DE69425865T2

DE69425865T2 - System zur Steuerung eines Photoapparats mit Autofokus

Info

Publication number: DE69425865T2
Application number: DE69425865T
Authority: DE
Inventors: Richard Bruce Wheeler
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-19
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2014-11-20
Also published as: EP0654699A1; US5406348A; EP0654699B1; JPH07199289A; DE69425865D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen automatische Kameras und insbesondere eine Kamera mit einem Autofokussystem, das gestützt auf die Intensität und Art des Umgebungslichtes arbeitet.
Viele preisgünstige fotografische Kameras bieten nicht die Möglichkeit, den Brennpunkt des Objektivs nach dem Abstand zum Hauptmotiv zu verändern. Dass diese Kameras nicht mit einer automatischen Scharfeinstellung (Autofokus/AF) ausgestattet sind, liegt vor allem an den mit herkömmlichen AF-Systemen verbundenen Kosten. Eine Fixfokus-Kamera kann mit einem preisgünstigeren Objektiv ausgestattet sein und kann auf die AF-Elektronik und/oder die in AF-Kameras notwendigen mechanischen Schnittstellen verzichten. Es ist allerdings bekannt, dass mit Wegfall der Möglichkeit, das Objektiv scharfzustellen, in Fixfokus-Kameras erhebliche Einbußen an Systemempfindlichkeit und Bildqualität verbunden sind.
Es wurde versucht, die Intensität des Umgebungslichts mit einer bevorzugten Objektivscharfeinstellung zu korrelieren. Diese Verfahren nutzen die Tatsache, dass Kameras ohne Belichtungssteuerung dazu neigen, unterhalb eines Lichtschwellenwerts unterbelichtete Bilder zu erzeugen. Daher ist es notwendig, einen elektronischen Blitz einzusetzen, um eine sinnvolle Filmbelichtung zu erhalten. Die Reichweite eines elektronischen Blitzes ist allerdings begrenzt, so dass der Schärfepunkt des Kameraobjektivs in den Blitzreichweitenbereich gebracht werden muss. Wenn der Blitz benutzt wird und der für Umgebungslicht geltende Blendenwert sowie die Objektivscharfeinstellung beibehalten wird, wird das Bild mit einer nicht notwendigen Schärfentiefe versehen, die weit über die nutzbare Blitzreichweite hinausgeht, wodurch Blitzenergie aufgrund der kleinen Objektivöffnung verschwendet wird. Wenn für den Blitz die für Umgebungslicht geltende Objektivscharfeinstellung behalten und eine größere Blendenöffnung verwendet wird, wird die Blitzenergie effizienter genutzt, jedoch liegt der Brennpunkt außerhalb des optimalen Blitzscharfeinstellungspunktes. Dadurch ist die Schärfentiefe nicht richtig oder optimal innerhalb der Blitzreichweite angeordnet.
US-A-4,710,013 beschreibt beispielsweise eine fotografische Kamera, die die Objektivposition, den Blitz und die Blendeneinstellungen anhand eines gemessenen Umgebungslichtwertes steuert. Obwohl dieses System als eine "Autofokus-Vorrichtung" beschrieben wird, könnte das System angemessener als ein auf der Lichtintensität basierendes Objektivpositionierungssystem beschrieben werden, da die Objektivposition nicht mit der Position des Bildes oder des Motivs in Beziehung steht. Insbesondere wird das Objektiv für entfernte und nahe Gegenstände anhand des gemessenen Umgebungslichtpegels eingestellt. Wenn das Umgebungslicht unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, aktiviert die Steuervorrichtung eine Blitzeinheit, bewegt die Blende in eine vollständig geöffnete Stellung und das Objektiv in eine Stellung für nahe Gegenstände. Wenn das Umgebungslicht oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts liegt, deaktiviert die Steuervorrichtung die Blitzeinheit, stellt die Blende auf eine kleinere Öffnung ein und bewegt das Objektiv in die ferne Stellung. Oberhalb des Lichtschwellenwertes ist die größte Blendenstellung die hyperfokale Blende, die der Objektivferneinstellung entspricht. Eine weitere Reduzierung der Blendenöffnung unter den hyperfokalen Wert wird durch eine Vorrichtung zur Eingabe der Filmempfindlichkeit vorgenommen.
Das zuvor beschriebene System weist eine Reihe von Einschränkungen auf. Obwohl das System berücksichtigt, dass es sinnlos ist, die Schärfentiefe auf Gegenstände außerhalb der Blitzreichweite auszudehnen, ist es eine Tatsache, dass die Differenz zwischen der hyperfokalen Blende und der Blitzblende mit steigender Blitzleitzahl abnimmt. In einem solchen Fall fällt der Mittelpunkt der Blitzreichweite (ausgehend von einer unveränderlichen Blitzleistung) mit dem Nahpunktabstand bei Tageslicht zusammen. Dementsprechend sollte die gleiche Blendenöffnung und Objektivscharfeinstellung für Blitz- und Tageslichtszenen verwendet werden. Eine weitere Öffnung der Blende und eine Reduzierung des Objektivscharfeinstellungsabstands würde eine schlechtere Abstimmung der Tiefenschärfe und der nutzbaren Blitzreichweite bedingen, was zu einer weniger zufriedenstellenden Abdeckung des Fotoraums führen würde. Das System ist daher nur für Blitzeinheiten mit sehr geringer Leistung geeignet und sorgt sogar im Blitzbetrieb für erhebliche Einschränkungen der Fotoraumabdeckung (Lichtintensität und Entfernungen). Wenn für die Blende die nominale Tageslichteinstellung verwendet würde, würden praktisch alle Blitzbilder unterbelichtet, was ein ernsteres Problem wäre. Ein anderes potenzielles Problem resultiert aus der Unfähigkeit des Systems, Szenen zu fotografieren, die unter dem Einstellpunkt für Tageslicht liegen, aber außerhalb der Blitzreichweite. Praktisch alle Indoor- oder Nachtsportereignisse, Ausstellungen und Unterhaltungsereignisse fallen in diese Kategorie. Man könnte in Verbindung mit der Belichtungssteuervorrichtung ein Autofokussystem einsetzen, doch dies würde die Kosten und die Komplexität der Kamera wesentlich erhöhen.
Angesichts der vorausgehenden Ausführungen ist es gegenüber dem zuvor beschriebenen System wünschenswert, ein Autofokussystem einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion bereitzustellen, das eine verbesserte Fotoraumabdeckung liefert, insbesondere für Szenen, die unter die Tageslichtschwellenwerte fallen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kamera nach Anspruch 1 bereit. Die Kamera umfasst im wesentlichen ein einfaches und preisgünstiges Autofokussystem, das eine verbesserte Fotoraumabdeckung vorsieht. Das Autofokussystem arbeitet mit einer Messung der Intensität des Umgebungslichts und stellt fest, ob es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches oder künstliches Licht handelt, um die Scharfeinstellung, die Blende und den Blitz einzustellen.
Die Kamera umfasst vorzugsweise ein Objektiv, das zwischen einer Vielzahl von Positionen einstellbar ist, eine Blende, die zwischen einer Vielzahl von Öffnungen einstellbar ist, einen Verschlussmechanismus, eine Blitzeinheit, einen Mechanismus zum Messen der Intensität des Umgebungslichts, einen Mechanismus zur Bestimmung, ob es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches oder künstliches Licht handelt und eine Kamerasteuervorrichtung, die die Scharfeinstellung des Objektivs, die Öffnung der Blende und den Betrieb des Verschlusses sowie der Blitzeinheit anhand der Intensität und der Art des Umgebungslichts steuert.
In einem nachfolgend detaillierter besprochenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Objektiv zwischen einer nominalen Tageslichteinstellung sowie zwischen Fern- und Naheinstellungen einstellbar, und die Blende ist zwischen kleinen, mittleren und großen Öffnungen einstellbar. Die Kamerasteuervorrichtung erzeugt drei verschiedene Arten von Ausgabeeinstellungen durch:
Einstellen des Objektivs auf eine nominale Tageslichteinstellung, Einstellen der Blende auf die kleine Öffnung und Deaktivieren der Blitzeinheit, wenn das Umgebungslicht einen ersten Schwellenwert übersteigt;
Einstellen des Objektivs auf eine Ferneinstellung, Einstellen der Blende auf die mittlere Öffnung und Deaktivieren der Blitzeinheit, wenn das Umgebungslicht den ersten Schwellenwert unterschreitet, jedoch über einem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht um künstliches Licht handelt; und
Einstellen des Objektivs auf die Naheinstellung, Einstellen der Blende auf die große Öffnung und Aktivieren der Blitzeinheit, wenn das Umgebungslicht über dem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht nicht um künstliches Licht handelt.
Die Kamerasteuervorrichtung positioniert das Objektiv auf die Naheinstellung, stellt die Blende auf die große Öffnung ein und aktiviert die Blitzeinheit, wenn das Umgebungslicht unter dem zweiten Schwellenwert liegt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Kamera eine Selbstauslöser- Schaltung, die mit der Kamerasteuervorrichtung und einer Stativ-Abtastvorrichtung verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel stellt die Kamerasteuervorrichtung:
- das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung und die Blende auf die kleine Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit nicht und öffnet den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang, wenn das Umgebungslicht über einem ersten Schwellenwert liegt;
- das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit nicht und öffnet den Verschluss für die normale Belichtungszeit lang, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten Schwellenwert, jedoch über einem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht um künstliches Licht handelt;
- das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit nicht und öffnet den Verschluss eine längere Belichtungszeit lang, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten und zweiten Schwellenwert liegt, wenn die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt, wenn es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches Licht handelt, und wenn der Selbstauslöser nicht betätigt ist;
- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit und öffnet den Verschluss für die normale Belichtungszeit, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten Schwellenwert und zweiten Schwellenwert liegt, wenn die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt, wenn es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches Licht handelt, und wenn der Selbstauslöser betätigt ist;
- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit und öffnet den Verschluss für die normale Belichtungszeit, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten Schwellenwert und zweiten Schwellenwert liegt, wenn die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt und wenn es sich bei dem Umgebungslicht nicht um natürliches Licht handelt; und
- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung ein, aktiviert die Blitzeinheit und öffnet den Verschluss für die normale Belichtungszeit, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten Schwellenwert und zweiten Schwellenwert liegt und wenn die Stativ-Abtastvorrichtung kein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt.
Die Kamera weist die mit herkömmlichen Kameras des beschriebenen Typs verbundenen Kostenvorteile auf und bietet eine verbesserte Fotoraumabdeckung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Kamera;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Kamera gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs der in Fig. 3 gezeigten Kamera.
Ein erfindungsgemäßes Autofokussystem misst das Umgebungslicht auf zwei verschiedenen Wegen. Erstens wird, wie bei herkömmlichen Systemen, die Intensität des Umgebungslichts gemessen. Zweitens wird die Grundfrequenz des Umgebungslichts gemessen und analysiert. Die Grundfrequenz des Umgebungslichts wird dazu benutzt, die Art des vorhandenen Lichts zu klassifizieren (d. h. Kunstlicht, fluoreszierendes Licht oder natürliches Licht). Die Messung der Art und der Intensität des Umgebungslichts liefert Hinweise, die näher in Korrelation mit dem Kamera- Motivabstand stehen. Dies kommt am stärksten Szenen zugute, die unter einen kleinsten annehmbaren Umgebungslichtwert und außerhalb der größten Blitzreichweite fallen. Viele Sportereignisse, Ausstellungen und Unterhaltungsereignisse fallen in diese Kategorie und weisen oft vorhersehbare Anforderungen an den Fotoraum auf, die sich erfüllen lassen, d. h. dass die Motive häufig in großer Entfernung angeordnet sind und daher die Wahl einer größeren Blende erlauben.
In Fig. 1 wird ein Blockdiagramm einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einstellbaren Objektiv 10, einer einstellbaren Blende 12, einem Verschluss 14 und einer Blitzeinheit 16 gezeigt. Der Betrieb des Objektivs 10, der Blende 12, des Verschlusses 14 und der Blitzeinheit 16 wird von einer Kamerasteuervorrichtung 18 gesteuert, die Eingangssignale von einer Vorrichtung 20 zum Messen des Umgebungslichts und von einer Vorrichtung 22 zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht (beispielsweise der in US-A-4,827,119) beschriebenen Art) empfängt sowie einer Bedienersteuerung 24. Um den Aufwand des Systems zu verringern, ist die Blitzeinheit 16 vorzugsweise eine Blitzeinheit mit konstanter Leistung, das Objektiv 10 ist auf nur drei Positionen einstellbar (Nah-, Fern- und nominale Tageslichteinstellung), und die Blende 12 ist auf eine kleine Öffnung (nominale Tageslichteinstellung), auf eine mittlere Öffnung (zwischen nominaler Tageslichteinstellung und Blitzeinstellung) und auf eine große Öffnung (Blitzeinstellung) einstellbar. Wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, sind die Scharfeinstellung des Objektivs unter nominalen Tageslichtbedingungen und die entsprechende Blende (kleine Öffnung) derart wählbar, dass der Nahpunktabstand eine Schärfentiefe liefert, die alle Motivabstände abdeckt, die typischerweise unter normalen Tageslichtbedingungen auftreten. Wenn das Kameraobjektiv auf den Nahpunktabstand eingestellt wird, hat das resultierende Bild eine Schärfentiefe, die sich vom halben Nahpunktabstand bis unendlich erstreckt. Ein Nahpunktabstand von 244 cm ergibt daher eine akzeptable Schärfentiefe für Kamera-Motivabstände im Bereich von 122 cm bis unendlich. Obwohl die vorliegende Erfindung eine Scharfeinstellung des Objektivs unter nominalen Tageslichtbedingungen beschreibt und die entsprechende Blende einen hyperfokalen Abstand von 244 cm aufweist, werden Fachleute selbstverständ lich erkennen, dass die hier beschriebenen Vorteile auf eine Reihe von Nahpunktsabständen zutreffen würden, die für typische Tageslichtaufnahmen geeignet wären. Dies betrifft, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise Nahpunktsabstände zwischen 122 cm und 366 cm. Die in Fig. 1 dargestellten einzelnen Komponenten sind nach dem Stand der Technik bekannt und brauchen nicht detailliert erörtert zu werden. Die dargestellten Komponenten sind mit jeder gewünschten Struktur und/oder Technologie implementierbar.
Fig. 2 zeigt ein grundlegendes Ablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs des in Fig. 1 gezeigten Systems. Bei Empfang eines Belichtungs-Aktivierungssignals von der Bedienersteuerung 24 ermittelt die Kamerasteuervorrichtung 18, ob das Umgebungslicht über einem vorbestimmten oberen Schwellenwert oder Auslösepunkt liegt, und zwar gestützt auf ein Signal von der Vorrichtung 20 zum Messen des Umgebungslichts. Wenn das Umgebungslicht über dem oberen Auslösepunkt liegt, stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10 auf die nominale Tageslichteinstellung ein, die Blende 12 auf die kleine Öffnung (nominale Tageslichteinstellung) und aktiviert die Blitzeinheit 16 nicht (Ausgabeeinstellung Typ eins). Die Kamerasteuervorrichtung 18 öffnet dann den Verschluss 14, um einen auf der Filmebene angeordneten fotografischen Film für eine vorbestimmte normale Belichtungszeit lang zu belichten. Wenn das Umgebungslicht nicht über dem vorbestimmten oberen Schwellenwert liegt, ermittelt die Kamerasteuervorrichtung 18, ob das Licht über einem mittleren Schwellenwert liegt. Wenn das Umgebungslicht über dem mittleren Schwellenwert liegt, ermittelt die Kamerasteuervorrichtung 18 die Art des abzubildenden Umgebungslichts anhand des von der Vorrichtung 22 zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht erhaltenen Signals. Wenn das Umgebungslicht künstliches Licht ist, dann stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10 auf die Ferneinstellung und die Blende 12 auf die mittlere Öffnung ein und aktiviert die Blitzeinheit 16 nicht (Ausgabeeinstellung Typ zwei). Wenn das Umgebungslicht kein künstliches Licht ist, stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10 auf die Naheinstellung und die Blende 12 auf die große Öffnung ein und aktiviert die Blitzeinheit 16 (Ausgabeeinstellung Typ drei). Wenn das Umgebungslicht nicht über dem mittleren Schwellenwert liegt, stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10, die Blende 12 und die Blitzeinheit 16 ebenfalls auf die Ausgabeeinstellung des Typs drei ein.
Die Kamera würde auf die Ausgabeeinstellung des Typs eins eingestellt werden, wenn der Fotograf Bilder unter Tageslichtbedingungen aufnähme, und wenn Motive aus einer Vielzahl von Kamera-Motivabständen (in Nähe der Unendlicheinstellung der Kamera) über einen weiten Bereich von Lichtstärken scharf wiedergegeben werden müssten. Diese Bedingungen erfordern für eine Fixfokus-Kamera vorzugsweise eine auf nominale Tageslichteinstellung geöffnete Blende und eine Scharfeinstellung des Objektivs unter nominalen Tageslichtbedingungen, die eine Schärfentiefe von ca. 122 cm bis unendlich ergibt. Als Ergebnis ist der Belichtungsbereich normalerweise durch die nominale Tageslichtblende, die normale Verschlusszeit und den Belichtungsspielraum des Films bestimmt.
Die Ausgabeeinstellungen des Typs zwei würden verwendet, wenn die Lichtstärke unter den Ausgabeeinstellungen des Typs eins Belichtungen ergeben würde, die unter den Mindestbelichtungstoleranzen des Films lägen (z. B. zwei Blenden unterbelichtet), und wenn es sich bei dem Licht um künstliches Licht handelte. Dieser Bereich des Fotoraums ist für viele Sportereignisse, Bühnenshows und Ausstellungen üblich, die normalerweise von Punkten fotografiert werden, die weiter als 305 cm zum Motiv beabstandet sind. Dementsprechend beträgt die bevorzugte Schärfentiefe 305 cm bis unendlich. Da die Schärfentiefenanforderungen für Ausgabeeinstellungen des Typs zwei weniger restriktiv sind als die Schärfentiefenanforderungen für Ausgabeeinstellungen des Typs eins, ist eine größere Blendenöffnung (nämlich die mittlere Blendenöffnung) verwendbar, die dazu dient, den Belichtungsbereich auf Lichtstärken auszudehnen, die für die zuvor genannten speziellen Ereignisse typisch sind.
Die Kameraeinstellungen des Typs drei sind für Szenen mit schwachem Umgebungslicht typisch, die eine elektronische Blitzbelichtung erfordern. Für diese Szenen bestimmen die Blitzleistung und der nutzbare Filmbelichtungsspielraum die Wahl von Blende und Belichtungsbereich. Preisgünstige Kamerasysteme haben typischer Weise eine Blitzeinheit mit konstanter Leistung und eine einzelne Blendenöffnung, die für alle Szenen mit schwachem Umgebungslicht vorgesehen ist. In dem in Fig. 1 gezeigten Fall sind die Scharfeinstellung des Objektivs und die Blendenöffnung derart einstellbar, dass sie eine verbesserte Anpassung des Belichtungsbereichs und des Mittelpunkts der Schärfentiefenzone ergeben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel umfasst zusätzlich eine Stativ-Abtastvorrichtung 26, die ein Signal erzeugt, das anzeigt, ob die Kamera auf einem Stativ angeordnet ist, und kann beispielsweise einen Druckschalter oder einen optischen Sensor umfassen, der am Boden der Kamera angeordnet ist, und der dann aktiviert wird, wenn der Boden in Kontakt mit dem Stativ kommt. US-A- 5,049,916 beschreibt eine ebenfalls verwendbare Stativ-Abtastvorrichtung. Die Selbstauslöserschaltung 28 ist derart programmierbar, dass nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit auf bekannte Weise ein Signal zur Belichtungsauslösung erzeugt wird, wodurch der Benutzer ein Selbstporträt aufnehmen kann.
Im Betrieb erzeugt das zweite Ausführungsbeispiel unter denselben Bedingungen dieselben Ausgabeeinstellungen des Typs eins und des Typs zwei wie das erste Ausführungsbeispiel. Wenn die Lichtstärke nicht über dem mittleren Schwellenwert liegt, prüft die Kamerasteuervorrichtung 18 im zweiten Ausführungsbeispiel jedoch anhand des von der Stativ-Abtastvorrichtung 26 erhaltenen Signals, ob ein Stativ verwendet wird. Wenn ein Stativ verwendet wird, prüft die Kamerasteuervorrichtung 18 anhand der Ausgabe der Vorrichtung 22 zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht die Art des Umgebungslichts. Wenn das Umgebungslicht kein natürliches Licht ist, erzeugt die Kamerasteuervorrichtung 18 dieselben Ausgabeeinstellungen des Typs drei, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Wenn das Umgebungslicht jedoch natürliches Licht ist, ermittelt die Kamerasteuervorrichtung 18, ob die Selbstauslöserschaltung 28 ausgelöst worden ist. Wenn die Selbstauslöserschaltung 28 nicht ausgelöst worden ist, stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10 auf die Ferneinstellung, die Blende 12 auf die mittlere Öffnung und die Verschlusszeit auf eine längere oder erweiterte Verschlusszeit ein, im Unter schied zu der normalen Verschlusszeit, die mit anderen Ausgabeeinstellungen verwendet wird, und schaltet die Blitzeinheit ab (Ausgabeeinstellung vier). Wenn die Selbstauslöserschaltung 28 aktiviert worden ist, stellt die Kamerasteuervorrichtung 18 das Objektiv 10, die Blende 12, die Verschlusszeit und den Blitzbetrieb auf die Ausgabeeinstellungen des Typs drei ein.
Die Ausgabeeinstellungen des Typs vier sind für Szenen mit schwachem natürlichem Umgebungslicht typisch, die keine elektronische Blitzbelichtung benötigen. Derartige Szenen umfassen beispielsweise Sonnenaufgänge, Sonnenuntergänge, nächtliche Straßen, brennende Gebäude, Feuerwerke und Landschaften mit schwachem Licht. Wie im Falle der Ausgabeeinstellungen des Typs zwei beinhalten diese Szenen normalerweise keine Motive innerhalb eines Aufnahmebereichs von 305 cm. Die Blende kann daher auf eine größere Öffnung eingestellt werden, als für fotografische Bedingungen nach Typ eins erforderlich wäre, und der Scharfeinstellpunkt wird weiter von der Kamera weg angeordnet (Ferneinstellung). Da die Schaltfolge voraussetzt, dass ein Stativ angeschlossen wird, bevor die Ausgabeeinstellungen des Typs vier Verwendung finden, wird die Verschlusszeit verlängert, um eine angemessene Belichtung für die zuvor genannten Szenen mit schwachem Umgebungslicht zu erzielen. Die Einbeziehung einer Prüfung auf Auslösung des Selbstauslösers verhindert ein unbeabsichtigtes Fotografieren von Porträts unter schwachem Umgebungslicht bei Kameraeinstellungen, die für Landschaftsaufnahmen mit schwachem Licht geeignet wären. Wenn die Kamera beispielsweise bei schwachem Licht in der Hand gehalten wird, wählt das System die Ausgabeeinstellungen des Typs drei und benutzt den elektronischen Blitz. Wenn die Kamera allerdings unter schwachen Lichtverhältnissen an ein Stativ angeschlossen ist und die Selbstauslöserschaltung 28 nicht verwendet wird, wird davon ausgegangen, dass der Fotograf nicht selbst Teil des Bildes werden möchte, worauf die Ausgabeeinstellungen des Typs vier verwendet werden. Wenn sowohl das Stativ als auch die Selbstauslöserschaltung verwendet werden, wird davon ausgegangen, dass der Fotografin das Gesichtsfeld des Kameraobjektivs treten und eine Porträtszene fotografieren möchte. Da die Abfrage auf ein angeschlossenes Stativ nur bei schwachem Umgebungslicht erfolgt, ist es dem Fotograf weiterhin möglich, das Stativ und die Selbst auslöserschaltung bei typischen Tageslichtverhältnissen zu benutzen, ohne dass versehentlich die Blitzeinheit aktiviert wird.
Die folgenden Daten stellen die betrieblichen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Kleinbildkamera dar, die mit einem Objektiv mit 35 mm Brennweite ausgestattet ist, und in der ein Farbnegativfilm mit einer Empfindlichkeit von ISO 200 zum Einsatz kommt. Veränderungen der dargestellten Daten zur Aufnahme von Objektiven mit anderen Brennweiten, Filmen mit anderen Empfindlichkeiten und Kameraeigenschaften (Verschluss-/Blendengrenzwerte, Bildformat, Blitzleistung usw.) in Bezug zu den hier aufgeführten sind Fachleuten selbstverständlich klar. Folgende optische Standardgleichungen wurden benutzt, um die Objektivscharfeinstellung und die Schärfentiefendaten zu bestimmen:
H = FL²/(F) (coc)
Dnah = (H) (d) / (H+(d-FL))
Dfern (H) (d) / (H-(d-FL))
wobei:
H = Nahpunktabstand
FL = Objektivbrennweite
F = Blendenzahl des Objektivs (größere Zahlen bezeichnen kleinere Öffnungen)
coc = maximaler Zerstreuungskreis bei Schärfentiefengrenzen
Dnah = kleinster Objektabstand innerhalb der Schärfentiefe
Dfern = größter Objektabstand innerhalb der Schärfentiefe
d = Objektivscharfeinstellung
Die folgende, standardmäßige ANSI-Belichtungsgleichung (ANSI PH3.49-1971) wurde ebenfalls angewandt:
K = (LST) / A2
wobei: K = K Faktor (3,91 für "16er Daumenregel")
L = Szenenhelligkeit in Foot-Lambert (FL); 1 FL ≤ 3,426 Cd/m²
S = ISO (ASA) Filmempfindlichkeit
T = Verschlusszeit
A = Blende (f-Zahl)
Die folgenden Beispiele basieren auf einem maximalen Zerstreuungskreis (Schärfentiefengrenze) auf dem Film von 0,002 Zoll, wobei 1 Zoll 2,54 cm ist, oder äquivalent von 0,008 Zoll auf dem Print, wobei eine 4-fache Projektionsvergrößerung (typisch für Prints der Größe 3,5 · 5,0 Zoll im Kleinbildformat) angenommen wird, ein oberer Schwellenwert von 60 FL, ein mittlerer Schwellenwert von 15 FL und eine Blitzleitzahl von ca. 32ISO&sub2;&sub0;0. Daraus errechnen sich folgende Ausgabeeinstellungen:

Ausgabeeinstellung Typ eins

Objektiveinstellung 8 Fuß (1 Fuß 30,48 cm), (nominale Tageslichteinstellung)
Blende f/9,5 (kleine Blendenöffnung)
Verschluss 1/1100 s (normal)
Blitz AUS
Daraus ergeben sich folgende Fotoraumdaten für Ausgabeeinstellungen des Typs eins:
Schärfentiefe 4 Fuß bis unendlich
Belichtungsbereich 2,5 Blenden (1000 FL) bis -1,5 Blenden (60 FL)

Ausgabeeinstellung Typ zwei

Objektiveinstellung 14 Fuß, (Ferneinstellung)
Blende f/5,6 (mittlere Blendenöffnung)
Verschluss 1/100 s (normal)
Blitz AUS
Daraus ergeben sich folgende Fotoraumdaten für Ausgabeeinstellungen des Typs zwei:
Schärfentiefe 7 Fuß bis unendlich
Belichtungsbereich Normal (60 FL) bis -2 Blenden (15 FL)

Ausgabeeinstellung Typ drei

Objektiveinstellung 7 Fuß, (Naheinstellung)
Blende f/4,0 (große Blendenöffnung)
Verschluss 1/1100 s (normal)
Blitz EIN
Daraus ergeben sich folgende Fotoraumdaten für Ausgabeeinstellungen des Typs drei:
Schärfentiefe 5 Fuß bis 11 Fuß
Belichtungsbereich + 1,5 Blenden (5 FL) bis -1 Blende (11 FL)

Ausgabeeinstellung Typ vier

Objektiveinstellung 14 Fuß, (Ferneinstellung)
Blende f/5,6 (mittlere Blendenöffnung)
Verschluss 1/15 s (erweitert)
Blitz EIN
Daraus ergeben sich folgende Fotoraumdaten für Ausgabeeinstellungen des Typs vier:
Schärfentiefe 7 Fuß bis unendlich
Belichtungsbereich + 1 Blende (15 FL) bis -2 Blenden (2 FL)
Es war zu beobachten, dass die Differenz zwischen dem erforderlichen Tageslichtbrennpunkt und dem erforderlichen Blitzlichtbrennpunkt bei steigender Leitzahl der Blitzeinheit abnahm. Daraus ergibt sich, dass derselbe Brennpunkt für Abbildungsbedingungen nach den Ausgabeeinstellungen des Typs eins und des Typs drei geeignet sein könnte. Die mit den Ausgabeeinstellungen des Typs drei verbundenen Abbildungsbedingungen können jedoch noch eine andere Blendenöffnung erfordern. Je größer die Blitzleitzahl ist, umso größer ist auch die f-Zahl, die erforderlich ist, um eine Normalbelichtung bei einem gegebenen Abstand aufrechtzuerhalten (kleinerer Öffnungsdurchmesser der Blende). Die kleineren f-Zahlen verleihen der Szene eine zusätzliche Schärfentiefe und resultieren in einer optimalen Scharfeinstellung, die mit dem Brennpunkt für Tageslicht (nominale Tageslichteinstellung) übereinstimmt, wenn die Leitzahl einen kritischen Wert erreicht. Wenn die Blitzeinheit 16 mit einer Leitzahl ausgelegt ist, die größer als der kritische Wert ist, lässt sich das zuvor beschriebene System weiter vereinfachen, indem derselbe Brennpunkt für Szenen anwendbar ist, die den Ausgabeeinstellungen des Typs eins und des Typs drei zugeordnet sind.
Bei einer Kleinbildkamera mit einem Objektiv mit 35 mm Brennweite, einer Zertreuungskreistoleranz von 0,008 Zoll auf einem resultierenden Print und einer in Fuß ausgedrückten Leitzahl ist die folgende Prozedur anwendbar, um die kritische Leitzahl zu bestimmen. Zunächst wird die Unterbelichtungsgrenze für den verwendeten Film ermittelt. Die Grenze wird in Log&sub1;&sub0;E Einheiten ausgedrückt (z. B. 10³ = 1 Blende). Zweitens wird die Schärfentiefe für den gewünschten Blitzblendenwert auf der Grundlage des Tageslichtbrennpunkts berechnet (Ausgabeeinstellungen Typ eins). Die kritische Blitzleitzahl wird dann anhand folgender Gleichung berechnet:
wobei: G = kritische Leitzahl
D1 = max. Abstand (ferne Schärfentiefengrenze)
E = Belichtungsgrenze
Unter der Voraussetzung, dass E = 0,3 ist, was einer Unterbelichtungsgrenze von einer Blende bei der Schärfentiefengrenze entspricht, werden folgende Ergebnisse erzielt:
Falls E = 0,6 ist, was einer Unterbelichtungsgrenze von zwei Blenden bei der Schärfentiefengrenze entspricht, werden folgende Ergebnisse erzielt:
Auf der Grundlage der zuvor durchgeführten Berechnungen könnten die in Fig. 1 und 4 dargestellten Ausgabeberechnungen des Typs drei derart modifiziert werden, dass das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung eingestellt wird, wenn die Blitzeinheit 16 eine Leitzahl von mindestens 38,5 aufweist, und wenn eine Unterbelichtungsgrenze von einer Blende erwünscht ist, oder wenn die Blitzeinheit 16 eine Leitzahl von mindestens 27,3 aufweist, und wenn eine Unterbelichtungsgrenze von zwei Blenden erwünscht ist. Das Objektiv 10 würde nur zwischen der für die Ausgabeeinstellungen des Typs eins und drei erforderlichen nominalen Tageslichteinstellung und der für die Ausgabeeinstellungen des Typs zwei und vier eingestellt zu werden brauchen.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn die Leitzahl der Blitzeinheit 16 für nur zwei Blendenöffnungen bei allen Ausgabeeinstellungen ausreicht. Wenn die Blitzeinheit 16 beispielsweise eine Leitzahl von 52,8 hat und eine Unterbelichtungsgrenze von zwei Blenden akzeptabel wäre, dann könnte eine Blendenöffnung von f/5,6 bei den in Fig. 2 und 4 dargestellten Ausgabeeinstellungen des Typs zwei, drei und vier verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit für die zuvor erforderlichen Ausgabeeinstellungen des Typs drei entfiele.
Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann innerhalb des in den Ansprüchen dargelegten Geltungsbereichs Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden. Beispielsweise wurde Bezug auf US-A- 4,827,119 genommen, in der eine Struktur beschrieben wird, die für die Vorrichtung 22 zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendbar wäre. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Struktur beschränkt. Die in US-A-4,827,119 beschriebene Vorrichtung ist in der Lage, Licht nach derartigen Kategorien, wie Kunstlicht, fluoreszierendes Licht oder natürliches Tageslicht zu unterscheiden. Bei der vorliegenden Erfindung braucht das Umgebungslicht jedoch nur nach natürlichem oder künstlichem Licht unterschieden zu werden. Es sind daher weniger komplizierte Systeme für die Unterscheidung der Lichtart verwendbar. Beispielsweise lassen sich spektrale Energiewerte bei bestimmten Wellenlängen (rot, blau) vergleichen. Alternativ hierzu ist eine manuelle Benutzersteuerung verwendbar, um ein Signal an die Kamerasteuervorrichtung 18 zu senden, das anzeigt, ob das Umgebungslicht natürlich oder künstlich ist.

Claims

1. Kamera mit einem Objektiv (10), das zwischen einer Vielzahl diskreter, vorbestimmter Scharfeinstellungen verstellbar ist, einer Blende (12), die zwischen einer Vielzahl von Blendenöffnungen verstellbar ist, einem Verschluss (14), einer Blitzeinheit (16), einer Vorrichtung (20) zum Messen des Umgebungslichts, welche die Intensität des Umgebungslichts eines zu fotografierenden Motivs misst und ein entsprechendes Signal erzeugt, einer Vorrichtung (22) zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht, welche ein Signal erzeugt, das anzeigt, ob es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches oder um künstliches Licht handelt, und mit einer Steuervorrichtung (18), die in Abhängigkeit von den Signalen, die von der Vorrichtung (20) zum Messen des Umgebungslichts und von der Vorrichtung (22) zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht erzeugt werden, die Scharfeinstellung des Objektivs (10), die Öffnung der Blende (12) und den Betrieb des Verschlusses (14) und der Blitzeinheit (16) steuert.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv zwischen einer nominalen Tageslichteinstellung sowie einer Nah- und Ferneinstellung und die Blende zwischen einer kleinen, mittleren und großen Öffnung verstellbar ist.

3. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung und die Blende auf die kleine Öffnung einstellt und die Blitzeinheit nicht aktiviert, wenn das Umgebungslicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt.

4. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung einstellt und die Blitzeinheit nicht aktiviert, wenn das Umgebungslicht unter einem ersten, jedoch über einem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht um künstliches Licht handelt.

5. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt und die Blitzeinheit aktiviert, wenn das Umgebungslicht über einem dritten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht nicht um künstliches Licht handelt.

6. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt und die Blitzeinheit aktiviert, wenn das Umgebungslicht unter einem Schwellenwert liegt.

7. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbstauslöser- Schaltung (28) sowie eine Stativ-Abtastvorrichtung (26) mit der Steuervorrichtung (18) gekoppelt sind und dass der Verschluss (14) zwischen einer normalen und einer längeren Belichtungszeit steuerbar ist.

8. Kamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung und die Blende auf die kleine Öffnung einstellt, die Blitzeinheit nicht aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht einen Schwellenwert übersteigt.

9. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (18)

- das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung und die Blende auf die kleine Öffnung einstellt und die Blitzeinheit nicht aktiviert, wenn das Umgebungslicht einen ersten Schwellenwert übersteigt,

- das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung einstellt und die Blitzeinheit nicht aktiviert, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten, jedoch über einem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht um künstliches Licht handelt,

- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt und die Blitzeinheit aktiviert, wenn das Umgebungslicht über dem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht nicht um künstliches Licht handelt, und

- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt und die Blitzeinheit aktiviert, wenn das Umgebungslicht unter dem zweiten Schwellenwert liegt.

10. Kamera nach Anspruch 1, mit einer Selbstauslöser-Schaltung (28), einer Stativ- Abtastvorrichtung (26) und einer Steuervorrichtung (18), welche auf die Signale anspricht, die von der Vorrichtung (20) zum Messen des Umgebungslichts, der Vorrichtung (22) zum Bestimmen der Art von Umgebungslicht, der Selbstauslöser-Schaltung und der Stativ-Abtastvorrichtung erzeugt werden, um die Scharfeinstellung des Objektivs (10), die Öffnung der Blende (12) und den Betrieb des Verschlusses (14) und der Blitzeinheit (16) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (18)

- das Objektiv auf die nominale Tageslichteinstellung und die Blende auf die kleine Öffnung einstellt, die Blitzeinheit nicht aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht über einem ersten Schwellenwert liegt,

- das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung einstellt, die Blitzeinheit nicht aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten, jedoch über einem zweiten Schwellenwert liegt und es sich bei dem Umgebungslicht um künstliches Licht handelt,

- das Objektiv auf die Ferneinstellung und die Blende auf die mittlere Öffnung einstellt, die Blitzeinheit nicht aktiviert und den Verschluss eine längere Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten und zweiten Schwellenwert liegt, die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt, es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches Licht handelt und der Selbstauslöser nicht betätigt ist,

- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt, die Blitzeinheit aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten und zweiten Schwellenwert liegt, die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt, es sich bei dem Umgebungslicht um natürliches Licht handelt und der Selbstauslöser betätigt ist,

- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt, die Blitzeinheit aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten und zweiten Schwellenwert liegt, die Stativ-Abtastvorrichtung ein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt, und es sich bei dem Umgebungslicht nicht um natürliches Licht handelt, und

- das Objektiv auf die Naheinstellung und die Blende auf die große Öffnung einstellt, die Blitzeinheit aktiviert und den Verschluss eine normale Belichtungszeit lang öffnet, wenn das Umgebungslicht unter dem ersten und zweiten Schwellenwert liegt, und die Stativ-Abtastvorrichtung kein Signal erzeugt, welches das Vorhandensein eines Stativs anzeigt.