DE1447469B - Entfernungsfeststellvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Nach der Erfindung sind also im Prinzip die beiden zum Feststellen der Entfernung eines Objektes mit Strichraster der bekannten Anordnung durch lichteinem das Objekt in eine Bildebene abbildenden Ob- elektrische Wandler der gekennzeichneten Art ersetzt, jektiv, mit einem Paar Abtastorganen, von denen das wobei dann weg?n deren Lichtundurchlässigkeit eine eine in einer vor und das andere in einer hinter der 5 " irahlaufteilung zur Erzeugung der beiden zueinander Bildebene gelegenen, zu dieser parallelen Abtast- äquivalenten Bildebenen erforderlich ist. ebene angeordnet ist, und zumindest einem den Ab- Die erfindungsgemäße Anordnung benötigt daher bildungsstrahlengang abschließenden lichtelektrischen keinerlei Antriebsaggregate mehr für die Abtast-Wandler, organe, ebenso grundsätzlich auch keine nachgeschal-

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist als io teten Verstärker, Gleichrichter, Tiefpaßfilter u. dgl.,

Abtastelement ein Strichraster vorgesehen, das quer um ein vernünftiges, der Objektentfernung zuorden-

zur Richtung seiner Rasterstriche verschieblich ist. bares Ausgangssignal zu erhalten.

Bewegt man dieses Strichraster schnell hin und her, Die Erfindung macht von der Erscheinung Ge-

so wird der von Objektiv herrührende Lichtstrahl brauch, daß das von einem optischen System erzeugte

mit einer von der Strichzahl des Rasters abhängigen 15 Bild auf der Oberfläche einer Fotozelle od. dgl. einen

Frequenz intensitätsmoduliert, wenn sich ein Bild in Fotostrom erzeugt, dessen Größe vom Scharfeinstel-

der Nähe des Strichrasters befindet. Befindet sich das lungsgrad abhängt, und zwar nimmt in diesem Fall,

Strichraster genau in der Bildebene, dann ist die verallgemeinert gesprochen, der Fotostrom einen

Modulation am stärksten. Mit zunehmender Un- Extremwert an, der je nach Natur der lichtelektri-

schärfe geht diese Intensitätsmodulation praktisch 20 sehen Wandler ein Minimum oder ein Maximum sein

gegen Null, denn mit zunehmender Unscharfe wird kann.

das Strichraster immer gleichförmiger ausgeleuchtet. Im folgenden ist die Erfindung an Hand in der

Das durch das Strichraster gelangende modulierte Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im

Licht fällt auf eine Fotozelle, die einen Wechselstrom einzelnen erläutert; es zeigt

abgibt. Die Amplitude dieses Stroms sagt aus, ob sich 25 F i g. 1 den Verlauf des elektrischen Ausgangsein Bild in der Nähe des Strichrasters befindet, ist stromes der Wandlerschaltung in Abhängigkeit vom also ein Maß für die Objektentfernung. Zur Erhöhung Grad der Scharfeinstellung des Bildes auf' der der Genauigkeit verwendet man praktisch eine dickere Wandleroberfläche,

Platte, die auf beiden Seiten ein solches Strichraster F i g. 2 eine schematische Darstellung eines ersten trägt. Durch dieses Doppelraster erzielt man einen 30 Ausführungsbeispieles der Erfindung, Differentialeffekt. Wenn das Bild genau in der Mitte F i g. 3 eine schematische Darstellung der Stromzwischen beiden Rastern entsteht, wird das Signal charakteristik der Anordnung nach Fig. 2 in AbNull (vgl. »Elektronic«, 1957, Heft 1, S. 7 bis 9). hängigkeit von der Bildstellung, ^;

Es ist auch bekannt, mit in verschiedenen Gegen- Fig. 4 verschiedene Stellungen des Anzeigegerätes,

standsebenen angeordneten Testobjekten zu arbeiten, 35 der Anordnung nach F i g. 2, i

wobei im einen Falle eine zusätzliche Schwingblende F i g. 5 und 6 schematische Darstellungen eines!

als bewegliches Teil vorgesehen ist, und im andern zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispieles der Er-;

Fall die Testobjekte selbst gedreht oder anderweitig findung, und

bewegt werden (vgl. deutsche Patentschriften F i g. 7 Stellungen der Anzeigegeräte der Anord-

927 239 und 961 767). 40 nungen nach F i g. 6 und 7. |

All diesen Vorrichtungen ist ein hoher mechani- Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß der den Zuscher Aufwand wegen der sich schnell bewegenden stand der Scharfeinstellung auf der Wandleroberfläche Teile eigen, sie sind deshalb in der Hauptsache für anzeigende elektrische Ausgangsstrom der Schaltung die herstellerseitige Objektivjustage vorgesehen und ein Minimum aufweist, wenn das Bild auf der; eignen sich keinesfalls für normale Steh- oder Lauf- 45 Wandleroberfläche scharf abgebildet ist. J bildkameras. In der F i g. 2 ist eine Anordnung eines Paares!

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrich- fotoleitender Zellen und eine Brückenschaltung dar-j

tung der in Rede stehenden Art verfügbar zu machen, gestellt. Hierbei ist mit der Bezugsziffer 1 eine Ob-J

die wesentlich einfacher aufgebaut ist, insbesondere jektivlinse bezeichnet, ferner mit der Bezugsziffer 2 ohne jede beweglichen Teile auskommt. 50 eine erste Bildebene für eine bestimmte Objektiv-;

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- stellung, mit der Bezugsziffer 3 ein halbdurchlässigei! löst, daß die Bildebene entsprechend einer bestimm- Spiegel, der seitlich des Objektivstrahlenganges eine, ten Objekt-Bezugsentfernung gewählt und optisch in zweite Bildebene 2' abbildet, mit den Bezugsziffern 4 ein Paar äquivalenter Bildebenen aufgeteilt ist, wobei und 4' fotoleitende Zellen, die dem Objektiv 1 zu-; jeder dieser Bildebenen eine der Abtastebenen zu- 55 gekehrt sind, von denen die eine hinter der ersten' geordnet ist, daß, wie an sich (aus der deutschen Bildebene 2 und die andere vor der zweiten Bild-j Patentschrift 709 954) bekannt, als Abtastorgan ein ebene 2' angeordnet sind und die mit einer Brücken-j lichtelektrischer Wandler vorgesehen ist, dessen schaltung verbunden sind. Die Brückenschaltung weis! Widerstand von der an der Wandleroberfläche herr- eine elektrische Stromquelle 5 auf, ferner elektrische sehenden Schärfe der Abbildung des jeweiligen Ob- 60 Widerstände 6 und 7 in verschiedenen Brückenzwei-· jektes, dessen Entfernung gemessen werden soll, ab- gen und ein Anzeigegerät 8, z. B. ein Gleichstromhängt, daß die Wandler in einer Schaltung liegen, in Galvanometer, im Nullzweig. , der ihre Widerstände zum Erzeugen eines im Wege Wenn bei dieser Vorrichtung das Objektiv auf da:: einer Differenzbildung erfolgenden Ausgangssignals Objekt hin- und vom Objekt wegbewegt wird, da:; zusammengeschaltet sind, und daß das Ausgangs- 65 in einer bestimmten Entfernung angeordnet ist, bei signal zur Beurteilung dafür vorgesehen ist, ob die wegt sich das durch das Objektiv erzeugte Bild gleich! Entfernung des Objektes gleich der oder kleiner oder falls vorwärts und rückwärts, und wenn das einen] größer als die Bezugsentfernung ist. der Wandler zugeordnete Bild auf der Wandler

oberfläche scharf ist, weisen die durch die Zellen 4, 4' fließenden Ausgangsströme / bzw. /' ein Minimum α bzw. b auf, wie aus der F i g. 3 hervorgeht. Aus der F i g. 3 geht ferner hervor, daß diese beiden Minima einen Abstand voneinander aufweisen, also verschiedenen Bildstellungen zugeordnet sind. Werden diese Ausgangsströme der Brückenschaltung nach F i g. 2 zugeführt, so ändert der im Nullzweig der Brücke fließende Brückenstrom seine Polarität in der Mitte der ersten beiden Hälften der Objektivbewegung, und zwar im Schnittpunkt c der Stromkurven / und /'. Bei diesem Schnittpunkt c wird der im Nullzweig der Brücke fließende Strom Null, d .h., in dieser Stellung liefert das Anzeigegerät 8 keinen Ausschlag. Werden daher die Objektivlinse 1 und die elektrischen Widerstände 6 und 7 im voraus so aufeinander abgestimmt, daß das Bild eines Objektpunktes 9 in den Bildebenen 2 und 2' fokussiert wird, und daß dann der Zeiger des Anzeigegerätes 19 über der Mittelmarke, die in F i g. 4 dargestellt ist, steht, die einer bestimmten Objektentfernung entspricht, so ändert das Anzeigegerät seine Anzeige, wie in der F i g. 4 dargestellt ist, entsprechend der Tatsache, ob die Bildpunkte des Objektes vor oder hinter den Bildebenen 2 und 2' oder in Entfernungen von den Oberflächen der Wandler 4 bzw. 4' liegen, die von den dem Abgleich zugeordneten Entfernungen verschieden sind. Diese Anzeige liefert Aufschluß über die zonale Lage des Objektes, also ob das Objekt in der gleichen Entfernung wie der Objektpunkt 9 oder in einer kleineren oder größeren Entfernung (bei fester Objektiveinstellung) liegt. Dies bedeutet ferner, daß das Anzeigegerät Aufschluß darüber gibt, ob das Bild scharf abgebildet ist oder in einer vorwärtigen oder rückwärtigen unscharfen Einstellung liegt. Entsprechend dieser Anzeige kann daher die Fokussierung des Gegenstandes auf die Ebenen 2 und 2' durch Ändern der Objektiveinstellung zu größeren oder kleineren Bildweiten hin erreicht werden. Wie diese Vorgänge können Einstellung des Anzeigegerätes 8 und Auswertung derselben sowie die Bewegung der Objektivlinse 1 ferngesteuert werden oder auto- ; matisch erfolgen, so daß bei einer Kamera, die mit einer Vorrichtung der in Rede stehenden Art ausgerüstet ist, die Fokussierung gleichfalls ferngesteuert oder automatisch verfolgen kann.
Die in der F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungs-

• beispiele weisen je ein Paar der Vorrichtungen nach ; F i g. 2 auf. Wie noch im einzelnen nachstehend er-

• klärt werden wird, kann eine Anordnung, die zwei ' oder mehr solcher Vorrichtungen aufweist, genaueren : und ins einzelne gehenden Aufschluß über die zonallen Stellungen zum Zwecke einer Anzeige über den •Fokussierungszustand liefern. Bei der Ausführungsi form nach F i g. 5 sind zwei Objektive 11,12 gleicher Eigenschaften vorgesehen, denen je ein Paar fotoleitender Zellen 41, 41' bzw. 42, 42' unter wechseliseitig verschiedenen Entfernungen vom Objektiv in : diesem zugekehrter Lage angeordnet. Jedes Zellenpaar ist mit einem der beiden Brückenschaltungen verbunden, die je eine elektrische Stromquelle 51 bzw. 52, elektrische Widerstände 61, 71 bzw. 62, 72 und Anzeigegeräte 81 bzw. 82 aufweisen. Die Aus- ; führungsform der F i g. 6 weist ein den beiden Sätzen der Vorrichtung gemeinsames Objektiv auf, ferner einen halbdurchlässigen Spiegel 10, der hinter der ■ Objektivlinse in Schräglage stehend befestigt ist und den Strahlengang in zwei Teilstrahlen unterteilt, ferner zwei weitere halbdurchlässige Spiegel 31 bzw. 32, die je im Strahlengang der Teilstrahlen angeordnet sind und den Strahlengang in insgesamt vier Teilstrahlen unterteilten und zwei Paare fotoleitender Zellen 41, 41' und 42, 42', die im Strahlengang der vier Teilstrahlen, wie in der F i g. 6 gezeigt ist, unter wechselseitig verschiedenen Entfernungen vom Objektiv wie bei der Ausführungsform nach F i g. 5 angeordnet sind.

ίο Bei den Ausführungsformen der F i g. 5 und 6 liefert, wenn das Objektiv auf ein bestimmtes Objekt gerichtet wird, jede der Zellen einen Strom, der dem Fokussierungszustand des auf ihrer Oberfläche abgebildeten Bildes entspricht; in Abhängigkeit dieser Ströme wird durch die mit jedem Zellenpaar verbundene Brückenschaltung die Anzeige durch die Anzeigegeräte 81 und 82 geändert. Die Anzeigegeräte 81, 82 liefern Anzeigewerte, wie sie in der F i g. 7 dargestellt sind, die je der verschiedenen Entfernung von einem bestimmten Objekt zugeordnet sind. Aus diesen fünf Anzeigewertkombinationen kann durch Vergleich mit zwei Objektpunkten für jedes Zellenpaar beurteilt werden, ob das bestimmte Objekt weiter als der entferntere Objektpunkt oder in der gleichen Entfernung wie dieser, oder zwischen dem entfernteren und näheren Objektpunkt oder näher als der nähere Objektpunkt liegt.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Vorrichtung zur Entfernungsmessung und/oder zur Scharfeinstellung eines Objektives verwendet werden kann, und zwar geschieht die Entfernungsmessung bei fester Objektiveinstellung, wodurch beurteilt werden kann, ob ein Objektpunkt gegenüber der Entfernung eines oder zweier Bezugspunkte eine größere oder kleinere Entfernung aufweist, während im letzteren Fall das Objektiv solange verstellt wird, bis die Abbildung des Objektpunktes in die nunmehr als in fixierter Lage angeordnet zu betrachtenden Bildebenen 2, 2' und 21, 21' und 22, 22' fällt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feststellen der Entfernung eines Objekts, mit einem das Objekt in eine Bildebene abbildenden Objektiv, mit einem Paar Abtastorganen, von denen das eine in einer vor und das andere in einer hinter der Bildebene gelegenen, zu dieser parallelen Abtastebene angeordnet ist, und zumindest einem den Abbildungsstrahlengang abschließenden lichtelektri-■ sehen Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebene entsprechend einer bestimmten Objekt-Bezugsentfernung (9) gewählt und optisch in ein Paar äquivalenter Bildebenen (2, 2') aufgeteilt ist, wobei jeder dieser Bildebenen eine der Abtastebenen zugeordnet ist, daß, wie an sich bekannt, als Abtastorgan ein lichtelektrischer Wandler (4,4') vorgesehen ist, dessen Widerstand von der an der Wandleroberfläche herrschenden Abbildungsschärfe des jeweiligen Objekts, dessen Entfernung gemessen werden soll, abhängt, daß die Wandler in einer Schaltung (5, 6, 7, 8) liegen, in der ihre Widerstände (4, 4')

zur Erzeugung eines im Wege einer Differenzbildung erfolgenden Ausgangssignals zusammengeschaltet sind, und daß das Ausgangssignal (8) zur Beurteilung dafür vorgesehen ist, ob die Ent-

fernung des Objekts gleich der, oder kleiner oder größer als die Bezugsentfernung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung als Brückenschaltung ausgebildet ist, bei der die Wandler in auf der gleichen Seite des Brückennullzweiges gelegenen Zweigen der Brücke liegen, und daß der Brückennullzweig zur Abnahme des Ausgangssignales vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Wandler, also der Abtastebenen, von ihren zugeordneten Bildebenen so gewählt sind, daß die Brücke für die Bezugsentfernung abgeglichen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Brückennullzweig ein Anzeigegerät, z. B. ein Nullinstrument, liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bildebenenpaare vorgesehen sind sowie für jedes Bildebenenpaar ein Wandlerpaar, und daß die Bildebenen des einen Paars einer ersten Objekt-Bezugsentfernung und die des anderen einer zweiten Objekt-Bezugsentfernung entsprechen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bildebenenpaar ein gesondertes Objektiv zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen