DE2609877A1

DE2609877A1 - Optische anordnung zur benutzung von sensoren

Info

Publication number: DE2609877A1
Application number: DE19762609877
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Phys Mandler
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1976-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1977-09-15
Also published as: US4147417A

Description

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A ?.0'J2/B 2<J89 633 Wetzlar,den. k. März 1-.'7ό

Fat Rie/Ma

Optische Anordnung zur Benutzung von Sensoren

Ola Erfindung· betrifft eine optische Anordnung zur Benutzung von in Streifen aufgeteilten f otoelektrisciien Sensoren zur Scharfstellung des Objektivs an einer Spiegelrof lexkamei-a.

üs ist bekannt, das Objektiv einer fotografischon Kainei*a dadureη automatisch scharf einzustellen, daß von dem anvisierten Objekt auf zwei in Streifen aufgeteilte fotoeLektrische Empfänger, den Sensoren, jo ein Bild des anvisierten Objektes unter zwei ν ου ο in a iid er verschiedenen Aperturwinkeln entworfen wird.

Diο von den Sensoren gelieferten Strahlen werden in bekannter Woiso (DT-FS 1 2Ö3 325) verarbeitet und liefern ein Maß für die Scharfstellung des Kameraobjektivs. Das resultierende Signal wird dann entweder einem Motor zugeführt, der - bei unscharfer Einsteilung - das Objektiv zur Stelle der schärfsten Einstellung hin bewegt (=automatische Einstellung), oder Os wird einem Meßwerk zugeführt, das die Scharfeinstellung anzeigt. In diesem Fall muß das Objektiv von Hand bewegt und somit scharfgestellt werden (=halbautomatische Einstellung).

Bei Anwendung dieses ScharfStellungprinzips auf eine Spiegelreflexkamera besteht die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, die aus dem Sucherstrahlengang der Kamera einen Strahlengang zur Beaufschlagung der Sensoren derart abzweigt, daß jedem der Sensoren nur Licht aus einer Hälfte der Austrittspupillo des Objektivs zugeführt wird. Dabei ist zu fordern, daß die Anordnung etwa in den üblichen Abmessungen einer Spiegelreflexkamera unterbringbar und in der Stabilität ihrer Justierung

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nicht durch zusätzliche bewegliche Elemente labil ist.

Gemäß dor Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der lieflexspiogol der Eamera in seinem mittleren Bereich in bekannter Weise toilverspiegelt ist und an seine Rückwand ein vollverspiegeltor abbildender Spiegel angesetzt ist, der die Austrittspupille des AufnahmeObjektivs in eine Hilfsebene abbildet, daß in dieser Ililfsebene nebeneinander zwei Objektive in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem Mittenabstand der beiden Sensoren entspricht, und von denen jedes Objektiv die Strahlet! aus einem anderen Teilbereioh der Austrittspupille auf je einen der beiden Sensoren leitet.

Auf diese Weise werden jedem der beiden Sensoren die Strahlen aus einem anderen Aperturbereich der Aufnahmeobjektiv-Austrittspupille zugeleitet, und zwar vorzugsweise aus Aperturboreichen, die einander diametral gegenüberliegen. Es werden daher atif den Sensoren zwei Bilder des Objektes entworfen, die auf korrespondierenden Streifen der beiden Sensoren nur dann übereinstimmen und diese Streifen gleichmäßig beaufschlagen, wenn sich das Objektiv in seiner Stellung größter Abbildungsschärfe befindet. Ist das Objektiv nioht scharf eingestellt, so werden auf diesen korrespondierenden Streifen unterschiedliche Bilder erzeugt, die auch unterschiedlich hell sind und somit ein Maß für die Ablage des Objektivs aus seiner Scharfstellung darstellen. Die Auswertung der gelieferten Signale kann z.B. in der in der DT-PS 1 263 325 beschriebenen Weise erfolgen.

Es wird dabei insbesondere vorgeschlagen, den vollverspiegelten abbildenden Spiegel zum Reflexspiegel geneigt an diesen anzukitten, und zwar derart geneigt, daß die optische Achse der reflektierenden Strahlen senkrecht auf der Spiegel-

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fläche des lief lexspiegels steht. Dadurch wird verhindert, daß durch Mehrfachreflexion zwischen der teilverspiegelten Flüche dos Reflexspiegels und der vollverspiegelten Fläche des abbildenden Spiegels störendes Licht in den Fokussierodor den Sucherstrahlengang gelangt.

Durch Reflexion der von der vollverspiegelten Fläche des abbildenden Spiegels kommenden Strahlen an der teilverspiegelten Fläche des Reflexspiegela tritt außerdem ein Liohtverlust im Fokussiorstrahlengang ein. Um dies zu verhindern, kann die teilverspiegelte Fläche mit einem Belag versehen sein, dossen Reflexionseigenschaften vom Einfallswinkel der auftreffenden Strahlen abhängig sind.Xn Verbindung mit der Neigung des abbildenden Spiegels ist es vorteilhaft, einen dielektrischen Belag zu wählen, dessen Reflexionsgrad für senkrecht auftreffende Strahlen ein Minimum besitzt.

Eine andere Maßnahme zur Vermeidung von Liohtverlusten im Fokussierstrahlengang besteht darin, für die teilverspiegelte Fläche des Reflexspiegels eine polarisierende Beschichtung vorzusehen und ihr ein die Polarisationsriohtung der durohgelassenen Strahlung drehendes Bauelement nachzuordnen.

Das die Polarisationsriohtung drehende Bauelement kann zwischen dem Reflexspiegel und dem abbildenden Spiegel angebracht und beispieleweise ein λ/8-Plättchen sein. Nach zweimaligem Durchgang durch das λ/8-Plättohen ist die Polarisa-

tionsrichtung um 90° gedreht, so daß sie mit der Durchlaßrichtung der teilverspiegelten Fläche Übereinstimmt. Es ist aber auch möglich, das die Polarisationsriohtung drehende Bauelement mit der Spiegelfläche des abbildenden Spiegels zu korn b in ie ren.

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Der abbildende Spiegel hat die Aufgabe, von der Aufnahmeobjekt iv-Austrittspupille ein Bild an einer zugänglichen Stelle zu entwerfen. Da es bei der Beaufschlagung der streifenförmig eingeteilten Sensoren nur auf die Liohtverteilung senkrecht zur Streifeneinteilung ankommt, ist keine gute Abbildung von Bildpüttkten, sondern nur von Linien parallel zur Streifeneinteilung erforderlich. Deshalb kann die vollverspiegelte Fläche des abbildenden Spiegels sowohl als Kugelfläche als auch als Zylinderflache ausgebildet verden. Rechnungen haben allerdings ergeben, daß die Kugelfläche die besseren Ergebnisse liefert.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsboispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a;1b schematisch die erfundene Anordnung in einem gestreokten Strahlengang, in Seitenansicht und in

einer um yO dazu gekippten Ansicht,

Fig. 2 sohematisch eine Spiegelreflexkamera mit eingebauter erfundener Anordnung in Schnittdarstellung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Darstellung der Fig. 2, Fig. 4 schematisch die benutzten Pupillenflachen.

In Fig. 1a sind sohematisch die im Zusammenhang mit der erfundenen Vorrichtung interessierenden Bauelemente einer Spiegelreflexkamera dargestellt. Die Filmebene ist mit 1 bezeichnet, vor der das Aufnahmeobjektiv 2 angeordnet ist. Zwischen Filmebene und Aufnahmeobjektiv befindet sich der ReflGxspiegel 3 und über diesem liegt die Einstellscheibe Der Reflexspiegel ist in seinem mittleren Bereich nur teilverspiegelt, so daß ein Teil der vom Objektiv kommenden Strahlen nach hinten durohtreten kann.

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Hinten 1st an den Ref J.exspiegel ein vollverspiegelter abbildonder Spiegel 5 angekittet, dessen Spiegelf lache eine Kugelfläche oder auch, eine Zylinderflache sein kann. Dieser Spiegel 5 ist in der Weise leicht geneigt, daß die Mittenachse der an ihm reflektierten Strahlen senkrecht auf der Reflexflüche des Reflexspiegels steht.

Das Aufnahmeobjektiv 2 entwirft über den Reflexspiegel 3 ein Bild des Objektes O in die konjugierte Bildebene O¹. Gleichzeitig entwirft der abbildende Spiegel 5 ein Bild der Austrittepupille P des Aufnahmeobjektivs 2 in der Ebene P¹.

In dieser Ebene P¹ sind nebeneinander zwei Hilfsobjektive 6a, 6b (Fig. 1a;1b) angeordnet, die wiederum das Bild des Objektes aus der konjugierten Bildebene O¹ in die weitere konjugierte Bildebene 0" abbilden« In der Ebene 0" sind zwei Streifensensoren 7a, 7b auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet. Auf ihnen entsteht somit je ein Bild des Objektes 0. Die für die Erzeugung dieser Bilder benutzten Strahlen stammen jedoch aus verschiedenen Aperturbereichen 7a', 7b¹ der Austrittspupille P (Fig. 4). Der Abstand der optischen Achsen der Hilfsobjektive 6a, 6b entspricht dabei dem Mittenabstand der Streifensensoren Ja, 7b. Auf diese Weise erzeugen die Streifensensoren Signale, die z.B. in der in DBP 1 263 325 aηgegebenen Weise weiter verarbeitet werden können.

Um die optischen Aohsen der Objektive 6a, 6b genau auf die Mitte der Streifenseneoren ausrichten zu können, muß eine Juatierniöglichkeit vorgesehen sein. Entweder muß eines der beiden Objektive seitlich verschiebbar sein, oder es muß ein optisches Justiermittel vorgesehen sein. Im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel ist dafür ein in Achsrichtung verechiebbarer Doppelkeil 8 angeordnet.

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Um zu erreichen, daß bei Verwendung von mit Springblende ausgestatteten Wechselobjektiven an der Kamera bei allen Wechselobjektiven sich die gleiche Beaufschlagung der Sensoren ergibt, ist os zweckmäßig, den Durchmesser der Hilfsobjektive 6a, 6b dem Wechselobjektiv mit der kleinsten Anfangsöffnung

anzupassen.

In den Figuren Ta, 1b ist die erfundene optische Anordnung in gestrecktem Strahlengang dargestellt, um das Verständnis zu erleichtern. Fig. 1b stellt dabei eine Teilansicht der Fig. la in Pfeilrichtung A dar. Außerdem sind in beiden Ansichten die Streifensensoren 7a» 7t> jeweils in Pfeilriohtung um 90 abgeklappt, um deren genaue Stellung zu zeigen.

Um diesen relativ langen Strahlengang in einer Kamera unterbringen zu können, ist es offensichtlich, daß derselbe abgewinkelt, d.h. zusammengefaltet werden muß. In den Figuren 2 und 3 ist dargestellt, wie dies praktisch verwirklicht werden kann. _%

In Fig. 2 ist das Gehäuse der Kamera mit 20 bezeichnet, in der die Filmebene 1, das Aufnahroeobjektiv 2, der Reflexspiegoi 3 sowie die Einstellscheibe h enthalten sind. Über dor Einstellscheibe 4 ist ein Pentaprisma 21 angeordnet, hinter dem sich in bekannter Weise ein Okular 22 befindet.

Neben der Einstellscheibe h ist ein Spiegel 23 angebracht (Fig. 2), der die vom abbildenden Spiegel 5 reflektierten Strahlen im Kameragehäuse nach oben ablenkt. In diosom Bereich vor dem Pentaprisma 21 befinden sich dio beiden Hilfsobjektive Oa, 6b, durch die die Strahlen gebroohon werden. Oberhalb der Hilfsobjektive 6a, Ob bofindet sich ein weiterer Spiegel 2'Λ, der die Strnhlon dünn seitwärts ausionkt,

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und zwar aus der Zeichenebene der Fig, 2 heraus nach hinten. Der weitere Strahlenverlauf ist dann aus Fig. 3 ersichtlich, die eine Draufsicht auf Fig. 2 darstellt. Dort ist erkennbar, daß die Strahlen von dem Spiegel 2k durch den Doppe 1-keil S hindurch auf die Streifensensoren 7a, 7b reflektiert •worden.

Der in dieser ¥eise nach einer Seite vergrößerte Dom der Kamera kann dazu benutzt werden, um die nicht weiter gezeigte Auswerteschaltung für die von den Streifensensoren 7a» 7b gelieferten Signale unterzubringen.

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Claims

Ansprüche

Optiscrie Anordnung zur Benutzung; von zwei in Streifen aufgeteilten fotoelektrischen Sensoren zur Scharfstellung des Objektivs au Spiegelreflexkameras,dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexspiegel (3) der !Camera in seinem mittleren Bereich in bekannter Weise teilverspiegelt ist und an die Rückwand ein vollverspiegelter abbildender Spiegel (5) angesetzt ist, der die Austrittspupille (P) des Aufnähmeobjektivs (2) in eine llilfsebene (P^f) abbildet, daß in dieser Hilfsebene nebeneinander zwei Objektive (6a, 6b) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem Mittenabstand der beiden Sensoren (7a» 7b) entspricht, und von denen jedes Objektiv die Strahlen aus einem anderen Teilbereich der Austrittspupille auf je einen der beiden Sensoren (7a* 7b) leitet.

2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abbildende Spiegel (5) derart zum Reflexspiegel (3) geneigt ist, daß die optische Achse der am abbildenden Spiegel (5) reflektierten Strahlen die teilverspiegelte Fläche des Reflexspiegels (3) senkrecht schneidet.

3. Optische Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsgrad der teilverspiegolten Fläche des Reflexspiegels (3) vom Einfallswinkel der auftreffenden Strahlen abhängig ist,

h. Optische Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrischer Belag vorgesehen ist, dessen Reflexionsgrad für senkrecht auftroffende Strahlen ein Minimum besitzt.

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2, dadurch

Optisch« Anordnung nach, den Ansprüchen 1 und gekennzeichnet, daß die teilv€irspiegelte Fläche des Rerioxspio^ols (3) polarisierende Eigenschaften hat und ihr ein die Polarisationsrichtung der durchgelassenen otrarilenürenendes Bauelement nachgeordnet ist.

Optische Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dai.5 das die Polarisationsrichtung drehende Bauelement zwischen lieflexspiegel (3) und abbildendem Spiegel (5) angeordnet ist.

Optische Anordnung nach Anspruch 5» cfadurch gekennzeichnet, daß das die Polarisationsrichtung drehende Bauelement mit der Spiegelfläche des abbildenden Spiegeis (5) kombiniert ist.

Optische Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die spiegelnde Fläche des abbildenden Spiegels (5) oine Kugelfläche ist.

w. Optische Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die spiegelnde Fläche des abbildenden Spiegels (5) eine Zylinderfläche ist.

10. Optische Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekonnzeichnet, daß zu Justierzwecken mindestens eines der beiden Objektive (6a, ob) seitlich verschiebbar* ist.

11_t Optische Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu Justierzwecken mindestens zwischen einem der· beiden Objektive (6a, 6b) und der zugehörigen Sensorflächo ein optisches Justiermittel angeordnet ist.

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Optisclie AiiordnuTig na cn Anspruch 11, dadurch, gekemi- «eicmint, daß das optische Jus tiermxttel ein in Achsrichtung, verschiebbares Doppelkeilprisma (8) ist.

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