DE69423324T2

DE69423324T2 - Linsenanordnung mit Abstandmesssystem

Info

Publication number: DE69423324T2
Application number: DE69423324T
Authority: DE
Inventors: Peter P. Clark; Duncan C. Sorli
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: CA2138908C; EP0661584A1; ES2142914T3; CA2138908A1; EP0661584B1; US5448323A; DE69423324D1; JPH0850228A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera für Nahaufnahmen, die ein Photo-Entfernungsmeßsystem benutzt, um zu gewährleisten, daß der Aufnahmegegenstand genau fokussiert ist. Das Entfernungsmeßsystem wird in Kombination mit einer ausgewählten Objektivlinse von einer Reihe von Objektivlinsen mit fester Brennweite benutzt, die an der Frontseite der Kamera angeordnet sind.
Kameras, mit denen Nahaufnahmen durchgeführt werden können, sind nicht neu. Ein Beispiel einer Kamera, die für Nahaufnahmen benutzt wird, ist die Acmel Macro Auto V6-Kamera, die von der Acmel Corporation, Tokio, Japan, hergestellt wird und die ein äußerst kompliziertes System aufweist und Fokussierungsstrahlen und eine Vielzahl abnehmbarer Linsen für unterschiedliche Brennweiten benutzt. Jede abnehmbare Linse ist für eine einzige Gegenstandsentfernung ausgelegt. Die resultierende Kamera erfüllt ihren Zweck, aber sie ist insgesamt zu kompliziert für eine einfache Benutzung durch einen Photographen. Sie ist sowohl unhandlich als auch schwer, und sie wiegt etwa 4 1/2 Pfund.
Die Benutzung konvergierender Lichtstrahlen, die von einer Kamera ausgehen, um eine richtige Gegenstandsentfernung zu bestimmen, stellt eine bekannte Technik dar, wie dies beispielsweise aus der US-A-3 416 426 hervorgeht. Die darin und in anderen Druckschriften beschriebene Theorie besteht darin, eine Lichtquelle vorzusehen, die von im Abstand zueinander angeordneten Spiegeln über ein Linsenbrett reflektiert wird, um auf dem Aufnahmegegenstand zu konvergieren. Diese Technik ist nützlich, wenn verschiedene Parameter konstant bleiben, und insbesondere, wenn einer der konstanten Parameter die Blitzphotographie ist. Bei der Blitzphotographie ist die Dauer der Belichtung festgelegt, und die einzigen anderen Variablen sind die Belichtungsblende und die Fokussierung der Linse.
Die US-A-4 777 501 beschreibt ein einziges Paar von Laserentfernungsmeßlichtern unterschiedlicher Wellenlänge, die so montiert sind, daß sie konvergierende Lichtstrahlen auf den Brennpunkt einer einzigen Belichtungslinse mit fester Brennweite der zugeordneten Kamera richten.
Die US-A-4 914 460 beschreibt ein einziges Paar von Lichtquellen, von denen jede eine Mehrzahl von Lichtstrahlen in einem speziellen Muster projiziert. Das Muster wird auf einer Oberfläche wiedergegeben, die es einem Beobachter ermöglicht, die Topographie der Oberfläche und ihren Abstand von einer zugeordneten Kamera zu bestimmen. Die Kamera ist im gleichen Abstand zwischen den beiden Lichtquellen angeordnet.
Die US-A-5 142 299 beschreibt eine Unterwasserkamera, die zwischen zwei Lichtquellen montiert ist. Die Lichtquellen projizieren Lichtstrahlen derart, daß sie am Brennpunkt eines einzigen Fixfokuslinsensystems der zugeordneten Kamera konvergieren.
Was beim Stande der Technik fehlt, ist eine Kamera für Nahaufnahmen, die mehr als eine für den Benutzer verfügbare Brennweite besitzt und kombiniert ist mit einer Mehrzahl von Entfernungsmeßsystemen, um eine genaue Fokussierung des Aufnahmegegenstandes zu gewährleisten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kamera geschaffen, die mehr als eine Filmbelichtungslinse besitzt, wobei jeder solchen Linse ein Entfernungsmeßsystem zugeordnet ist, und wobei die Kamera folgende Merkmale aufweist:
wenigstens zwei Belichtungslinsen, wobei jede der Belichtungslinsen eine feste Brennweite besitzt, die unterschiedlich ist gegenüber der Brennweite der anderen Belichtungslinse;
es sind wenigstens zwei Entfernungsmeßsysteme vorgesehen, die eine Lichtquelle umfassen, welche Licht auf zwei Lichtfokussierungs-Entfernungsmeßlinsen projiziert, wobei wenigstens eine der Filmbelichtungslinsen in fester Beziehung zwischen einem der zwei Lichtfokussierungslinsen angeordnet ist und jedes Paar von Fokussierungslinsen bewirkt, daß Lichtstrahlen von der Lichtquelle fokussiert werden, um an dem schärfsten Gegenstands-Fokussierungsabstand der zugeordneten Belichtungslinse zu fokussieren, die dazwischen angeordnet ist; und
eine Einstellvorrichtung zur Lokalisierung einer gewünschten Kombination eines Paares von Lichtfokussierungslinsen und einer zugeordneten Belichtungslinse in Bereitschaftsstellung zur Durchführung einer photographischen Aufnahme.
Die Erfindung weist im typischen Fall mehrere Belichtungslinsen in einem Drehkopf auf, der drehbar um eine Achse gelagert ist, die allgemein senkrecht zu einer Linie verläuft, die sich von dem Brennpunkt der Belichtungslinse nach dem Mittelpunkt der Belichtungslinse selbst erstreckt (d. h. die optische Achse der Belichtungslinse). Jede der Belichtungslinsen hat eine unterschiedliche feste Brennweite und Vergrößerung, die sich von denen anderer Belichtungslinsen unterscheidet. Es wird angenommen, daß die gewählten, weiter unten aufgelisteten Brennweiten jene sind, die am häufigsten für typische Nahaufnahmen benötigt werden, für welche die Kamera ausgelegt ist.
Jede Belichtungslinse in der Kamera ist mit einem Paar von Kombinationsentfernungsmeß-Lichtlinsen und Prismen versehen, die im Drehkopf diagonal zueinander auf jeder Seite der zugeordneten Belichtungslinse angeordnet sind. Eine Kombination der gegenüber angeordneten Prismenlinsen und Entfernungsmeßlichter werden permanent fokussiert und orientiert, um Lichtstrahlen auszusenden, die die Achse des Belichtungslinsensystems schneiden. Die zwei konvergierenden Lichtstrahlen können visuell bei dem schärfsten Gegenstandsfokussierungsabstand des Belichtungslinsensystems beobachtet werden. Der Photograph braucht nur einfach die auftreffenden Lichtstrahlen von den beiden gegenüberliegend montierten Entfernungsmeßlichtquellen zu beobachten, wenn diese auf den Aufnahmegegenstand auftreffen. Ein einziger Lichtpunkt auf dem Aufnahmegegenstand, der durch die beiden konvergierenden Lichtstrahlen gebildet wird, zeigt an, daß der Aufnahmegegenstand über das Belichtungslinsensystem fokussiert ist. Zwei Lichtpunkte oder ein von der Kreisform abweichendes oder längliches Muster zeigt an, daß der Aufnahmegegenstand nicht richtig fokussiert ist. Um den Aufnahmegegenstand richtig zu fokussieren, wird die Kamera bewegt und/oder es wird der Drehkopf gedreht, um unterschiedliche Belichtungslinsen zusammen mit ihren zugeordneten Entfernungsmeßlinsen und Prismen auf den Aufnahmegegenstand auszurichten.
Jedes Paar von Entfernungsmeßlichtquellen ist einer einzigen Fixfokusbelichtungslinse derart zugeordnet, daß die Konvergenz der Lichtstrahlen der Entfernungsmeßlichtquellen bei der schärfsten Fokussierungseinstellung der zugeordneten Belichtungslinse auftritt. Der Photograph kann manuell einen gewünschten Fokussierungsabstand einstellen, indem eine geeignete Belichtungslinse gewählt wird, und diese Wahl wird durch Drehung des Drehkopfes vorgenommen. Das kombinierte Linsenpaar, das die Entfernungsmeßlichtstrahlen projiziert, ist fest im Drehkopf eingebaut und bewegt sich automatisch in die Bereitschaftsstellung, wenn der Drehkopf an der gewählten Belichtungslinse anhält.
Ziele der Erfindung, die aus der obigen Beschreibung noch nicht klar erkennbar waren und das Wesen der Anwendbarkeit vorlie gender Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kamera mit mehreren Belichtungslinsen und Entfernungsmeß- Lichtprojektionslinsen, die zum Zwecke selektiver Benutzung auf einem Drehkopf gemäß der Erfindung angeordnet sind;
Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht des Drehkopfes, der Lage der Lichtprojektionslinsen und der Belichtungslinsen der Kamera gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht der allgemeinen Orientierung des Einstelldrehkopfes der Kamera, der Linsen und der Lichtprojektionskombination der Erfindung, und
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des manuellen Wählschalters und der Drehkopf-Positionierungssteuerung der Blitzlichter in der Nahaufnahmekamera gemäß vorliegender Erfindung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera 10 mit einem oberen Gehäuseteil 12 und einem unteren Gehäuseteil 14, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Der obere Gehäuseteil 12 umfaßt die Linsen, die Blitzeinrichtungen und dergleichen. Der untere Gehäuseteil 14 ist vorzugsweise am oberen Gehäuseteil 12 mittels eines nicht dargestellten Gelenkes angeordnet, damit der untere Gehäuseteil von dem oberen Gehäuseteil 12 abgeschwenkt werden kann, um eine Kassette mit Filmeinheiten einzulegen, die später belichtet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Auslaßschlitz 16 im unteren Gehäuseteil 14 vorgesehen, der geeignet ist zum Auswerfen belichteter Filmeinheiten der Selbstentwicklerbauart, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Sofortbilderzeugung beschränkt. Die Kamera ist jedoch speziell ausgelegt für Photographien im Nahbereich, wobei Blitzeinheiten und konvergierende Lichtstrahlen benutzt werden, die als Entfernungsmeßsystem wirken, um eine ordnungsgemäße Fokussierung der Belichtungslinse vornehmen zu können.
Die Fig. 1 zeigt die Kamera 10 mit zwei Handgriffen 18, von denen nur einer ersichtlich ist, mit denen die Kamera auf einfache Weise gehalten werden kann. Die Front 20 der Kamera 10 weist mehrere Öffnungen einschließlich eines Paares rechteckiger Öffnungen 22, 24 auf, in denen Linsen 26, 28 zu liegen kommen. Die Linsen 26, 28 fokussieren Lichtstrahlen 30, 32 (Fig. 3) an einem bestimmten Punkt vor der Kamerafront 20, und dieser Punkt entspricht der schärfsten Fokussierung des Aufnahmegegenstandes durch eine Belichtungslinse 34, die in einer Öffnung 36 liegt, und zwar im gleichen Abstand zwischen zwei Blitzeinheiten 38, 40.
In den Fig. 2 und 3 ist die Kamera teilweise schematisch dargestellt, um die beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale deutlicher erkennbar zu machen. Benachbart zur Frontseite 20 ist ein Drehkopf 42 gelagert, um die Kamera auf einen gewünschten Fokussierungsabstand einzustellen. Ein Einstellknopf 44 steht nach oben aus der Oberseite des oberen Gehäuseteils 12 vor und ist so angeordnet, daß er leicht manuell betätigt werden kann. Durch Drehung des Drehknopfes 44 werden die die Lichtquellen fokussierenden Linsen 26, 28 und die Belichtungslinsen 34 um eine Achse 46 verschwenkt, und hierdurch können jeweils die gewünschten Lichtfokussierungslinsen und Belichtungslinsen in ihrer Kombination in eine gewünschte Stellung überführt werden. Die Blitzeinheiten 38, 40 bleiben stationär in ihren Öffnungen, während jede Gruppe von drei Linsen in Bereitschaftsstellung gedreht wird, d. h. es gibt fünf unterschiedliches Belichtungslinsen 34, die in Bereitschaftsstellung überführt werden können, indem der Knopf 44 gedreht wird, und jede der Linsen 34 besitzt eine andere feste Brennweite. Jede Belichtungslinse 34 wird in Kombination mit zwei Lichtfokussierungs-Entfernungsmeßlinsen 26, 28 eingestellt. Jedes Paar von Entfernungsmeßlinsen 26, 28 ist mit der zugeordneten Belichtungslinse 34 derart kombiniert, daß die projizierten Lichtstrahlen 30, 32 auf einem Punkt konvergieren, der in einer Aufnahmeentfernung befindlich ist, bei der die Belichtungslinse 34 die schärfste Abbildung erzeugt. Zweckmäßigerweise sind die Lichtstrahlen 30, 32 in ihrer Projektion und bei der Fokussierung der zugeordneten Belichtungslinse 34 kreisförmig, und die Strahlen konvergieren nach einem einzigen kreisförmigen Muster. Demgemäß kann der Photograph den zu photographierenden Gegenstand durch den Sucher 48 anvisieren, der mit einem optischen System 50 und zwei Spiegeln 52, 54 derart ausgerüstet ist, daß der Photograph den Aufnahmegegenstand längs eines Betrachtungspfades sieht, der koaxial zur optischen Achse der Belichtungslinse 34 verläuft. Wenn der Photograph feststellt, daß die Entfernungsmeßlichter ein eiförmiges Muster oder zwei getrennte Kreise bilden, muß die Kamera näher an den Aufnahmegegenstand herangeführt oder von diesem weggeführt werden, um eine punktweise Fokussierung der Lichtstrahlen zu erreichen, und dann, wenn das Muster ein einziger kreisförmiger Punkt ist, befindet sich der Aufnahmegegenstand in Fokussierungsstellung.
In ähnlicher Weise ist eine photographische Filmeinheit 56 im unteren Gehäuseteil 14 über einen Lichtkanal 58 in der Kamera 10 ausgerichtet, und in diesem ist ein Spiegel 60 so angeordnet, daß das Licht, welches in die Kamera über die Belichtungslinse 34 eintritt, auf eine lichtempfindliche Oberfläche der Filmeinheit 56 projiziert wird.
Fig. 3 zeigt einen schwenkbaren Verschluß 62, der den Lichtdurchtritt durch den Kanal 58 zwischen Filmeinheit 56 und Belichtungslinse 34 absperrt. Der Verschluß 62 trägt einen Spiegel 54, um Licht in das optische Suchersystem 50 nach dem Sucherokular 48 zu reflektieren. Ein herkömmlicher Mechanismus verschwenkt automatisch den Verschluß 62 nach oben und dann zurück in seine anfängliche Lichtabsperrstellung, um ein Belichtungsintervall immer dann zu erzeugen, wenn der Verschluß betätigt wird. Ein derartiger Aufbau ist im einzelnen nicht dargestellt, weil dies allgemein bekannt ist.
Die Entfernungsmeßlichtquellen 64, 66 sind stationär angeordnet, wie dies ersichtlich ist, so daß nur zwei derartige Lichtquellen benötigt werden. Um die erforderliche Fokussierung durchzuführen, sind Prismen 68 in den Entfernungsmeßlinsen 26, 28 eingebaut, um die Strahlen 30, 32 korrekt zu richten. Die Entfernungsmeßlichtquellen 64, 66 können so orientiert sein, daß die Entfernungsmeßlinsen 26, 28 bei Benutzung mit einer der fünf Belichtungslinsen 34 unnötig sind, während die anderen vier Gruppen von Entfernungsmeß-Lichtfokussierungslinsen speziell ausgebildete Linsenanordnungen erfordern, um die Entfernungsmeßlichtquellen 64, 66 ordnungsgemäß zu fokussieren. Die Entfernungsmeßlinsen 26, 28 sind gemäß der Zeichnung als Fresnellinsen ausgebildet, um einen kompakten Aufbau und eine einfache Herstellung zu gewährleisten. Die Lichtquelle für die Entfernungsmeßlinsen 26, 28 kann eine einzige Lichtquelle sein oder es können mehrere Lichtquellen vorgesehen werden, jedoch werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung zwei Lichtquellen vorgesehen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Vergrößerungsmaßstäbe und die zugeordneten Aufnahmeentfernungen für die Belichtungslinse 34 wie folgt: 3-fache Vergrößerung bei 3,4 Zoll; 2-fache Vergrößerung bei 5,1 Zoll, einfache Vergrößerung bei 10,2 Zoll; 0,4-fache Vergrößerung bei 25,8 Zoll und 0,2-fache Vergrößerung bei 51,7 Zoll. Es ist klar, daß diese Vergrößerungsmaßstäbe und Gegenstandsentfernungen nur bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen und alle anderen unterschiedlichen Parameter benutzt werden können, ohne von dem erfindungsgemäßen Konzept abzuweichen. Außerdem ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Achse 46 des Drehkopfes vertikal angeordnet; sie könnte aber auch horizontal liegen.
Die Dauer des Lichtausgangs der zwei Blitzlichtquellen 38, 40 hängt von dem jeweiligen Gegenstandsabstand und der Blendenöffnung (f-Zahl) einer Belichtungslinse 34 ab, die sich während der Aufnahme in der Bereitschaftsstellung befindet. Vorzugsweise wird die Dauer der Belichtung durch die Elektronenblitzlichteinheiten 38, 40 automatisch gesteuert, wenn die jeweils gewünschte Belichtungslinse 34 durch Drehung des Knopfes 44 in ihre Bereitschaftsstellung überführt wird, und es ist dann keine getrennte Einstellung notwendig, sondern es erfolgt eine Einstellung mit dem Kameramechanismus selbst in einer Weise, wie dies allgemein bekannt und im Blockschaltbild gemäß Fig. 4 dargestellt ist.
Zur Durchführung einer Aufnahme beobachtet der Photograph den Aufnahmegegenstand durch das Sucherokular 48, nachdem mit dem Knopf 44 eine Einstellung vorgenommen wurde, um die geeignete Belichtungslinse 34 in Wirkstellung zu überführen. Die gewünschte Belichtungslinse 34 basiert auf dem Gegenstandsabstand und dem vom Photographen gewünschten Vergrößerungsmaßstab. Vorzugsweise sind dem Knopf 44 Indexmarken zugeordnet, um dem Photographen diese Bestimmung zu erleichtern.
Durch Einstellung der gewünschten Belichtungslinse 34 in ihre Wirkstellung wird automatisch das zugeordnete Paar von Entfernungslicht-Fokussierungslinsen 26, 28 in eine Lage überführt, in der die Lichtstrahlen 30, 32 auf dem Aufnahmegegenstand fokussieren, wenn sich dieser im schärfsten Gegenstandsabstand der Belichtungslinse 34 befindet, d. h., wenn diese Linse auf dem Aufnahmegegenstand fokussiert ist.
Der Photograph beobachtet den Aufnahmegegenstand durch das Sucherokular 48 und kann dabei das Lichtmuster der Ent fernungslichtmeßstrahlen 30, 32 beobachten, die auf den Aufnahmegegenstand auftreffen. Wenn das Lichtmuster ein einziger Kreis ist, dann befindet sich der Aufnahmegegenstand bezüglich der Belichtungslinse 34 in Fokussierungsstellung, und der Verschluß 62 kann betätigt werden.
Die Elektronenblitzgeräte 38, 40 arbeiten in dem in der Kamera eingebauten Aufbau, und sie können als Löschblitz ausgebildet sein oder die Dauer des Blitzlichtes ist einstellbar. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Schalter aufweisen, um einen oder beide Blitzlichteinrichtungen 38, 40 auf Wunsch des Photographen abzuschalten. Dies kann ein erwünschtes Merkmal sein, wenn der Photograph versucht, einen bestimmten Effekt zu erreichen.
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung, worin sich diese von den auf dem Markt befindlichen Produkten unterscheidet, ist die Einfachheit und die kostengünstige Ausbildung einer Kamera für Nahphotographie. Der Drehkopfmechanismus ermöglicht es, Belichtungslinsen 34 mit unterschiedlicher fester Brennweite zusammen mit ihren entsprechenden Lichtstrahlfokussierungslinsen des Photoentfernungseinstellsystems durch einfache manuelle Betätigung einzustellen, was sonst bei bekannten Einrichtungen nicht möglich war.

Claims

1. Kamera mit mehr als einer Filmbelichtungslinse, wobei jeder derartigen Linse ein entsprechendes Entfernungsmeßsystem zugeordnet ist, mit den folgenden Merkmalen:

- es sind wenigstens zwei Filmbelichtungslinsen (34) vorgesehen, und jede der Filmbelichtungslinsen besitzt eine feste Brennweite, die sich von der Brennweite einer anderen Filmbelichtungslinse unterscheidet;

- es sind wenigstens zwei Entfernungsmeßsysteme vorgesehen, und die Entfernungsmeßsysteme weisen eine Lichtquelle (64, 66) auf, die auf ein Paar von Lichtfokussierungs- Entfernungslinsen (26, 28) gerichtet ist, wobei wenigstens eine der Filmbelichtungslinsen in fester Beziehung zwischen einer des Paares von Lichtfokussierungslinsen angeordnet ist und jedes Paar von Lichtfokussierungs-Entfernungsmeßlinsen eine Kombination bezüglich der Fokussierung von Lichtstrahlen von der Lichtquelle bewirkt, um eine Konvergenz in dem Aufnahmegegenstands-Fokussierungsabstand größter Schärfe der zugeordneten Filmbelichtungslinse zu bewirken, die dazwischen montiert ist; und

- eine Einstellvorrichtung (42) zur Lokalisierung einer gewünschten Kombination eines Paares von Lichtfokussierungs-Entfernungsmeßlinsen und einer zugeordneten Filmbelichtungslinse in Bereitschaftsstellung zur Durchführung einer photographischen Aufnahme.

2. Kamera nach Anspruch 1, bei welcher die Einstellvorrichtung einen Drehkopf (42) aufweist, der an der Frontseite der Kamera angeordnet ist und sich um eine Achse (46) dreht, die senkrecht zu einer Linie verläuft, welche sich von dem Konvergenzpunkt der Lichtstrahlen durch die optische Hauptachse der Filmbelichtungslinse erstreckt.

3. Kamera nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welcher zwei Lichtquellen (64, 66) vorgesehen sind, die an der Kamera montiert und nicht durch die Einstellvorrichtung einstellbar sind.

4. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein Belichtungsblitzgerät (38, 40) aufweist, das an der Vorderseite der Kamera montiert ist, wobei das Blitzlicht bezüglich der Dauer der Beleuchtung einstellbar ist, basierend auf dem Gegenstandsabstand und der relativen Blendenöffnung der Filmbelichtungslinse in Aufnahmestellung.

5. Kamera nach Anspruch 4, bei welcher das Blitzgerät zwei Blitzleuchten (38, 40) aufweist, wobei die Filmbelichtungslinse zwischen den Blitzleuchten angeordnet ist.

6. Kamera nach den Ansprüchen 4 oder 5, bei Abhängigkeit von Anspruch 2, bei welcher das Belichtungslicht durch Einstellung des Drehkopfes bezüglich der Dauer der Blitzbeleuchtung einstellbar ist.

7. Kamera nach Anspruch 5 mit einem manuellen Schalter zur Steuerung der Zahl von Blitzbelichtungsleuchten, die während der Bildaufnahme der Kamera aktiviert werden.