DE3621542C2 - - Google Patents

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Keiji Tokio/Tokyo Jp Ohtaka
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G02B7/343Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using light beam separating prisms

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 14.
Bei einer derartigen Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs, wie sie in der DE 34 27 812 A1 gezeigt ist und um im folgenden in Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert werden soll, kann beispielsweise bei einäugigen Spiegelreflexkameras verwendet werden und dient dazu, auf der Grundlage von Lichtstrahlen aus zwei verschiedenen Bereichen der Pupille des Objektivs zwei sekundäre Objektbilder zu erzeugen und den Scharfeinstellungszustand des Objektivs aus der relativen Lagebeziehung zwischen den sekundären Objektbildern zu ermitteln.
In Fig. 1 sind die Oberfläche eines zu photographierenden Objektes O, ein Objektiv 1 einer nicht gezeigten einäugigen Spiegelreflexkamera, eine Feldlinse 3, die in der Nähe der festgelegten Bildebene 2 des Objektivs 1 (der Brennebene in der Kamera) vorgesehen ist, Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5, die aus symmetrisch und die optische Achse L des Objektivs 1 herum angeordnete Einzellinsen bestehen und der Abbildung von zwei sekundären Objektbildern auf der Basis von zwei Lichtstrahlen dienen, die durch verschiedene Bereiche 1 a und 1 b der Pupille des Objektivs 1 hindurchgehen, und eine Sensorvorrichtung 6 und 7 in Form von Elementzeilen aus zeilenförmig angeordneten photoelektrischen Wandlerelementen hergestellt, auf denen die sekundären Objektbilder abgebildet werden und die Signale entspechend der relativen Lage der sekundären Objektbilder liefern. Die Elementzeilen 6 und 7 bestehen beispielsweise aus CCD (Ladungskopplungsvorrichtung). Die lichtempfangenden Oberflächen der Elementzeilen 6 und 7 sind auf oder vor oder hinter einer mit der festgelegten Bildebene 2 konjugierten Ebene angeordnet. In der Nähe der Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 ist eine Blende 8 vorgesehen. Die Feldlinse 3 bildet die Öffnungsbereiche 8 a und 8 b der Blende 8 auf den verschiedenen Bereichen 1 a und 1 b der Pupille des Objektivs 1 ab. Wenn bei einer solchen Vorrichtung das Objektiv 1 gemäß Fig. 1 nach links bewegt wird, um den sogenannten Naheinstellungszustand herbeizuführen, weichen die Objektbilder der Oberfläche des zu photographierenden Objekts O, die auf den lichtempfangenden Oberflächen der einzelnen Elementzeilen 6 und 7 aus photoelektrischen Wandlerelementen durch die Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 abgebildet werden, in den Richtungen der dargestellten Pfeile voneinander ab, und auf diese Weise werden der Naheinstellungszustand und sein Betrag durch die Veränderung im Ausgangssignal der Elementzeilen 6 und 7 aus photoelektrischen Wandlerelementen, das der relativen Abweichungen der erwähnten Bilder entspricht, ermittelt. Auch im Falle des Ferneinstellungszustands weichen die jeweiligen Bilder ab, und zwar in den Richtungen, die zu den Richtungen im Falle des Naheinstellungszustands entgegengesetzt sind, und infolgedessen werden der Ferneinstellungszustand und sein Betrag ermittelt.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs bestehen die Sekundär-Abbildungssysteme aus symmetrisch zur optischen Achse angeordneten Einzellinsen. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Bildaufspaltung durch Prismen, beispielsweise Keilprismen, zu erzielen.
Es hat sich gezeigt, daß bei der Ermittlung des Scharfeinstellungszustandes mittels der Vorrichtung gemäß der DE 34 27 812 A1 gewisse Ungenauigkeiten auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs mit einer hohen Genauigkeit bei der Ermittlung des Scharfeinstellzustandes zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 14 gelöst.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Ungenauigkeiten in dem Scharfeinstellungszustand durch Lagefehler der sekundären Objektbilder entstehen, die bei der Bildaufspaltung mittels der Linsen oder der Prismen auftreten und im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden sollen.
Die Bauteile in Fig. 2 sind entsprechend den gleichartigen, in Fig. 1 gezeigten Bauteilen bezeichnet; darüberhinaus sei O 1 der Schnittpunkt zwischen der optischen Achse L und der Oberfläche O eines zu photographierenden Objektes O und O 2 ist ein außeraxialer Punkt. Ein Lichtstrahl, der von dem Punkt O 1 ausgestrahlt wird, wird durch die Wirkung der Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 auf den Elementzeilen 6 und 7 aus photoelektrischen Wandlerelementen abgebildet, wobei P 1 und Q 1 die Punkte sind, an denen der Lichtstrahl abgebildet wird.
Wenn nun der Lichtstrahl betrachtet wird, der von dem außeraxialen Punkt O 2 ausgestrahlt wird, so wird dieser Lichtstrahl, der im Gesichtswinkel liegt, einmal auf oder in der Nähe einer festgelegten Bildebene 2 abgebildet, wonach er durch die Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 ebenfalls auf den Elementzeilen 6 und 7 aus photoelektrischen Wandlerelementen abgebildet wird. P 2 und Q 2 sind die Punkte, an denen dieser Lichtstrahl nochmals abgebildet wird. Der Abstand Z 1 zwischen den Punkten P 1 und P 2 und der Abstand Z 2 zwischen den Punkten Q 1 und Q 2 entsprechen einem Bild einer die Punkte O 1 und O 2 verbindenden Strecke und müssen infolgedessen einander gleich sein, jedoch ist festgestellt worden, daß sie einander nicht gleich sind, was auf die Abbildungsfehler der Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 zurückzuführen ist. Selbst im Falle eines Objekts mit demselben Objektabstand tritt die Schwierigkeit auf, daß die Ermittlung des Scharfeinstellungszustands des Objektivs im mittleren Bereich des Entfernungsmeßfeldes einerseits und in dessen Randbereich andererseits nicht übereinstimmt. Folglich wird die Genauigkeit vermindert, weil die Signalverarbeitung trotz der mangelnden Übereinstimmung zwischen dem mittleren Bereich und dem Randbereich durchgeführt wird.
Abgesehen davon ist einzusehen, daß die Bildlage in Abhängigkeit von der Wellenlänge verschieden ist und eine in Fig. 3 gezeigte Z 3 auftritt, wenn die chromatische Aberration der Sekundär-Abbildungssysteme 4 und 5 nicht gut korrigiert wird. Infolgedessen ist die Ermittlung des Scharfeinstellungszustands des Objektivs in Abhängigkeit vom Farbton des zu photographieren Objekts verschieden, wodurch eine Verminderung der Genauigkeit der Scharfeinstellung verursacht werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs sind unabhängig davon, ob die Trennung bzw. Aufspaltung der sekundären Objektbilder mittels mehrerer Einzellinsen oder mittels Prismen erfolgt, zusätzlich weitere Brechungsflächen zur Verringerung von Bildfehlern der sekundären Objektbilder vorgesehen, die die das jeweilige sekundäre Objektbild erzeugenden Lichtstrahlen in Abtastrichtung des zugeordneten Zeilensensors brechen und symmetrisch bezüglich der optischen Achse angeordnet sind. Der Neigungswinkel R der Brechungsflächen relativ zu einer senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Ebene liegt dabei jeweils im Bereich von
2° < | R | < 10°.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellzustandes eines Objektivs sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 5 erläutert die Beziehung zwischen dem Prismenwinkel und der zu korrigierenden Größe.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 erläutert die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel, dem Betrag der Exzentrizität und der zu korrigierenden Größe.
Fig. 8, 9 und 10 sind Querschnittsansichten der wesentlichen Teile weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung der in Fig. 10 gezeigten Elemente.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 4 sind die Oberfläche eines zu photographierenden Objektes O, ein Objektiv 11 einer einäugigen Spiegelreflexkamera, eine Bildebene 12 des Objektivs 11 und eine Feldlinse 13 dargestellt, die auf oder in der Nähe der festgelegten Bildebene 12 angeordnet ist, wobei ihre optische Achse L mit der optischen Achse des Objektivs 11 übereinstimmt. Sekundär-Abbildungssysteme 14 und 15 weisen die Form von Linsen auf, deren Seiten abgeschnitten sind und die miteinander verbunden und in einem Stück aus Kunststoff gebildet sind. Die Vorderflächen der Sekundär-Abbildungssysteme 14 und 15 sind sphärische Oberflächen 14 a und 15 a, und ihre Hinterflächen sind geneigte ebene Brechungsflächen 14 b und 15 b, die die Gestalt eines Tales bilden. Die Neigungen der rückseitigen Brechungs­ flächen 14 b und 15 b werden in bezug auf eine Richtung bestimmt, die zu der Anordnungsrichtung (der Bildabtastrichtung) der photoelektrischen Wandlerelemente der Elementzeilen bzw. des Zeilensensors 16 und 17 parallel ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Elementzeilen zwei serielle Zeilen, jedoch können die Elementzeilen alternativ zwei Flächen einer einzigen Elementzeile sein.
Eine Blende 18 mit zwei Öffnungen ist unmittelbar vor den Sekundär-Abbildungssystemen 14 und 15 angeordnet, und die Mitten der zwei Öffnungen der Blende 18 stimmen mit den optischen Achsen der Sekundär-Abbildungssysteme 14 bzw. 15 überein.
Die geneigten ebenen Brechungsflächen 14 b und 15 b sind bezüglich der optischen Achse L symmetrisch, und ihr Neigungswinkel wird im folgenden bestimmt.
Fig. 5(A) ist eine graphische Darstellung, in der auf der Abszisse der Prismenwinkel und auf der Ordinate die Differenz Z 1-Z 2 zwischen den Bildlagen dargestellt ist, und Fig. 5(B) ist eine graphische Darstellung, in der auf der Abszisse der Prismenwinkel und auf der Ordinate die durch die Wellenlänge verursachte Differenz 2 · Z 3 zwischen den Bildlagen darstellt. Die Richtung, in der der Prismenwinkel negativ ist, sei die Richtung, in der die verschiedenen zu eliminierenden Beträge positiv sind. Ferner ist die Empfindlichkeit gegenüber einer Veränderung höher, wenn die Sekundär-Abbildungssysteme kürzer sind. Fig. 5(A) und Fig. 5(B) sind Figuren, bei denen die Brennweite der Sekundär-Abbildungssysteme auf f = 1 normiert ist und als ihre Dicke 1,046 gewählt ist.
Wie aus diesen graphischen Darstellungen ersichtlich ist, gibt es einen Prismenwinkel, der Z 1-Z 2 zu Null macht, und einen Prismenwinkel, der 2 Z 3 zu Null macht, jedoch stimmen die Werte dieser zwei Prismenwinkel nicht miteinander überein, und infolgedessen kann beispielsweise ein Mittelwert gewählt werden, bei dem die Eliminierung der Differenz Z 1-Z 2 gewichtet ist.
Nachstehend ist ein Beispiel für die numerischen Werte der in Fig. 4 gezeigten Sekundär-Abbildungssysteme angegeben. In Tabelle 1 gilt der Wert R 1 für die Flächen 14 a und 15 a, und der Wert R 2 für die Flächen 14 b und 15 b. R bedeutet den Krümmungsradius, D bedeutet die Dicke der Linse, Nd bedeutet den Brechungsindex für die d-Linie, und ν d bedeutet die Abbesche Zahl.
Tabelle 1
Der Abstand zwischen den Mitten der Öffnung der Maske 18 und der Abstand zwischen den Mitten der zwei optischen Achsen der Sekundär-Abbildungssysteme 14 und 15 betragen beide 0,247. Das Material der Sekundär-Abbildungssysteme ist Acryl, und ihre Bildvergrößerung beträgt 0,35.
Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau ist Z 1-Z 2 auf Z 1-Z 2=-0,32 µm (entsprechend der Höhe von 2 mm auf der festgelegten Bildebene) und 2 Z 3 auf 2 Z 3=+0,63 µm (die Differenz zwischen d-Linie und g-Linie) herabgesetzt worden.
Ferner ist es erwünscht, daß die Sekundär-Abbildungssysteme unter Berücksichtigung der folgenden Bedingungen mit einer als Prisma wirksamen Brechungsfläche versehen werden:
f/3 < d < N · f · (b + 1) (1)
2° < | R | <10° (2)
worin d die Dicke der Sekundär-Abbildungssysteme (die Länge auf der optischen Achse), f ihre Brennweite, N den Brechungsindex des Mediums, β den Absolutwert der Bildvergrößerung und R den Neigungswinkel (den Prismenwinkel) bedeutet, den die Brechungsfläche bezüglich einer zu der optischen Achse senkrechten Ebene bildet.
Nachstehend wird die Bedeutung der Extremwerte der vorstehenden Bedingungen (1) und (2) beschrieben.
Bedingung (1) schreibt die Dicke der Sekundär-Abbildungssysteme vor, und ihre Obergrenze wird so festgelegt, daß die Sekundärbildebene hinter den Sekundär-Abbildungssystemen liegt. Wenn die Dicke d andererseits so klein gewählt wird, daß sie die Untergrenze dieser Bedingung unterschreitet, und die als Linse wirksame Oberfläche nahe an die als Prisma wirksame Oberfläche herankommt, entfernt sich der Schnittpunkt zwischen den zwei nachstehend zu beschreibenden geraden Linie weiter vom Nullpunkt, und eine gute Korrektur der verschiedenen Beträge Z 1-Z 2 und Z 3, deren Probleme vorstehend dargelegt worden sind, wird unmöglich.
Andererseits schreibt Bedingung (2) den Neigungswinkel R vor, und wenn seine Untergrenze unterschritten wird, kann die Korrekturwirkung der verschiedenen Beträge nicht in ausreichendem Maße erreicht werden. Wenn andererseits die Obergrenze dieser Bedingung überschritten wird, wird es, wenn auf einen bestimmten Punkt in der Primärbildebene im Entfernungsmeßfeld geachtet wird, schwierig, die Formen der zwei Punkte in der Sekundärbildebene, die diesem Punkt entsprechend und die durch Abbildungsfehler beeinflußt worden sind, miteinander identisch zu machen.
Fig. 6 zeigt die wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform. In Fig. 6 sind Sekundär-Abbildungssysteme 24 a und 25 a, ihre sphärischen Oberflächen 24 a und 25 a und ihre geneigten ebenen Brechungsflächen, 24 b und 25 b dargestellt, die mit der optischen Achse L als Symmetrieachse eine kegelförmige Gestalt bilden. Die anderen am Aufbau beteiligten Bauteile sind den Bauteilen in der Ausführungsform von Fig. 4 ähnlich, jedoch sind die optischen Achsen 24 L und 25 L der Sekundär-Abbildungssysteme 24 und 25 im Fall der vorliegenden Ausführungsform so angeordnet, daß sie bezüglich der Lage der Mitten 18′ und 18″ der Öffnungen einer mit zwei Öffnungen versehenen Maske 18 nach außen abweichen. Dadurch kann eine Wirkung erzielt werden, die der Wirkung, die durch die Neigung der einzelnen Sekundär-Abbildungssysteme längs der Bögen der sphärischen Oberfläche 24 a und 25 a der Linsen erzielt wird, ähnlich ist, wobei diese Wirkung mit der Prismenwirkung der geneigten ebenen Brechungsflächen 24 b und 25 b zusammenwirkt.
Der Betrag der Exzentrizität der Sekundär-Abbildungssysteme und der Neigungswinkel der ebenen Brechungsflächen werden folgendermaßen festgelegt.
In Fig. 7 ist auf der Ordinate der Neigungswinkel (Prismenwinkel) der ebenen Brechungsflächen und auf der Abszisse der Betrag der Exzentrizität der Sekundär-Abbildungssysteme dargestellt, wobei die Linie A die Bedingung Z 3=0 und die Linie B die Bedingung Z 1-Z 2=0 erfüllt. Der Schnittpunkt zwischen den zwei Linien A und B ist die optimale Lösung, und die nachstehend beschriebenen numerischen Werte sind Werte, die in der Nähe dieser Lösung liegen. Wenn der Prismenwinkel flacher als dieser Wert ist oder wenn der Betrag der Exzentrizität der Sekundär-Abbildungssysteme größer als dieser Wert ist, werden die verschiedenen zu eliminierenden Beträge positiv, und im umgekehrten Falle werden die verschiedenen zu eliminierenden Beträge negativ. Die Lösung kommt dem Nullpunkt näher, und die Toleranz wird geringer, während die Länge der Sekundär-Abbildungssysteme größer wird.
R, d, Nd, ν d, das Material und die Bildvergrößerung der Sekundär-Abbildungssysteme von Fig. 6 und der Abstand zwischen den Mitten der zwei Öffnungen der mit Öffnungen versehenen Maske 18 sind dieselben wie die in Tabelle 1 gezeigten, jedoch beträgt der Abstand zwischen den optischen Achsen der Sekundär-Abbildungssysteme 0,322 mm, und die ebenen Brechungsflächen 24 b und 25 b sind bezüglich einer zu den optischen Achsen senkrechten Ebene um 6° nach außen geneigt.
Der Wert Z 1-Z 2 ist auf Z 1-Z 2=-0,084 µm und der Wert Z 3 auf Z 3=+0,042 µm herabgesetzt.
Fig. 8 zeigt die wesentlichen Teile einer dritten Ausführungsform. Die anderen Teile dieser Ausführungsform haben einen ähnlichen Aufbau wie die Teile in der Ausführungsform von Fig. 4. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Brechungsflächen (Prismenoberflächen) 34 b und 35 b und die sphärischen Linsenflächen 34 a und 35 a (Sammel­ linsenoberflächen) der Sekundär-Abbildungssysteme 24 und 25 umgekehrt angeordnet, und eine mit zwei Öffnungen versehene Maske 18 ist den sphärischen Oberflächen 34 a und 35 a benachbart angeordnet. Dementsprechend gibt es keine Einschränkung für die Reihenfolge der sphärischen Oberflächen und der ebenen Brechungsflächen.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ein Ende einer stabartigen Linse als Prismenoberfläche ausgebildet, während in der vorliegenden Ausführungsform ein als Prisma wirksamer Bereich 46 von den Abbildungslinsen 44 und 45 getrennt ist und die Sekundär-Abbildungssysteme jeweils aus mehr als einer Einzellinse bestehen. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hatten die Sekundär-Abbildungssysteme eine Gestalt, bei der die Seiten von Linsen weggeschnitten und die Linsen miteinander verbunden waren. Dies ist ein Aufbau für die Einführung einer großen Lichtmenge. Wenn die Lichtmenge ausreicht, können auch Einzellinsen mit einem kleineren Durchmesser getrennt voneinander angeordnet werden.
Fig. 10 zeigt die wesentlichen Teile einer Ausführungsform, bei der die Trennung der sekundären Objektbilder mittels eines Doppelkeilprismas erfolgt. Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht dieser Ausführungsform. Es ist eine aus Bildtrennungsprismen 50 a und 50 b bestehende Strahlenteiler-Vorrichtung in Form eines Doppelkeilprismas vorgesehen, auf dessen gemäß Fig. 10 linker Seite sich wie in Fig. 4 ein nicht gezeigtes Objektiv und eine Feldlinse befinden. Die optische Achse eines Sekundär-Abbildungssystems 50 stimmt mit der optischen Achse L des nicht gezeigten Objektivs überein. Ebene Brechungsflächen 51 a und 51 b eines gleichseitigen Prismas, die den vorstehend beschriebenen ähnlich sind, sind in Richtungen geneigt, die zu den Anordnungen der Elementzeilen 52 a und 52 b aus photoelektrischen Wandlerelementen parallel sind. Diese Elementzeilen 52 a und 52 b aus photoelektrischen Wandlerelementen sind in Positionen für das Empfangen der sekundären Objektbilder, die durch die Wirkung des Doppelkeilprismas 50 senkrecht getrennt wurden, angeordnet. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform können die Differenz Z 1-Z 2 zwischen den Bildlagen und die auf die Wellenlänge zurückzuführende Abweichung zwischen den Bildlagen wieder durch die Wirkung der Brechungsflächen 51 a und 51 unterdrückt werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann in einer Vorrichtung, die eine Ermittlung bzw. Unterscheidung der Scharfeinstellung auf der Basis von Lageabweichungen zwischen mehreren sekundären Objektbildern bewirkt, unabhängig von der Objektlage im Ermittlungsgesichtfeld oder vom Farbton und mit einem bemerkenswert einfachen Aufbau eine äußerst genaue Ermittlung realisiert und ein kompakter Aufbau erreicht werden.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellungszustandes eines Objektivs, das ein primäres Objektbild erzeugt, mit
einer Feldlinse, die in oder nahe der Bildebene des Objektivs auf der optischen Achse angeordnet ist,
zwei optischen Sekundär-Abbildungssystemen, die jeweils symmetrisch um die optische Achse herum angeordnet sind und jeweils eines von zwei getrennten, gleichartigen sekundären Objektbildern erzeugen, und
einer Sensoreinrichtung, die für jedes der beiden sekundären Objektbilder einen Zeilensensor aufweist, auf dem das zugeordnete sekundäre Objektbild abbildbar ist, und die Signale entsprechend der relativen Lage der sekundären Objektbilder liefert,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Sekundär-Abbildungssysteme (14, 15; 24, 25; 34, 35; 44, 45, 46) zumindest eine sphärische Linsenfläche (14 a, 15 a; 24 a, 25 a; 34 a, 35 a) und eine geneigte ebene Brechungsfläche (14 b, 15 b; 24 b, 25 b; 34 b, 35 b) zur Verringerung von Bildfehlern des sekundären Objektbildes aufweist, die die das jeweilige sekundäre Objektbild erzeugenden Lichtstrahlen in Abtastrichtung des zugeordneten Zeilensensors (16, 17) bricht,
wobei die beiden ebenen Brechungsflächen (14 b, 15 b; 24 b, 25 b; 34 b, 35 b) symmetrisch bezüglich der optischen Achse (L) angeordnet sind und ihr Neigungswinkel R relativ zu einer senkrecht zur optischen Achse (L) verlaufenden Ebene jeweils im Bereich 2° < | R | < 10°liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Sekundär-Abbildungssystem von einer Einzellinse (14, 15; 24, 25; 34, 35) gebildet ist, deren optische Achse (24 L, 25 L) parallel zu der optischen Achse (L) des Objektivs (11) verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellinse eine Stablinse ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellinsen (14, 15; 24, 25; 34, 35) der optische Sekundär-Abbildungssysteme einstückig miteinander ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die objektseitige Oberfläche (14 a, 15 a; 24 a, 25 a) der Einzellinse (14, 15; 24, 25) sphärisch und die bildseitige Oberfläche (14 b, 15 b; 24 b, 25 b) der Einzellinse (14, 15; 24, 25) als ebene geneigte Brechungsfläche ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bildseitige Oberfläche (34 a, 35 a) der Einzellinse (34, 35) sphärisch und die objektseitige Oberfläche (34 b, 35 b) der Einzellinse (34, 35) als ebene geneigte Brechungsfläche ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellinse die Gleichung erfüllt: f/3 < d <N · f · (β + 1)wobei f die Brennweite der Einzellinse, d deren Dicke längs der optischen Achse, N deren Brechungsindex und β den Absolutwert der Abbildungsvergrößerung der Einzellinse bezeichnen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Sekundär-Abbildungssystem von mehreren Einzellinsen (44, 46; 45, 46) gebildet ist, deren optische Achsen parallel zu der optischen Achse (L) des Objektivs (11) verlaufen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich jeweils entsprechenden Linsen (44, 45) der optischen Sekundär-Abbildungssysteme einstückig miteinander ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der sphärischen Linsenfläche (14 a, 15 a; 24 a, 25 a; 34 a, 35 a) der Sekundär-Abbildungssysteme eine Blende (18) angeordnet ist, die für jedes der Sekundär-Abbildungssysteme eine Blendenöffnung aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte (18′, 18′′) jeder Blendenöffnung der Blende (18) gegenüber der optischen Achse (24 L, 25 L) des zugeordneten Sekundär-Abbildungssystems (24, 25) versetzt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brechungsflächen (14 b, 15 b) einen Trichter bilden, dessen Fußpunkt auf der optischen Achse (L) des Objektivs liegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brechungsflächen (24 b, 25 b; 34 b, 35 b) einen Kegel bilden, dessen Scheitelpunkt auf der optischen Achse (L) des Objektivs liegt.
14. Vorrichtung zur Ermittlung des Scharfeinstellungszustandes eines Objektivs, das ein primäres Objektbild erzeugt, mit
einer Feldlinse, die in oder nahe der Bildebene des Objektivs auf der optischen Achse angeordnet ist,
einem optischen Sekundär-Abbildungssystem, das eine koaxial zur optischen Achse angeordnete Abbildungslinse und eine Strahlenteiler-Vorrichtung aufweist, mittels der zwei Strahlenbündel erzeugbar sind, so daß das Sekundär-Abbildungssystem zwei getrennte, gleichzeitige sekundäre Objektbilder erzeugt, und
einer Sensoreinrichtung, die für jedes der beiden sekundären Objektbilder einen Zeilensensor aufweist, auf dem das zugeordnete sekundäre Objektbild abbildbar ist, und die Signale entsprechend der relativen Lage der sekundären Objektbilder liefert,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundär-Abbildungssystem zusätzlich zur Strahlenteiler-Vorrichtung (50) für den Strahlengang jedes der sekundären Objektbilder eine geneigte ebene Brechungsfläche (51 b, 51 c) zur Verringerung von Bildfehlern des sekundären Objektbildes aufweist, die die das jeweilige sekundäre Objektbild erzeugenden Lichtstrahlen in Abtastrichtung des zugeordneten Zeilensensors (52 a, 52 b) bricht,
wobei die beiden ebenen Brechungsflächen (51 b, 51 c) symmetrisch bezüglich der optischen Achse (L) angeordnet sind und ihr Neigungswinkel R relativ zu einer senkrecht zur optischen Achse (L) verlaufenden Ebene jeweils im Bereich von 2° < | R | < 10°liegt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die objektseitige Oberfläche (51 a) der Abbildungslinse (51) sphärisch und die bildseitige Oberfläche der Abbildungslinse in Form der zwei ebenen geneigten Brechungsflächen (51 b, 51 c) ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der sphärischen Linsenfläche (51 a) der Abbildungslinse (51) eine Blende (18) angeordnet ist, die für den Strahlengang jedes der sekundären Objektbilder eine Blendenöffnung aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brechungsflächen (51 b, 51 c) einen Trichter bilden, dessen Fußpunkt auf der optischen Achse (L) des Objektivs liegt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brechungsflächen einen Kegel bilden, dessen Scheitelpunkt auf der optischen Achse des Objektivs liegt.
DE19863621542 1985-06-28 1986-06-27 Vorrichtung zur ermittlung des scharfeinstellungszustands eines objektivs Granted DE3621542A1 (de)

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