SE461619B - Anordning vid kameror utgoerande en sammansaettning av en fotokemisk och en elektronisk kamera - Google Patents

Description

461 619 2 kombinera en kamera av sedvanlig typ med en elektronisk kamera.

Härigenom kan man i varje ögonblick kontrollera det motiv, som befinner sig framför kameran med hjälp av den elektroniska kameran och även sända denna information för fjärrmanövrering.

När en bild tas med hjälp av det fotokemiska systemet kan sam- tidigt bildinnehället registreras elektroniskt. Från det senare materialet, vilket både kan analyseras och fjärröverföras elekt- roniskt inom en kort tídsrymd, kan man sedan ta ställning till hur den exponerade filmen skall behandlas: framkallas och kopie- ras omedelbart eller inom en viss tidsrymd eller eventuellt överhuvudtaget ej behandlas pä grund av att den elektråniska informationen visat att bildinnehället ej är intresserant. Även vid porträttfotografering är möjligheten att erhålla en elektronisk bild av stort värde emedan motivet ständigt ändras, så att den exponerade bilden kanske ej blir acceptabel. Genom kontroll av den elektroniska bilden kan man således undvika processing av oanvändbara bilder.

Inom rymdtekniken skulle kunna användas sådana sammansatta kameror, var-igenom man från rymdfarkoster skulle kunna erhålla en momentan fjärröverföring av innehållet i exponerade bilder med hjälp av den elektroniska kameran. Den fotokemiska bilden med sin högre upplösning kan sedan levereras genom upphämtning med en rymdskyttel eller efter rymdfarkostens landning för en behand- ling, som beslutas på grundval av informationen från den sam- tidigt registrerade elektroniska bilden.

En sådan möjlighet att framställa en sammansatt kamera kan vara att använda sig av enögda spegelreflexkameror och utnyttja sökarsystemet för upptagning av den elektroniska bilden. Detta skulle emellertid innebära att den elektroniska informationen erhölls endast fram till en viss tidsrymd före exponeringen av den fotokemiska bilden, således den tid som åtgår för uppfällning av spegeln och nedbländning av objektivet. Dessutom kan man ofta vid sådana system, där bemanning kan förekomma, önska utnyttja kamerans sökarsystem och härvid skulle således en optisk strål- delning vara nödvändig, vilket skulle göra att såväl sökarbilden 461 619 3 som den på CCD-elementet projicerade bilden minskar i ljusstyrka.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en sammansatt kamera för både fotokemisk och elektronisk bildfram- ställning, vid vilken nämnda nackdelar elimineras genom att de båda kamerasystemen kan arbeta separat, vart och ett enligt sina tekniska förutsättningar.

Uppfinningens ändamål uppnås genom att utföra anordningen med de i patentkrav 1 angivna kännetecknen. - På bifogade ritningar visas en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 1 visar därvid en frontvy av den sammansatta kameran och Fig. 2 en sidvy.

Fíg. 3 visar schematiskt strâlgången vid en viss typ av kamera.

Fíg. 4 visar det ljuskänsliga elementet vid den elektroniska kameran.

Fig. 5 visar schematiskt på samma sätt som Fig. 3 upp- finningens innebörd genom en strálgångsframställning och Fig. 6 visar som ett blockschema anordningens uppbyggnad.

Den sammansatta kameran enligt uppfinningen innefattar tvâ huvud- enheter, en enögd spegelreflexkamera för fotokemisk avbildning pá en film och betecknad med 1, samt en elektronisk kamera, betecknad med 2. Den förstnämnda kameran, som 5. det följande kallas fotokameran 1, består av ett kamerahus 3 med en uppfällbar spegel i stràlgången (visas ej) och ett objektiv 4, i motsatt läge till objektivet ett filmmagasín 5 och pà kamerans sida ett sökarsystem 6 med ett okular 7. Dessutom finns s k winder 8, vilken med hjälp av en elektrisk motor sörjer för fotokamerans 1 mekaniska funktioner: objektivstyrning, spegelrörelse och film- frammatning. Om kameran är avsedd för fjärrmanövrering kan magasins- och windersystemet vara utbyggt för automatiskt maga- sinsbyte exempelvis.

Anordningen vid en enögd spegelreflexkamera är välkänd och 461 619 4 behöver därför ej närmare beskrivas. Emellertid kan nämnas att strålgången vid exponering är rakt igenom objektivet och till ett filmplan, som befinner sig vid magasinets 5 anslutning till kamerahuset 3. Vid användning av sökaren går däremot strålgången i vinkel med hjälp av den nämnde uppfällbara spegeln och före- kommande fall i optiska anordningar i sökaren.

För att uppnå nämnda ändamål, att den elektroniska kameran ej influerar på fotokameran, är de båda kamerorna till sina huvud- funktioner skilda från varandra. Den elektroniska kameran 2 utgör sålunda en särskild enhet, som är fäst medelst ett fäste på sökaranordningen 6 och här-igenom på kamerahuset 3. Den elektro- niska kameran består av ett objektiv 10 och en enhet ll med den primära sensorelektroniken. Den senare innehåller nämnda CCD- element på var bildplan objektivet 10 kastar en bild. Som nämnts har båda kamerorna objektiv. Vid den högkvalitativa bild, som förutsättes fordras genom exponeringen i fotokameran, förutsättes även att dess objektiv är av sådant slag, att fokusering er- fordras. Den elektroniska kameran kan tänkas vara försedd med ett fixfokus objektiv, vilket har mindre skärpa än ett inställ- bart objektiv och fordrar en begränsad bländarstorlek för att djupskärpan skall bli acceptabel. Om man emellertid föredrar att förse även den elektroniska, kamera med ett inställbart objektiv kan detta för inställning mekaniskt kopplas till objektivetflt på fotokameran 1. Härigenom kan man synkronisera inställningen av de båda objektiven och använda den utrustning för focusering, som erfordras på fotokameran.

Sensor-elektroniken vid den elektroniska kameran måste arbeta inom ett visst ljusintervall. Därför erfordras i allmänhet en bländare på den elektroniska kamerans objektiv. Eftersom båda kamerorna arbetar med samma motiv kan även bländarinställningen vara synkroniserad för de båda kamerorna och därvid lämpligen genom en mekanisk koppling mellan de båda objektiven. Som framgår särskilt av fig. 1 är den elektroniska kameran 12 placerad med sin objektivaxel på ett visst avstånd från objektivaxeln för fotokamerans objektiv 4 och, såsom schematiskt visas i Fig. 3, uppkommer härigenom en parallax. Denna innebär att den bild 14, 461 619 som genom objektivet 4 kastas på kamerans bildplan 15 motsvarar ett visst upptagningsomràde 16. Den bild 18, som kastas pá den elektroniska kamerans 2 bildplan 19, vilket utgöres av ytan på CCD-elementet motsvarar ett annat upptagningsomràde 20, som är sidoförskjutet i förhållande till upptagningsomràdet 16. Denna sidoförskjutning uppkommer således genom skillnaden i placering i objektivaxlarna. Eftersom bildkanterna i Fig. 4 är parallella med kamerahusets 3 kanter och en förskjutning av den elektroniska kamerans objektivaxel i förhållande till fotokamerans objektiv- axel finns såväl i sidled som i höjdled i för-hållande till bildens ram uppkommer den motsvarande förskjutning, som den i Fig. 3 visade, i två riktningar om man orienterar sig efter bildkanterna.

Förskjutningen mellan upptagningsområdena 16 och 20, gör att dessa endast delvis täcker varandra och vissa delar av den bild, som upptages i fotokameran 1 kommer'ej att återfinnas pà den elektroniska representationen. Detta är således fallet när ej nägra särskilda åtgärder vidtagits och detta förhållande som visas i Fig. 3, kan sägas utgöra utgângsförhållandet för upp- finningen.

Förhållandet är tidigare känt genom fototekniken genom s k sökarparallax, vilken innebär att sökarbilden vid en sökare,'vars optiska axelöverskjutning i förhållande till objektivaxeln, ej överenstämmer med den exponerade bilden. Det är därvid känt att kompensera för denna parallax genom att vrida sökarens optiska axel, så att en överensstämmelse mellan den exponerade bilden och sökarbilden erhålles. Parallaxen blir större ju närmare objek- tivet befinner sig motivomràdet. Vid ett mycket långt bort beläget motiv "vid oändligheten“ är parallaxen försumbar medan den vid makrobilder är helt ödeläggande för möjligheten att bestämma bildutsnittet genom sökaren om någon parallaxutjämning ej företagits. Den nämnda vridningen av sökaren mäste därför ske i beroende av objektivets skärpinställning, vilken representerar motivomràdets avstånd från kameran. Vridningen är också beroende av brännvidden hos kameran och en längre brännvidd ger en mindre parallax än en kortare. Den nämnda vridningen av sökarobjektivet 461 619 6 önskar man dock undvika i föreliggande fall, emedan man vid en sådan får ett ytterligare mekaniskt system, vilket fordrar stor noggrannhet. Dessutom är det ej önskvärt att vrida den elektro- niska kameran på grund av dess elektriska anslutningar. Därför har genom uppfinningen framtagits en anordning, som framgår av det följande.

Om man betraktar Fig. 5, vilken år en schematisk bild av samma slag som Fig. 3, men visande anordningen enligt uppfinningen, finner man att den elektroniska kameran 2 här har en så- mycket större bildvinkel, att det uppfångade motivområdet, här betebknat 24, trots parallaxen täcker hela upptagningsområdet 25 för foto- kameran l. Därmed blir dock den elektroniska kamerans projicerade bild 26 på dess bildplan 27 större till sitt upptagningsomfång än den projicerade bilden 14 i fotokameran 1. För att kunna avgöra innehållet i bilden 14 måste man därför begränsa den projicarade bilden 26. ' Ytterligare enligt uppfinningen sker detta genom att i anord- ningen sker en begränsning av presentationen av signalerna från CCD-elementet; principen för detta framgår av Fig. 4. Innanför den med 30 betecknade ramen finns ett antal fotosensorer 31, vilka tillsammans utgör CCD-enheten. Den av fotosensorerna täckta ytan inom ramen 30 utgör den elektroniska kamerans' -tot-ala, möjliga bildområde, som representerar upptagningsområdet 24 enligt Fig. S. Genom ramen 32 visas den del av bilden, som motsvarar upptag-ningsområdet 25, således innehållet i fotokame- rans 1 bild 14. Var ramen 32 år placerad i förhållande till ramen är beroende av de båda kamerornas objektivförskjutning i förhållande till var-andra, motivavståndet, således det avstånd på vilket objektivets skärpa är inställd, och fotokamerans objektivbrännvid. Den senare bestämmer dessutom storleken av den yta, som ramen 32 skall begränsa. Vid längre brännvidd hos fotokamerans objektiv 4 i förhållande till den elektroniska kamerans objektiv blir den bild, som motsvarar upptagningsområdet 16, mindre än vid mindre skillnad mellan brännvidderna. Med andra ord skall vid ökande brânnvid hos objektivet 4 ytan innanför ramen 32 minskas medan ramens förskjutning i förhållande till 461 619 7 ramen 30 minskar. Vid samtidigt minskande brännvidd ökar omrâdet innanför ramen 32 och förskjutningen ökar också. För ett zoom- objektiv gäller förhållandet naturligtvis den inställda brännvid- den.

Eftersom den bild, vilken projiceras innanför ramen 30, alltid skall innehålla fulla bildinnehàllet hos fotokamerans bild 14 väljes bildvinkeln för den elektroniska kameran 2 sådan, att det uppnås vid alla förutsedda olika brännvidder hos de objektiv 4 för fotokameran som skall användas. u _ I Fig. 6 visas ett blockschema över anordningen. Fotokameran 1 liksom den elektroniska kameran 2 framgår här. Fotokamerans objektiv betecknas som förut med 4. Därjämte visas som ett block en beräkningsenhet 35, vilken förutsättes vara inbyggd i kamerahuset 3. Genom en ledning 36 inmatas till berâkningsenheten från fotokameran 1 information om brännvidden för det isatta objektivet 4 resp vid zoomobjektiv den inställda brännvidden. Via en ledning 37 inmatas en elektrisk signal representerande objek- tivets 4 skärpinställningsavstánd. Från den elektroniska kameran inmatas via en ledning 38 information om belysningsstyrkan för var och en av fotosensorerna 31.

Genom information om objektivets aktuella brännvidd och-om dess skärpinställning samt en inlagrad information om de båda kameror- nas objektivaxlars placering i förhållande till varandra kan en signal framräknas, som representerar ramens 32 placering inom det totala bildfältet innanför ramen 30 för vars belysning informa- tion erhålles genom ledningen 38. Med hjälp av förutnämnda signal kan man därmed i beräkningsenheten 35 den signal, som represente- rar den elektroniska kamerans bild, begränsas till de fotosen- sorer, som befinner sig innanför ramen 32. Via en ledning 42 kan den bilden representerande signalen föras till en lagringsenhet 43, vilken kan vara kombinerad med en sändningsenhet för sändning av en fjärrsignal via en kommunikationslinje 44, som kan vara trådlös.

Den signal, som representerar den till en del av CCD-elementet 461 619 8 begränsade bidraget kan expanderas på ett sådant sätt, att den ger en signal för en bild, som täcker en förutbestämd yta, näm- ligen ytan för en display 40, som via en ledning 41 är ansluten till beräkningsenheten 35, eller någon annan bildreproduktions- anordning såsom en skrivare.

Den nämnda expansionen av den begränsade signalen representerande fotosensorerna inom ramen 32 kan ske genom att signalen från varje fotosensor uppdelas i flera signalavsnitt, på sådant sätt, att signalavsnittet motsvarar det antal, som punktupplösningen hos displayen eller printern motsvarar. Alternativt kan signalen användas för reproduktion i den erhållna formen med bildomràdet antingen inramat eller friställt från ovidkommande partier.

I det föregående har beskrivits en utföringsform, där bildvinkeln för den elektroniska kameran täcker ett avbildningsområde, som är så stort, att alla de objektiv, för fotokameran l, som avses att användas tillsammans med den elektroniska kameran, ger en bild i fotokameran, som alltid rymmes inom den elektroniska kamerans bildområde. Om den elektroniska kameran på detta sätt skall inrymma såväl bilder från objektiv med mycket kort brännvidd och med mycket lång brännvidd på fotokameran och samtidigt tillåta parallaxförskjutningar inom området kommer en mycket liten del av CCD-elementets yta att utnyttjas vid objektiv med lång bränn- vidd. Härigenom blir upplösningen låg, emedan endast ett relativt fåtal sensorelement ínryms inom den utnyttjade bildramen 32. vid ett brett fält av brännvidder kan därför följande alternativa utföringsform vara lämplig: Objektivet på sensorkameran 2 är utbytbart liksom objektivet 4 på fotokameran 1. De båda respek- tive objektiven är sammanbyggda parvis och bildar en enhet.

Denna enhet kan därvid inrymma den nämnda mekaniska kopplingen mellan obj ektiven för avstànds- och bländarinställning. Vid byte av objektiv bytes hela enheten. Härigenom kan brånnvidden för den elektroniska kameran förändras i proportion till föränd- ringarna hos objektivet 4 vid utbyte. Det är då möjligt att utnyttja CCD-elementets yta i större utsträckning vid alla brännvidder. Om fotokameran år försedd med ett zoomobj ektiv är 461 619 9 vid det nämnda arrangemanget även den elektroniska kamerans objektiv ett zoomobjektiv. I Det är. önskvärt att ljusmätning' anordnas vid den sammansatta kameran för inställning av bländaren pà fotokameran för en företrädesvis samtidig inställning på den elektroniska kameran.

Vid kameror för den fotokemiska processen är det numera vanligt att de förses med ett särskilt ljusmätningssystem, som ofta har automatisk koppling för inställning av bländare eller slutartid eller båda. I föreliggande fall kan i kameran enligt uppfinningen den elektroniska kameran tjänstgöra som ljusmätningsenhet. Härvid utnyttjas signalerna fràn dess sensorelement. Dessa signaler föres till en enhet för inställning av fotokameran till korrekt ljusvärde, vilket innebär att bländare och slutartid anpassas till detta. Vid den nämnda sammankopplingen av de båda objek- tivens bländarinstållning kan man därvid få en återkoppling pà så sätt, att allt eftersom bländaren inställes ändras belysningen på den elektroniska kamerans sensorelement, varvid inställningen fortsätter till dess en korrekt belysning uppmätes vid den exponeringstid, som är förutsedd.

Vid arrangerande av den elektroniska kameran för sådan ljusmät- ning är det lämpligt att bestämma ett antal olika stora delytor av CCD-elementet för mätning. Härigenom kan man gá från genom- snittsmátning av hela bildytan över mera begränsade partier till en ren spotmätning över en mindre yta i bildens centrum. Den nämnda signalen, för förändring av ramens 32 storlek och läge kan därvid även användas för styrning av placeringen av den mätyta, som utväljes.

Vid användning av blixt och centralslutare tillsammans bestämmes exponeringsögonblicket för fotokameran av blixtmomentet medan slutaren arbetar så, att den öppnar något före blixtmomentet och stänger något efter det samma. I ett sådant fall är det lämpligt att låta registreringen av den momentana bild i den elektroniska kameran, som skall representera den exponerade fotokemiska bilden, styras av blixten och ej, såsom vid av andra ljuskällor än blixt belysta motiv, av slutarens arbete. Lämpligen är kameran 461 619 försedd med en automatisk omkoppling mellan dessa synkronise- ringssätt i beroende av om blixt användes eller icke.

Det är även möjligt att utföra den elektroniska kameran för autofokusinställning.

Fotokamerans l magasin 5 är vid många kameror utrustat för data inspegling, således exponering på filmen av vissa data såsom exponeringstidpunkt och även fotografiska värden. Ofta användes därvid en av en processor styrd ljusdisplay. Samma signaler, som användes för styrning av denna ljusdisplay kan användas för reproducering av motsvarande data på reproduktionen av den bild, som uppfångas med hjälp av den elektroniska kameran. Om man, såsom nämnts, använder sig av olika mätfält vid ljusmätningen kan symboler, som representerar dessa olika mätfält även inspeglas respektive registreras i den elektroniska kamerans bild och kan även presenteras i den optiska sökaren 6.

Såsom framgått av det föregående kan avsevärda fördelar uppnås genom den sammansatta kameran genom uppfinningen. Dess huvudupp- gifter blir därvid, att den kan ge en omedelbar reproduktion av en bild, som motsvarar den bild, som finns latent på den fotogra- fiska filmen, sá att dess vidare behandling kan bestämmas före framkallning och kopiering. Samtidigt är reproduktionen-lämplig att användas som sökarbild, som ger uppgifter om motivets till- stånd och förändringar. Detta har stort värde vid fjärrstyrd fotografering och även där fotograferingsförloppet behöver följas av andra personer än den, som sköter kameran.

Claims (4)

461 619 ll

1. Anordning vid kameror utgörande en sammansatt enhet av_flera kameror, k ä n n_e t e c k n a d' d ä r a v, att enheten samman- sättes av en kamera (1) för fotokemisk bildupptagning och försedd med ett objektiv (4) med ett bildupptagningsomráde, vilket motsvaras av den på kamerans bildplan projecerade bilden, och en elektronisk kamera med ett objektiv (10) vars optiska axel är förskjuten i förhållande till den optiska axeln för förutnämnda objektiv (4), så att bildupptagningsomràdet för den elektroniska kameran och därmed den på dess bildplan, vilket är uppbyggt av ett antal fotosensorelement, projicerade bilden har avvikande bíldinnehàll i förhållande till den förstnämnda kamerans genom den parallax, som sagda förskjutning ger upphov till, varvid en styranordning (35) är inrättad för behandling av den från den elektroniska kamerans (1) fotosensorelement erhållna elektriska signalen under styrning från givare, vilka avger signaler rep- resenterande tillståndet för den förstnämnda kamerans (1) objek- tiv (4) med avseende till brännvidd och avstàndsinställning, vilka faktorer bestämmer storleken av nämnmda parallax och av den yta, som den fotokemiska bilden motsvarar, och att därvid på den elektroniska kamerans bildplan utvälja de fotosensorelement, som ligger inom sagda bildområde och komponera en utgående signal för reproduktion och/eller lagring av en bild motsvarande den, som den förstnämnda kameran är inrättad att uppfànga pà sitt bild- plan.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att signalbehandlingsanordningen är inrättad att som en elektronisk sökarbild vidarebefordra sagda behandlade signal under ett tidsavsnitt och dels att kunna låsas till vidarebeford- ran för reproduktion och/eller lagring en bestämd bild motsvaran- de den på den förstnämnda kamerans bildplan exponerade bilden.

3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att làsningsmomentet för det andra arbetssättet för signalbehandlíngsanordníngen är anordnat att kunna växlas mellan slutarens exponeringsögonblick och ett blixtmoment vid användning av blixt.

4. Anordning enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att den elektroniska kameran, vilken är avsedd 461 619 12 att med ett enda objektiv arbeta tillsammans med ett antal objektívbrännvídder vid den förstnämnda kameran, varvid den elektroniska kamerans ebjektiv är 'anordnat med en sådan bíldvin- kel, att dess bildupptagningsomráde täcker hela bildupptagnings- omrâdet för samtliga de förutsedda objektiven för den förstnämnda kameran med hänsynstagande till sagda parallaxkompensation.