DE3041969C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3041969C2 DE3041969C2 DE19803041969 DE3041969A DE3041969C2 DE 3041969 C2 DE3041969 C2 DE 3041969C2 DE 19803041969 DE19803041969 DE 19803041969 DE 3041969 A DE3041969 A DE 3041969A DE 3041969 C2 DE3041969 C2 DE 3041969C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- prism
- light
- diffraction
- diffraction grating
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 31
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical group Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282461 Canis lupus Species 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/18—Focusing aids
- G03B13/24—Focusing screens
- G03B13/28—Image-splitting devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Viewfinders (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellscheibe,
die beispielsweise in dem optischen Sucherweg
einer Kamera angebracht wird.
Einäugige Spiegelreflexkameras
enthalten gewöhnlich
ein Fokussiersystem, bei dem
ein Bildaufteilungs-Doppelprisma
verwendet wird. Dieses Fokussiersystem weist gewöhnlich
eine Einstellscheibe mit einem Schnittbildindikator
auf, der in der Mitte der Reellbildebene
eines Suchers angeordnet ist und zur Bildaufteilung
zwei Ablenkprismen enthält.
Ein solcher Schnittbildindikator
hat im Vergleich zu anderen Systemen eine gute
Einstellgenauigkeit, ist jedoch durch die Erscheinung
beeinträchtigt, daß bei
einer Abnahme des Öffnungsverhältnisses des
Objektivs die Ablenkprismen zu
größeren Dunkelflächen werden. Dementsprechend wird die Scharfeinstellung
mit steigender F-Zahl des Objektivs schwieriger.
Hinsichtlich des Neigungs- bzw. Vertikalwinkels der
Ablenkprismen stehen die Einstellanzeigegenauigkeit
und die Abdunklung des Schnittbildindikators in entgegengesetzter
Beziehung, d. h. sie sind zueinander umgekehrt
proportional. Diese entgegengesetzte Beziehung ist
dem Umstand zuzuschreiben, daß von den Lichtstrahlen aus
der Austrittspupille des Objektivs nur die Lichtstrahlen
mit einem durch den Vertikalwinkel des Ablenkprismas
bestimmten besonderen Einfallwinkel durch den
Sucher hindurchgelangen und als
Beitrag zur Einstellanzeige das Auge des Betrachters erreichen.
Wenn der Vertikalwinkel des Ablenkprismas
vergrößert wird, können die Lichtstrahlen von dem
Randteil der Austrittspupille des Aufnahmeobjektivs zu
dem Okular des Suchers geführt werden, so daß die
Einstellanzeigegenauigkeit gesteigert ist. Bei einem
Ablenkprisma mit einem großen Vertikalwinkel wird jedoch
bei einem lichtschwachen Objektiv, nämlich
einem Objektiv mit großer F-Zahl das Bild im Schnittbildindikator
dunkler, so daß daher die Scharfeinstellungsanzeige
unmöglich wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Vertikalwinkel des Ablenkprismas
klein gewählt wird, wird die Einstellanzeigegenauigkeit
verringert, jedoch ist die Einstellanzeige auch
bei einem Objektiv mit einer großen F-Zahl, nämlich
einem beträchtlich lichtschwachen Objektiv,
möglich.
Daher
wird der Vertikalwinkel der Ablenkprismen gewöhnlich
nicht auf einen zu großen Wert gewählt, sondern
auf einen Winkel in der Nähe von 8° festgesetzt, so daß
selbst für ein lichtschwaches Objektiv mit einer F-Zahl
in der Größenordnung 5,6 die Einstellanzeige möglich
wird, obzwar ein gewisses Ausmaß an Einstellanzeigegenauigkeit
verlorengeht.
Für Objektive mit einem kleineren größten
Öffnungsverhältnis wie beispielsweise für solche mit
der F-Zahl 8 und mehr tritt jedoch die vorstehend beschriebene
Schwierigkeit hinsichtlich der Abdunklung des
Prismas wieder in Erscheinung.
Das vorstehend geschilderte Problem tritt auch bei einer
Einstellscheibe auf, die die Merkmale des Oberbegriffs von
Patentanspruch 1 aufweist und durch die DE-AS 12 08 179,
dort insbesondere das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a,
bekannt ist. In diesem bekannten Fall ist jedes der beiden
Ablenkprismen nicht als keilförmiges Prisma sondern als
Fresnel-Prisma bzw. Keilraster ausgebildet. Dadurch ist zwar
die Höhe der Ablenkprismen in Richtung der optischen Achse
verringert, nicht jedoch die Forderung nach gleichzeitiger
hoher Einstellanzeigegenauigkeit und ausreichender Helligkeit
auch bei größeren F-Zahlen erfüllt. Ferner tritt das
geschilderte Problem auch auf bei einer Einstellscheibe mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 5, wie sie
durch die DE-AS 16 22 126, dort insbesondere Fig. 13a,
bekannt ist. Jedes der Stufenelemente der Ablenkprismen
dieser bekannten Einstellscheibe weist eine zur Einstellebene
geneigte Teilfläche sowie eine sich daran
anschließende Teilfläche auf, die parallel zur Einstellebene
ausgebildet ist und demzufolge nicht zur Ablenkung des
hindurchtretenden Lichtes beiträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden
gattungsbildenden Einstellscheiben derart weiterzubilden,
daß auch bei Verwendung von lichtschwachen Objektiven bzw.
eingestellten größeren F-Zahlen einer Abdunklung des vom
Schnittbildindikator eingenommenen Feldes vorgebeugt ist und
zugleich eine hohe Einstellgenauigkeit gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den
kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.
Beiden Lösungen ist gemeinsam, daß zusätzlich zu der vom
jeweiligen Basisprisma bewirkten Brechung bzw. Ablenkung
eine durch das Rechteck-Beugungsgitter bzw. die spezielle
Ausbildung der Stufenelemente verursachte Beugung bzw.
Ablenkung auftritt, die einerseits die Wirkung hat, daß jede
der beiden mittels der Ablenkprismen erzeugten Bildhälften
in sich ein Doppelbild oder zumindest unscharfes Bild ist,
wodurch die Anzeigegenauigkeit verbessert ist, und andererseits
die Wirkung hat, daß auch bei kleiner Eintrittspupille
des Objektivs genug Licht zur Beobachtung des Schnittbildes
zur Verfügung steht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels der Einstellscheibe.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines
Ablenkprismas der Einstellscheibe.
Fig. 3 zeigt eine funktionelle Aufgliederung
des Ablenkprismas gemäß Fig. 2.
Fig. 4 zeigt den Beugungswirkungsgrad des Ablenkprismas.
Fig. 5A und 5B veranschaulichen die Auswirkung,
die mittels des Ablenkprismas an einem
Bild herbeigeführt wird.
Fig. 6 veranschaulicht, wie ein von der Austrittspupille
eines Objektivs her einfallender
Lichtstrahl mittels des Ablenkprismas
abgelenkt wird.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines
Ablenkprismas bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines dreistufigen
Rechteck-Beugungsgitters.
Fig. 9 zeigt den Beugungswirkungsgrad des
dreistufigen Rechteck-Beugungsgitters.
Fig. 10A ist eine Querschnittsansicht eines
Ablenkprismas, bei dem das dreistufige
Rechteck-Beugungsgitter an einem Prisma
angebracht ist.
Fig. 10B zeigt ein Linienbild, das durch einen
Schnittbildindikator hindurch gesehen
wird, bei dem das Ablenkprisma gemäß
Fig. 10A verwendet wird.
Fig. 11 zeigt eine Abwandlung des Ablenkprismas
nach Fig. 10A.
Fig. 12 zeigt den Beugungswirkungsgrad eines
Ablenkprismas bei dem ein vierstufiges
Rechteck-Beugungsgitter an einem Prisma angebracht
ist.
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht des
Ablenkprismas gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht des Ablenkprismas
nach Fig. 13.
Fig. 15 zeigt eine funktionelle Aufgliederung
des Ablenkprismas nach Fig. 14.
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht eines
Schnittbildindikators, der eine Kombination
zweier Ablenkprismen gemäß
der Darstellung in Fig. 13 aufweist.
Fig. 17 und 18 sind Schnittansichten von
Ablenkprismen gemäß weiteren unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen.
Fig. 19A und 19B sind eine perspektivische Ansicht
bzw. eine Schnittansicht eines
Schnittbildindikators, der nur aus
Beugungsgittern besteht.
Fig. 20 ist eine graphische Darstellung des
Beugungs-Gleichungsglieds des in Fig. 19B
gezeigten Beugungsgitters.
Fig. 21 ist eine graphische Darstellung der
Beugungslicht-Verteilung des Beugungsgitters
nach Fig. 19B für weißes Licht.
Fig. 22A, 22B und 22C sind eine Draufsicht auf
die Einstellscheibe gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel, eine perspektivische
Ansicht des zugehörigen
Schnittbildindikators bzw. eine Schnittansicht
des zugehörigen Ablenkprismas.
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung des
Beugungs-Gleichungsglieds des in Fig. 22C
gezeigten Ablenkprismas.
Fig. 24 ist eine graphische Darstellung der Verteilung
der Beugungs-Gleichungsglieder
von Kleinprismen 53 und 54.
Fig. 25, 26, 27 und 28 zeigen Beugungslichtverteilungen
des Ablenkprismas nach
Fig. 22C bei Zahlenwert-Bemessungsbeispielen
1, 2, 3 und 4.
Fig. 29 veranschaulicht die Abdunklung des
Schnittbildindikators bei Verwendung
der Ablenkprismen gemäß den Fig. 16,
17 und 18.
Fig. 30 zeigt den Zusammenhang zwischen der
Teilung des Beugungsgitters
und dem Einfallswinkel des
für die Einstellanzeige nutzbaren einfallenden
Lichts.
Fig. 31, 32 und 33 zeigen die Beugungslicht-Verteilungen
bei Bemessungsbeispielen
5, 6 und 7.
Fig. 34 ist eine Schnittansicht des Ablenkprismas
bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 35 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung
einer Metallform für die Massenherstellung
des in den Fig. 22B und
22C gezeigten Ablenkprismas.
Fig. 36A und 36B zeigen die Einstellscheibe
in einer ersten Anwendung.
Fig. 37A, 37B, 37C und 37D zeigen die Einstellscheibe
in einer zweiten Anwendung.
Fig. 38A und 38B zeigen die Einstellscheibe
in einer dritten Anwendung.
Fig. 39 zeigt die Einstellscheibe in einer vierten
Anwendung.
Die Fig. 1 zeigt die Einstellscheibe 1
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
die im Entfernungsmesser
bzw. Sucher einer einäugigen Spiegelreflexkamera in Übereinstimmung
mit der Bildebene derselben gehalten wird.
Mit 2 und 3 ist ein Paar von Ablenkprismen für die
Bildaufteilung bzw. das Schnittbild bezeichnet, die gemeinsam
einen Schnittbildindikator bilden, der in der
Mitte der Einstellscheibe angebracht ist. In der Fig. 2
ist eine vergrößerte Schnittansicht des Ablenkprismas
2 gezeigt. Das in Fig. 2 gezeigte Ablenkprisma
2 für das Schnittbild enthält gemäß der Darstellung in
Fig. 3 ein Prisma 4 mit einem Vertikalwinkel Φ und
ein Rechteck-Beugungsgitter 5 mit einer
Höhenstufung in halber Breite einer
Teilung P, wobei das Prisma 4
und das Beugungsgitter 5 einander einstückig überlagert
sind. Das heißt, dieses Ablenkprisma ist so aufgebaut,
daß an einem Prisma mit einem Vertikalwinkel Φ als Basis ein Phasen-Beugungsgitter
mit Rechteck-Furchenprofil
ausgebildet ist.
Dementsprechend wird gemäß der Darstellung in
der funktionellen Zergliederung in Fig. 3 ein Lichtstrahl
6, der von einem Objektiv her in das Ablenkprisma 2
eintritt, durch die Brechungswirkung des Prismas 4 um
δ abgelenkt und weiter durch die Phasenbeugung gebeugt,
so daß er eine Gruppe 7 von in mehreren Ordnungen gebeugten
Lichtstrahlen ergibt.
Andererseits weist wie das Ablenkprisma 2
auch das Ablenkprisma 3 ein Prisma und ein Beugungsgitter
unter gegenseitiger Überlappung auf, jedoch wird
ein in das Ablenkprisma 3 eintretender Lichtstrahl
um -δ abgelenkt und gebeugt, da das Prisma und das
Beugungsgitter entgegengesetzt ausgerichtet bzw.
orientiert sind.
Bekanntermaßen ist bei diesem Rechteck-Beugungsgitter
für eine bestimmte Wellenlänge λ
des sichtbaren Lichts bei einem Brechungsindex n des
Gittermaterials und einem Höhenstufenmaß d der Beugungswirkungsgrad
ηm für die Beugung m-ter Ordnung (= Beugungsanteil-Lichtintensität/Einfall-Lichtintensität):
wobei
α = π(n-1)d/λ
gilt. Die Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des
Beugungswirkungsgrades ηm bei Veränderung von α durch
Ändern des Höhenstufenmaßes d. Demgemäß werden bei dem
Beugungsgitter dieser Art hauptsächlich in 0-ter und ±1-ter
Ordnung gebeugte Lichtstrahlen erzeugt. Ferner ist der
Winkel R zwischen in erster Ordnung gebeugtem Licht und
in 0-ter Ordnung gebeugtem Licht gleich
R = sin-1 (λ/P).
Wenn bei dem Beugungsgitter bei diesem Ausführungsbeispiel
die Bedingungen so gewählt werden, daß n = 1,5,
λ = 0,5 µm und d = ×λ = 0,5 µm gilt, nämlich α = π/2
gilt, dann ist η₀ = 0 und η±1 = 40%, wie es aus der
Fig. 4 ersichtlich ist, und es wird im wesentlichen nur
in ±1-ter Ordnung gebeugtes Licht abgegeben. Wenn ferner
die Teilung P = 28,6 µm ist, gilt für den Winkel
zwischen dem in ±1-ter Ordnung gebeugten Licht und dem
in 0-ter Ordnung gebeugten Licht R = 1°, so daß demnach
dann, wenn der (in Fig. 3 gezeigte) Vertikalwinkel Φ
des Prismas so festgelegt ist, daß δ = 5° ist, die
von der ebenen Seite her eintretenden Lichtstrahlen bei
Vernachlässigung von in höherer Ordnung gebeugten Lichtstrahlen
nur in ±1-ter Ordnung gebeugte Lichtstrahlen ergeben,
die in bezug auf die optische Achse in der Richtung
von 4° bzw. 6° austreten. Durch diese Wirkung wird das
Objektbild bei dessen unscharfer Einstellung mittels des
in Fig. 3 gezeigten Prismas 4 seitlich abgelenkt
und von der anderen Bildhälfte getrennt, wobei ferner durch die Wirkung des
Beugungsgitters 5 jede seitlich abgelenkte und abgetrennte
Bildhälfte für sich selbst in ein Doppelbild aufgeteilt
wird, das als ein verschwommenes Bild gesehen wird, wenn
die Doppelbild-Trennung gering ist. Diese Erscheinung
wird ausführlich anhand der Fig. 5 beschrieben. Bei dieser
Figur ist die Richtung des Lichteinfalls entgegengesetzt
zu derjenigen bei der Fig. 3, jedoch ist die
Wirkung des Ablenkprismas die gleiche wie bei demjenigen
in Fig. 3. Das in Fig. 2 gezeigte Ablenkprisma 2
erzeugt keinerlei Beugungswelle, wenn der Scharfeinstellungszustand
besteht; daher kann das Bild ohne irgendwelche
Behinderung gesehen werden. Wenn jedoch der
Defokussier-Zustand besteht bzw. eine unscharfe Einstellung
vorliegt, gibt gemäß der Darstellung in Fig. 5A das
Ablenkprisma 2 gebeugte Wellen ab. Das heißt,
Lichtstrahlen 11, die in den Schnittbildindikator so eintreten,
daß sie an einem Ort 12 auf der optischen Achse
konvergieren würden, werden durch die Prismenwirkung des
Basisprismas 4 des Ablenkprismas 2 in
die Richtung eines Winkels δ = 5° gebrochen und ferner
durch die Wirkung des Beugungsgitters in die Richtungen
±1° an einander gegenüberliegenden Seiten der Richtung
gebeugt, so daß durch die jeweiligen Lichtstrahlen Bildpunkte
13 und 14 erzeugt werden. Wenn demnach dieser Zustand
durch den Sucher betrachtet wird, wird gemäß der
Darstellung in Fig. 5B das (in der Figur als Linienbild
dargestellte) Objektbild so gesehen, daß der obere und
der untere Teil durch die Schnittbildwirkung der
Ablenkprismen 2 und 3 gegeneinander versetzt sind, und
damit als ein Objektbild gesehen, das in zwei Bildhälften
aufgeteilt ist. Mit 13′ und 14′ sind Bildpunkte bezeichnet,
die voneinander mittels des Ablenkprismas 3 getrennt
sind. Wenn das Ausmaß der Bildtrennung mittels des
Beugungsgitters klein gemacht wird, wird das Objektbild in jeder
Bildhälfte nicht als ein Doppelbild, sonder eher als verschwommenes
bzw. unscharfes Bild gesehen. Ferner ist durch die Streuung
bzw. Dispersion des Beugungsgitters der Randbereich des
Bilds gefärbt, obzwar nur geringfügig.
Wenn bei dem auf diese Weise an diesem Schnittbildindikator
beobachteten Linienbild in der unscharfen
Einstellung das Doppelbild aus dem in ±1-ter Ordnung
gebeugten Licht an dem oberen und dem unteren Ablenkprisma
gemäß der Darstellung in Fig. 5B sichtbar wird
und der Scharfeinstellungszustand herbeigeführt wird,
nämlich das Objektbild in genaue Übereinstimmung mit
der Einstellscheibe gebracht wird, verschwinden die
durch die Beugung herbeigeführte Unschärfe des Bilds
(bzw. das Doppelbild) und die Bildtrennung, so daß die obere und die untere
Bildhälfte, die von der Grenze zwischen den Ablenkprismen
2 und 3 getrennt sind, miteinander in Übereinstimmung
kommen. Dadurch kann der Scharfeinstellungszustand auf
leichte Weise ermittelt werden.
Dabei werden gemäß der Darstellung in Fig. 6 bei
diesem Ausführungsbeispiel von dem Ablenkprisma 2
mit den vorstehend angeführten Beugungseigenschaften in
dem Schnittbildindikator auf ein (nicht gezeigtes) Okular
in wirkungsvoller Weise von den Lichtstrahlen aus einer
Austrittspupille 8 des Aufnahmeobjektivs hauptsächlich
Lichtstrahlen 9 und 10 gerichtet, die in bezug auf die
optische Achse Winkel von 4° bzw. 6° bilden. Das zweite
Ablenkprisma 3 richtet auf das Okular Lichtstrahlen,
die bezüglich der optischen Achse von der gegenüberliegenden
Seite hinsichtlich der Lichtstrahlen 9 und 10 eintreten.
Auf diese Weise werden bei jedem Teilbereich des
Schnittbildindikators für die Einstellanzeige zwei
von dem Aufnahmeobjektiv her kommende Lichtstrahlen,
nämlich die Lichtstrahlen 9 und 10 verwendet, die hinsichtlich ihres Einfallwinkels
unterschiedlich sind; daher wird der Bereich der
F-Zahlen des Objektivs weiter, für die die Einstellanzeige
möglich ist.
Bei einem herkömmlichen Prismen-Schnittbildindikator,
bei dem der Vertikalwinkel der
Prismen gleich demjenigen bei den Ablenkprismen 2
bzw. 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist, wird nämlich hauptsächlich
ein Lichtstrahl 35 (Fig. 6), der bezüglich der
optischen Achse einen Winkel von 5° bildet, auf das
Okular gerichtet und zur Einstellanzeige verwendet;
daher wird eine Einstellanzeige bei einem Objektiv
mit einer großen F-Zahl schwierig, bei dem der Lichtstrahl
35 nach Ablenkung mittels des herkömmlichen Ablenkprismas von dem
Okular abgeschnitten wird; demgegenüber werden bei dem
Schnittbildindikator gemäß dem Ausführungsbeispiel für
die Einstellanzeige die von der Objektiv-Austrittspupille
her kommenden beiden Lichtstrahlen 9 und 10 verwendet,
die einen unterschiedlichen Einfallswinkel haben; daher
ist selbst in dem Fall, daß der Lichtstrahl 10 nicht in
ein lichtschwaches Objektiv mit einer großen F-Zahl
eintritt, die Einstellanzeige möglich, wenn der Lichtstrahl
9 in das Objektiv eintritt. Falls die vorstehend
genannten Zahlenwerte angewandt werden, ergibt der Schnittbildindikator
selbst bei einem Objektiv keine Abdunkelung,
das eine so kleine Austrittspupille hat, daß nur
die bezüglich der optischen Achse einen Winkel von maximal
4° bildenden Lichtstrahlen 9 vorliegen; auf diese Weise
bleibt eine Einstellanzeige möglich.
Bei dem Schnittbildindikator gemäß dem Ausführungsbeispiel
erfolgt somit die Einstellanzeige mit höherer
Genauigkeit, wenn für ein lichtstarkes Objektiv mit einer
kleinen F-Zahl beide Lichtstrahlen 9 und 10 verwendet
werden, und die Einstellungsanzeige für ein lichtschwaches
Objektiv mit einer großen F-Zahl unter Verwendung der Lichtstrahlen
9.
Ferner kann bei der Bemessung durch Änderung der
Teilung des Beugungsgitters und
des Vertikalwinkels des Ablenkprismas bestimmt werden,
mit welchem Winkel bezüglich der optischen
Achse Lichtstrahlen für die Einstellanzeige herangezogen
werden. Demgemäß kann entsprechend dem jeweiligen
Kamerasystem ein optimaler Schnittbildindikator entworfen
werden.
Die Fig. 7 zeigt eine Einstellscheibe, bei
der die Ablenkprismen durch Fresnel-Stufenprismen
32 ausgebildet sind. Bei dieser Einstellscheibe ist auf jedes
Fresnelelement eines Fresnel-Basisprismas
32 ein Rechteck-Element
eines Beugungsgitters 31 aufgebracht.
Der Vertikalwinkel eines jeden Fresnelelementes ist
gleich dem Vertikalwinkel Φ des vorangehend verwendeten
Prismas.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist der
Beugungswirkungsgrad für die Beugung 0-ter Ordnung gleich
0, jedoch besteht für die Einstellscheibe keine
Einschränkung hierauf. Falls beispielsweise das Beugungsgitter
so ausgelegt wird, daß die Beugungswirkungsgrade für die
Beugung 0-ter Ordnung und die Beugung ±1-ter Ordnung
einander gleich sind, erscheint an dem oberen und dem
unteren Teilbereich in Fig. 5B anstelle eines Doppelbildes
ein Dreifachbild, was bezüglich der beschriebenen Einstellscheibe
keine Behinderung darstellt. Vielmehr erscheint
jede Bildhälfte weiterhin verschwommen
bzw. unscharf, so daß dies in manchen Fällen
wirkungsvoll ist.
Wenn ein gewöhnliches Rechteck-Beugungsgitter
5 gemäß Fig. 3 verwendet
wird, werden gemäß der Darstellung in Fig. 4 die Beugungswirkungsgrade
für die Beugung +1-ter Ordnung und -1-ter
Ordnung einander für beliebige α gleich. Dies zeigt,
daß bei konstantem Höhenstufenmaß d für eine beliebige
Wellenlänge λ
η₁(λ) = η-1(λ)
gilt. Demgemäß ist die Farbe der in +1-ter Ordnung
gebeugten Lichtstrahlen die gleiche wie diejenige der
in -1-ter Ordnung gebeugten Lichtstrahlen, so daß daher
die Bildpunkte 13 und 14 in Fig. 5B im wesentlichen gleichfarbig
aussehen und nur an dem Randbereich der Bildpunkte
eine Färbung entsteht, wie sie sich aus der Streuung
bzw. Dispersion des Beugungsgitters ergibt. Als ein
Ausführungsbeispiel, bei dem eine derartige Färbung deutlicher
hervorgerufen wird, wird nun ein Fall beschrieben,
bei dem ein besonderes Rechteck-Beugungsgitter
gemäß der nachfolgenden Darstellung verwendet wird.
Gemäß der Beschreibung in dem Artikel "Color
Separation Grating" in Applied Optics 17 (15), 1978,
Seiten 2273ff., hat ein Rechteck-Beugungsgitter
mit einem treppenartigen Aufbau gemäß der Darstellung in
Fig. 8 eine einem Farbfilter ähnliche Wirkung. In dem
Gitter nach Fig. 8 ist die Breite einer jeden Stufe gleich
einem Drittel der Teilung P. Gemäß den Ausführungen
in dem genannten Artikel können durch die Beugungsgitter-Bedingungen
die in der +1-ten Ordnung, der 0-ten
Ordnung und der -1-ten Ordnung gebeugten Lichtstrahlen
in den drei Primärfarben, nämlich Rot, Grün und Blau
gefärbt sein. Wenn ferner der Beugungsgitter-Aufbau
unter Verwendung der auf der Seite 2274 des gleichen
Artikels erscheinenden Gleichungen 8 und 9 ausgelegt
wird, kann ein Beugungsgitter mit einer Beugungswirkung
erzielt werden, bei der einfallendes weißes Licht in
zwei verschiedenfarbige Lichtstrahlen aufgeteilt wird.
Ein Beispiel hierfür ist in der Fig. 9 gezeigt.
Die Fig. 9 ist eine graphische Darstellung, die
die Abhängigkeit des Beugungswirkungsgrads von der Wellenlänge
zeigt, wenn der Brechungsindex des Beugungsgitter-Materials
gleich 1,5 ist und für die Stufenhöhen
d₁ = 1,67 µm und d₂ = 3,34 µm gilt.
Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß
das blaue Licht des weißen einfallenden Lichts auf die
in +1-ter Ordnung gebeugten Lichstrahlen aufgeteilt
wird, das rote Licht aus dem einfallenden weißen Licht
auf die in -1-ter Ordnung gebeugten Lichtstrahlen aufgeteilt
wird und die in 0-ter Ordnung gebeugten Lichtstrahlen
in dem sichtbaren Bereich sehr stark abgeschwächt
werden können.
Demnach ist bei einem Schnittbildindikator, bei dem
ein Anlenkprisma gemäß Fig. 10A,
bei dem ein solches Beugungsgitter an einem
Basisprisma angebracht ist, mit einem entgegengesetzt
ausgerichteten Ablenkprisma kombiniert ist, das defokussierte
weiße Linienbild so beschaffen, daß ein hauptsächlich
auf "Rot" und "Blau" aufgeteiltes Doppelbild gemäß der
Darstellung in Fig. 10B in der oberen und der unteren
Bildhälfte erscheint und die Bildhälften eine Relativversetzung
haben.
In der Fig. 10B bezeichnen 15 und 17 blaue Bilder,
die von dem in +1-ter Ordnung gebeugten Licht erzeugt
sind, während 16 und 18 rote Bilder bezeichnen, die von
dem in -1-ter Ordnung gebeugten Licht erzeugt sind. Das
in 0-ter Ordnung gebeugte Licht wurde vernachlässigt,
da es geringe Intensität hat. In dem Bereich, in dem
die Bilder 15 und 16 einander überlappen, ist ein weißes
Bild zu sehen, zu welchem das rote Bild und das blaue
Bild addiert sind, während um diesen Bereich herum ein
blaues Bild und ein rotes Bild zu sehen sind und diese
Bilder in der oberen und der unteren Bildhälfte seitlich
versetzt sind.
Wenn das reelle Bild mit der Einstellebene der
Ablenkprismen übereinstimmt, überlappen einander das
blaue Bild 15 und das rote Bild 16 sowie gleichermaßen
das blaue Bild 17 und das rote Bild 18, so daß die Rot-
bzw. Blau-Färbung verschwindet und die richtige Farbe
des Objekts zu beobachten ist. Ferner wird keinerlei
Relativversetzung der beiden oberen und unteren Bildhälften
beobachtet.
Wenn die Stufenhöhen d₁ und d₂ in Fig. 8 durch
andere ersetzt werden, wird das in +1-ter Ordnung und
das in -1-ter Ordnung gebeugte Licht in Fig. 9 durch
eine andere Lichtverteilung ersetzt. Falls daher beispielsweise
in dem oberen halbkreisförmigen Ablenkprisma
und dem unteren halbkreisförmigen Ablenkprisma
des Schnittbildindikators die Werte der Stufenhöhen d₁ und
d₂ umgekehrt werden, erfolgt die Färbung des unteren
Teils in Gegenrichtung zu derjenigen in dem oberen Teil.
Die Breiten der Stufen des Rechteck-Beugungsgitter
brauchen einander nicht immer gleich zu sein.
In der Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei
dem als Prisma, auf dem das in Fig. 8 gezeigte
Beugungsgitter angebracht ist, ein Fresnel-Stufenprisma
verwendet wird.
Ferner zeigt die Fig. 12 ein Beispiel für die Berechnung
des Beugungswirkungsgrads bei einem Ablenkprisma,
bei dem an einem Basisprisma ein vierstufiges Rechteck-Beugungsgitter
angebracht ist, bei welchem
dem in Fig. 8 gezeigten dreistufigen Rechteck-Beugungsgitter
eine weitere Stufe hinzugefügt ist. Die
Stufenhöhen d₁, d₂ und d₃ sind jeweils
0,96 µm, 1,92 µm bzw. 2,88 µm. Bei dem Schnittbildindikator
gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die in 0-ter
Ordnung gebeugten Lichtstrahlen blau und die in +1-ter
Ordnung gebeugten Lichtstrahlen rot eingefärbt. Die in
-1-ter Ordnung gebeugten Lichtstrahlen sind im Bereich
des sichtbaren Lichts sehr schwach. Bei diesem
Fall wird abweichend zu dem Fall nach Fig. 9 das durch
das in der 0-ten Ordnung gebeugte Licht erzeugte Bild
verwendet, so daß daher bei gleicher Teilung
des Beugungsgitters wie in Fig. 9 ein verbessert angenähertes
bzw. echteres Doppelbild erzeugt wird.
Es ist somit möglich, ein mehrstufiges Rechteck-Beugungsgitter
zu verwenden.
Vorstehend wurde der Fall beschrieben,
daß an einem Basisprisma ein Rechteck-Beugungsgitter
angebracht bzw. ausgebildet wurde; es besteht,
jedoch hinsichtlich der auf der Oberfläche des Basisprismas ausgebildeten
Struktur keine Einschränkung hierauf.
Vielmehr kann auch eine Struktur
verwendet werden, die
aus regelmäßig wiederkehrenden Stufenelementen
besteht, die jeweils Kleinprismen bilden.
Die Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines
der Ablenkprismen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Einstellscheibe. Die Fig. 14 ist gleichartig
der Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines
Ablenkprismas 19 in dem Schnittbildindikator
dieses Ausführungsbeispiels. Gemäß der Darstellung
in Fig. 14 sind bei diesem Ablenkprisma an einem
Prisma mit einem Vertikalwinkel Φ₂ in periodischen Abständen
Einschnitte
ausgebildet, wobei durch Strichlierung
bezeichnete Bereiche 22 entfernt wurden. Dieses Ablenkprisma
ist folglich gemäß der Darstellung in Fig. 15
funktional gleich einer Kleinstprismenstruktur 24 mit feinen
Einschnitten an einem Prisma 23 und hat beide Funktionen.
Wie aus dem Aufbau nach Fig. 13 ersichtlich ist,
hat dieses Ablenkprisma, von einem anderen Gesichtspunkt
her gesehen, eine periodische Anordnung aus Stufenelementen,
die aus Kleinprismen mit Teilflächen 20 mit einem Vertikalwinkel
Φ₁ und Kleinprismen mit Teilflächen 21 mit einem Vertikalwinkel
Φ₂ bestehen. Aufgrund eines derartigen Aufbaus unterscheidet sich
der Winkel, unter dem ein in diesen Schnittbildindikator
eingetretener Lichtstrahl in dem Bereich der Teilfläche
20 abgelenkt wird, von dem Winkel, unter dem dieser
Lichtstrahl in dem Bereich der Teilfläche 21 abgelenkt
wird. Dementsprechend werden wie gemäß Fig. 5 die aus
der Eintrittspupille kommenden Lichtstrahlen hinsichtlich
des Winkels verschiedenartig zu dem Okular geführt.
Daher sind die Anzeigeeigenschaften dieses
Schnittbildindikators ebenfalls gleichartig zu denjenigen
des Schnittbildindikators mit dem in Fig. 5 gezeigten
Aufbau.
Demgemäß kann durch Verbinden des Ablenkprismas
nach Fig. 13 mit einem Ablenkprisma 25 nach Fig. 16,
das in der Form gleichartig, jedoch entgegengesetzt ausgerichtet
bzw. orientiert ist, ein Schnittbildindikator
realisiert werden, der sowohl eine seitliche
Versetzung zwischen der oberen und der unteren Bildhälfte als
auch eine unscharfe Abbildung (Doppelbild) oder
Färbung des Bilds ergibt.
Durch Ersetzen des vorstehend beschriebenen
Basisprismas 23 durch ein Fresnel-Stufenprisma
in einem jeden in Fig. 16 gezeigten Ablenkprisma
19 bzw. 25 ist es möglich, ein Ablenkprisma mit
dem in den Fig. 17 und 18 gezeigten Querschnitt zu erhalten.
Das Ablenkprisma mit diesem Aufbau hat die gleiche
Funktion wie das in Fig. 13 gezeigte Ablenkprisma.
Gemäß den Fig. 17 und 18 ist in einem Ablenkprisma
36 bzw. 37 an einem einzelnen Fresnelelement
30 des Basisprismas ein Stufenelement
ausgebildet, das die gleiche Teilung
wie das Fresnelelement
hat.
Das heißt, ein Satz aus Teilflächen 28 und
29 bzw. 38 und 39 mit Vertikalwinkeln Φ₁ und Φ₂ entspricht
einem Fresnelelement 30. In den Fig. 17 und 18 bezeichnet
P die Teilung eines Fresnelelementes, während P₁
bzw. P₂ die Breiten der Teilflächen des Stufenelementes
bezeichnen.
In anderer Betrachtungsweise gesehen kann andererseits
das in Fig. 17 oder 18 gezeigte Ablenkprisma
als aus einer periodischen Anordnung von (dem Fresnelelement
30 entsprechenden) prismenartigen Baueinheiten bestehend
bezeichnet werden, die mit den zwei geneigten Teilflächen
versehen sind, welche sich hinsichtlich ihrer Neigungen
unterscheiden. Die Verwendung eines Fresnel-Stufenprismas
als Basisprisma führt zu einer geringeren
Dicke des Schnittbildindikators und auch zu einem
später beschriebenen Vorteil.
In der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele
wurde insbesondere die Wirkung erläutert, die
die Beugung mittels des Beugungsgitters bwz. der Kleinprismenstruktur der
Ablenkprismen des Schnittbildindikators bei der Ermittlung des Scharfeinstellungszustands hervorbringt;
nunmehr wird ausführlich eine weitere Auswirkung beschrieben,
die von der zugleich mit der Ablenkwirkung
der Ablenkprismen bestehenden Beugungswirkung hervorgerufen
wird.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung werden bei
dem Schnittbildindikator nach dem Stand der Technik, bei
dem gewöhnliche Ablenkprismen verwendet werden,
auf das Auge bzw. das Okular gewöhnlich Lichtstrahlen
gerichtet, die bezüglich der optischen Achse einen Winkel
δ von ungefähr 4° bilden (die Lichtstrahlen 9 in Fig. 6),
und diese Lichtstrahlen für die Einstellanzeige
herangezogen; daher tritt bei Lichtstrahlen aus einem
Objektiv mit einer F-Zahl wie beispielsweise 5,6 oder
größer, bei dem derartige Lichtstrahlen abgefangen werden,
eine Abdunklung auf, so daß die Einstellanzeige
nicht bewerkstelligt werden kann. Als ein Verfahren zur
Überwindung dieses Nachteils könnte an eine Einstellscheibe
gedacht werden, bei der in dem oberen und dem
unteren Halbkreisbereich des kreisförmigen Schnittbildindikator
Beugungsgitter mit sägezahnartigem Querschnitt
gemäß der Darstellung in den Fig. 19A und 19B
entgegengesetzt ausgerichtet sind. Wie jedoch nachstehend
veranschaulicht wird, kann der vorstehend angeführte
Nachteil nicht mittels eines Sytems vollständig behoben
werden, das einen Schnittbildindikator enthält, der nur
mit derartigen Beugungsgittern ausgebildet ist.
Um festzustellen, wie bei dem in Fig. 19A gezeigten
Schnittbildindikator die Lichtstrahlen aus der Austrittspupille
des Objektivs für die Einstellanzeige verwendet
werden, wird aus der Richtung der optischen Achse des
Suchers ein Lichtstrahl eingegeben und berechnet, wie
das mittels dieses Schnittbildindikators erzeugte Beugungslicht
verteilt ist. Zum Vergleich mit einem später
beschriebenen Ausführungsbeispiel der Einstellscheibe
wird die Verteilung des gebeugten Lichts unter der Bedingung
errechnet, daß das Beugungsgitter auf Werte eingestellt
ist, die annähernd denjenigen bei dem Ausführungsbeispiel
entsprechen. Gemäß der Querschnittsansicht in
Fig. 19B ist die Teilung P dieses Beugungsgitters
gleich 25 µm, der Neigungswinkel ϕ eines jeden Keilelements
bzw. Sägezahns gleich 8°, der Brechungsindex n des Herstellungsmaterials
40 des Schnittbildindikators gleich 1,49
und die Wellenlänge λ von Einfallichtstrahlen 42 gleich
0,55 µm. Die Verteilung des mittels eines derartigen
Beugungsgitters gebeugten Lichts kann gemäß der Beschreibung
in "Principles of Optics" von Born und Wolf, Seiten
401 bis 405, aus dem Produkt aus einem (nachstehend als
Beugungsglied bezeichneten) Gleichungsglied
und einem durch die
Teilung P bestimmten Beugungsspektrum gewonnen
werden (das nachstehend als Interferenzglied bezeichnet
wird). Nimmt man an, daß die Anzahl der Beugungsgitterlinien
ausreichend groß ist, so wird bekanntermaßen
dieses Interferenzglied zu der Summe von Δ-Funktionen,
die einen Spitzenwert nur bei einem Winkel
RN hat, der durch
P · sin RN = N · λ (N = 0, ±1, ±2, ...)
bestimmt ist. Die im Falle der vorstehend genannten Gitterausbildung
erzielte Beugungslicht-Verteilung ist
in der Fig. 20 gezeigt. Wie dort dargestellt ist, wird
durch die Beugung an diesem Beugungsgitter das in dritter
Ordnung gebeugte Licht stark in einer Richtung mit einer
Neigung von 4° in bezug auf die optische Achse erzeugt,
während kaum in anderen Ordnungen gebeugtes Licht erzeugt
wird.
Wenn das einfallende Licht 42 weißes Licht ist,
kann die Beugungslicht-Verteilung für das weiße Licht
dadurch erzielt werden, daß die Wellenlängen λ von 0,4
bis 0,7 µm in Abständen von 0,01 µm herausgezogen werden,
um damit die Beugungslicht-Verteilung bei einer jeden
Wellenlänge zu gewinnen und die Beugungslicht-Verteilungen
unter Hinzufügen des Bewertungsgewichts des spektralen
Hellempfindlichkeitsgrads des unbewaffneten Auges
aufaddiert werden. Dies ist in Fig. 21 gezeigt. Der Grund
des Hinzufügens des Bewertungsgewichts des spektralen
Hellempfindlichkeitsgrads des unbewaffneten
Auges liegt darin, daß in einer Kamera bei der
Betrachtung des Bilds mit dem unbewaffneten Auge durch
den Sucher die von dem unbewaffneten Auge erfaßte Helligkeit
eines Bilds von Bedeutung ist.
Wie aus der Fig. 21 ersichtlich ist, ist die Ausdehnung
des Beugungslichts im Falle von weißem einfallenden
Licht so, daß sich das Beugungslicht in dem Bereich
des Beugungswinkel R von 3° bis 5° konzentriert. Dementsprechend
werden bei diesem Schnittbildindikator von den
aus der Austrittspupille des Objektivs in den Schnittbildindikator
eintretenden Lichtstrahlen nur die bezüglich
der optischen Achse des Suchers unter einem Winkel von
3° bis 5° eintretenden Lichtstrahlen zu dem Auge des
Beobachters gerichtet und damit für die Einstellanzeige
genutzt. Bei dem Schnittbildindikator, bei dem das
in den Fig. 19A und B gezeigte Beugungsgitter verwendet
wird, ist der Winkelbereich der für die Einstellanzeige
verfügbaren Lichtstrahlen geringfügig breiter als derjenige
bei dem Schnittbildindikator, bei dem gewöhnliche
Ablenkprismen verwendet werden; daher erfährt das
Bild im Schnittbildindikator für Objektive
mit einem größeren F-Zahl-Bereich eine Helligkeitszunahme.
Diese Zunahme ist jedoch
äußerst gering und unzureichend.
Bei einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Bereich des Einfallswinkels der für die
Einstellanzeige verfügbaren Lichtstrahlen breiter als
derjenige bei dem Beugungsgitter gemäß den Fig. 19A und
B. Jedes Ablenkprisma in dem Schnittbildindikator der
Einstellscheibe gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat
eine Prismenwirkung und eine Beugungswirkung, so daß
daher bei der Bemessung durch die Wahl der Teilung und Neigungen
der Kleinprismenstruktur und des Vertikalwinkels des Basisprismas
gesteuert werden kann, mit welchem Winkel in
bezug auf die optische Achse des Suchers ein Lichtstrahl
für die Einstellanzeige verwendet werden kann. Folglich
können entsprechend den verschiedenen Kamerasystemen
optimale Einstellscheiben gestaltet werden.
Nachstehend werden einige Bemessungsbeispiele für
die Bemessung der Einstellscheibe gemäß dem Ausführungsbeispiel
angegeben, das in den Fig. 22A, B und C
gezeigt ist und das Bauprinzip gemäß der bereits erläuterten
Fig. 17 aufweist.
Die Fig. 22A ist eine Draufsicht auf eine Einstellscheibe
52. Wie dort gezeigt ist, ist in der Mitte
dieser Einstellscheibe ein Schnittbildindikator aus Ablenkprismen
50 und 51 ausgebildet. Die Fig. 22B ist eine
vergrößerte perspektivische Ansicht des Schnittbildindikators,
während die Fig. 22C eine Schnittansicht des
Ablenkprismas 50 ist. Es ist ersichtlich, daß das Ablenkprisma
dem in Fig. 17 gezeigten Ablenkprisma entspricht
wobei gemäß der Darstellung an jedem Fresnelelement
Teilflächen einer Kleinprismenstruktur
ausgebildet sind, die schmäler als
das Fresnelelement sind; dadurch werden die beiden Ablenkprismen
50 und 51 gebildet, die zur Bildung des
Schnittbildindikators in entgegengesetzter Ausrichtung miteinander
kombiniert werden. Jedes in Fig. 22C gezeigte
Fresnelelement hat einen Doppelkeilaufbau aus einem Kleinprisma
53 mit einem Vertikalwinkel bzw. einer Neigung Φ₁ und einem Kleinprisma
54 mit einem Vertikalwinkel bzw. einer Neigung Φ₂. Bei den
nachstehend aufgeführten Bemessungsbeispielen entsprechen
die Parameterbezeichnungen den in Fig. 22C gezeigten.
Das heißt, P₁ und Φ₁ bzw. P₂ und Φ₂ sind jeweils
die Breiten und die Vertikalwinkel der Kleinprismen
53 bzw. 54, während P die Teilung
eines Fresnelelementes ist. Das Material zur
Bildung eines jeden Ablenkprismas 50 und 51 ist Acryl
mit einem Brechungsindex 1,49. Ferner wird bei jedem
Bemessungsbeispiel zum Vergleich seiner Eigenschaften
mit denjenigen bei dem in den Fig. 19A und B gezeigten
Beispiel nachstehend betrachtet, in welcher Lichtmengen-Verteilung
in bezug auf den Winkel R zu der optischen Achse
ein gemäß der Darstellung in Fig. 22C aus
der Richtung der optischen Achse in das Ablenkprisma
50 eintretender Lichtstrahl 57
abgelenkt wird.
Die Winkelverteilung des mittels dieser Ablenkprismen
durchgelassenen Lichts ist auf die Prismenwirkung
und die Beugungswirkung der Ablenkprismen zurückzuführen,
jedoch wird als Hilfe bei dem Vergleich mit dem
in den Fig. 19A und B gezeigten Beispiel in der folgenden
Beschreibung der Bemessungsbeispiele das in Fig. 22C
gezeigte Ablenkprisma als eine Art von Beugungsgitter
betrachtet und die genannte Winkelverteilung als
auf die Beugungslichtverteilung desselben zurückzuführend
erläutert.
P = 24 µm, P₁ = P₂ = 12 µm, Φ₁ = 10,83°, Φ₂ = 5,66°
Bei diesem Bemessungsbeispiel 1 ist zum Vergleich
mit der Fig. 20 die Berechnung der Beugungslicht-Verteilung
für einfallendes Licht mit der Wellenlänge λ = 0,55 µm
aus der Richtung der optischen Achse in der Fig. 23
gezeigt. Im Vergleich zu der Fig. 20 ist hierbei das
Beugungsglied stark verbreitert, so daß eine große Anzahl
in jeglicher Ordnung gebeugter Lichtstrahlen im Bereich
des Beugungswinkels R von 1° bis 7° erzeugt wird. Wenn
gemäß der vorangehenden Beschreibung ein Fresnelelement
des in Fig. 22C geteilten Ablenkprismas in ein
Kleinprisma 53 mit einer unter einem Neigungswinkel
Φ₁ geneigten Oberfläche 55 (Teilfläche) und ein Kleinprisma
54 mit einer unter einem Neigungswinkel Φ₂ geneigten
Oberfläche 56 (Teilfläche) aufgeteilt wird, dann ist das Beugungsglied
nach Fig. 23 als Ergebnis der Interferenz zwischen einem
Bereich 60 aufgrund der Beugung in dem Kleinprisma
53 und einem Bereich 61 aufgrund der Beugung in dem
Kleinprisma 54 anzusehen, wie es in Fig. 24 dargestellt
ist.
Wenn ferner die Beugungslicht-Verteilung für einfallendes
weißes Licht auf die schon anhand der Fig. 21
beschriebene Weise berechnet wird, ergibt sich das in
Fig. 25 gezeigte Ergebnis. Bei diesem Bemessungsbeispiel
1 erstreckt sich die Beugungslicht-Verteilung über einen
weitaus breiteren Bereich als bei dem in der Fig. 21
dargestellten Fall.
Demgemäß können mit dem Schnittbildindikator nach
diesem Bemessungsbeispiel von den Lichtstrahlen aus der
Austrittspupille des Objektivs Lichtstrahlen in einem
weiten Einfallswinkelbereich auf das beobachtende Auge
gerichtet und damit zur Einstellanzeige genutzt werden.
Bei dem Schnittbildindikator mit den in Fig. 21 gezeigten
Eigenschaften können die Lichtstrahlen aus der Austrittspupille
eines Objektivs mit einer großen F-Zahl,
bei dem ein Einfallichtstrahl mit einem Einfallswinkel
von 3° oder größer nicht austritt, das Beobachterauge
nicht erreichen, so daß daher das Bild an dem Schnittbildindikator
dunkel wird, was die Einstellanzeige
bzw. die Einstellung erschwert. Bei dem Schnittbildindikator
gemäß dem Bemessungsbeispiel 1 können auch für ein
Objektiv mit einer großen F-Zahl Lichtstrahlen mit einem
Einfallwinkel von 1° bis 3° auf das Beobachterauge gerichtet
werden und damit für die Einstellanzeige herangezogen
werden.
P = 24 µm, P₁ = P₂ = 12 µm, Φ₁ = 8,5°, Φ₂ = 5,67°
Die Beugungslicht-Verteilung für in das Ablenkprisma
des Schnittbildindikators bei diesem Bemessungsbeispiel
2 eintretendes weißes Licht ist in Fig. 26 gezeigt.
Im Vergleich zu dem Bemessungsbeispiel 1 (Fig. 25) hat
der Schnittbildindikator nach dem Bemessungsbeispiel 2
das Merkmal, daß die Lichtmenge von Beugungslicht verringert
ist, dessen Beugungswinkel R 6° oder größer ist.
Demgemäß wird bei einem Objektiv mit einer derartigen
F-Zahl, daß die Menge des Einfallichts mit einem Einfallswinkel
von 6° oder größer gering ist, das Bild an dem
Schnittbildindikator nicht abgedunkelt, sondern kann zur
Einstellung verwendet werden.
P =24 µm, P₁ = P₂ = 12 µm, Φ₁ = 12,0°, Φ₂ = 3,5°
Die Beugungslicht-Verteilung für in das Ablenkprisma
des Schnittbildindikators gemäß diesem Bemessungsbeispiel
3 eintretendes weißes Licht ist in der Fig. 27
gezeigt. Im Vergleich zu dem Bemessungsbeispiel 1 (Fig. 25)
und dem Bemessungsbeispiel 2 (Fig. 26) hat dieses
Bemessungsbeispiel 3 das Merkmal, daß zwischen den
Beugungswinkeln R von 0° und 2° die Menge des gebeugten
Lichts groß ist. Daher wird auch bei einem Objektiv mit
einem sehr kleinen Öffnungsverhältnis das Bild an dem
Schnittbildindikator nur wenig abgedunkelt. Das in 0-ter
Ordnung gebeugte Licht beträgt ungefähr 4% der Gesamtmenge
des Beugungslichts, so daß folglich die Menge des
für die Einstellanzeige verfügbaren Lichts groß ist und
daher die Genauigkeit der Einstellanzeige nur geringfügig
verringert ist.
P = 30 µm, P₁ = P₂ = 15 µm, Φ₁ = 11,0°, Φ₂ = 3,5°
Die Beugungslicht-Verteilung für in das Ablenkprisma
des Schnittbildindikators bei diesem Bemessungsbeispiel
4 eintretendes weißes Licht ist in der Fig. 28
gezeigt. Bei diesem Bemessungsbeispiel sind im Vergleich
zu den vorangehenden drei Bemessungsbeispielen 1, 2 und
3 die Breiten P₁ und P₂ der Kleinprismen abweichend.
Die Beugungslicht-Verteilung bei diesem Bemessungsbeispiel
ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem Bemessungsbeispiel
3, jedoch ist die Menge des in 0-ter Ordnung
gebeugten Lichts geringer als diejenige bei dem
Bemessungsbeispiel 3.
Vorstehend wurden vier vorteilhafte Bemessungsbeispiele
beschrieben; nachstehend werden anzustrebende
Bedingungen für weiter verbesserte Eigenschaften des
Schnittbildindikators erläutert, der bei der Einstellscheibe
gemäß den Ausführungsbeispielen verwendet wird.
Wenn die Einstellscheibe 52 gemäß dem in den
Fig. 22A, 22B und 22C gezeigten Ausführungsbeispiel in
dem Sucher einer einäugigen Spiegelreflexkamera angeordnet
wird und die Blende des Objektivs allmählich geschlossen
wird, beginnt bei dem Muster gemäß der Darstellung
in Fig. 29 das Bild im Schnittbildindikator von einer bestimmten
F-Zahl an dunkel zu
werden. Ein dunkler Teil 64 in Fig. 29 ist eine Fläche,
die dem Kleinsprisma 55 in den Fig. 22B und 22C entspricht.
Dies ist deshalb der Fall, weil dieses Kleinprisma,
das eine unter einem großen Neigungswinkel
geneigte Teilfläche hat, zu dem Beugungsglied den in
Fig. 24 gezeigten Beitrag bzw. Bereich 60 in einem Abschnitt
mit großem Beugungswinkel beiträgt; während des
Abblendens des Objektivs werden die diesem großen Beugungswinkel
entsprechenden Einfallichtstrahlen von der
Blende abgefangen, so daß sie nicht in den Schnittbildindikator
eintreten. Dementsprechend werden diese Kleinprismen
mit der unter einem großen Neigungswinkel geneigten
Oberflächen zuerst abgedunkelt.
Es ist ungünstig, wenn das Bild an dem Schnittbildindikator
als ein Hell-Dunkel-Bild gemäß der Darstellung
in Fig. 29 zu sehen ist. Dies kann dadurch behoben werden,
daß die Teilung der Kleinprismenstruktur verkleinert
wird, um dadurch die Breite jedes Kleinprismas
zu verkleinern und damit das periodische Muster dieses
Hell-Dunkel-Bilds bis zu einem solchen Ausmaß
zu verkleinern, daß es bei der Betrachtung des
Schnittbildindikators durch den Sucher nicht mehr mit dem
unbewaffneten Auge aufgelöst werden kann. Wenn die Auflösung
des unbewaffneten Auges mit einberechnet wird,
so soll die Teilung des an den Ablenkprismen
des Schnittbildindikators angebrachten Beugungsgitters bzw. der Kleinprismenstruktur
vorzugsweise 50 µm oder kleiner sein, wobei der Fall
mit eingeschlossen ist, daß die Einstellscheibe gemäß
den Ausführungsbeispielen als Einstellscheibe einer gewöhnlichen
einäugigen Spiegelreflexkamera verwendet wird.
Dementsprechend sollte bei dem Schnittbildindikator in
der in den Fig. 22A, 22B und 22C gezeigten Form auch
die Teilung P des (einem Fresnelelement entsprechenden)
prismenartigen Stufenelementes aus den Kleinprismen
53 und 54 vorzugsweise 50 µm oder kleiner sein.
Andererseits ist es ungünstig, wenn die Teilung
des an dem Schnittbildindikator angebrachten Beugungsgitters
zu klein ist. Der Grund hierfür ist folgender:
Von dem für die Einstellanzeige verfügbaren Beugungslicht
hat das in der 1-ten Ordnung gebeugte Licht
den kleinsten Beugungswinkel, da auch bei unscharfer
Einstellung das in 0-ter Ordnung gebeugte Licht keine
Bildverdoppelung liefert. Demgemäß bewirkt bei einem
Objektiv mit einer derartigen F-Zahl, daß ein Lichtstrahl
mit einem Einfallswinkel abgefangen wird, der dem Beu
gungswinkel des in erster Ordnung gebeugten Lichts ent
spricht, der Schnittbildindikator keine Bildverdoppelung.
Beispielsweise ermöglicht der Schnittbildindikator nach
dem Bemessungsbeispiel 2 mit der Beugungslicht-Vertei
lung gemäß Fig. 26 die Einstellanzeige bei einer Kamera,
die mit einem Objektiv versehen ist, bei dem Lichtstrah
len vorliegen, die in den Schnittbildindikator mit einem
Einfallswinkel von 1,3° oder größer eintreten; wenn jedoch
ein Objektiv mit einer kleineren Blendöffnung verwendet
wird, wird die Einstellanzeige unmöglich.
Allgemein besteht zwischen dem Beugungswinkel R₁
des in erster Ordnung gebeugten Lichts und der Teilung
P des Beugungsgitters der Zusammenhang
sin R₁=λ/P
(wobei λ die Lichtwellenlänge ist). Dieser Zusammenhang
ist für die Wellenlänge λ=0,55 µm in graphischer Dar
stellung in Fig. 30 gezeigt. Aus dieser graphischen Dar
stellung sind in der nachstehenden Tabelle die F-Zahlen
des Objektivs aufgeführt, bei denen das Abschneiden von
Lichtstrahlen beginnt, die einen Einfallswinkel haben,
der dem Beugungswinkel R₁ für die Beugung erster Ordnung
entspricht.
| Teilung des Beugungsgitters | |
| F-Zahl | |
| 11 µm | |
| 10 | |
| 10 µm | 9.1 |
| 9 µm | 8.2 |
| 8 µm | 7.3 |
| 7 µm | 6.4 |
| 6 µm | 5.5 |
Je kleiner demnach die Teilung des Beugungs
gitters wird, um so kleiner wird die F-Zahl, bei der
das dem Beugungswinkel erster Ordnung entsprechende Ein
fallslicht abgefangen wird. Folglich kann bei einer sehr
kleinen Teilung des Beugungsgitters selbst bei
Verwendung eines lichtstarken Objektivs keine Einstell
anzeige erfolgen.
Zieht man den Umstand in Betracht, daß bei einer
Einstellscheibe mit herkömmlichen Ablenkprismen
der Bereich um F=5,6 die erreichbare
Grenze ist, so muß zum Erreichen einer der Leistung der
herkömmlichen Einstellscheibe überlegenen Leistung bezüglich
der F-Zahl eines Objektivs, mit der die Einstell
scheibe gemäß den Ausführungsbeispielen verwendet werden
kann, die Teilung des an dem Schnittbildindikator
angebrachten Beugungsgitters vorzugsweise 7 µm oder
größer sein. Der anzustrebende untere Grenzwert der Tei
lung des Beugungsgitters ist jedoch auch noch
von einem anderen Faktor eingeschränkt. Wenn nämlich
die Teilung des Beugungsgitters sehr klein ge
wählt wird, hat das Beugungsglied eine verbreiterte Kenn
linie, so daß daher die Menge des zur Einstellanzeige
nicht beitragenden Beugungslichts 0-ter Ordnung sehr
groß wird. Insbesondere wenn das verwendete Beugungsgitter
ein Phasen-Beugungsgitter mit sägezahnartigem Quer
schnitt ist, wird die Breite P₂ des Kleinprismas
mit einer unter einem kleinen Neigungswinkel Φ₂ geneigten
Teilfläche 21 oder 27 in Fig. 16 oder
56 in Fig. 22B gleichfalls sehr klein, so daß der
Beitrag bzw. Bereich 61 (Fig. 24) für das Beugungsglied
aus diesem Kleinprisma eine verbreiterte Kennlinie
hat; wenn daher das Beugungsgitter so ausgelegt wird,
daß eine bestimmte Menge an in erster Ordnung gebeugtem
Licht gewährleistet ist, wird eine nicht mehr zu vernach
lässigende Menge an in 0-ter Ordnung gebeugten Licht
erzeugt.
p=10 µm, P₁=P₂=5 µm, Φ₁=12,7°, Φ₂=6,4°
Die Beugungslicht-Verteilung für einfallendes
weißes Licht bei diesem Bemessungsbeispiel ist in der
Fig. 31 gezeigt. Wenn wie bei diesem Bemessungsbeispiel
die Teilung der prismenartigen Stufenelemente der
Kleinprismenstruktur
in der Größenordnung von 10 µm ist, wird
das in 0-ter Ordnung gebeugte Licht beträchtlich stark
und erreicht 15% der Lichtmenge des insgesamt gebeugten
Lichts. Ein bis zu diesem Wert reichender Wert für das
in 0-ter Ordnung gebeugte Licht stellt die Grenze dafür
dar, die Betriebseigenschaft aufrechtzuerhalten, mit
denen der Schnittbildindikator wirksam anwendbar ist;
demnach soll unter Berücksichtigung des vorstehend angeführten
Problems des Abfangens des in erster Ordnung gebeugten
Lichts die Teilung des Beugungsgitters bzw. der Kleinprismenstruktur vorzugs
weise 10 µm oder größer sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,
daß unter Einschluß der Bedingung, daß das Hell-Dunkel-
Bild des Schnittbildindikators nicht zu sehen ist, der
vorteilhafteste Bereich der Teilung
10 µm≦P≦50 µm
ist. Dieser Bereich ist natürlich auch bei den Ausfüh
rungsbeispielen gemäß den Fig. 2, 7, 8, 10A, 11, 16 und
18 vorzuziehen.
Bei den in den Fig. 16, 17, 18 und 22 gezeigten
Schnittbildindikatoren, bei denen das Ablenkprisma
durch wiederholte Anordnung zweier geneigter Teilflächen
mit Neigungswinkeln Φ₁ und Φ₂ gebildet sind, kann eine
gute Leistung durch zusätzliches Erfüllen der folgenden
Bedingungen erzielt werden. Dies beruht auf dem Umstand,
daß die Beugungslicht-Verteilung auch durch Veränderung
der Winkel Φ₁ und Φ₂ steuerbar ist. Das Beugungsglied,
das eine solche Beugungslicht-Verteilung herbeiführt,
ist in der Fig. 24 gezeigt; falls der Winkel für den
Spitzenwert des Beitrags 60 aus der mit dem Neigungs
winkel Φ₁ geneigten Teilfläche an dem Beugungsglied gleich
₁ ist und der Winkel des Spitzenwerts des Beitrags
61 aus der mit dem Neigungswinkel Φ₂ geneigten Teilfläche
gleich ₂ ist, dann gilt:
Da Φi und i klein sind, ergibt sich annähernd die
folgende Beziehung:
wobei n der Brechungsindex des Materials ist, aus dem
der Schnittbildindikator gebildet ist. Demnach können
durch Wahl des Winkels Φi (i=1, 2) die Stellen der
Spitzenwerte der Beiträge 60 und 61 für das Beugungsglied
eingestellt werden.
Bei einer in eine einäugige Spiegelreflexkamera
eingebauten Einstellscheibe sollte dafür, die
Einstellanzeige auch bei einem Objektiv mit einer kleinen
Blendenöffnung zu ermöglichen, die Stelle des Spitzen
werts des Beitrags 61 zu dem Beugungsglied vorzugsweise
bei dem Winkel 5° oder weniger liegen. Falls nämlich
die Spitzenwertstelle des Beitrags 61 über 5° liegt,
wird die Menge des Beugungslichts klein, das einen kleinen
Beugungswinkel von 4° oder weniger hat; daher wird bei
einem Objektiv mit kleiner Blendenöffnung das Bild
an dem Schnittbildindikator abgedunkelt. Es sollte folglich
die Bedingung
Φ₂≦5°/(n-1)
erfüllt werden. Wenn das Material der Einstellscheibe
Acryl mit einem Brechungsindex n von 1,49 ist, ist der
obere Grenzwert für Φ₂ ungefähr 10°. Nachstehend ist ein
Bemessungsbeispiel für Φ₂=10° aufgeführt.
P=24 µm, P₁=P₂=12 µm, Φ₁=16,0°, Φ₂=10,0°
Die Beugungslicht-Verteilung für einfallendes
weißes Licht bei diesem Bemessungsbeispiel ist in der
Fig. 32 gezeigt.
Wie aus der Fig. 32 ersichtlich ist, ist die
Menge des Beugungslichts klein, das einen Beugungswinkel
von 4° oder weniger hat; wenn Φ₂ ein größerer Winkel ist,
ist die Menge des Beugungslichts mit einem kleineren
Beugungswinkel verringert, so daß bei einem Objektiv mit
einer kleinen Blendenöffnung eine Abdunkelung des Bilds
an dem Schnittbildindikator entsteht.
Wenn ferner der größere Neigungswinkel Φ₁ zu
groß gewählt wird, wird die Spitzenwertstelle des Beu
gungsglied-Beitrags 60 zu einem größeren Beugungswinkel
hin versetzt. Daher wird zwar die Menge des unter einem
großen Beugungswinkel gebeugten Lichts gesteigert, so
daß die Genauigkeit der Einstellanzeige verbessert wird,
jedoch wird der Schnittbildindikator auch dann abgedunkelt,
wenn ein lichtstarkes Objektiv mit einer niedrigen
F-Zahl eingesetzt wird. Bei einer gewöhnlichen einäugigen
Spiegelreflexkamera ist es anzustreben, daß der Schnitt
bildindikator bis zu einer F-Zahl in der Größenordnung von
3,5 nicht abgedunkelt wird. Der dieser F-Zahl ent
sprechende Beugungswinkel R ist 8,2°, so daß daher der
Neigungswinkel Φ₁ vorzugsweise die Bedingung
Φ₁≦8,2°/(n-1)
erfüllen sollte. Wenn n=1,49 ist, liegt der obere Grenz
wert für Φ₁ bei ungefähr 16°.
Das Bemessungsbeispiel 6 ist auch ein Bemessungs
beispiel, bei dem ein Neigungswinkel Φ₁ gemäß diesem
oberen Grenzwert verwendet wird; nach Fig. 32, die die
Beugungslicht-Verteilung bei diesem Bemessungsbeispiel
zeigt, hat das Beugungslicht einen Beugungswinkel, der
bis in die Nähe von 11° reicht; wenn jedoch der Neigungs
winkel Φ₁ weiter vergrößert wird, wird das Beugungslicht
mit einem größeren Beugungswinkel verstärkt, so daß die
Abdunkelung des Schnittbildindikators immer ausgeprägter
wird.
Aufgrund der vorstehenden Umstände ist es zur
Erzielung einer guten Leistungsfähigkeit des Schnittbildindikators
anzustreben, daß die Neigungswinkel Φ₁ bzw.
Φ₂ gleich oder kleiner als 8,2°/(n-1) bzw. 5°/(n-1)
sind.
Als nächstes wird in einem Bemessungsbeispiel 7
die Beeinflussung der Beugungslicht-Verteilung durch
einen großen Unterschied zwischen den Neigungswinkeln
Φ₁ und Φ₂ veranschaulicht.
P=40 µm, P₁=P₂=20 µm, Φ₁=15°, Φ₂=5°
Die Beugungslicht-Verteilung für einfallendes
weißes Licht bei diesem Bemessungsbeispiel ist in der
Fig. 23 gezeigt. Aus der Fig. 33 ist ersichtlich, daß
bei diesem Bemessungsbeispiel die Menge des Beugungslichts
mit einem Beugungswinkel R in dem Bereich 4° bis 6° gering
ist. Wenn bei dem Lichtablenkteil mit einer derartigen
Beugungslicht-Verteilung die Blendöffnung des Objektivs
von einem Zustand, bei dem das Abschneiden der Lichtstrah
len mit einem Einfallwinkel von 6° beginnt, bis zu einem
Zustand verändert wird, bei dem das Abschneiden der
Lichtstrahlen mit einem Einfallwinkel von 4° beginnt,
so sind die für die Einstellanzeige verfügbaren Lichtstrah
len nur die Lichtstrahlen mit einem Einfallwinkel von
4° oder weniger; daher bleibt die Genauigkeit der Ein
stellanzeige selbst dann gering, wenn der Blendendurch
messer so gesteigert wird, daß sich der maximale Einfalls
winkel dieser einfallenden Lichtstrahlen von 4° auf
6° verändert. Von diesem Gesichtspunkt her gesehen ist
eine gleichmäßige Verteilung des Beugungslichts in einem
bestimmten Beugungswinkel-Bereich anzustreben, so daß
es folglich ungünstig ist, wenn der Unterschied zwischen
den Neigungswinkeln Φ₁ und Φ₂ zu groß ist.
Die Fig. 34 ist eine Schnittansicht des Ab
lenkprismas bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Einstellscheibe. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat
Ablenkprisma 70 Stufenelemente aus Kleinprismen,
die an einem
Fresnelelement des Basisprismas angebracht sind;
von einem anderen Standpunkt her gesehen weist das
Ablenkprisma Stufenelemente auf, die aus sägezahnförmigen
Kleinprismen aufgebaut und die mit
unter Neigungswinkeln Φ₁, Φ₂ und Φ₃ geneigten Teil
flächen versehen sind sowie mit einer
Teilung P angeordnet sind. Bei
der Einstellscheibe ist weiterhin auch ein Ablenkprisma
aus Stufenelementen anwendbar, an denen
vier oder mehr mit unterschiedlichen Neigungswinkeln ge
neigte Teilflächen ausgebildet sind und die periodisch
angeordnet sind. Ferner ist es bei den beiden, den
Schnittbildindikator bei der Einstellscheibe gemäß
den Ausführungsbeispielen bildenden Ablenkprismen
möglich, daß die Vertikalwinkel der Basisprismen und die Neigungswinkel
der Teilflächen der Kleinprismenstruktur voneinander verschieden sind. Weiterhin
ist es bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 16 und
22B nicht notwendig, daß P₁ gleich P₂ ist; vielmehr wird
dann, wenn die Breite der Kleinprismen mit dem
kleinen Neigungswinkel größer gewählt wird, die Menge des
mit dem kleineren Beugungswinkel gebeugten Lichts ge
steigert, während dann, wenn die Breite der Kleinprismen
mit dem großen Neigungswinkel vergrößert wird,
die Menge des mit dem größeren Beugungswinkel gebeugten
Lichts gesteigert wird; dadurch können die Eigenschaften
des Schnittbildindikators verändert werden.
Zur Herstellung des Schnittbildindikators gemäß
der vorangehenden Beschreibung kann ein Verfahren ange
wandt werden, bei dem ein Photolack auf ein Basisprisma aufge
bracht wird,
durch das Photoätzverfahren ein Beugungsgitter
bzw. eine Kleinprismenstruktur erzeugt wird,
dann nach dem Elektroformungsverfahren bzw. Galvanisier
verfahren eine entsprechende Metallform gewonnen wird und diese Metall
form zur Übertragung der Oberflächenstruktur auf Kunst
stoff verwendet wird.
Der Schnittbildindikator mit der in den Fig. 22A,
22B und 22C gezeigten Form kann dadurch hergestellt wer
den, daß der Rand eines bei der Herstellung einer Metall
form verwendeten Diamantwerkzeugs 80 zu der in Fig. 35
gezeigten Form gestaltet wird,
damit eine
Metallform 81 bearbeitet wird und von der Metallform 81
eine Vielzahl von Kunststoff-Kopien erzeugt wird. Ins
besondere der Schnittbildindikator dieser Art ist auch
für den Spritzguß geeignet, da er
eine gewisse
Oberflächenrauhigkeit haben darf.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
wurden anhand eines Beispiels dargestellt, bei dem in
dem Schnittbildindikator zwei Ablenkprismen vorgesehen
sind; nachstehend werden unterschiedliche Anwendungsbei
spiele gezeigt.
Die Fig. 36A ist eine Draufsicht auf eine Ein
stellscheibe 94. Mit 92 und 93 sind Ablenkprismen
mit dem bisher beschriebenen Querschnitt bezeich
net, die eine seitliche Bildversetzung herbeiführen.
Weitere Ablenkprismen 90 und 91 haben einen Aufbau, der dadurch
erzielt wird, daß die Ablenkprismen 92 und 93
um die Mittelachse herum um 90° geschwenkt werden.
Wenn demnach an einem Objekt unter Verwendung
dieses Schnittbildindikators in bezug auf ein Fadenkreuz
95 die Einstellanzeige herbeigeführt wird, ist bei
unscharfer Einstellung ein verschwommenes Bild gemäß
der Darstellung in Fig. 36B zu sehen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel be
schrieben, bei dem die Ablenkebene des
Basisprismas und die Beugungsebene des an dem Basisprisma ausge
bildeten Beugungsgitters anders als bei den bisher
beschriebenen Ausführungsbeispielen um 90° verschieden
gewählt sind. Beispielsweise wird bei dem Ablenkprisma
nach Fig. 2 nur das Beugungsgitter 5 nach Fig. 3
um 90° in bezug auf die optische Achse geschwenkt, wonach
es zu einer Einheit mit dem Basisprisma zusammengefaßt wird.
Das durch das Basisprisma hervorgerufene geteilte Bild
kann bezüglich der Längslinie herangezogen werden, während
das durch das Beugungsgitter hervorgerufene Doppelbild
zur Scharfeinstellung in bezug auf die Querlinie verwendet
werden kann, wodurch der Nachteil ausgeschaltet wird,
daß bei dem herkömmlichen Schnittbildindikator
die Scharfeinstellung in bezug auf eine zu der Prismen
Grenzlinie parallelen Linie schwierig ist.
Andere Anwendungsbeispiele sind in den Fig. 37A,
38A und 39 gezeigt. Die Fig. 37A zeigt ein Beispiel,
bei dem die in Fig. 17 gezeigten Ablenkprismen in
vier Flächen 100, 101, 102 und 103 des Schnittbildindikators
in verschiedenen Richtungen angebracht sind.
In der Fig. 37C sind Schnittansichten längs den Linien
A-A′ und B-B′ gezeigt. Die Fig. 37B zeigt das Bild bei
unscharfer Einstellung, wenn unter Verwendung einer
derartigen Einstellscheibe 104 ein Fadenkreuz beob
achtet wird. Die Fig. 37D zeigt das Fadenkreuz-Bild in
dem Fall, daß der Querschnitt längs der Linie B-B′
auf die gleiche Form wie der Querschnitt längs der Linie
A-A′ gebracht wird.
Gemäß der Fig. 38A steht zwischen Innenflächen
112 und 113 und Außenflächen 110 und 111 die Gitterlinien
senkrecht aufeinander. Ferner sind in den Außenflächen
110 und 111 die Ablenkprismen einander entgegengesetzt ausge
richtet. Dies gilt auch für die Innenflächen 112 und 113.
Das mit dieser Einstellscheibe erzielte Fadenkreuz-
Bild bei unscharfer Einstellung ist in der Fig. 38B
gezeigt.
Bei einer in der Fig. 39 gezeigten Einstell
scheibe 124 sind Innenflächen 120 und 121 Ablenkprismen
mit Beugungsgittern, während eine Außenfläche 122
ein herkömmlicher Mikroprismenindikator ist.
In Anbetracht dessen, daß einfach geteilte Schnittbild
indikatoren allgemein den Nachteil haben, daß
Schwierigkeiten bei der Einstellanzeige
für ein Objekt mit einem Querlinienmuster
auftreten, ergeben die in den Fig. 36A bis 39 gezeigten
Ausführungsbeispiele eine Einstellscheibe, bei der
dieser Nachteil ausgeschaltet ist. Demgemäß kann mit der
Einstellscheibe gemäß diesen Ausführungsbeispielen
eine genaue Einstellanzeige für Linienbilder in irgend
einer beliebigen Ausrichtung bewerkstelligt werden.
Die Einstellscheibe ist nicht nur in Kameras,
sondern auch in verschiedenerlei anderen optischen Instru
menten nutzvoll.
Claims (11)
1. Einstellscheibe mit einem Schnittbildindikator, der
zwei Ablenkprismen umfaßt, die das Licht in zueinander
entgegengesetzte Richtungen ablenken, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Ablenkprisma (2, 3; 33) auf seiner Oberfläche
eine regelmäßige Feinstruktur überlagert ist, die als
parallel zur brechenden Kante des Ablenkprismas orientiertes
Rechteck-Beugungsgitter (5; 31) ausgebildet ist.
2. Einstellscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rechteck-Beugungsgitter (5; 31) je Teilung (P)
zweistufig ist.
3. Einstellscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rechteck-Beugungsgitter je Teilung (P) drei
stufig ist (Fig. 8 bis 11).
4. Einstellscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stufenbreiten einander gleich sind.
5. Einstellscheibe mit einem Schnittbildindikator, der
zwei Ablenkprismen umfaßt, die das Licht in zueinander
entgegengesetzte Richtungen ablenken, wobei die Oberfläche
jedes Ablenkprismas aus regelmäßig wiederkehrenden Stufen
elementen besteht, die jeweils aus aneinander angrenzenden
Teilflächen mit parallel zur brechenden Kante des Ablenk
prismas verlaufenden Berührungslinien gebildet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Teilflächen (20, 21, 26, 27; 28, 29;
38, 39; 55, 56) eines Stufenelementes unterschiedliche
Neigungen gegen die Einstellebene derart aufweisen, daß sie
das Licht in jeweils gleiche Richtung, jedoch unter
unterschiedlichen Winkeln ablenken.
6. Einstellscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der größte Neigungswinkel (Φ₁) einer Teilfläche
zur Einstellebene kleiner als ungefähr 16° ist und daß der
kleinste Neigungswinkel (Φ₂; Φ₃ in Fig. 34) einer
Teilfläche zur Einstellebene kleiner als ungefähr 5° ist.
7. Einstellscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Stufenelement aus zwei Teilflächen
(20, 21, 26, 27; 28, 29; 38, 39; 55, 56) besteht.
8. Einstellscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Teilflächen (20, 21, 26, 27; 28, 29; 38,
39; 55, 56) gleiche Breiten (P₁, P₂) haben.
9. Einstellscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ablenkprisma als Fresnel-
Stufenprisma (33; 36; 37; 50 51; 70) ausgebildet ist.
10. Einstellscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Teilung (P) des Fresnel-Stufenprismas (33; 36;
37; 50, 51; 70) und die Teilung (P) des Rechteck-Beugungs
gitters (5; 31) bzw. des Stufenelementes gleich sind.
11. Einstellscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung (P) des Rechteck-
Beugungsgitters (5; 31) bzw. des Stufenelementes im Bereich
von 10 µm bis 50 µm liegt.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14397179A JPS5667822A (en) | 1979-11-07 | 1979-11-07 | Focal diaphragm |
| JP15257580A JPS5774731A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Focal plane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3041969A1 DE3041969A1 (de) | 1981-05-21 |
| DE3041969C2 true DE3041969C2 (de) | 1991-05-02 |
Family
ID=26475533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803041969 Granted DE3041969A1 (de) | 1979-11-07 | 1980-11-06 | Einstellmattscheibe |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3041969A1 (de) |
| GB (1) | GB2065919B (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293126A1 (de) * | 1987-05-20 | 1988-11-30 | Keeler Limited | Vorrichtung zur Photokoagulation |
| EP0602992B1 (de) * | 1992-12-18 | 1999-03-03 | Raytheon Company | Eine Kombination aus Beugungsgitter und Prisma |
| JP3817162B2 (ja) * | 2001-11-13 | 2006-08-30 | アルプス電気株式会社 | 回折格子部材及びその製造方法 |
| JP4332855B2 (ja) | 2005-06-07 | 2009-09-16 | 住友電気工業株式会社 | ウエッジを用いた回折型ビームホモジナイザ光学系 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1208179B (de) * | 1960-07-09 | 1965-12-30 | Zeiss Carl Fa | Bildsucher-Entfernungsmesser fuer photographische und kinematographische Aufnahmekameras |
| DE1472641C3 (de) * | 1965-02-08 | 1975-11-13 | Elbe-Kamera-Gmbh, X 8017 Dresden | Einstellscheibe mit Biprismen, insbesondere für Kameras |
| DE1267966B (de) * | 1967-07-12 | 1968-05-09 | Rollei Werke Franke Heidecke | Fresnel-Feldlinse fuer Spiegelreflexkameras |
| DE1622126B2 (de) * | 1968-02-03 | 1973-04-26 | Jenoptik Jena GmbH, χ 6900 Jena | Einstellscheibe mit rasterartigen strukturen, insbesondere fuer kameras |
| DE1797216A1 (de) * | 1968-08-30 | 1971-07-29 | Agfa Gevaert Ag | Entfernungseinstellvorrichtung |
-
1980
- 1980-11-06 GB GB8035647A patent/GB2065919B/en not_active Expired
- 1980-11-06 DE DE19803041969 patent/DE3041969A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2065919B (en) | 1984-10-17 |
| DE3041969A1 (de) | 1981-05-21 |
| GB2065919A (en) | 1981-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69831041T2 (de) | Diffraktives optisches Element und optisches System unter Verwendung desselben | |
| DE60035834T2 (de) | Diffraktives optisches Element | |
| DE69819977T2 (de) | Diffraktives optisches Element und optisches System unter Verwendung desselben | |
| DE69130812T2 (de) | Multifokallinsen mit Diffraktionszonen | |
| DE3900157C2 (de) | ||
| DE3534210C2 (de) | ||
| DE2603455B2 (de) | Afokaler, pankratischer Fernrohrvorsatz | |
| DE69818581T2 (de) | Beugungselement und damit ausgestattetes optisches System | |
| DE69223106T2 (de) | Zoomobjektiv | |
| DE3003467A1 (de) | Lichtmessvorrichtung mit einem strahlteiler in einem optischen abbildungssystem | |
| DE3935696C2 (de) | ||
| DE2557547B2 (de) | Varioobjektiv | |
| DE4302514A1 (en) | Lens system for eyepiece of optical instrument - has positive lens group and correction lens with aspherical surface on incident side of lens group | |
| DE3041969C2 (de) | ||
| DE60128761T2 (de) | Diffraktives optisches Element und optisches System mit diesem | |
| DE2322652C2 (de) | Optisches System zur Übertragung zweidimensionaler Bilder | |
| AT398249B (de) | Okular mit variabler brennweite | |
| DE19734921B4 (de) | Variolinsensystem mit hohem Brennweitenverhältnis | |
| DE3129324C2 (de) | ||
| DE3432188A1 (de) | Verfahren zur bildung einer lichtquelle mittels einer linse mit brechzahlverteilung und eines lichtquellengeraets | |
| DE2614371C3 (de) | Weitwinkelobjektiv | |
| DE10322238B4 (de) | Diffraktives optisches Element sowie Projektionsobjektiv mit einem solchen Element | |
| DE3246832A1 (de) | Strahlteiler | |
| DE3044934C2 (de) | Einstellscheibe | |
| DE60216068T2 (de) | Externes pupillenlinsensystem |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: G03B 13/24 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |