DE68917746T2

DE68917746T2 - Kamera und Zweielement-Sucher.

Info

Publication number: DE68917746T2
Application number: DE68917746T
Authority: DE
Inventors: James G Baker
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2009-02-01
Also published as: US4812864A; DE328929T1; EP0328929A3; CA1307693C; EP0328929A2; JPH01303411A; EP0328929B1; DE68917746D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine kompakte, einäugige Spiegelreflex-Faltkamera für die Sofortbild- Photographie, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Sucherausbildung derartiger Kameras.
Kameras, die in Verbindung mit Filmformaten mittlerer Größe benutzt werden, deren Diagonale 7,6 cm bis 12,7 cm oder weniger beträgt, benutzen oft geknickte optische Pfade, um die Abniessungen des Kameragehäuses klein zu halten und die gewünschte Kompaktheit zu erreichen. Außerdem werden Versuche unternommen, die Größe der erforderlichen Bauteile zu verringern, oder die Funktionen in den geringstmöglichen Elementen zu vereinen, wenn dies möglich ist, ohne daß die Arbeitsweise verschlechtert wird und die Kosten erhöht werden.
Verschiedene bekannte einäugige Spiegelreflexkameras mit Sofortbild-Filmeinheiten benutzen ein Filmpack, das in eine Filmkammer der Kamera eingelegt wird. Die lichtempfindliche Oberfläche des Films verläuft parallel zu den axialen Lichtstrahlen, die in das Objektiv eintreten. Damit der Photograph eine Szene beobachten kann, bevor die Belichtung durchgeführt wird, reflektiert ein fester Diagonalreflexspiegel das durch das Objektiv eintretende Licht auf die obere Oberfläche einer beweglichen Abdeckplatte, die über der Filmkammer parallel zu der Filmoberfläche liegt. Die Abdeckplatte hält die Filmkammer lichtdicht, und die obere Oberfläche dient als reflektierender Fokussierungsschirm. Ein Sucher benutzt das Licht, welches vom Fokussierungsschirm reflektiert wird, um ein Bild zu erzeugen, welches beobachtet werden kann.
Zur Belichtung des Films muß die Abdeckplatte, die den Filmbehälter lichtdicht gegenüber einer unerwünschten Belichtung schützt, aus der Filmabdeckstellung in eine Filmbelichtungsdiagonalstellung aufgeklappt werden, in der der feste Reflexspiegel bedeckt ist. In dieser aufgeklappten Stellung reflektiert eine Oberfläche auf der Unterseite des beweglichen Reflexspiegels das Licht, welches vom Objektiv eintritt, auf den Film. Dann fokussiert das Objektiv das Licht auf den Film.
Bei solchen Kameras erzeugen die Sucher aufrechte seitenrichtige Bilder, wobei die verschiedenen schrägen Reflexionsoberflächen innerhalb der Bilderzeugungskammer kompensiert werden, und es wird der Sucher selbst auf das Bild des Fokussierungsschirms der Abdeckplatte orientiert. Die US-A-3 783 764 und 3 836 931 beschreiben Faltkameras, deren Sucher aufrechte seitenrichtige Bilder erzeugen, wobei der Raumbedarf für den Sucher vermindert und die Feldneigung verringert ist. Dies geschieht dadurch, daß der feste Reflexspiegel Licht vom Fokussierungsschirm aus der Bilderzeugungskammer in eine Sucherkammer ablenkt, die einen aus zwei Elementen oder aus drei Elementen bestehenden Sucher aufweist. Bei diesem Sucher reflektiert ein asphärischer konkaver Spiegel das Licht durch ein Okular, welches eine asphärische Oberfläche besitzt. Der konkave Spiegel bildet einen Teil einer Rotationsfläche um eine Achse. Der Meridianschnitt des Konkavspiegels wird mathematisch durch die Ausdrücke definiert, die in den genannten Patenten angegeben sind. Diese stellen eine standardisierte Form eines konischen Ausdrucks hoher Exzentrizität dar, gefolgt von einer Reihe von seriellen Ausdrücken.
Ein ähnlicher mathematischer Ausdruck definiert die hintere Oberfläche des Okulars, d. h. die dem Auge des Photographen zugewandte Oberfläche des Okulars. Diese Oberfläche ist mit dem ersten konischen Ausdruck, dem nächsten akonischen Ausdruck der vierten und sechsten Ordnung und durch weitere serielle Ausdrücke bis zur sechsten Ordnung gekennzeichnet.
Der Drei-Elementen-Sucher erhöht jedoch in unerwünschter Weise die Kosten für den Kameraaufbau, und die Kamera wird komplex, wobei der Raum eine primäre Rolle spielt, während der Zwei-Elementen-Sucher unbefriedigende Bilder ergab, weil das visuelle Feld ins Schwimmen geriet, wenn die Augen eine Quer- oder Längsbewegung durchführten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera und einen Sucher der im Oberbegriff des Patentansprüchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Anordnung ist in der oben erwähnten US-A-3 836 931 beschrieben. Bei diesem Apparat kompensiert ein spezielles Okular in einem Sucher für eine Reflexkamera die Feldneigung in einem virtuellen Bild, wodurch die Tiefenanpassung, die für das Auge des Betrachters erforderlich ist, um das virtuelle Bild oben und unten zu fokussieren, vermindert wird. Die Feldneigung rührt von einer schrägen Orientierung der Achse des Suchers bei seinem Eintritt auf einen Fokussierungsschirm in der Reflexkamera her. Um dies zu kompensieren, wird eine spezielle Brechungsoberfläche auf dem Okular ausgebildet. Die opthalmische Brechkraft der speziellen brechenden Oberfläche ändert sich mit ihrem vertikalen Abstand von der Achse, so daß sich die Brechkraft des Okulars entsprechend ändert. Ein Polynom von wenigstens der dritten Ordnung beschreibt am besten die dreidimensionale Gestalt der speziellen Brechungsoberfläche mit Spiegelsymmetrie, die jedoch nicht rotationssymmetrisch ist.
Die bekannte Okulargestalt diente dem Zweck, eine Korrektur der Neigung zu bewirken, während die vorliegende Erfindung sich mit einer Spiegel/Okular-Kombination befaßt, die lediglich zwei Elemente aufweist, um einem Photographen ein ophthalmisch hochqualitatives Bild zu liefern.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte einäugige Spiegelreflexkamera mit Suchersystem zu schaffen, wobei die vorerwähnten Nachteile vermieden sind.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1.
Demgemäß weist die Erfindung einen Zwei-Elementen-Sucher mit einem Spiegel auf, der in der Form eines generalisierten Polynoms verzerrt ist, und es ist ein Okular mit einer asphärischen Oberfläche und einer bestimmten prismatischen Brechkraft vorgesehen. Diese Anordnung ermöglicht die Beobachtung eines auf dem Fokussierungsschirm einer Spiegelreflex-Faltkamera durch die optischen Komponenten erzeugten Bildes.
Die asphärische Oberfläche der Linse weist nach dem Reflektor, und die Linse weist eine sphärische Oberfläche auf, die nach dem Auge des Beobachters hin gerichtet ist.
Der Fokussierungsschirm in der Nähe der Bildebene des Objektivs ist ein Fresnel-Schirm, der ein Bild der Austrittspupille des Objektivs im Raum vor dem verzerrten Spiegel erzeugt. Der verzerrte Spiegel bildet ein konjugiertes Bild des Primärbildes des Fresnel-Schirmes in dem dazwischenliegenden Raum zwischen dem verzerrten Spiegel und dem Okular.
Der verzerrte bzw. verformte Spiegel des Suchers ist ein Reflektor mit einer Oberfläche, die gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet ist:
Die asphärische Oberfläche der Linse ist gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet:

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der identische Bezugszeichen benutzt werden, um gleiche Teile, die in den Figuren auftreten, zu kennzeichnen. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer einäugigen Spiegelreflex-Faltkamera der Selbstentwickler-Bauart, bei der die Merkmale der Erfindung benutzt sind, wobei die Kamera in Schließstellung dargestellt ist,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kamera gemäß Fig. 1 in entfalteter Stellung,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Kamera gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Kamera gemäß Fig. 2,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Suchers der Kamera gemäß Fig. 1 bis 4 bei in Bereitschaftsstellung befindlicher Kamera, wobei Einzelheiten der Sucherelemente erkennbar sind,
Fig. 5A einen Teil des Suchers gemäß Fig. 5 in größerem Maßstab.

Einzelbeschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Kamera 10 dargestellt, welche ein Gehäuse 12 aufweist, das vom Photographen aus der Schließstellung gemäß Fig. 1 und 3 in eine Öffnungsstellung überführt werden kann, um eine Aufnahme durchzuführen, und diese Aufnahme-Bereitschaftsstellung ist in den Fig. 2 und 4 dargestellt. Während der Öffnungsbewegung bewegt sich ein oberer Abschnitt 14 des Gehäuses 12 relativ zu dem unteren Abschnitt 18 des Gehäuses, indem eine Schwenkung um den Stift 16 erfolgt, wodurch eine innere Abbildungskammer oder Kamerakammer 20 für eine Blitz- und Sucherkammer 24 geschaffen wird (vgl. Fig.. 4).
In der offenen Bereitschaftsstellung gibt der obere Abschnitt 14 das Kameraobjektiv 30, einen Belichtungssteuerlichtsensor 32 (Fig. 2), einen Schallentfernungsmesser 34 und ein Blitzgerät 36 frei. Um in die Schließstellung überzugehen, wird der obere Abschnitt 14 nach unten um den Stift 16 in die Abbildungskammer 20 hineinverschwenkt, um eine kompakte Baueinheit zu erhalten, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
Unter der Abbildungskammer 20 bildet der untere Abschnitt 18 des Gehäuses 12 eine Filmkammer 38, die ein Selbstentwickler-Filmpack aufnehmen kann, wobei eine Filmeinheit in der photographischen Bildebene 40 des Objektivs 30 zu liegen kommt. Eine Abdeckplatte 42, die um ein Gelenk 44 nach oben schwenkbar ist, deckt die Filmkammer 38 in der nach unten verschwenkten Lage lichtdicht ab. Die Abdeckplatte 42 bleibt normalerweise in ihrer nach unten geklappten Stellung, während die Kamera offen ist (Fig. 1 und 3), oder während sie geschlossen ist, wie dies in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, und auch in der Zeit, in der ein Photograph eine Szene durch den Sucher betrachtet. Nur wenn der Photograph einen Verschlußauslöser betätigt, um den Film zu belichten, bewirkt der Kameramechanismus, daß die Abdeckplatte 42 um das Gelenk 44 nach oben geklappt wird, wie dies bei 46 strichpunktiert dargestellt ist.
Bevor der Photograph den Verschlußauslöser niederdrückt und die Szene mit nach unten geklappter Abdeckplatte 42 betrachtet, reflektiert in der Öffnungsstellung der Kamera gemäß Fig. 2 und 4 ein fester flacher Reflexspiegel 48 Lichtstrahlen, beispielsweise die Strahlen 50, die durch das Objektiv 30 längs eines Pfades 52 verlaufen, auf einen Fresnel-Schirm 54 auf der oberen Oberfläche der Abdeckplatte 42. Der feste Spiegel 48 bleibt in einer Stellung, in der das Kameraobjektiv 30 das Licht von der Aufnahmeszene fokussiert, um ein Sucherbild auf dem Fresnel-Schirm 54 zu erzeugen. Demgemäß besteht eine Primärbildebene auf dem Fresnel-Schirm 54, etwas über der wirklichen photographischen Bildebene 40. Der Fresnel-Schirm 54 richtet die Lichtstrahlen von dem Pfad 52 längs eines Winkelpfades 56 zurück zu dem flachen Reflexspiegel 48, der seinerseits das Licht längs eines Pfades 60 nach einem konkaven Sucherspiegel 62 reflektiert, der entsprechend deformiert ist. Der konkave Spiegel 62 reflektiert die Lichtstrahlen längs eines Pfades 64 durch ein Okular 68 nach dem Auge 70 des Beobachters. Der Beobachter kann so das gewünschte Bild zusammensetzen.
Der Fresnel-Schirm 54 ist so gestaltet, daß er als Feldlinse arbeitet und ein konjugiertes Bild PI der Austrittspupille der Objektivlinse 30 in dem Raum zwischen dem flachen Reflexspiegel 48 und dem verformten Spiegel 62 erzeugt. Hinter dem Bild der Pupille PI divergieren die Strahlen, und der konkave Spiegel 62 sammelt diese Strahlen und bildet sie wieder ab, bevor der querverlaufende Abschnitt weit überlagert wird. Dann erzeugt der konkave Spiegel 62 ein Bild RI der Szene im Raum, und zwar konjugiert zu dem Primärbild am Fresnel-Schirm 54 und zwischen dem konkaven Spiegel 62 und dem Okular 68. Das wirkliche Bild RI der Aufnahmeszene ist wesentlich kleiner als das Format des Primärbildes auf dem Fresnel-Schirm 54 und demgemäß sehr viel kleiner als der Ausdruck der Kamera selbst.
Wenn der Photograph den nicht dargestellten Verschlußauslöser betätigt, dann schließt zunächst ein zwischen den Linsen befindlicher Verschluß, der nicht dargestellt ist, um die Abbildungskammer 20 von Licht freizuhalten. Dann klappt ein nicht dargestellter Kameramechanismus die Abdeckkappe 42 um das Gelenk 44 in die Stellung 46. Dann wird der Verschluß geöffnet, und das durch das Objektiv 30 eintretende Licht verläuft längs eines Pfades 74, der mit dem Pfad 50 zusammenfällt, bis das Licht auf einen beweglichen Reflexspiegel 80 auf der Unterseite der Abdeckplatte 42 auftrifft. Der Reflexspiegel 80 reflektiert die Lichtstrahlen nach unten längs des Pfades 82 auf die lichtempfindliche Filmoberfläche 84 des Filmpacks, der in der Kammer 38 eingelegt ist. Wenn der Reflexspiegel 80 hochgeklappt ist, ruht er in einer Stellung vor dem Reflexspiegel 48 und relativ zum Objektiv 30, so daß das Objektiv 30 die Aufnahmeszene in der wirklichen Bildebene 40 in der Ebene des Films fokussiert. Wenn dann der Zwischenlinsenverschluß schließt und die Belichtung des Films beendet hat, wird die Abdeckplatte 42 nach unten in ihre Abdeckstellung geklappt, um den Film zu bedecken und um die Kammer 38 wieder gegen Licht abzudichten. Nunmehr öffnet der Verschluß, und der Beobachter kann wiederum frei durch den Sucher die Aufnahmeszene erfassen.
Um die Kamera zu verstauen, schließt der Photograph diese durch Einklappen in die Stellung gemäß Fig. 1 und 3.
Einzelheiten des optischen Systems des Suchers einschließlich Spiegel 62 und Okular 68 sind in Fig. 5 und 5A dargestellt. Der konkave Spiegel 62 bildet eine vordere reflektierende Oberfläche, die nach oben geneigt ist, um Licht längs des Pfades 60 zu empfangen. Die Oberfläche 90 ist eine asphärische Oberfläche, die gemäß dem folgenden generalisierten Polynomausdruck gestaltet ist:
Der Ausdruck "generalisiertes Polynom" wird im Sinne eines voll generalisierten nicht-rotationssymmetrischen Ausdrucks verstanden, der eine Umdrehungsfläche oder einen Teil hiervon ausschließt.
Das Licht vom Spiegel 62 verläuft längs des Pfades 64 (Fig. 4) über das Okular 68. Die Vorderseite 92 des Okulars 68 ist asphärisch gemäß einem generalisierten Polynomausdruck gestaltet, nämlich:
Die hintere Oberfläche 94 des Okulars 68 ist sphärisch. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet das Suchersystem mit einer 0,5fachen Vergrößerung gegenüber dem Format des Kameraobjektivs von 48 mm x 64 mm. Die konvexe sphärische hintere Oberfläche 94 des Okulars 68 definiert in der Nähe des Auges einen Scheitel V1, der 0,4 mm stromab einer Bezugsachse 96 liegt und um 14,12 Grad nach oben geneigt ist. Das heißt, die Drehachse, die durch V1 geht, ist nach oben und links geneigt. Die Bezugsachse 96 repräsentiert die Koordinatenhorizontallinie, die durch den Mittelpunkt der Pupille (und den Mittelpunkt des Auges) hindurchtritt, und sie dient als Z-Achse für die erwähnten Gleichungen. Ein Axialstrahl 98 erstreckt sich vom Spiegel 62 nach dem Okular 68.
Bei diesem Ausführungsbeispiel definiert das erwähnte Polynom die Gestalt der konkaven vorderen Oberfläche 92 des Okulars 68 mit einem Scheitel V2, der um 0,7 mm versetzt ist, und die Normale durch V2 ist nach oben um 7,66 Grad relativ zur Bezugsachse 96 geneigt. Da dieser Anstieg kleiner ist als der bei V1, bricht das Prisma, welches durch die Tangentenebenen der Oberflächen 92 und 94 des Okulars 68 gebildet wird, das Licht nach oben, nachdem es durch die beiden Oberflächen vom Scheitel V3 der Oberfläche 90 des Konkavspiegels 62 hindurchgetreten ist, der um 4,75 mm über der Bezugshorizontalachse 96 und 81,5 mm links des Scheitels V2 liegt. Die Achse 96 liegt 9,73 mm über der Filmebene 40.
Die Gestalt der Oberfläche 92 wird unter Benutzung von dreizehn polynomen Ausdrücken durch die sechste Ordnung in X und Y ausgedrückt, die minimale Ordnung, die für einen akzeptablen Zustand der Korrektur erforderlich ist. Die polynomen Ausdrücke enthalten nur Ausdrücke der geraden Ordnung von X. Weitere konstante und lineare Ausdrücke werden durch Benutzung der Neigung und Versetzung von V2 unwesentlich. Wenn sie jedoch einbezogen werden, würden sie fünfzehn Polynomausdrücke erzeugen.
Das Kameragehäuse 12 haltert den konkaven Spiegel 62 so, daß seine konkave Oberfläche 90 nach rechts und etwas nach oben weist. Die Oberfläche 90 benutzt dreizehn Polynomkoeffizienten bezüglich der Neigung und Versetzung bei V3, und dies ergibt insgesamt fünfzehn. Die reflektierte Drehachse des Spiegels bei der Oberfläche 90 ist nach oben nach dem Beobachter unter einem Winkel von 6,94 Grad angestellt. Durch den Spiegel an der Oberfläche 90 geht die Drehachse nach rechts oben geneigt hindurch, und der zugeordnete Neigungswinkel wird als positiv angesehen (erster und dritter Quadrant). Sämtliche Ausdrücke in X werden dann von gleicher Ordnungszahl, und die Ausdrücke von X und Y werden in der sechsten Ordnung genommen, wiederum mit dem erforderlichen Minimum für ein annehmbares Verhalten.
Das Okular 68 und der Konkavspiegel 62 bilden die Pupille des Auges auf dem Bild PI der Pupille des Objektivs 30 ab. Der Fresnel-Schirm 54 bildet immer das Bild PI kleiner ab als die Austrittspupille des Objektivs 30, so daß eine Okklusion verhindert wird.
Zur Optimierung kann man nach hinten arbeiten. Lichtbündel am Auge, die von einem Objekt herzurühren scheinen, das 1,5 m rechts von V1 liegt, und auf der Z-Bezugsachse zentriert sind, konvergieren durch die Okularlinse 68 nach dem Konkavspiegel 62 und treten durch das Bild RI hindurch, bevor dieses getroffen wird. Durch die Abbildungswirkung des Konkavspiegels 62 wird das konjugierte Bild RI auf der Fresnel-Ebene wieder fokussiert, und dabei wird ein sehr hohes Maß an Neigung überwunden, und deshalb wird die Ebene der Fresnel-Linse 54 auf der ankommenden optischen Achse vorgeschoben. Die Optimierung eliminiert daher ziemlich exakt die Trapezwirkung des Quadratgitters im Objektraum (d. h. was das Auge sieht, wenn es direkt benutzt wird), schräg abgebildet auf der Ebene des Fresnel-Schirms 54 durch den versetzten Konkavspiegel 62.
In der Gleichung sowohl für die Oberfläche 92 des Okulars 68 als auch für die Oberfläche 90 des Konkavspiegels wird das Kameraobjektiv so gestaltet, daß seine Brennweite von 82 mm vom Sucher eine Gesamtvergrößerung von 0,5fach relativ zur wirklichen Welt schafft.
Das Beispiel wurde als allgemein konstruiert, da die Umstände gemäß der Brennweite des Objektivs, der Formatgröße und den verschiedenen Trennungen und Neigungen geändert werden können.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele schaffen einen Zugang zu dem konjugierten Pupillenbild PI, das vom Fresnel- Schirm erzeugt wurde. Dies beseitigt die Schwierigkeiten, die aus der Tatsache resultieren, daß das Dazwischenfügen irgendeines Anschlags oder eines zusätzlichen kleinen Elementes wahrscheinlich auf dem Weg des ankommenden Lichtes von der Kameralinse nach dem Film über die Diagonalreflexion erfolgt.
Das Beispiel offenbart einen Neigungswinkel von 6,94 Grad auf der Oberfläche 90 des Spiegels 62. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden auch gute Ergebnisse mit einem Neigungswinkel von 10 Grad erlangt. Gemäß einem weiteren annehmbaren Ausführungsbeispiel betrug der Neigungswinkel am Scheitel V3 des Spiegels 62 nicht mehr als 20 Grad bei zweckmäßigen Anwendungen für Suchersysteme in Verbindung mit Selbstentwickler-Photographie.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen benutzen aufwendigere Suchersysteme eine die zweite Neigung kompensierende Einrichtung, aber mit mehr als zwei Komponenten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfaßt die Zwischenfügung eines Strahlteilers mit einem kleinen oder gar keinem Neigungswinkel, aber mit einem gewissen Lichtverlust und möglichen Geisterreflexionen.
Das Okular 68 unterstützt nicht nur die Kompensation optischer Operationen und eines Teils der Verzerrung, sondern ermöglicht es dem Beobachter außerdem, sein Auge relativ dicht an die Kamera heranzuführen und ein visuelles Feld zu erfassen, das über einen weiten Bereich von Beobachtern angepaßt ist.
Das beschriebene Reflexsuchersystem reflektiert die optische Achse längs des Pfades 50 in doppelter Weise, und zwar zunächst am Fresnel-Schirm 54 mehr oder weniger hinter den Pfaden 56 und 60 unter der Objektivlinse 30, und dann vorn wiederum entlang des Pfades 64 vom Scheitel des Konkavspiegels 62. Die optische Achse ist zickzackförmig geknickt, um die ankommenden Strahlen zu reinigen und um über den Filmpack oder den Plattenhalter oder den Rollfilm hinwegzutreten.
Das Objektiv 30 erzeugt ein aufrechtes, aber seitenverkehrtes Bild auf dem Schirm 54. Demgemäß bildet der Konkavspiegel 62 das Bild RI so ab, daß es aufrecht und seitenrichtig ist. Das Okular 68 ermöglicht es dem Auge 70 des Beobachters, relativ nahe an das neue Bild RI heranzukommen, und es wird ein weiteres virtuelles Bild erzeugt, welches genügend weit weg ist, damit es der Beobachter ausreichend scharf fokussieren und empfangen kann. Dieses virtuelle Bild liegt dann nach der Objektszene zurück, und der Beobachter schaut tatsächlich nach der Aufnahmeszene, aber durch den Sucher hindurch.
Zweckmäßigerweise liegt die optische Achse des Suchers mit ihrem Ende parallel zur optischen Ausgangsachse, oder sie ist etwas nach einem Konvergenzpunkt geneigt, der beispielsweise 7,5 m weit weg liegt. Das Parallaxenproblem wird infolge der Betrachtung durch das Objektiv ausgeschaltet. Was der Beobachter sieht, ist im wesentlichen das gleiche, was auch photographiert wird, und zwar bei allen Aufnahmeentfernungen.
Zweckmäßigerweise liegt die Austrittspupille des Suchers weit hinter dem Okular 68 zurück, beispielsweise um 15 mm oder mehr. Diese Augenfreiheit reicht aus, um das Auge 70 des Beobachters längs der optischen Achse gut auszurichten, und sie reicht auch aus, eine Bewegung des Auges zuzulassen, welches sich sowohl drehen als auch translatorisch verschieben kann.
Durch die Erfindung wird die Notwendigkeit weiterer optischer Elemente oder asphärischer Wafer in der Nähe des Bildes der Austrittspupille der Kameralinse überflüssig, das auf dem Fresnel-Schirm 54 erzeugt wurde. Die dargestellten Ausführungsbeispiele erreichen annehmbare Erfolge mit einem Sucher, der nur zwei Komponenten besitzt, nämlich das Okular 68 und den Spiegel 62. Erreicht wird dies dadurch, daß dem Konkavspiegel 62 eine voll generalisierte, nicht-rotationssymmetrische Gestalt verliehen wurde, wie dies in zweckmäßiger Weise mathematisch durch die erwähnten Ausdrücke dargestellt wurde, so daß die einfache Summe der Exponenten der beiden unabhängigen Variablen in dem Bereich zwischen 1 und 9 liegt. In Matrixform ausgedrückt heißt dies, daß die benutzbaren Ausdrücke die Hälfte der Matrix auf der einen Seite bilden und die Diagonalausdrücke der Matrix einschließen, wobei diese Ausdrücke irgendwo liegen und eine höhere Summe der beiden Exponenten pro Ausdruck haben. Die Polynomserie in den beiden Variablen liefert eine glatte Repräsentation der optischen Gestalt des Konkavspiegels 62 mit einem Scheitel als Ursprung der Koordinaten, der an einer Schnittstelle mit der optischen Achse liegt.
Die Tangentenebene am Scheitel V3 des Spiegels 62 liegt in der Meridianebene der Kamera und ist in dieser so geneigt, daß die ankommende optische Achse nach dem Okular 68 entweder parallel oder nahezu parallel zur ursprünglichen optischen Achse reflektiert wird. Der Konkavspiegel 62 liegt von einer Pupille entfernt und entfernt von einer Bildoberfläche. Zweckmäßigerweise vereinigt der Spiegel 62 die Eigenschaften sowohl von Objektivlinse als auch von Feldlinse. Er empfängt Licht von der Pupille PI und benutzt das Licht, um ein vor dem Okular 68 liegendes lebendiges Bild RI zu schaffen. Das Okular 68 vereinigt seinerseits die Funktionen einer Objektivlinse und einer Feldlinse. Es bildet die Austrittspupille des Betrachtungssystems mit dem gewünschten Augenrelief und bildet ein virtuelles fernes Bild der Aufnahmeszene.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele kompensieren Astigmatismus und Feldkrümmung und außerdem chromatische Aberration, und es wird eine gute Schärfe erreicht.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele benutzen eine Reihe von Serienausdrücken bis zur sechsten Ordnung. Da die horizontale Variable, wie ersichtlich, im Bildraum von der Rückseite des Suchers die X-Koordinate ist, können nur gerade Ausdrücke von X vorhanden sein infolge der Rechts- Links-Symmetrie des Suchers gegenüber der mittleren oder Meridianebene der Kamera.
In der Meridionalrichtung oder der Y-Richtung weist + nach oben, wie vom Betrachter von hinten nach vorn nach der Aufnahmeszene betrachtet, und alle Ausdrücke von Y bis zum sechsten Grad sind vorhanden. Dann ergeben sich Ausdrücke von X-Quadrat mal jeweils Y und Y-Quadrat und Y hoch drei sowie Y hoch vier; dann ergeben sich Ausdrücke von X hoch vier mal jeweils Y, Y-Quadrat und schließlich X hoch sechs. Es gibt keine linearen Ausdrücke weder in X noch in Y, da die Tangentialebene am Scheitel des Spiegels durch die gewünschte Reflexion der optischen Achse vorhanden ist. Die zweite Oberfläche des Okulars 68 nahe dem Auge ist eine sphärische dioptrische Oberfläche, die nur eine Toruswirkung hat und eine Neigung und Versetzung in der Y-Richtung oder insgesamt vier Parameter.
Die Erfindung wurde vorstehend im einzelnen beschrieben. Es ist jedoch für den Fachmann klar, daß Abwandlungen und Änderungen getroffen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Einäugige Spiegelreflexkamera mit den folgenden Merkmalen:

- durch eine innere Abbildungskammer (20) innerhalb des Kameragehäuses (12) treten Bilderzeugungslichtstrahlen hindurch, wobei eine Filmkammer (38) einen Film in der photographischen Bildebene (40) des Objektivs (30) in der Vorderwand der Abbildungskammer (20) plaziert;

- ein fester, flacher Reflexspiegel (48) befindet sich in der Rückwand der Abbildungskammer (20) relativ zur optischen Achse (50) des Objektivs (30) geneigt, um die optische Achse im Sucherbetrieb abzulenken;

- eine Abdeckplatte (42) überdeckt die Filmkammer (38) und schließt diese im Sucherbetrieb lichtdicht ab; die Abdeckplatte (42) ist nach oben um ein Gelenk (44) in eine geneigte Stellung abklappbar, in der sie parallel zu dem flachen Spiegel (48) liegt, wenn die Kamera aufnahmebereit ist;

- ein Fresnel-Schirm (54) ist auf jener Seite der Abdeckplatte (42) angeordnet, die nach der Abbildungskammer (20) hinweist, um den photographischen Aufnahmegegenstand im Sucherbetrieb abzubilden;

- ein zweiter Reflexspiegel (80) befindet sich auf jener Seite der Abdeckplatte (42), die dem Fresnel-Schirm (54) abgewandt ist, um die Bilderzeugungslichtstrahlen des Aufnahmegegenstandes während der Belichtung abzulenken;

- ein Konkavspiegel (62) ist mit einer nicht-rotationssymmetrischen asphärischen Oberfläche ausgestattet, die durch von Null abweichende Koeffizienten eines Polynomausdrucks in x und y beschrieben wird, wobei die Ausdrücke wenigstens von der zweiten Ordnung nach der sechsten Ordnung fortschre iten;

- ein brechendes Element (68), welches als Okularlinse dient, um das reelle Bild (RI) zu betrachten, wobei das Element wenigstens eine im wesentlichen nicht-rotationssymmetrische asphärische Oberfläche besitzt, die vereinfacht durch Koeffizienten eines Polynomausdrucks in x und y beschrieben werden kann, wobei die Ausdrücke von der zweiten Ordnung nach wenigstens der sechsten Ordnung fortschreiten;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Polynomausdrücke symmetrisch in x sind, d. h. daß jeder Ausdruck, der x und y enthält, von der geraden Ordnung in x ist und daß wenigstens ein Koeffizient der Ausdrücke einer gegebenen Ordnung bis zur sechsten Ordnung nicht Null ist.

2. Einäugige Spiegelreflexkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Konkavspiegel (62) innerhalb der Abbildungskammer (20) an der vorderen Wand an einer Stelle zwischen der optischen Achse des Objektivs (30) und der Filmkammer (38) angeordnet ist;

- das Okular (68) an der Rückwand der Abbildungskammer (20) zwischen dem flachen, festen Reflexspiegel (48) und der Filmkammer (38) angeordnet ist.

3. Kamera nach Anspruch 1, bei welcher das Okular (68) die asphärische Oberfläche (62) und eine sphärische Oberfläche aufweist, wobei die asphärische Oberfläche des Okulars (68) auf den Konkavspiegel (62) hingerichtet ist und die sphärische Oberfläche nach dem Auge des Betrachters.

4. Kamera nach Anspruch 1, bei welcher die asphärische Oberfläche gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet ist:

5. Kamera nach Anspruch 1, bei welcher eine der asphärischen Oberflächen gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet ist:

und die andere der Oberflächen gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet ist:

6. Kamera nach Anspruch 1, bei welcher eine der asphärischen Oberflächen gemäß dem folgenden Ausdruck gestaltet ist:

7. Kamera nach Anspruch 4, bei welcher die asphärische Oberfläche sich auf der Okularlinse (68) befindet.

8. Kamera nach Anspruch 4, bei welcher die asphärische Oberfläche sich auf dem Reflektor (62) befindet.

9. Kamera nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welcher die Bilderzeugungsmittel das Objektiv (36) aufweisen, das eine Austrittspupille aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, um eine Bildebene zu definieren.

10. Kamera nach Anspruch 6, bei welcher das Objektiv (30) und der Reflektor optisch längs eines gegebenen Pfades gekoppelt sind, der im wesentlichen parallel zur Bildebene (40) verläuft.

11. Kamera nach Anspruch 9, bei welcher axiales Licht von dem Objektiv im wesentlichen parallel zur Bildebene (40) verläuft und der Spiegel (80) das Licht auf die Bildebene (40) reflektiert.

12. Sucher für eine Kamera mit den folgenden Merkmalen:

- eine Objektivlinse (30);

- ein fester, flacher Reflexspiegel (48), der gegenüber der optischen Achse (50) des Objektivs (30) angestellt ist, um die optische Achse zu knicken;

- ein Konkavspiegel (62) ist in der optischen Achse, die vom flachen Reflexspiegel (48) abgelenkt wurde, angeordnet, wobei eine nicht-rotationssymmetrische asphärische Oberfläche durch von Null abweichende Koeffizienten eines Polynomausdrucks in x und y beschrieben ist, wobei diese Ausdrücke wenigstens von der zweiten Ordnung in die sechste Ordnung ansteigen;

- ein Brechungselement (68), welches als Okular zur Betrachtung des reellen Bildes (RI) dient, hat wenigstens eine im wesentlichen nicht-rotationssymmetrische asphärische Oberfläche, die am einfachsten durch Koeffizienten eines Polynomausdrucks in x und y beschrieben wird, wobei die Ausdrücke von der zweiten Ordnung bis wenigstens zur sechsten Ordnung ansteigen,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Polynomausdrücke symmetrisch in x sind, d. h. daß jeder Ausdruck, der x und y enthält, von gerader Ordnung in x ist, und daß wenigstens ein Koeffizient der Ausdrücke einer gegebenen Ordnung bis zur sechsten Ordnung im wesentlichen nicht Null ist.