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DE2936104C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2936104C2
DE2936104C2 DE19792936104 DE2936104A DE2936104C2 DE 2936104 C2 DE2936104 C2 DE 2936104C2 DE 19792936104 DE19792936104 DE 19792936104 DE 2936104 A DE2936104 A DE 2936104A DE 2936104 C2 DE2936104 C2 DE 2936104C2
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DE
Germany
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output
light
comparator
distance
signal
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Expired
Application number
DE19792936104
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English (en)
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DE2936104A1 (de
Inventor
Giovanni St. Sulpice Ch Odone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19792936104 priority Critical patent/DE2936104A1/de
Priority to JP12360980A priority patent/JPS5646412A/ja
Publication of DE2936104A1 publication Critical patent/DE2936104A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2936104C2 publication Critical patent/DE2936104C2/de
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur automatischen Fokussierung für Kameras nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 26 50 986 ist ein derartiges Regelsystem für die automatische Scharfeinstellung bekannt. Es ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen, die einen relativ schmalen Lichtstrahl erzeugt, der auf ein einzustellendes Objekt gerichtet wird. Der vom Objekt reflektierte Lichtstrahl wird mit einem Linsensystem teilweise auf zwei lichtempfindliche Sensoren gerichtet. Das Linsensystem hat die Eigenschaft, den reflektierten Lichtstrahl in paralleler Form zu brechen, wenn das Objektiv scharf eingestellt ist und den reflektierten Lichtstrahl in divergenter oder konvergenter Form zu brechen, wenn das Objekt nicht scharf eingestellt ist. Zur Scharfeinstellung ist ein Servosystem zur Positionierung des Linsensystems vorgesehen.
Aus der DE-OS 24 43 673 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Scharfeinstellung des Objektives einer Kamera bekannt. Die im infraroten Spektralbereich liegende Strahlung einer Lichtquelle wird auf ein anzumessendes Objekt projiziert, dessen Entfernung mittels eines von der Strahlungsquelle räumlich getrennten fotoelektrischen Empfängers durch Triangulation bestimmt wird. Die Strahlung der Infrarotquelle wird mittels eines starren Kollimators in den Objektraum projiziert und das durch ein Objektiv erzeugte Bild wird mittels eines Schwingspiegels periodisch über einen Spalt hinwegbewegt, hinter dem sich ein fotoelektrischer Empfänger befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Entfernungsmessung anzugeben, die einfach und preiswert in der Herstellung ist und die relativ kleine Abmessungen sowie, insbesondere im Nahbereich, eine hohe Meßgenauigkeit aufweist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen Fokussierung für Kameras weist den Vorteil einer hohen Meßgenauigkeit im Nahbereich auf, der damit erzielt wird, daß ein abgestrahltes Lichtbündel einseitig eine Begrenzung mit vorgegebenem Kurvenverlauf aufweist und daß dem lichtempfindlichen Sensor eine einseitige Blende vorgesetzt ist, deren Kontur dem vorgegebenen Kurvenverlauf des Lichtbündels entspricht. Die Schwenkbewegung des Lichtbündels und die Verstellung des Abbildungsobjektivs sind so aufeinander abgestimmt, daß die Fokussierung dann vorliegt, wenn die Koinzidenz von Kontur und Abbildung der Begrenzungskurve auf dem Detektor erreicht ist. Die Lichtbündelbegrenzung sowie eine darauf angepaßte Blende vor dem Detektor führen zu einer hohen Meßempfindlichkeit und einer entsprechend hohen Meßgenauigkeit, da beim Übergang zwischen scharfer und unscharfer Abbildung ein hohes Ausgangssignal des Detektors auftritt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist einfach und preiswert in der Herstellung und weist relativ kleine Abmessungen auf. Sie eignet sich besonders für den Einsatz bei fotografischen und kinematografischen Kameras, da ihre Meßtoleranz im Nahbereich, also bei kurzen Entfernungen, extrem klein ist und erst bei größeren Entfernungen ein merkbares Maß annimmt. Relativ große Meßtoleranzen bei großen Entfernungen beeinträchtigen aber bei diesen Kameras die Fokussierung nicht, da dann bereits ein großer Tiefenschärfebereich vorliegt. Um die hohe Meßgenauigkeit zu verdeutlichen, sei beispielsweise darauf hingewiesen, daß eine praktische Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung, die beispielsweise für einen Meßbereich von 20 m ausgelegt ist, bei einer Entfernung von 2 m eine maximale Meßabweichung von 8 mm und bei 10 m eine maximale Meßabweichung von 1042 mm aufweist. Dies bedeutet eine Meßtoleranz von 0,4% bei 2 m und von 10,4% bei 10 m.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist darüber hinaus unempfindlich gegenüber unterschiedlich reflektierenden Oberflächen der angemessenen Objekte.
Durch die kompakten Abmessungen eignet sie sich insbesondere gut zum Einbau in fotografische oder kinematografische Kameras, wobei sich die Herstellungskosten weiter senken lassen, da ein für die erfindungsgemäße Einrichtung erforderliches Bauelement, ein Objektiv, in der Kamera ohnehin vorhanden ist und damit eingespart werden kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist nur noch ein einziges bewegliches Teil, nämlich die Lichtquelle oder das Projektionsobjektiv des Senders, auf.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 3. Durch diese Maßnahme wird eine konstruktiv besonders einfache und preiswerte technische Realisierung der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt, die nur einen einzigen lichtempfindlichen Detektor benötigt.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Entfernungsmeßeinrichtung in Verbindung mit einer fotografischen Stehbildkamera,
Fig. 2 eine Draufsicht des Auftreffbereichs eines von der Entfernungsmeßeinrichtung ausgesendeten Lichtstrahls auf einem angemessenen Objekt,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines fotoelektrischen Wandlers im Detektor der Entfernungsmeßeinrichtung,
Fig. 4 die gleiche Draufsicht wie in Fig. 3, jedoch mit eingezeichnetem, vom Empfänger entworfenem Bild des in Fig. 2 dargestellten Auftreffbereichs des Lichtstrahls auf einem Objekt,
Fig. 5-8 verschiedene Varianten der Ausbildung und Anordnung eines dichroitischen Spiegels im Empfänger der Entfernungsmeßeinrichtung bei Verbindung dieser mit einer kinematografischen Kamera.
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines teilweise abgewandelten Empfängers der Entfernungsmeßeinrichtung in Fig. 1,
Fig. 10 einen Schaltplan einer Auswertelektronik gemäß Fig. 9.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Entfernungsmessung, im folgenden Entfernungsmeßeinrichtung genannt, weist einen Sender 10 und einen Empfänger 11 auf. Der Sender 10 strahlt einen gebündelten Lichtstrahl 13 ab, der in Fig. 1 durch seine beiden äußeren Begrenzungslinien 131 und 132 symbolisch dargestellt ist. Zur Erzeugung des Lichtstrahls 13 weist der Sender 10 eine Lichtquelle 12 und ein Projektionsobjektiv 14 auf, das eine einfache Sammellinse sein kann. Die Lichtquelle 12 weist einen Lichtimpulsgenerator 15 mit einer Laserdiode 16 auf. Das von der Laserdiode 16 ausgesandte Licht wird von dem Projektionsobjektiv 14 gebündelt und als scharf abgegrenzter Lichtstrahl 13 durch eine Lichtaustrittsöffnung 17 des Senders 10 abgestrahlt. Dieser Lichtstrahl 13 trifft auf ein Objekt 18, dessen Entfernung zu einer in Fig. 1 mit 20 bezeichneten und schematisch angedeuteten Kamera bestimmt werden soll. Der Auftreffbereich 19 des Lichtstrahls 13 auf dem Objekt 18 ist in Fig. 2 dargestellt. Dieser Auftreffbereich 19 wird dadurch sichtbar, daß die Oberfläche des Objekts 18 das Licht des Lichtstrahls 13 je nach Oberflächenbeschaffenheit mehr oder weniger diffus reflektiert.
Der Empfänger 11 der Entfernungsmeßeinrichtung weist einen unbeweglichen Detektor 21 und ein optisches Element 22 auf, das das von dem Objekt 18 reflektierte Licht des Lichtstrahls 13 zumindest teilweise erfaßt und auf dem Detektor 21 ein Bild 23 (Fig. 4) des Auftreffbereichs 19 des Lichtstrahls 13 am Objekt 18 entwirft. Das optische Element 22 ist hier ein an sich bekanntes fokussierbares Abbildungsobjektiv 24 der fotografischen Kamera 20. Das Abbildungsobjektiv 24 weist zum Fokussieren einen Entfernungseinsteller 25 auf, der beispielsweise ein am Abbildungsobjektiv 24 drehbarer Entfernungs-Einstellring 26 mit Entfernungsskala sein kann. Wie bekannt, wird durch Drehen am Einstellring 26 das Abbildungsobjektiv 24 - oder auch nur dessen Frontlinse - in Richtung der Objektivachse verschoben. Wird dabei beispielsweise der Entfernungs- Einstellring 26 auf die Entfernungsmarkierung "3 m" eingestellt, so bildet das Abbildungsobjektiv 24 das Objekt 18 auf der Filmebene 27 der Kamera 20 dann exakt scharf ab, wenn dieses sich in einer Entfernung von 3 m von der Kamera 20 befindet.
Bei dem Sender 10 ist die Lichtquelle 12, vorzugsweise nur die Laserdiode 16, radial zur Achse des Abbildungsobjektivs 24 verschiebbar ausgebildet, während das Projektionsobjektiv 14 hierzu feststeht. Über einen in Fig. 1 schematisch angedeuteten Antriebsmechanismus 28 ist die Lichtquelle 12 derart mit dem Entfernungseinsteller 25 gekoppelt, daß bei Verstellung des Abbildungsobjektivs 24 in Richtung seiner Objektivachse der Lichtstrahl 13 relativ zu der Achse des Abbildungsobjektivs 24 schwenkbar ist, wobei die Lichtstrahlachse je nach Stellung des Entfernungseinstellers 25 und/oder des Abbildungsobjektivs 24 mit dessen Objektivachse unterschiedliche spitze Winkel einschließt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß die Lichtquelle 12 bzw. die Laserdiode 16 fest angeordnet ist und das Projektionsobjektiv 14 radial zur Objektivachse des Abbildungsobjektivs 24 verschiebbar ausgebildet ist. In diesem Fall steht dann das Projektionsobjektiv 14 mittelbar oder unmittelbar mit dem Entfernungseinsteller 25 in Eingriff. Hierzu kann das Projektionsobjektiv 14 auf einem Exzenter angeordnet sein, der über ein Zwischenrad von dem Entfernungseinsteller 25 bzw. dem Einstellring 26 verstellt wird. Das Projektionsobjektiv 14 kann aber auch als drehbares optisches Prisma ausgebildet werden.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Lichtstrahl 13 einseitig eine gerade Begrenzungslinie 29 auf. Diese Begrenzungslinie 29 wird dadurch erzeugt, daß an der einen Seite der Lichtaustrittsöffnung 17 des Senders 10 eine den Lichtstrahl 13 abschirmende, vorzugsweise kreissegmentartig ausgebildete Abdeckklappe 30 angeordnet ist, die mit ihrer geradlinigen Seitenkante 31 zur Lichtstrahlachse hin weist. Die Abbildung der Begrenzungslinie 29 in Bild 23 auf dem Detektor 21 (Fig. 4) ist mit 32 bezeichnet.
Der Detektor 21 weist eine Kontur, bzw. Markierung 33 auf, auf die nunmehr durch gemeinsames Verschieben bzw. Verschwenken von Abbildungsobjektiv 24 und Lichtstrahl 13 die Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 einstellbar ist. Die Zuordnung von Verstellung des Aufnahmeobjektivs 24 und Schwenkbewegung des Lichtstrahls 13 ist dabei so getroffen, daß bei Koinzidenz der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 auf dem Detektor 21 und der Markierung 33 das Abbildungsobjektiv 24 das Objekt 18 im wesentlichen scharf auf der Filmebene 27 abbildet.
Zur Feststellung der Koinzidenz weist der Detektor 21 einen einzigen fotoelektrischen Wandler 34 auf, der vorzugsweise als Fotodiode ausgebildet ist. Die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 wird von einer im wesentlichen parallel zu der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 ausgerichteten Begrenzungskante 36 begrenzt. Diese Begrenzungskante 36 wird von der Seitenkante einer den fotoelektrischen Wandler 34 bzw. dessen Fotoschicht 35 teilweise überdeckenden Maske 37 gebildet. Die Maske 37 ist vorzugsweise als dünne Schneidenblende ausgebildet.
Maske 37 und fotoelektrischer Wandler 34 stehen in einer festen räumlichen Zuordnung. Mit dem Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 ist der eine Eingang eines Teil des Empfängers 11 bildenden Komparators 38 verbunden. An den anderen Eingang des Komparators 38 ist ein Vergleichssignal gelegt, das durch die Signalquelle 39 symbolisiert ist. Mit den Ausgängen des Komparators 38 ist eine Anzeigevorrichtung 40 verbunden, die Gleichheit und/oder Divergenz der an den Eingängen des Komparators 38 anstehenden Signale anzeigt. Der Komparator 38 ist vorzugsweise als Fensterkomparator ausgebildet, so daß er bei einem Eingangssignal das gleich, größer oder kleiner als das Vergleichssignal ist, jeweils ein Ausgangssignal erzeugt. Ein solcher Fensterkomparator kann beispielsweise aus zwei normalen Spannungsvergleichsstufen bestehen, die unterschiedliche Schwellwertspannungen aufweisen und deren Ausgänge durch Logikgatter miteinander verknüpft sind. In diesem Fall weist die Anzeigevorrichtung 40 drei, jeweils von einem der Ausgangssignale angesteuerte Anzeigeelemente 41, 42, 43 auf. Die Zuordnung der Anzeigeelemente 41, 42 und 43 kann dabei so getroffen sein, daß das Ansprechen des Anzeigeelements 41 einen Hinweis auf Betätigung des Entfernungseinstellers 25 in Richtung größerer Entfernung, das Ansprechen des Anzeigeelements 43 einen Hinweis für die Betätigung des Entfernungseinstellers 25 in Richtung kürzerer Entfernung und das Ansprechen des Anzeigeelements 42 exakte Entfernungseinstellung und damit Koinzidenz der Abbildung 32 der Lichtstrahl-Begrenzungslinie 29 und der Markierung 33 bzw. der Begrenzungskante 36 des Detektors 21 signalisiert. Damit bei Kombination des Entfernungsmessers mit einer fotografischen oder kinematografischen Kamera das vom Sender 10 ausgestrahlte, vom Objekt 18 reflektierte und vom Empfänger 11 empfangene Licht nicht den Bildstrahlengang in der Kamera stört und Bildfehler hervorruft, sendet der Sender 10, wie eingangs bereits erwähnt, Infrarot-Licht, vorzugsweise Laserimpulse, aus, das im wesentlichen monochromatisch ist und mittels eines im Lichtstrahlengang dem Aufnahmeobjektiv 24 nachgeordneten dichroitischen Spiegels 44 aus dem Objektivstrahlengang ausgeblendet und dem fotoelektrischen Wandler 34 des Detektors 21 zugeführt wird. Der dichroitische Spiegel 44, der ein z. B. bei Projektoren bekannter Warmlichtspiegel sein kann, reflektiert lediglich die Infrarot- Strahlung und läßt die Strahlung des sichtbaren Lichtes ungehindert durch. In Fig. 1 ist der dichroitische Spiegel 44 als ebener Spiegel ausgebildet, er kann aber, wie beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist, auch ein sphärischer Spiegel sein. Die Trennung des sichtbaren Lichtes von dem vom Sender 10 abgestrahlten Licht läßt sich besonders einfach bei Laserlicht erreichen. Beispielsweise beträgt die Wellenlänge des von einer Ga-As-Laserdiode 16 abgestrahlten Lichtes λ = 9050 Å und liegt damit weit genug von der Wellenlänge des sichtbaren Spektrums ab, um mit einfachen dichroitischen Spiegeln ausgefiltert zu werden.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte fotografische Kamera 20 ist eine Spiegelreflexkamera mit Reflexsucher 45 und Klappspiegel 46. Hier ist es vorteilhaft, den dichroitischen Spiegel 44 zwischen dem Reflexsucher 45, und zwar dessen Pentaprisma 47, und dem Klappspiegel 46 anzuordnen, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
In den Fig. 5-8 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie der dichroitische Spiegel 44 bei einer Verbindung der Entfernungsmeßeinrichtung mit einer kinematografischen Kamera angeordnet werden kann. Eine kinematografische Kamera besitzt einen sog. Strahlenteiler 50, der im Lichtstrahlengang zwischen dem Aufnahmeobjektiv 51 und der Filmebene 52 angeordnet ist. Der Strahlenteiler 50 läßt etwa 80% des durch das Aufnahmeobjektiv 51 fallenden Lichtes ungehindert zur Filmebene hindurchtreten und reflektiert etwa 20% des Lichtes zum Reflexsucher 53, der in Fig. 5 symbolisch durch das Okular angedeutet ist. Das Aufnahmeobjektiv 51 bildet hier wiederum das Abbildungsobjektiv 24 der Entfernungsmeßeinrichtung, die ansonsten unverändert mit der vorstehend beschriebenen, in Fig. 1 dargestellten Entfernungsmeßeinrichtung übereinstimmt.
In Fig. 5 ist der Strahlenteiler 50 als teildurchlässiges Teilerprisma 54 ausgebildet. Der dichroitische Spiegel 44 ist zwischen dem Reflexsucher 53 und dem Teilerprisma 54 im Sucherstrahlengang angeordnet und im wesentlichen parallel zu der Reflexionsfläche 55 des Teilerprismas 54 ausgerichtet.
In Fig. 6 besteht der Strahlenteiler 50 aus einem teildurchlässigen Spiegel 56. Der dichroitische Spiegel 44 ist zwischen dem Aufnahmeobjektiv 51 und dem teildurchlässigen Spiegel 56 in gleicher Ausrichtung wie letzterer angeordnet.
In Fig. 7 ist der dichroitische Spiegel 44 zwischen Aufnahmeobjektiv 51 und Filmebene 52 angeordnet. Der Strahlenteiler 50 ist hier wiederum als teildurchlässiger Spiegel 57 ausgebildet. Der dichroitische Spiegel 44 ist hier rechtwinklig zu dem teildurchlässigen Spiegel 57 ausgerichtet, so daß die von ihm reflektierten Infrarot-Lichtstrahlen in entgegengesetzter Richtung reflektiert werden wie die sichtbaren Lichtstrahlen durch den teildurchlässigen Spiegel 57.
In Fig. 8 ist wiederum der dichroitische Spiegel, hier mit 58 bezeichnet, im Strahlengang zwischen Aufnahmeobjektiv 51 und Filmebene 52 angeordnet. Er ist im Gegensatz zu dem dichroitischen Spiegel 44 nicht eben, sondern sphärisch ausgebildet. Dadurch ist es möglich, im Detektor 21 einen fotoelektrischen Wandler mit relativ kleiner Fotoschicht vorzusehen.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Entfernungsmeßeinrichtung wird nachstehend anhand der in Fig. 1 dargestellten Verbindung der Entfernungsmeßeinrichtung mit einer Spiegelreflexkamera beschrieben:
Die Kamera 20 wird zunächst auf das zu messende Objekt 18 ausgerichtet. Sender 10 und Empfänger 11 werden eingeschaltet. Der Sender 10 sendet einen gebündelten Lichtstrahl 13 aus einzelnen Laserimpulsen aus, der auf das Objekt 18 auftrifft und dort einen scharf abgegrenzten Lichtfleck, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, hervorruft. Das vom Aufnahmeobjekt 18 insgesamt reflektierte Licht fällt durch das Abbildungsobjektiv 24 auf den in der Sucherstellung stehenden Klappspiegel 46 der Spiegelreflexkamera und wird zum Reflexsucher 45 hin abgelenkt. Am dichroitischen Spiegel 44 wird das von dem Sender 10 herrührende Licht ausgespiegelt und auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 reflektiert. Das auf die Fotoschicht 35 auftreffende Licht erzeugt am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 je nach Größe des belichteten Teils der Fotoschicht 35 ein mehr oder weniger großes Ausgangssignal, das am Eingang des Komparators 38 liegt.
Wird angenommen, daß der Entfernungseinsteller 25 auf eine größere Entfernung eingestellt ist als das Objekt 18 von der Kamera entfernt ist, somit das Abbildungsobjektiv 24 also auf eine größere als die tatsächliche Entfernung des Objekts 18 (in Fig. 1 strichliniert eingezeichnet) fokussiert ist, so wird die Begrenzungslinie 29 des Lichtstrahls 13 nicht auf der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 24 liegen, sondern im Abstand von dieser (vgl. strichliniertes Objekt 18). Das Bild 23 des Auftreffbereichs 19 des Lichtstrahls 13 auf dem Objekt 18 wird auf dem Detektor 21 die in Fig. 4 strichliniert eingezeichnete Lage einnehmen. Dies bedeutet, daß ein relativ großer Teil der Fotoschicht 35 von dem Bild 23 belegt ist. Dadurch entsteht am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 und damit am Eingang des Komparators 38 ein Signal, das größer als das Vergleichssignal ist. Das Anzeigeelement 41 der Signaleinrichtung 40 wird angesteuert. Das Ansprechen des Anzeigeelements 41 zeigt dem Kamerabenutzer an, daß er den Entfernungseinsteller 25 in Richtung kürzerer Entfernung verdrehen muß. Wird der Entfernungseinsteller 25 in Richtung kleinerer Entfernungen verdreht, so verschiebt sich das Abbildungsobjektiv 24 längs der optischen Achse. Gleichzeitig wird die Laserdiode 16 radial zur optischen Achse verschoben, und zwar von dieser weg. Damit schwenkt der Lichtstrahl 13 in Richtung optischer Achse, wobei sich der Winkel, den die Lichtstrahlachse mit der optischen Achse einnimmt, vergrößert. Mit Verschwenken des Lichtstrahls 13 ändert sich auch die Lage des Bildes 23 auf dem Detektor 21, und zwar wird die von dem Bild 23 bedeckte Fläche der Fotoschicht 35 zunehmend kleiner. Im Abgleichpunkt ist diese Fläche nur noch so groß, daß der elektrische Wandler 34 ein Signal abgibt, das im wesentlichen gleich groß dem Vergleichssignal ist. Damit wird das Anzeigeelement 42 angesteuert. Dieses signalisiert dem Kamerabenutzer, daß die Kamera auf das Objekt 18 scharf eingestellt ist und die am Entfernungseinsteller 25 eingestellte Entfernung exakt mit der tatsächlichen Entfernung von Aufnahmeobjekt 18 und Kamera 20 übereinstimmt. Nunmehr fällt im Abgleichpunkt die Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 des Lichtstrahls 13 nicht exakt mit der Markierung 33 des Detektors 21, also der Begrenzungskante 36 der Maske 37, zusammen, sondern es bleibt naturgemäß immer ein bestimmter Abstand zwischen der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 und der Begrenzungskante 36, da der fotoelektrische Wandler 34 ja Licht empfangen muß, um ein Ausgangssignal zu erzeugen (Fig. 4 ausgezogen dargestelltes Bild 23 des Lichtstrahls 13). Dieser Abstand der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 von der Begrenzungskante 36 ist sehr klein bei kurzen Entfernungen des Objekts 18 und vergrößert sich mit zunehmender Entfernung. Demzufolge wird auch der Meßfehler, der durch diesen bleibenden Abstand zwischen der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 und der Begrenzungskante 36 hervorgerufen wird, mit zunehmender Entfernung immer größer und ist bei sehr kurzen Distanzen zwischen Objekt 18 und Kamera 20 bzw. Entfernungsmeßeinrichtung extrem klein. Bei einem Durchmesser des Lichtstrahls 13 von 15 mm, einem Abstand zwischen den Achsen des Abbildungsobjektivs 24 und des Projektionsobjektivs 14 von 40 mm, bei einer Brennweite des Abbildungsobjektivs 24 von 60 mm und bei einer angenommenen max. Reichweite der Entfernungsmeßeinrichtung von 20 m beträgt z. B. die Abweichung der Abbildung 32 der Begrenzungslinie 29 von der Begrenzungskante 36 der Maske 37 bei einer Entfernung des Objekts 18 von 2 m 4,6 µm und bei einer Entfernung des Objekts 18 von 20 m 0,025 mm. Bei einem Lichtstrahldurchmesser von 15 mm errechnet sich damit der absolute Meßfehler bei einer Entfernung von 2 m mit ca. 8 mm und bei einer Entfernung von 10 m mit 1042 mm. Dies entspricht einem prozentualen Meßfehler der Entfernungsmeßeinrichtung von 0,4% bzw. 10,4%.
Ist der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so verschiebt sich das auf dem Detektor 21 entworfene Bild 23 des Auftreffbereichs 19 vom Lichtstrahl 13 in Richtung der Maske 37, so daß auf die Fotoschicht 35 überhaupt kein oder nur sehr wenig Licht auftritt. Das am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 anstehende Signal ist wesentlich kleiner als das Vergleichssignal und der Komparator 38 steuert das Anzeigeelement 43 der Anzeigevorrichtung 40 an. Dem Kamerabenutzer wird damit signalisiert, daß er den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung zu drehen hat, und zwar so lange, bis das Anzeigeelement 43 erlischt und das Anzeigeelement 42 anspricht.
Es ist natürlich auch möglich, die Betätigung des Entfernungseinstellers 25 nicht manuell sondern elektromotorisch vorzunehmen. In diesem Fall würde anstelle der Anzeigevorrichtung 40 oder zusätzlich zu dieser eine Steuervorrichtung vorgesehen werden, die bei einem Ausgangssignal an dem mit dem Anzeigeelement 41 verbundenen Ausgang des Komparators 38 den Entfernungseinsteller 35 in Richtung kürzerer Entfernung antreibt, bei einem Signal an dem mit dem Anzeigeelement 43 verbundenen Ausgang des Komparators den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung verstellt und bei einem Signal an dem mit dem Anzeigeelement 42 verbundenen Ausgang des Komparators 38 den elektromotorischen Antrieb stillsetzt.
Bei einer Realisierung der Entfernungsmeßeinrichtung hat sich gezeigt, daß trotz Entspiegelung aller optischen Flächen im Sender und Empfänger von dem Detektor 21 störende Reflexe wahrgenommen werden, deren Leuchtdichte etwa 1% der Helligkeit des auf dem Detektor 21 entworfenen Bildes 23 entspricht. Dieser geringe Störpegel ist aber bereits ausreichend, um insbesondere bei kurzer Aufnahmeentfernung, das Meßergebnis erheblich zu verfälschen. Bei einer kleinen Entfernung fällt - wie vorstehend ausführlich dargelegt - nur ein geringer Teil des Lichtes des Bildes 23 auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34, während der größte Teil des Lichtes von der Maske 37 absorbiert wird. Das Störlicht hingegen verteilt sich über die gesamte Fotoschicht 35. Der fotoelektrische Wandler 34 liefert daher ein größeres Ausgangssignal als es der tatsächlichen Lage des Bildes 23 auf dem Detektor 21 entspricht. Selbst wenn das gesamte Bild 23 auf der Maske 34 liegt, wird der fotoelektrische Wandler 34 aufgrund des Störlichtes noch ein Signal abgeben.
Um diesen Meßfehler weitgehend zu kompensieren, ist in der Entfernungsmeßeinrichtung - wie in Fig. 1 schematisch angedeutet - eine Vorrichtung 60 vorgesehen, welche die Amplitude des an dem Eingang des Komparators 38 liegenden Vergleichssignals vergrößert. Diese Vorrichtung 60 ist mit dem Entfernungseinsteller 25 des Abbildungsobjektivs 24 gekoppelt und wird von diesem eingeschaltet, sobald dieser auf eine vorgegebene Entfernung für Nahdistanz des Aufnahmeobjekts gedreht wird. Diese Vorrichtung 60 weist gemäß Fig. 1 ein an dem Eingang des Komparators 38 angeschlossenes Potentiometer 61 auf, dessen Potentiometerschieber 62 bei der vorgegebenen Entfernung mechanisch an den Entfernungseinsteller 25 selbsttätig ankuppelbar ist.
Anstelle der Vorrichtung 60 kann zu dem gleichen Zweck der Ausschaltung der Störreflexe eine Vorrichtung 63 - in Fig. 5 schematisch angedeutet - vorgesehen sein, die entweder die Strahlungsleistung des Senders 10 oder die Stärke des Empfangssignals im Empfänger 11 reduziert oder beides tut. Auch diese Vorrichtung 63 wird erst bei Einstellung des Entfernungseinstellers 25 auf die vorgegebene Nahentfernung eingeschaltet. Die Vorrichtung 63 kann gemäß Fig. 5 eine mit dem Entfernungseinsteller 25 koppelbare Blende 64 aufweisen, die im Strahlengang des Empfängers 11 angeordnet ist, und zwar in dem von dem dichroitischen Spiegel 44 ausgespiegelten Strahlengang. Die Blende 64 ist also zwischen dem dichroitischen Spiegel 44 und dem Detektor 21 angeordnet.
Eine andere Möglichkeit der Ausschaltung der Störreflexe besteht darin, daß der Detektor 21 noch einen weiteren fotoelektrischen Wandler aufweist, der mit dem fotoelektrischen Wandler 34 in Differenzschaltung arbeitet und der nur mit einem geringen Teil - in der Größe von einigen Prozenten - des auf den fotoelektrischen Wandler 34 fallenden Empfangslichtes beaufschlagt wird. Am Ausgang des Differenzverstärkers entsteht dann nur ein Signal, wenn mindestens einige hundertstel Millimeter des Durchmessers des Bildes 23 über die Begrenzungskante 36 der Maske 37 zur Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 hin vorstehen.
Der Empfänger 11 der Entfernungsmeßeinrichtung gemäß Fig. 1 kann gemäß Fig. 9 abgewandelt werden. Ein Vibrator 70 versetzt hier die Markierung 33 des Detektors 21 in Schwingung, die quer zur Abbildung der Begrenzungslinie 29 auf dem Detektor 21 verläuft und konstante Frequenz und kleine Amplitude aufweist. Solch eine Schwingung führt die Markierung 33 zumindest in Koinzidenznähe von Markierung 33 und Abbildung der Begrenzungslinie 29 aus, während bei größerer Abweichung von Markierung 33 und Abbildung der Begrenzungslinie 29 voneinander die Markierung 33 gegen "kleinere" oder "größere" Entfernungen um einen festen Betrag verlagert wird. Hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen.
Um diese Schwingung der Markierung 33 zu realisieren, ist gemäß Fig. 9 die dem fotoelektrischen Wandler 34 zugeordnete Maske 37, die ebenfalls als dünne Schneidenblende ausgeführt ist, mit dem Vibrator 70 starr verbunden. Es ist aber auch möglich, den gesamten Detektor 21, also den fotoelektrischen Wandler 34 und die Maske 37 in Schwingung zu versetzen. Der Vibrator 70 hat eine Schwinge 71, auf welcher die Maske 37 befestigt ist, und einen die Schwinge 71 auslenkenden Elektromagneten 72. Die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 wird - wie noch näher ausgeführt wird - von Stromimpulsen beaufschlagt. Die Frequenz der Stromimpulse gleicht der halben Frequenz der vom Sender 10 ausgesandten Lichtimpulse. Damit entspricht auch die Schwingungsfrequenz des Vibrators 70 der halben Frequenz dieser Lichtimpulse.
Wie bei dem Empfänger 11 in Fig. 1 ist auch hier der Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 34 mit dem Eingang des Komparators 38 verbunden, dessen anderer Eingang wiederum an der Signalquelle 39 liegt und von dieser ein Vergleichssignal erhält. Der Vorteil ist, daß der Komparator 38 hier kein Fensterkomparator sein muß, sondern eine einfache Spannungsvergleichsstufe genügt.
Mit dem Ausgang des Komparators 38 ist der Eingang 75 einer Auswertelektronik 74 verbunden, die insgesamt drei Ausgänge 76, 77 und 78 aufweist. Die Auswertelektronik 74 gibt das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer der Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz als Anzeige- und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers 25 zu kurzen Entfernungen hin und das Fehlen von Komparatorsignalen als Anzeige- und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers 25 zu großen Entfernungen hin aus. Das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz erkennt die Auswertelektronik als Abgleichstellung mit korrekter Entfernungseinstellung und gibt ggf. ein entsprechendes Anzeigesignal aus. Dabei stehen an dem Ausgang 76 der Auswertelektronik 74 synchron mit der Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale an, wenn Komparatorsignale auftreten. Am Ausgang 77 stehen synchron mit der Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale an, wenn die Komparatorsignale ausbleiben. Am Ausgang 78 stehen synchron mit der halben Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale dann an, wenn die Komparatorsignale mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz auftreten. Der Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 ist über einen Verstärker 79 mit der Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 verbunden, so daß die Schwinge 71 immer dann in Schwingungen versetzt wird, wenn am Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 Ausgangssignale auftreten. Werden die Ausgangssignale der Auswertelektronik 74 zur motorischen Verstellung des Entfernungseinstellers 25 verwendet, so ist jeweils der Ausgang 76 über einen Verstärker 80 und der Ausgang 74 über einen Verstärker 81 mit einem am Entfernungseinsteller 25 angreifenden Servomotor 82 zu verbinden (Fig. 9).
Ein Schaltplan der Auswertelektronik 74 ist in Fig. 10 dargestellt. Diese weist einen Taktgenerator 83, eine Verzögerungsschaltung 84 und ein Flip-Flop 85 auf, dessen -Ausgang den Ausgang 78 der Auswertelektronik 74 bildet. Weiterhin sind zwei D-Flip-Flops 86 und 87 vorhanden. Der Q-Ausgang des ersten D-Flip-Flops 86 bildet den Ausgang 76 der Auswertelektronik 74 und ist gleichzeitig mit dem Reset-Ausgang R des Flip-Flops 85 verbunden. Der Clock-Eingang CP des ersten D-Flip-Flops 86 ist mit dem Ausgang des Taktgenerators 83 verbunden. Der D-Eingang des ersten D-Flip-Flops 86 weist L-Signal auf. Der Set-Eingang S des ersten D-Flip-Flops 86 ist mit dem Ausgang eines Dreifach-AND-Gatters 88 verbunden. Je ein Eingang des Dreifach-AND-Gatters 88 ist mit dem Eingang 75 der Auswertelektronik 74, also mit dem Ausgang des Komparators 38, mit dem Ausgang des Taktgenerators 83 und mit dem -Ausgang des Flip-Flops 85 verbunden.
Der Q-Ausgang des zweiten D-Flip-Flops 87 bildet den zweiten Ausgang 77 der Auswertelektronik 74 und ist gleichzeitig mit dem Set-Eingang S des Flip-Flops 85 verbunden. Der D-Eingang des zweiten D-Flip-Flops 87 weist ständig H-Signal auf. Der Clock-Eingang CP dieses D-Flip-Flops 87 ist über ein AND-Gatter 89 einmal mit dem Ausgang des Taktgenerators 83 und zum anderen mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 85 verbunden. Der Reset- Eingang R des zweiten D-Flip-Flops 87 ist mit dem Ausgang eines weiteren Dreifach-AND-Gatters 90 verbunden, von dem jeweils ein Eingang an dem Q-Ausgang des Flip-Flops 85, an dem Ausgang des Taktgenerators 83 und an dem Eingang 75 der Auswertelektronik 74 und damit an dem Ausgang des Komparators 38 angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise des nach Fig. 9 und 10 abgewandelten Empfängers 11 ist wie folgt:
Wie auch bereits zu Fig. 1 beschrieben, erzeugen die von dem Sender 10 ausgesandten, von dem Aufnahmeobjekt 18 reflektierten und auf den Detektor 21 auftreffenden Laserlichtimpulse entsprechend dem auf die Fotoschicht 35 des fotoelektrischen Wandlers 34 auftreffenden Lichtanteil ein mehr oder weniger großes Ausgangssignal, das am Eingang des Komparators 38 liegt.
Wenn nun der Entfernungseinsteller 25 auf die exakte Entfernung zum Aufnahmeobjekt 18 eingestellt ist und die Maske 37 mit der halben Frequenz der von dem Sender 10 ausgesandten Lichtimpulse schwingt, so ändert sich der Anteil des auf die Fotoschicht 35 auftreffenden Impulslichtes, je nach Stellung der Maske 37. Bei jedem auftreffenden Lichtimpuls befindet sich die Maske 37 gerade in einem Umkehrpunkt ihrer Schwingung, so daß der fotoelektrische Wandler 37 einmal ein minimales und einmal ein maximales Ausgangssignal an den Eingang des Komparators 38 abgibt. In der Abgleichstellung - wie vorstehend angenommen - übersteigt das maximale Ausgangssignal gerade das am Eingang des Komparators 38 anliegende Vergleichssignal und das minimale Ausgangssignal ist kleiner als das Vergleichssignal. Am Komparatorausgang tritt also jeweils nur bei jedem zweiten Lichtimpuls, der auf den fotoelektrischen Wandler 34 fällt, ein Ausgangssignal auf. Die Komparator-Ausgangssignale weisen damit nur die halbe Lichtimpulsfrequenz auf.
Wird der Entfernungssteller 25 so verstellt, daß die Objektentfernung kleiner ist als die am Abbildungsobjektiv eingestellte Entfernung, so wird das Bild 23, wie in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist, weiter über die Begrenzungskante 36 der Maske 37 hinausgeschoben. Bei schwingender Maske 37 wird damit auch das bei jedem zweiten Lichtimpuls von dem fotoelektrischen Wandler 34 abgegebene minimale Ausgangssignal größer sein als das Vergleichssignal am Eingang des Komparators 38. Damit tritt mit jedem Lichtimpuls am Ausgang des Komparators 38 ein Ausgangssignal auf. Die Ausgangssignale des Komparators 38 weisen damit die gleiche Frequenz auf wie die Lichtimpulse.
Wird umgekehrt der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so verschiebt sich das auf dem Detektor 21 entworfene Bild 23 des Auftreffbereichs 19 der Lichtimpulse 13 auf dem Objekt 18 in Richtung der Maske 37, so daß auf die Fotoschicht 35 ein geringerer Lichtanteil auftritt. In diesem Fall wird auch das von dem fotoelektrischen Wandler 34 bei jedem zweiten Lichtimpuls abgegebene maximale Ausgangssignal kleiner sein als das Vergleichssignal am Komparatoreingang und am Komparatorausgang treten keine Signale auf.
In Abgleichstellung, also bei korrekt eingestellter Entfernung durch den Entfernungseinsteller 25, stellt das Flip-Flop 85 hinsichtlich des Ausgangs 78 der Auswertelektronik 74 einen Frequenzteiler dar. Mit jedem zweiten Impuls des Taktgenerators 83 nimmt der -Ausgang des Flip-Flops 85 H-Signal an und entsprechend fließt jeweils ein Stromimpuls durch die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72. Der Vibrator 70 schwingt mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Schwingungsfrequenz. Das D-Flip-Flop 87 wird zwar mit jedem zweiten Impuls des Taktgenerators 83 über das AND-Gatter 89 und den Clock-Eingang in H-Position gesetzt, doch unmittelbar mit dem Auftreten eines Komparator- Signals am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 über das Dreifach-AND-Gatter 90 und den Reset-Eingang in "L"-Stellung zurückgesetzt. Das D-Flip-Flop 86 zeigt am Q-Ausgang immer L-Signal, da es wegen ständig gesperrtem Dreifach-AND-Gatter 88 nicht auf H-Signal gesetzt werden kann. An den Ausgängen 76 und 77 der Auswertelektronik 74 treten keine Signale auf. Der Servomotor 82 wird also nicht angesteuert.
Wird der Entfernungseinsteller 25 auf eine größere Entfernung, als es der tatsächlichen Entfernung entspricht, eingestellt, so treten - wie vorstehend ausgeführt - am Ausgang des Komparators 38 Ausgangssignale mit der Lichtimpulsfrequenz auf. Das bedeutet, daß mit jedem Taktsignal des Taktgenerators 83 auch ein Komparator- Signal am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 auftritt. Damit ist das erste D-Flip-Flop 86 mit jedem Taktimpuls des Taktgenerators 83 gesetzt und nimmt mit jedem Komparatorimpuls am Eingang 75 H-Signal am Q-Ausgang an. Über den Q-Ausgang setzt das D-Flip-Flop 86 das Flip- Flop 85 jeweils zurück, so daß der Q-Ausgang des Flip- Flops 85 ständig H-Signal und der -Ausgang immer L- Signal aufweist. Am Ausgang 76 der Auswertelektronik 74 steht ständig H-Signal an, so daß der Servomotor 82 den Entfernungseinsteller 25 in Richtung kürzerer Entfernung antreibt. Am dritten Ausgang 78 tritt kein Ausgangssignal auf, so daß die Erregerwicklung 72 nicht erregt wird. Der Vibrator 70 schwingt in diesem Fall nicht. Sobald der Entfernungseinsteller 25 in Nähe der Abgleichposition ist und ein erster Komparatorimpuls am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 ausbleibt, nimmt der Q-Ausgang des ersten D-Flip-Flops 86 wieder L-Signal an und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich. Der Vibrator 70 schwingt mit der halben Frequenz der Lichtimpulse.
Wird der Entfernungseinsteller 25 auf eine kürzere Entfernung eingestellt als es dem tatsächlichen Abstand zum Objekt 18 entspricht, so bleiben, wie vorstehend ausgeführt, die Komparatorsignale am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 aus. Das zweite D-Flip-Flop 87 wird durch den Taktgenerator 83 bei Koinzidenz der Eingangssignale am AND-Gatter 89 auf "H" gesetzt und sein Q-Ausgang erhält dieses H-Signal bei bis der erste Komparatorimpuls am Eingang 75 der Auswertelektronik 74 auftrifft. Damit hat der Ausgang 77 der Auswertelektronik 75 H-Signal und verstellt den Servomotor 82 und damit den Entfernungseinsteller 25 in Richtung größerer Entfernung bis mit Auftreten des ersten Komparatorsignals das D-Flip-Flop 87 zurückgesetzt wird und das H-Signal am Ausgang 77 verschwindet. Gleichzeitig weist der -Ausgang des Flip-Flops 85 ständig H-Signal auf. Damit fließt in der Erregerwicklung 82 des Elektromagneten 72 ein Gleichstrom. Der Vibrator 70 schwingt auch diesmal nicht, da die Schwinge 71 von dem erregten Elektromagneten in angezogener Stellung gehalten wird. Die Maske 37 ist mit ihrer Begrenzungskante 36 um einen vorgegebenen Betrag gegenüber der Mittelstellung der Begrenzungskante 36 bei schwingender Maske 37 verlagert.
Die Verlagerung erfolgt dabei in eine Richtung, in welcher die Abweichung der Begrenzungskante 36 der Maske 37 von der Abbildung der Begrenzungslinie 29 im Bild 23 auf dem Detektor 21 reduziert wird. Dadurch wird der Auswertelektronik 74 früher die Abgleichstellung, also Koinzidenz von Begrenzungskante 37 der Maske 36 mit der Begrenzungslinie 29, signalisiert als sie tatsächlich erreicht ist. Hierdurch wird eine Verzögerung des Erkennens der Abgleichstellung, die aus statistischen Gründen bis zu zwei Perioden der Laserimpulse betragen kann, kompensiert und ein Überfahren der Abgleichstellung durch den Servomotor 82 vermieden. Diese Verlagerung der Maske 37 in entgegengesetzte Richtung ist auch durch entsprechende Einstellung der Schwinge 71 dann gegeben, wenn die Erregerwicklung 73 des Elektromagneten 72 wegen Einstellung des Entfernungseinstellers 25 auf eine größere als die tatsächliche Entfernung - wie vorstehend ausgeführt - keinen Erregerstrom erhält.
Die Verzögerungsschaltung 84 zwischen Taktgenerator 83 und Flip-Flop 85 stellt sicher, daß das Flip-Flop 85 seinen Zustand erst unmittelbar nach der Lichtimpulsmessung ändert, so daß die Lichtimpulsmessung zu einem entsprechenden Verstellsignal an den Ausgängen 76, 77 und 78 der Auswertelektronik 74 führt.

Claims (28)

1. Einrichtung zur automatischen Fokussierung für Kameras mit einem ein Lichtbündel, vorzugsweise Infrarot-Licht, abstrahlenden Sender, der eine Lichtquelle und ein Projektionsobjektiv aufweist, und mit einem Empfänger, der einen Detektor und ein fokussierbares Abbildungsobjektiv mit Entfernungseinsteller aufweist, das auf dem Detektor ein Bild des Auftreffbereichs des Lichtstrahls auf einem angemessenen Objekt entwirft, wobei die Lichtquelle und/oder das Projektionsobjektiv des Senders mit dem Entfernungseinsteller derart gekoppelt sind, daß der Lichtstrahl bei Verstellung des Abbildungsobjektivs relativ zu dessen Objektivachse schwenkbar ist, und die Achse des Lichtbündels je nach Stellung des Entfernungseinstellers und/oder des Abbildungsobjektivs mit dessen Objektivachse unterschiedliche Winkel einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Lichtbündel (13) einseitig eine Begrenzung (29) mit vorgegebenem Kurvenverlauf aufweist,
  • - daß dem Detektor (21) eine einseitige Blende (37) vorgesetzt ist, deren Kontur (33) dem vorgegebenen Kurvenverlauf des Lichtbündels (13) entspricht,
  • - und daß die Schwenkbewegung des Lichtbündels (13) und die Verstellung des Abbildungsobjektivs (24) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Fokussierung dann vorliegt, wenn Koinzidenz von Kontur (33) und Abbildung (32) der Begrenzungskurve (29) auf dem Detektor (21) erreicht ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung (29) und die Kontur (33) gerade Linien sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (21) einen ersten fotoelektrischen Wandler (34), vorzugsweise eine Fotodiode, aufweist, daß die Kontur (33) eine die Fotoschicht (35) des fotoelektrischen Wandlers (34) begrenzende, parallel zu der der Abbildung (32) der Begrenzungskurve (29) ausgerichtete Begrenzungskante (36) ist und vorzugsweise daß die Begrenzungskante (36) von der Seitenkante einer die Fotoschicht (35) des fotoelektrischen Wandlers (34) teilweise überdeckenden Maske (37) gebildet ist, die als dünne Schneidenblende ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (11) mindestens einen eingangsseitig mit einem Vergleichssignal belegten Komparator (38) aufweist, dessen weiterer Eingang mit dem Ausgang des fotoelektrischen Wandlers (34) verbunden ist, und daß dem Komparator (38) eine Anzeigevorrichtung (40) nachgeschaltet ist, die Gleichheit und/oder Nicht-Gleichheit der an den Eingängen des Komparators (38) anstehenden Signale anzeigt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (38) derart ausgebildet ist, daß er eine drei Anzeigeelemente (41, 42, 43) umfassende Anzeigevorrichtung (40) ansteuert, wobei ein Anzeigeelement (42) die erfolgte Kamerafokussierung signalisiert und zwei Elemente (41, 43) jeweils eine Abweichung in die eine oder die andere Entfernungsrichtung anzeigen.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) und das Projektionsobjektiv (14) des Senders (10) in einer zur Achse des Abbildungsobjektivs (24) senkrechten Richtung relativ zueinander verschiebbar sind, wobei das Projektionsobjektiv (14) fest und die Lichtquelle (12) beweglich oder umgekehrt ausgebildet sind, und daß jeweils der bewegliche Teil mit dem Entfernungseinsteller (25) verbunden ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung (29) des Lichtbündels (13) durch eine gerade Seitenkante (31) einer die Lichtaustrittsöffnung (17) des Senders (10) seitlich abschirmende Abdeckkappe (30) erfolgt, die als Kreissegment ausgebildet ist, dessen gerade Seitenkante (31) näherungsweise senkrecht zur Ebene steht die durch die optischen Achsen des Projektionsobjektives (14) und des Abbildungsobjektives (24) gebildet wird.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sender (10) abgegebene Licht monochromatische Strahlung ist und daß, im Lichtstrahlengang dem Abbildungsobjektiv (24) nachgeordnet, zumindest ein dichroitischer Spiegel (44; 58) vorgesehen ist, der das vom Sender (10) abgegebene und vom Objekt (18) reflektierte Licht aus dem insgesamt vom Abbildungsobjektiv (24) empfangenen Licht ausspiegelt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dichroitische Spiegel (44; 58) eben oder sphärisch ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9 für eine Stehbildkamera, die einen Reflexsucher und einen Klappspiegel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der dichroitische Spiegel (44) zwischen Klappspiegel (46) und Reflexsucher (45) angeordnet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9 für eine kinematografische Kamera, die einen Reflexsucher und einen Strahlenteiler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der dichroitische Spiegel (44; 58) zwischen Abbildungsobjektiv (51) und Strahlenteiler (50) oder zwischen Strahlenteiler (50) und Reflexsucher (53) angeordnet ist und die gleiche oder um 90° gedrehte Ausrichtung wie die Reflexions- oder Teilerfläche (55) des Strahlenteilers ( 50) aufweist.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht des Lichtbündels (13) aus einer Folge von Lichtimpulsen besteht.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) als gepulst betriebene Leuchtdiode oder Laserdiode (16) ausgebildet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen die Kontur (33 ) in Schwingung mit konstanter Frequenz und kleiner Amplitude quer zur Abbildung der Begrenzung (29) versetzenden Vibrator (70).
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsfrequenz des Vibrators (70) der halben Frequenz der Lichtimpulse entspricht.
16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem fotoelektrischen Wandler (34) angeordnete Maske (37) mit dem Vibrator (70) starr verbunden ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (70) eine die Maske (37) tragende Schwinge (71) und einen die Schwinge (71) auslenkenden Elektromagneten (72) aufweist, dessen Erregerwicklung (73) von Stromimpulsen beaufschlagt ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (38) eine Auswertelektronik (74) nachgeschaltet ist, die das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer die Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz als Anzeige- und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers (25) zu kurzen Entfernungen hin und das Fehlen von Komparatorsignalen als Anzeige- und/oder Verstellsignal für eine Verstellung des Entfernungseinstellers (25) zu großen Entfernungen hin ausgibt und welche das Auftreten von Komparatorsignalen mit einer der halben Lichtimpulsfrequenz entsprechenden Frequenz als korrekte Entfernungseinstellung erkennt.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik (74) zwei Ausgänge (76, 77) aufweist, an denen synchron mit der Lichtimpulsfrequenz Ausgangssignale anstehen, wobei an dem einen Ausgang (76) bei Auftreten des Komparatorsignals und an dem anderen Ausgang (77) bei Ausbleiben des Komparatorsignals jeweils das Ausgangssignal entsteht.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit den beiden Ausgängen (76, 77) der Auswertelektronik (74) ein Stellmotor (82) für den Entfernungseinsteller (25), vorzugsweise über je einen Verstärker (80, 81), verbunden ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (33) stillsteht, wenn die Kontur (33) um eine vorgegebene Strecke von der Koinzidenz mit dem Bild der Lichtbündelbegrenzung ( 29) abliegt, und um einen vorgegebenen Betrag gegenüber der Nulldurchgangsstellung ihrer Schwingung in der Richtung versetzt ist, daß der Abstand der Kontur (33) von der Abbildung der Begrenzung (29) reduziert wird.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik (74) einen Ausgang (78) aufweist, der bei Koinzidenz oder Koinzidenznähe von Kontur (33) und Abbildung der Begrenzung (29) ein Ausgangssignal mit halber Lichtimpulsfrequenz führt und bei Abweichung hiervon je nach Richtung der Abweichung ein Gleichstromsignal aufweist oder signallos ist, und daß der Ausgang (78) mit der Erregerwicklung (73) des Elektromagneten (72) verbunden ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik (74) ein Flip-Flop (85), zwei D-Flip-Flops (86, 87), eine Verzögerungsschaltung (84) und einen Taktgenerator (83) aufweist, daß der Eingang des Flip-Flops (85) über die Verzögerungsschaltung (84) mit dem Ausgang des Taktgenerators (83) verbunden ist, daß der Q-Ausgang des Flip-Flops (85) den einen Ausgang (78) und die Q-Ausgänge der beiden D-Flip-Flops (86, 87) die weiteren Ausgänge (76, 77) der Auswertelektronik (74) bilden, daß von dem ersten D-Flip-Flop (86) der D-Eingang L-Signal aufweist, der Clock-Eingang (CP) mit dem Taktgenerator (83), der Q-Ausgang mit dem Reset-Eingang (R) des Flip-Flops (85) und der Set-Eingang (S) über ein Dreifach-AND-Gatter (88) mit dem Taktgenerator (83), dem Q-Ausgang des Flip-Flops ( 85) und dem Ausgang des Komparators (38) verbunden ist, und daß von dem zweiten D-Flip-Flop (87) der D-Eingang H-Signal aufweist, der Clock-Eingang (CP) über ein AND-Gatter (89) mit dem Taktgenerator (83) und dem Q-Ausgang des Flip-Flops (85), der Q-Ausgang mit dem Set-Eingang (S) des Flip-Flops (85) und der Reset-Eingang (R) über ein Dreifach-AND-Gatter (90) mit dem Taktgenerator (83), dem Q-Ausgang des Flip-Flops (85) und dem Ausgang des Komparators (38) verbunden ist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 23, gekennzeichnet durch eine die Amplitude des am Komparator (38) liegenden Vergleichssignals vergrößernde Schaltung (60), die bei Einstellung des Entfernungseinstellers (25) auf Nahentfernung einschaltbar ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (60) ein mit dem Vergleichssignal-Eingang des Komparators (38) verbundenes Potentiometer (61) aufweist, dessen Potentiometerschieber (62) bei einer vorgebbaren Entfernungseinstellung an den Entfernungseinsteller (25) ankuppelbar ist.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine die Strahlungsleistung des Senders (10) und/oder die Stärke des Empfangssignals des Empfängers (11) reduzierende Vorrichtung (63), die bei Einstellung des Entfernungseinstellers (25) auf Nahentfernung einschaltbar ist.
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (63) eine mit Entfernungseinsteller (25) kuppelbare Blende (64) aufweist, die im Strahlengang hinter dem dichroitischen Spiegel (44), angeordnet ist.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (21) einen zusätzlichen fotoelektrischen Wandler aufweist, der mit dem ersten fotoelektrischen Wandler (34) in Differenzschaltung elektrisch verbunden ist und nur mit einem Teil des auf den ersten fotoelektrischen Wandlers (34) fallenden Empfangslichtes beaufschlagt ist.
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