt wurde. So resultieren Unterschiede im Augenabstand nicht zu Bereichsfehlern, wenn sowohl die Konvergenz als die Fokussierung des virtuellen Bildes gemeinsam eingestellt werden.

Wie erwähnt, weist der auf der photographischen Kamera 10 angeordnete Entfernungsmesser außerdem Fokussierungsmittel 20 und Bewegungsübertragungsmittel 24 auf.

Die Fokussierungseinrichtung 20 weist ein großes Zahnrad 100 auf, das vor dem Verschlußgehäuse gelagert ist, so daß es manuell erfaßt werden kann. Dieses Zahnrad ist über ein Zwischenzahnrad 102 mit einem Zahnkranz 106 in Eingriff, der die Objektivfassung 108 umgreift Das Zahnrad 100 ist auf einer Welle 110 verkeilt, die das Rad drehbar lagert. Die Drehung der Objektivfassung 108 erzeugt eine Fokussierungsbewegung des Objektivs in an sich bekannter Weise.

Das Bewegungsübertragungsgetriebe 24 weist einen Nocken 112 auf, der auf einer Welle 110 drehbar gelagert ist und mit einem Nockenfolgeorgan 114 zusammenwirkt. Letzteres ist auf einem Lenker 116 in

ίο der Nähe eines Endes davon gelagert und gleitet längs eines Schlitzes 118 in der Platte 120. Der Stift 122 ist in dem Lenker 116 in der Nähe seines gegenüberliegenden Endes eingesetzt und läuft in einem Schlitz 124 in der Platte 120. Eine Feder 126 hält das Folgeorgan 114 gegen den Nocken 112. Ein Ende des Stiftes 122 steht nach hinten vor und in Eingriff mit einem Winkelhebe! 128. Der Winkelhebel 128 ist um einen Stift 130 schwenkbar und weist eine Nockenoberfläche 132 in der Nähe jenes Endes auf, das dem Stift 122 entgegenge setzt liegt Der Nocken 132 wirkt auf den Lenker 134 ein, der von dem Entfernungsmesser 22 weg und nach diesem hin linear beweglich ist Der Lenker 134 weist eine Folgeoberfläche 136 auf, die mit einer Nockenoberfläche 132 in Eingriff gelangen kann und außerdem ist ein Vorsprung 138 am Lenker 134 vorgesehen, der gegen die Oberfläche »3 der Platte 82 innerhalb des Entfernungsmessers anstößt um die vorerwähnte Eingangskraft zu liefern. Eine Auslegefeder 140 drückt den Lenker 134 auf den Hebel 128 und drückt diesen so, daß er in Eingriff mit dem Stift 122 gelangt Die Feder 140 und die Feder 126 wirken beide in der Weise, daß das Folgeorgan 114 gegen den Nocken 112 gedrückt wird.

Arbeitsweise des Entfernungsmessers in Verbindung

mit einer photographischen Kamera:

Die Kamera wird auf die zu photographierende Szene gerichtet und die Szene wird zweiäugig durch den Entfernungsmesser betrachtet Das linke Auge sieht die Szene durch das linke Okular 26 und das rechte Auge sieht die Szene durch das rechte Okular 28.

Der Schalter 67 wird geschlossen, um die Lampe 56 zu erregen und Licht von dieser Lampe tritt durch die Sammellinsen 58 und 60 und durch Diffusoren 62 und 64 hindurch und fällt auf die Bildmarken der Platten 68 und

70. Die Platten 68 und 70 blockieren die Gesamtbeleuchtung außer jener, die durch die öffnungen der Platten hindurchtritt welche die stereoskopisch zugeordneten Sichtmarken 52 und 54 definieren. Die Sichtmarken bewirken eine bildmäßige Verteilung von Licht in Gestalt der Sichtmarken, so daß dieses nach den abgeflachten Oberflächen der Okulare gelangt Das durch die abgeflachte Oberfläche 56 des Okulars 26 hindurchtretende Licht besitzt die Gestalt der linken Sichtmarke 52 und das nach der flachen Oberfläche 48 des Okulars 28 gelangende Licht besitzt die Gestalt der rechten Sichtmarke. Auf diese Weise trifft die bildweise Verteilung von Licht aus den Okularen gegen die ebenen Spiegel 44 der Okulare und wird nach vorn nach den Konkavspiegeln 34 reflektiert und dann fokussiert und zurückreflektiert nach den Augenstellungen hinter den Okularen. Ein virtuelles Bild der linken Augensichtmarke wird so dem Sichtfeld, welches durch das linke Auge betrachtet wird, überlagert, während ein virtuelles Bild der hiervon unterschiedlichen rechtsäugigen Sichtmarke demjenigen Sichtfeld überlagert wird, welches durch das rechte Auge betrachtet wird. Wenn die Kamera auf unendlich fokussiert wird, dann ist der Okularkonvergenzwinkel im wesentlichen Null Grad.

Die Sichtlinie durch jedes Okular verläuft somit im wesentlichen parallel zu der optischen Achse der Kamera und die scheinbare Lage des zusammengesetzten stereoskopischen Bildes im Skvafeld liegt im Unendlichen. Wenn die Kamera auf einen in der Nähe liegenden Gegenstand fokussiert wird, dann wird der Konvergenzwinkel zu eirir-r Vergrößerung veranlaßt und die scheinbare Lage im Sichtfeld 'f:s virtuellen Bildes bewegt sich auf den Beobachter nach einer Steile in der Nähe des Gegenstandes.

Wenn z. B. eine Entfcrnungscinsieüurig vor. einem relativ fernen Gegenstand auf einen relativ nahehegenden Gegenstand vorgenommen wird, dann werden die Sichtmarken im -wesentlichen parallel zur optischen Achse der Okulare auf den Beobachter hin verschoben, während sie gleichzeitig quer zur optischen Achse der Okuiare nach dem ebenen Spiegel 44 hin bewegt werden. Die vorerwähnte Axialbewegung reduziert den Konvergenzwinkel., wodurch bewirkt wird, daß das zusammengesetzte stereoskopische virtuelle Bild im Sichtfeld nach dem Beobachter hin wandert Die erwähnte Bewegung quer zur optischen Achse vermindert die optische Piadlänge zwischen der Sichtmarke nach dem konkaven Bildspiegel 34 und dadurch wird eine Fokussierung des virtuellen Bildes relativ nahe der Kamera bewirkt Diesen axialen und Quer-Bewegungen sind aufeinander derart abgestimmt, daß der Konversionspunkt und der Fokussierungspunkt immer zusammenfallen.

Während der Fokussierung der Kamera übertragen Mittel 34 die Bewegung von der Fokussierungsvorrichtung 20 nach dem Entfernungsmesser 22, um dort die Sichtmarken 52 und 54 zu bewegen. Das große Zahnrad f 00 wird manuell so betätigt, daß die Drehung über das Zwischenrad 102 auf den Zahnkranz 106 am Objektivtubus 108 übertragen wird, so daß sich die Objektivlinse 12 längs der optischen Achse so bewegt, daß die verschiedenen Gegenstände des Sichtfeldes gemäß dem Gegenstandsabstand fokussiert werden. Der Nocken 112 stellt das Folgeglied 114 ein und dadurch wird eine Bewegung durch den Lenker 116, den Hebel 128 und den Lenker 134 auf die Oberfläche 83 übertragen, um eine Bewegung der Sichtmarken relativ zu den Okularen zu bewirken. Wenn das Rad 100 in Richtung des Pfeiles gemäß F i g. 1 gedreht wird, dann schiebt sich die Objektivlinse 12 von einer Stellung relativ nahe dem Gegenstand in eine Stellung zurück, die relativ fern liegt vom Gegenstand, um eine Einstellung auf Gegenstände vorzunehmen, die in einem relativ großen Abstand von der Kamera entfernt liegen. Schließlich erfolgt eine so Einstellung auf Unendlich. Wenn diese Bewegung stattfindet, dreht sich der Nocken 112 ebenfalls in Richtung des Pfeiles, damit sich das Folgeglied 114 gemäß der Vorspannung der Feder 126 bewegen kann. Der Lenker 134 und der Hebel 128 folgen dem Stift 122 unter dem Einfluß der Feder 140. Die Bewegung des Lenkers 134 schafft die Möglichkeit, daß die Platten 82 und 88 sich unter dem Einfluß der Feder 92 im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn bewegen können. Hierdurch werden die Sichtmarken von den Okularen nach vorn und hinten ger.rhoben, wodurch der K-nvergfcnzwinkel abnimmt und das zusammengesetzte sterecslcop'.sche virtuelle Bild von dem Betrachter zurückgeht, fokussiert bleibt und schließlich iüi Unendlichen erscheint, wenn die Fokussierung auf Unendlich vorgenommen ist. Umgekehrt wird das Objektiv 12 vergeschoben, um eine Fokussierung für Gegenstände zu bewirken, die sich in einer relativ kurzen Gegensiandsentfernung befinden, wenn das Rad 100 in Gegenpfeilrichtung gedreht wird. Dabei treibt der Nocken 112 das Folgeglied 1!4 und demgemäß den Lenker 116 gegen die Vorspannung der Feder 126. Der Stift 122 schiebt dann den Winkelhebel J28 und den Lenker 134 gegen die Vorspannung der Feder 140, um die Platten 82 und 8S zu drehen und die Sichtmarken 52 und 54 nach hinten parallel zur optischen Achse der Okulare 26 und 28 nach einer Augenstellung hinter der Kamera zu bewegen und quer zur optischen Achse der Okulare 26 und 28 nach den abgeflachten Abschnitten 48 der Okulare 26 und 28. Dadurch vergrößert sich der Konvergenzwinkel und das zusammengesetzte stereoskopische virtuelle Bild wandert im Sichtfeld nach vorn, bleibt fokussiert und ändert sich in der Vergrößerung und kann schließlich sehr dicht beim Beobachter erscheinen, z. B. 25 cm vor dem Objektiv.

Die Schärfentiefe, & h. der Abstand zwischen dem am nächsten gelegenen und am weitesten entfernt liegenden Punkt bei annehmbarer Fokussierung, vergrößert sich und verkleinert sich proportional dem Ansteigen bzw. Abfallen der Entfernung zwischen Kamera und jenem Gegenstand, auf den fokussiert wird. Wie oben erwähnt, vergrößert sich und verkleinert sich der scheinbare Abstand zwischen fernen und nahen Abschnitten des zusammengesetzten stereoskopischen Bildes, das dem Feld überlagert wird mit der Vergrößerung und der Verkleinerung in dem scheinbaren Abstand zwischen Bild und Kamera.

Die Arbeitsweise von Entfernungseinstellmitteln 23, den Übertragungsmitteln 24 und des Suchers 22 ist koordiniert, um zu bewirken, daß das stereoskopische virtuelle Bild überlagert auf gewählten Abschnitten im Sichtfeld erscheint, auf das die Kamera fokussiert ist Die nahen und fernen Abschnitte des zusammengesetzten Bildes scheinen alle Gegenstände einzuklammern, auf die die Kamera in befriedigender Weise fokussiert ist Deshalb kann der Kameraverschluß zwecks Erzeugung eines photographischen Bildes betätigt werden und sämtliche Gegenstände, die scheinbar zwischen fernen und nahen Abschnitten des stereoskopischen virtuellen Bildes eingeschlossen sind, sind dann auch hinreichend scharf.

Es ist klar, daß die Ausdrücke »im Gegenuhrzeigersinn«, »im Uhrzeigersinn«, »vorn«, »hinten« u. dgl. nur in Verbindung mit den Zeichnungen zu verstehen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Raumbildentfernungsmesser für fotografische Kameras, mit räumlich erkennbarer Wandermarke, die von einer rechtsäugigen und von einer linksäugigen in den linksäuigen bzw. rechtsäugigen Strahlengang eingespiegelten Meßmarke gebildet ist, welche beiden Meßmarken symmetrisch zueinander derart versetzbar sind, daß der Okular-IConvergenzwinkel geändert wird, unter dem der Betrachter die virtuellen Bilder von Meßmarken und Gegenstand verschmelzen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßmarken (52, 54; 152, 154; 252, 254) auf je einem Schwenkhebel (88, 82) angeordnet sind, die um Achsen (90, 84) benachbart zu den Betrachtungsokularen (26, 28) schwenkbar sind.

2. Raumbildentfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schwenkhebei (88) über eine Feder (92) gegen den zweiten Schwenkhebel (82) über eine Einstellschraube (96) vorgespannt ist, und daß auf den zweiten Schwenkhebel (82) ein mit dem Entfernungssteller der Kamera verbundenes Stellglied bei (83) einwirkt.

3. Raumbildentfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarken (52, 54; 152,154; 252,254) unterschiedliche Tiefenstaffelungsdarstellungen (51, 53; 256, 260, 258, 262) längs der rechtsäuigigen bzw. linksäugigen Sichtlinie aufweisen.

4. Raumbildentfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarken über einen der Einsichtöffnung der Okulare abgewandten Konkavspiegel (34) in den Strahlengang eingespiegelt werden und der Konkavspiegel mit zwei Prismen (36, 38) verkittet ist, deren unter 45° zur optischen Einblickachse geneigte Trennfläche einen halbdurchlässigen Spiegel (44) bildet.

5. Raumbildentfernungsmesser nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Tiefe gestaffelten Meßmarken von je zwei Pfeilen (51, 53) unterschiedlicher Größe gebildet werden (F ig. 3a).

6. Raumbildentfernungsmesser nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Tiefe gestaffelten Meßmarkendarstellungen von Ringen (252,254) gebildet werden (F i g. 3c).

7. Raumbildentfernungsmesser nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in so der Tiefe gestaffelten Meßmarkendarstellungen von klammerartigen Einfassungen (152, 154) gebildet werden.