DE60300693T2 - Objektiv mit Fokussierungsdetektor - Google Patents

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DE60300693T2
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Hiroshi Saitama-shi Nakamura
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmelinse und, genauer gesagt, eine Aufnahmelinse mit einem optischen Fokusbestimmungssystem, das Objektlicht aufteilt und zulässt, dass das aufgeteilte Licht in ein Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelement eintritt.
  • Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • Es sind verschiedene herkömmliche Verfahren zum Bestimmen eines Fokuszustands (nach vorn fokussiert, nach hinten fokussiert, genau fokussiert) einer Aufnahmelinse vorgeschlagen, die eine Vielzahl von Bildfangelementen mit unterschiedlichen optischen Pfadlängen verwenden (z. B. japanische Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 55-76312 und japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-60211). Beispielsweise sind für ein Bildfangelement zum (Ein-)Fangen von Videobildern (ein Videobild-Fangelement) zwei Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelemente im selben Bildaufnahmebereich jeweils bei einer Position, deren optische Pfadlänge länger, und bei einer Position, deren optische Pfadlänge kürzer als diejenige des Videobild-Fangelements ist, platziert. Dann werden gemäß Hochfrequenzkomponenten der von diesen Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelementen erhaltenen Bildsignale Fokusschätzungen für die jeweiligen Bildfangebenen der jeweiligen Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelemente berechnet und verglichen. Somit wird gemäß einem Vergleich zwischen den Fokusschätzungen der Fokuszustand der Bildfangebene des Videobild-Fangelements bestimmt, das heißt, ob er ein nach vorn fokussierter, ein nach hinten fokussierter oder ein genau fokussierter Zustand ist. Ein solches Fokuszustandsbestimmungsverfahren ist auf eine Fokusbestimmung für eine Autofokussierung etc. anwendbar.
  • Das Objektlicht für eine Fokuszustandsbestimmung kann durch Aufteilen des Objektlichts für eine Bildaufnahme erhalten werden, das durch die Aufnahmelinse läuft. In diesem Fall ist zusätzlich zu einem normalen optischen Bildaufnahmesystem ein optisches Fokuszustandsbestimmungssystem für die Aufnahmelinse gebildet. Die Aufnahmelinse bei einer solchen Konfiguration muss die Bildfangebene des Bildfangelements, das das Objektlicht zur Bildaufnahme aufnimmt, und die Bildfangebene des Bildfangelements, das Licht für eine Fokuszustandsbestimmung aufnimmt, bei Positionen platzieren, die konjugiert zueinander sind. Dies ist deshalb so, weil dann, wenn diese Bildfangebenen nicht bei Positionen sind, die (paarweise) verbunden sind, eine Autofokussierung auf eine derartige Weise arbeiten würde, dass sie auf das Bildfangelement für eine Fokuszustandsbestimmung fokussiert, mit dem Ergebnis, dass das aufgenommene Bild des Objekts immer außerhalb eines Fokus bzw. Brennpunkts ist, was ein Problem eines Verschlechterns einer Fokussiergenauigkeit verursacht.
  • Aus diesem Grund wird das Produkt herkömmlich mit der Bildfangebene des Bildfangelements für eine Fokuszustandsbestimmung versandt, die auf eine Position eingestellt ist, die mit der Bildfangebene des Bildfangelements für eine Bildaufnahme verbunden ist und die auf diese Position festgelegt ist.
  • Jedoch kann die Bildfangebene des Bildfangelements zur Bildaufnahme aufgrund von Umgebungsschwankungen bezüglich Temperatur und Feuchtigkeit etc. von der Position abweichen, die zur Zeit eines Versands vorbestimmt ist. In diesem Fall kann die Fokusposition auf der Bildaufnahmeseite durch Einstellen einer Verfolgung bzw. eines Nachlaufs durch einen herkömmlich verwendeten Mechanismus neu eingestellt werden, der eine Hauptlinse, etc. bewegt, wohingegen die Fokusposition auf der Fokuszustandsbestimmungsseite aufgrund des Fehlens eines Mechanismus zur Neueinstellung abgewichen bleibt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Umstände implementiert worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufnahmelinse zur Verfügung zu stellen, die auf einfache Weise das optische Fokuszustandsbestimmungssystem einstellen und eine genaue Fokuszustandsbestimmung durchführen kann.
  • Zum Erreichen der oben beschriebenen Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung, die im Anspruch 1 definiert ist, eine Aufnahmelinse, die folgendes aufweist: ein optisches Bildaufnahmesystem, das zulässt, dass Objektlicht in ein Bildfangelement für eine Bildaufnahme einer Kamera eintritt; ein optisches Fokusbestimmungssystem, das das Objektlicht aufteilt und zulässt, dass das aufgeteilte Licht in ein Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelement eintritt; eine optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung, die eine optische Länge des optischen Bildaufnahmesystems einstellt; und eine optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung, die eine optische Länge des optischen Fokusbestimmungssystems einstellt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es das Vorsehen der optischen Längeneinstellvorrichtung, die das optische Fokusbestimmungssystem zum Bestimmen eines Fokuszustands einstellt, zusätzlich zu der optischen Längeneinstellvorrichtung des optischen Bildaufnahmesystems, die jeweiligen optischen Längen separat einzustellen, und erleichtert Einstellungen zur Zeit eines Versands oder Neueinstellungen im Einsatz, wenn es aufgrund von Temperaturschwankungen, etc. Unterschiede bezüglich der Ausmaße einer Expansion/Kontraktion von beiden optischen Systemen gibt.
  • Vorzugsweise weist die Aufnahmelinse weiterhin eine Anzeigevorrichtung auf, die einen durch das optische Fokusbestimmungssystem bestimmten Fokuszustand anzeigt. Dies lässt zu, dass eine Einrichtung, die eine andere als das Bild des Objekts ist, den Fokuszustand anzeigt. Dies verbessert eine Bedienbarkeit im Vergleich mit einer herkömmlichen Bestimmung des Fokuszustands unter Verwendung des Bilds des Objekts.
  • Vorzugsweise weist die Aufnahmelinse weiterhin eine Kopplungsvorrichtung auf, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung auf eine derartige Weise koppelt, dass sie verriegelt miteinander arbeiten. Dies lässt zu, dass die Kopplungsvorrichtung nicht nur die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung des optischen Bildaufnahmesystems auf eine derartige Weise koppelt, dass sie verriegelt miteinander arbeiten, sondern auch, die zwei Vorrichtungen zu entkoppeln, stellt beide optische Längen separat in der Endstufe einer Herstellung ein oder stellt nur die optische Länge auf der Bildaufnahmeseite aufgrund von Herstellungsfehlern der Kamera ein, koppelt dann beide optische Längeneinstellvorrichtungen durch die Kopplungsvorrichtung, damit sie verriegelt miteinander arbeiten, und kann dadurch, wenn die Ausmaße an Expansion/Kontraktion von beiden optischen Systemen aufgrund von Temperaturschwankungen, etc. dieselben sind, nur durch eine Einstellung durch den Anwender der optischen Länge des optischen Bildaufnahmesystems Neueinstellungen durchführen, wodurch in Verbindung damit die optische Länge des optischen Fokusbestimmungssystems auch eingestellt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Art dieser Erfindung, sowie andere Aufgaben und Vorteile davon, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden, wobei gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile in allen Figuren bezeichnen, und wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration eines Fernsehkamerasystems zeigt, das eine Aufnahmelinse gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 2 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration eines Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangabschnitts zeigt;
  • 3 Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelemente A, B und C auf derselben optischen Achse darstellt;
  • 4 eine Seitenansicht ist, die ein Aussehen des Objektivtubus der Aufnahmelinse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 eine vergrößerte Ansicht von Schlüsselkomponenten ist, die eine Konfiguration des Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus zeigen;
  • 6 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht ist, die die Konfiguration der optischen Fokusbestimmungs-Längeneinstelleinrichtung zeigt;
  • 7 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die eine Konfiguration eines weiteren Ausführungsbeispiels des Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus zeigt;
  • 8(a) und 8(b) perspektivische Ansichten sind, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kopplungsvorrichtung zeigen, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung koppelt;
  • 9 ein Beispiel einer Anzeige zeigt, die einen Fokuszustand anzeigt; und
  • 10 ein weiteres Beispiel der Anzeigevorrichtung zeigt, die einen Fokuszustand anzeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nun werden nachfolgend Ausführungsbeispiele einer Aufnahmelinse gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erklärt werden.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fernsehkamerasystems zeigt, das eine Aufnahmelinse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung verwendet. Das in 1 gezeigte Fernsehkamerasystem weist einen Kamerakörper 10 und eine austauschbare Aufnahmelinse 12, etc. auf. Der Kamerakörper 10 enthält ein Bildfangelement (Videobild-Fangelement), um Videobilder für das Fernsehen einzufangen, Videosignale in einem vorbestimmten Format auszugeben oder in einem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen, und erforderliche Schaltungen, etc.
  • Die Aufnahmelinse 12 ist demontierbar an der Vorderseite des Kamerakörpers 10 angebracht und, wie es öffentlich bekannt ist, das optische Bildaufnahmesystem 12A der Aufnahmelinse 12 ist beginnend bei der Seiten des vorderen Endes aufgebaut aus einer festen Fokuslinse F', einer beweglichen Fokuslinse F, einer Zoomlinse Z, die aus einem System variabler Energie und einem Korrektursystem hergestellt ist, einer Irisblende I, einer Relaislinse (einem optischen Relaissystem), das aus einer vorderen Relaislinse R1 und einer hinteren Relaislinse R2 aufgebaut ist, etc. Die Konfiguration der Linsen in der Zeichnung ist vereinfacht, und eine Gruppe von Linsen, die aus einer Vielzahl von Linsen hergestellt sind, kann durch eine Linse dargestellt sein.
  • Weiterhin ist, wie es in 1 gezeigt ist, ein semitransparenter Spiegel 24 auf dem optischen Pfad des Objektlichts zwischen der vorderen Relaislinse R1 und der hinteren Relaislinse R2 des optischen Relaissystems platziert, welcher in Bezug auf die optische Achse O der Aufnahmelinse 12 um etwa 45 Grad geneigt ist und das Objektlicht (den Lichtfluss) in transmittiertes Licht und reflektiertes Licht aufteilt.
  • Von dem Objektlicht, das von der Seite des vorderen Endes der Aufnahmelinse 12 einfällt, geht das durch den semitransparenten Spiegel 24 gelaufene transmittierte Licht, das heißt das Video-Objektlicht, aus der Seite des hinteren Ends der Aufnahmelinse 12 heraus und tritt in den Bildfangabschnitt 22 des Kamerakörpers 10 ein. Der semitransparente Spiegel 24 kann auch wie ein semitransparentes Prisma geformt sein und ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt, wenn sie wenigstens eine Lichtaufteilungsvorrichtung ist. Die Konfiguration des Bildfangabschnitts 22 wird weggelassen werden, aber das Objektlicht, das auf den Bildfangabschnitt 22 einfällt, wird in drei Farben, nämlich Rot, Grün und Blau, durch beispielsweise ein optisches Farbseparationssystem getrennt, und die Lichter mit drei Farben treten in Bildfangebenen ihrer jeweiligen Bildfangelemente (Videobild- Fangelemente) für die drei Farben ein. Dies lässt zu, dass Fernseh-Farbvideobilder aufgenommen werden. Eine Fokusebene 22A ist auf der optischen Achse O der Aufnahmelinse 12 bei einer Position gezeigt, die optisch äquivalent zu der Position der Bildfangebene jedes Videobild-Fangelements ist.
  • Andererseits wird das Licht, das durch den semitransparenten Spiegel 24 reflektiert wird, das heißt das Objektlicht für eine Fokuszustandsbestimmung, zu einem Bildfangabschnitt 26 zur Fokuszustandsbestimmung durch das optische Fokusbestimmungssystem 12B entlang einer optischen Achse O' geführt, die im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse O der Aufnahmelinse 12 ist. Das Objektlicht ist im Wesentlichen paralleles Licht zwischen der vorderen Relaislinse R1 und der hinteren Relaislinse R2 und das durch den semitransparenten Spiegel 24 reflektierte Objektlicht läuft durch eine Relaislinse R3 zum Fokussieren von Licht mit einer Art, die ähnlich derjenigen der hinteren Relaislinse R2 ist, und tritt in den Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangabschnitt 26 ein. Hierin nachfolgend wird dann, wenn die optische Achse O und die optische Achse O' in Erklärungen besonders unterschieden werden, die optische Achse O als die optische Achse O des optischen Bildaufnahmesystems bezeichnet und wird die optische Achse O' als die optische Achse O' des optischen Fokusbestimmungssystems bezeichnet.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Bildfangabschnitts 26 zeigt. Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Bildfangabschnitt 26 aus drei Prismen P1, P2 und P3, die das optische Lichtaufteilungssystem bilden, und drei Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelementen (zweidimensionalen ladungsgekoppelten Vorrichtungen (CCDs)) A, B und C aufgebaut. Wie es oben beschrieben ist, tritt das Objektlicht, das durch den semitransparenten Spiegel 24 reflektiert wird und sich entlang der optischen Achse O' ausbreitet, in das erste Prisma P1 ein und wird dann durch eine Ebene 40 des semitransparenten Spiegels des ersten Prismas P1 in reflektiertes Licht und transmittiertes Licht aufgeteilt. Das reflektierte Licht davon tritt in die Bildfangebene des Bildfangelements C ein.
  • Andererseits tritt das durch die Ebene 40 des semitransparenten Spiegels transmittierte Licht in das zweite Prisma P2 ein und wird durch eine Ebene 42 des semitransparenten Spiegels des zweiten Prismas P2 in reflektiertes Licht und transmittiertes Licht aufgeteilt. Das reflektierte Licht davon tritt in das Bildfangelement B ein. Das durch die Ebene 42 des semitransparenten Spiegels transmittier te Licht läuft durch das dritte Prisma P3 und tritt in das Bildfangelement A ein. Das Objektlicht wird durch die Ebene 40 des semitransparenten Spiegels des ersten Prismas P1 und die Ebene 42 des semitransparenten Spiegels des zweiten Prismas P2 aufgeteilt, so dass die Mengen an Objektlicht, das auf die Bildfangelemente A, B und C einfällt, gleich sind. Das optische Lichtaufteilungssystem, das das Objektlicht in die Bildfangelemente A, B und C aufteilt, ist nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt, die die Prismen P1 bis P3 verwendet. Die Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelemente A, B und C können bei diesem Ausführungsbeispiel CCDs zum Fangen von monochromen Bildern sein.
  • Wenn die optischen Achsen des Objektlichts, das auf die Bildfangelemente A, B und C einfällt, (d. h. die optischen Achsen von Bildfangelementen) auf derselben geraden Linie sind, wie es in 3 gezeigt ist, ist für das Objektlicht, das auf die Bildfangelemente A, B und C einfällt, die optische Pfadlänge des Bildfangelements C die kürzeste, ist die optische Pfadlänge des Bildfangelements B die längste und liegt die optische Pfadlänge des Bildfangelements A in der Mitte zwischen den optischen Pfadlängen der Bildfangelemente B und C. Das bedeutet, dass die Bildfangebenen der Bildfangelemente B und C vor und hinter der Bildfangebene des Bildfangelements A bei äquidistanten Positionen parallel platziert sind.
  • Die Bildfangebene des Bildfangelements A ist idealerweise mit der Fokusebene 22A (siehe 1) des Kamerakörpers 10 verbunden, so dass die optische Pfadlänge der Bildfangebene des Bildfangelements A und die optische Pfadlänge der Bildfangebene der Videobild-Fangelemente des Kamerakörpers 10 in Bezug zu dem Objektlicht, das durch die Aufnahmelinse 12 einfällt, gleich zueinander sind.
  • Das optische System bei der oben beschriebenen Konfiguration lässt zu, dass Bilder des Objektlichts, das durch die Aufnahmelinse 12 einfällt, durch die drei Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelemente A, B und C mit unterschiedlichen optischen Pfadlängen gefangen werden, die nahe Positionen platziert sind, die mit der Fokusebene 22A des Kamerakörpers 10 verbunden sind.
  • Dann wird ein Aufbau einer Autofokussiersteuerung gemäß einer Fokuszustandsbestimmung erklärt werden. Wie es in 1 gezeigt ist, werden Bildsignale, die durch die drei Bildfangelemente A, B und C des Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangabschnitts 26 gefangen sind, in einen Signalverarbeitungsabschnitt 28 genommen. Der Signalverarbeitungsabschnitt 28 findet die Position der Fokuslinse F (die Fokusposition), bei welcher der Fokuszustand der Aufnahmelinse 12 auf der Fokusebene 22A des Kamerakörpers 10 gemäß Hochfrequenzkomponenten der Bildsignale, die von den Bildfangelementen A, B und C erlangt werden, wie es später beschrieben werden wird, in einen genauen Fokus gelangt.
  • Dann gibt der Signalverarbeitungsabschnitt 28 ein Steuersignal zu einer Fokussiermotor-Antriebsschaltung 30 aus, um die Fokuslinse F anzuweisen, sich zur Fokusposition zu bewegen. Die Fokussiermotor-Antriebsschaltung 30 treibt einen Fokussiermotor, der nicht gezeigt ist, an, um die Fokuslinse F durch einen Energieübertragungsmechanismus 32, der aus Getrieben, etc. aufgebaut ist, zu bewegen und um die Fokuslinse F auf die Fokusposition einzustellen, die durch den Signalverarbeitungsabschnitt 28 spezifiziert ist. Eine Autofokussierung wird durch kontinuierliches Durchführen dieser Verarbeitung gesteuert.
  • Dann wird nachfolgend eine Fokuszustandsbestimmungsverarbeitung im Signalverarbeitungsabschnitt 28 erklärt werden. Die Bilder des durch die Bildfangelemente A, B und C aufgenommenen Objekts werden als Videosignale in einem vorbestimmten Format ausgegeben, in Fokusschätzsignale umgewandelt, die eine Bildschärfe (einen Bildkontrast) anzeigen und in eine CPU im Signalverarbeitungsabschnitt 28 eintreten. Die CPU bestimmt den aktuellen Fokuszustand der Aufnahmelinse 12 in Bezug auf die Fokusebene 22A des Kamerakörpers 10 gemäß den von den Bildfangelementen A, B und C erhaltenen Fokusschätzungen, wie es oben beschrieben ist.
  • Dann wird die Konfiguration eines Objektivtubus der oben beschriebenen Aufnahmelinse 12 erklärt werden. 4 ist eine Seitenansicht, die ein Aussehen des Objektivtubus der Aufnahmelinse 12 zeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Objektivtubus der Aufnahmelinse 12 beginnend mit der Seite des vorderen Endes mit einem Fokusring 100, einem Zoomring 102, einem Irisblendenring 104 und einem hinteren Flanscheinstellring 106 versehen, von welchen alle drehbar sind. Ein Drehen des Fokusrings 100 veranlasst, dass sich die Fokuslinse F in 1 entlang der optischen Achse O bewegt, und ein Drehen des Zoomrings 102 veranlasst, dass sich die Zoomlinse Z in 1 entlang der optischen Achse O bewegt. Wenn der Irisblendenring 104 gedreht wird, schließt/öffnet sich die Irisblende I in 1, und dann, wenn der hintere Flanscheinstellring 106, der ein Teil der in 5 gezeigten optischen Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C ist, gedreht wird, bewegt sich die hintere Relaislinse R2 in 1 entlang der optischen Achse O.
  • Weiterhin weist ein Objektivtubus 108 zwischen dem Irisblendenring 104 und dem hinteren Flanscheinstellring 106 einen Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 entlang der optischen Achse O' des optischen Fokuszustandsbestimmungssystems auf, welche senkrecht zur optischen Achse O des optischen Bildaufnahmesystems ist. Der Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 weist einen Bedienungsring 112 auf, der drehbar ist, um die optische Pfadlänge des Objektlichts für eine Fokuszustandsbestimmung auf die Bildfangebenen der jeweiligen Bildfangelemente A, B und C einzustellen.
  • Das bedeutet, dass ein Drehen des Bedienungsrings 112 zulässt, dass die Bildfangebene des Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelements A genau bei einer Position positioniert wird, die mit der Fokusebene 22A des in 1 gezeigten Kamerakörpers 10 verbunden ist. Der Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in Richtung nach unten platziert, wenn die Aufnahmelinse 12 im Kamerakörper 10 angebracht ist, kann aber in irgendeiner Richtung platziert sein.
  • 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Schlüsselkomponenten, die eine Konfiguration der optischen Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und des Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 zeigen. Wie es in 5 gezeigt ist, ist die hintere Relaislinse (Gruppe) R2, die in 1 gezeigt ist, an dem hinteren Ende des optischen Bildaufnahmesystems 12A (siehe 1) entlang der optischen Achse O platziert und ist der semitransparente Spiegel 24 davor platziert. Ein fester Zylinder 114 steht entlang der optischen Achse O' des Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 vor, wobei ein Körper mit dem Objektivtubus 108 gebildet wird, in welcher der semitransparente Spiegel 24 platziert ist.
  • Das optische Fokusbestimmungssystem 12B (siehe 1) ist im festen Zylinder 114 eingebaut. Die Relaislinse (Gruppe) R3 in 1, die ein Bild des Objektlichts zur Fokuszustandsbestimmung bildet, das durch den semitransparenten Spiegel 24 reflektiert wird, ist an der Basis des festen Zylinders 114 fixiert, und die in den 1 und 2 gezeigten Prismen P1 bis P3 und der Fokuszustandsbestimmungs- Bildfangabschnitt 26, der aus den Bildfangelementen A bis C gebildet ist, sind innerhalb eines Rahmens 116 gestützt und am Ende des Zylinders 114 auf eine derartige Weise platziert, dass sie entlang der optischen Achse O' beweglich sind.
  • Andererseits ist eine optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D in den festen Zylinder 114 eingebaut. Der oben beschriebene Bedienungsring 112 ist drehbar an dem festen Zylinder 114 angebracht, und ein äußerer Zylinder 118 ist auf eine derartige Weise angebracht, dass er einen Teil des Äußeren des Bedienungsrings 112 und das Ende des festen Zylinders 114 bedeckt. Der äußere Zylinder 118 ist an dem festen Zylinder 114 unter Verwendung von Schrauben (nicht gezeigt), etc. befestigt.
  • 6 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der optischen Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D. Wie es in 6 gezeigt ist, ist bei der optischen Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D ein Stift 120 an der Außenfläche des Rahmens 116 vorgesehen, der den Bildfangabschnitt 26 stützt, und eine gerade Nut 122 entlang der optischen Achse O', welche zulässt, dass der Stift 120 hindurch läuft, und welche den Stift 120 entlang der optischen Achse O' führt, ist im festen Zylinder 114 ausgebildet. Weiterhin ist eine Nutkurve 124 im Bedienungsring 112 ausgebildet, welche zulässt, dass der Stift 120 hindurch läuft, und welche den Stift 120 entlang der optischen Achse O' bewegt, wenn sich der Bedienungsring 112 dreht.
  • Wenn der Bedienungsring 112 gedreht wird, bewegt sich die Position, bei welcher die Nutkurve 124 die gerade Nut 112 schneidet, entlang der optischen Achse O', und bewegt sich der Stift 120 zusammen damit entlang der optischen Achse O'. Dies veranlasst, dass sich der Bildfangabschnitt 26 zusammen mit dem Rahmen 116 entlang der optischen Achse O' bewegt. Da die Position des Bildfangabschnitts 26 somit entlang der optischen Achse O' einstellbar ist, ist es möglich, die Bildfangebene des Bildfangelements A des Bildfangabschnitts 26 genau auf eine Position einzustellen, die mit der Fokusebene 22 des Kamerakörpers 10 verbunden ist.
  • Die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C des optischen Bildaufnahmesystems 12A ist auch aus mechanischen Teilen mit Strukturen gleich den in 6 gezeigten Strukturen aufgebaut.
  • Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist ein Kegelradgetriebeabschnitt 106A an einem Teil der Außenfläche des hinteren Flanscheinstellrings 106 ausgebildet. Weiterhin ist ein Kegelradgetriebe 141 in der Außenfläche des Bedienungsrings 112 auf eine derartige Weise eingebaut, dass es entlang der optischen Achse O' verschiebbar ist, um zuzulassen, dass das Kegelradgetriebe 141 gleitet, und ist mittels Schrauben 142 bei einer Position fixiert, um mit dem Kegelradgetriebeabschnitt 106A des hinteren Flanscheinstellrings 106 in Eingriff zu sein. Der Kegelradgetriebeabschnitt 106A, der an der Außenfläche des hinteren Flanscheinstellrings 106 ausgebildet ist, und das in der Außenfläche des Bedienungsrings 112 eingebaute Kegelradgetriebe 141 bilden eine Kupplungsvorrichtung 140, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D auf eine derartige Weise koppelt, dass sie verriegelt miteinander arbeiten. Ein Lösen der Schrauben 142 zum Freigeben des Eingriffs des Kegelradgetriebes 141 mit dem Kegelradgetriebeabschnitt 106A macht es möglich, den hinteren Flanscheinstellring 106 und den Bedienungsring 112 zu entkoppeln.
  • 7 zeigt eine Querschnittansicht, die das Äquivalent von 5 mit demselben äußeren Aussehen ist, in dem Fall, in welchem die Position der Relaislinse R3 einstellbar gemacht ist, anstelle eines Einstellens der Position des Bildfangabschnitts 26, und es ist möglich, denselben Effekt wie denjenigen beim Einstellen der Position des Bildfangabschnitts 26 durch Einstellen der Bildausbildungsposition des Objektlichts für eine Fokuszustandsbestimmung zu erreichen. Den Elementen mit Operationen identisch oder ähnlich zu denjenigen in 5 sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet und Erklärungen werden teilweise weggelassen werden.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, wird die Relaislinse R3 durch einen Rahmen 128 gestützt und ist auf eine derartige Weise platziert, um innerhalb des festen Zylinders 114 entlang der optischen Achse O' beweglich zu sein. Andererseits ist der Rahmen 116, der den Bildfangabschnitt 26 stützt, mittels Schrauben 132 auf eine vorbestimmte Position im festen Zylinder 114 festgelegt. In 7 ist der an dem Rahmen 116 des Bildfangabschnitts 26 angebrachte Stift 120 an einem Rahmen 128 der Relaislinse R3 bei diesem Ausführungsbeispiel angebracht. Daher bewegt sich dann, wenn der Bedienungsring 112 gedreht wird, der Stift 120 entlang der optischen Achse O' entlang der geraden Nut 122 des festen Zylinders 114, wenn sich die Nutkurve 124 des Bedienungsrings 112 bewegt, so dass sich die Relaislinse R3 entlang der optischen Achse O' zusammen mit dem Rahmen 128 bewegt.
  • Hier kann der oben beschriebene Bedienungsring 112 auch am Ende des Fokuszustandsbestimmungs-Tubusabschnitts 110 platziert sein, aber nicht bei der mittleren Position des Fokuszustandsbestimmungs-Tubusabschnitts 110, wie es oben beschreiben ist.
  • Die 8(a) und 8(b) sind perspektivische Ansichten, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kopplungsvorrichtung 140 zeigen, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D koppelt. 8(a) zeigt die Kopplungsvorrichtung 140 bei dem Prozess eines Zusammenbauens, und 8(b) zeigt die zusammengebaute Kopplungsvorrichtung 140. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, wie es in 8(b) gezeigt ist, der Tubusabschnitt des optischen Bildaufnahmesystems 12A und der feste Zylinder 114 des optischen Fokusbestimmungssystems 12B mit einem Paar von kleinen Kegelradgetrieben 145 versehen, die in Eingriff miteinander sind. Weiterhin sind Wellen 145A der kleinen Kegelradgetriebe 145 in kleine Stirnrädergetriebe 146 eingefügt, die durch Schrauben 147 fixiert sind. Eines dieser kleinen Stirnrädergetriebe 146 ist in Eingriff mit einem großen Stirnrädergetriebe 106B, das um das Äußere des hinteren Flanscheinstellrings 106 ausgebildet ist, und das andere Stirnrädergetriebe 146 steht in Eingriff mit einem großen Stirnrädergetriebe 112A, das um das Äußere des Bedienungsrings 112 ausgebildet ist, so dass die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D auf eine derartige Weise miteinander gekoppelt werden, um verriegelt miteinander zu arbeiten.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt ein Entfernen von einem oder beiden der zwei kleinen Stirnrädergetriebe 146 einen Zustand zur Verfügung, der in 8(a) gezeigt ist, wobei die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D entkoppelt sind.
  • Dann wird ein Beispiel der Prozedur für eine optische Einstellung des optischen Fokuszustandsbestimmungssystems 12B, das in dem oben beschriebenen Fokuszustandsbestimmungs-Objektivtubus 110 ausgebildet ist, erklärt werden.
  • Zuerst wird anstelle eines Verwendens der Information eines Fokuszustands, der bei dem Signalverarbeitungsabschnitt 28 in 1 für eine Autofokussierungssteuerung bestimmt ist, die Information auf einer vorbestimmten Anzeige angezeigt. Beispielsweise ist, wie es in 9 gezeigt ist, eine Anzeige 154 in einem Rahmenabschnitt 152 eines Suchers 150 platziert, welcher ein Bild zeigt, das durch das Videobild-Fangelement des Kamerakörpers 10 aufgenommen ist, und die Anzeige 154 zeigt den durch den Signalverarbeitungsabschnitt 28 bestimmten Fokuszustand an. Die Anzeige 154 weist einen rechteckigen Indikator 156 zum Anzeigen eines horizontalen Stabs 158 auf, und ein genau fokussierter Zustand wird angezeigt, wenn der horizontale Stab 158 in der Mitte des Indikators ist, und ein nach vorn fokussierter oder nach hinten fokussierter Zustand wird angezeigt, wenn der horizontale Stab 158 vom Zentrum nach oben oder nach unten versetzt ist. Je größer der Versatz des horizontalen Stabs 158 aus dem Zentrum heraus ist, um so größer ist das Ausmaß einer Verschiebung aus dem genau fokussierten Zustand.
  • Wenn ein Bild eines Objekts aufgenommen wird, dann wird der Fokusring 100 der Aufnahmelinse 12 manuell betätigt, so dass das Objekt in den Fokus gelangt. Ob das Objekt im Fokus ist oder nicht, wird gemäß dem durch das Videobild-Fangelement gefangenen Bild bestimmt. Dann wird der Bedienungsring 112 gedreht, so dass die Fokuszustandsanzeige den genau fokussierten Zustand anzeigt. Dies lässt zu, dass die Bildfangebene des Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelements A zu einer Position eingestellt wird, die konjugiert zu der Bildfangebene des Videobild-Fangelements (der Fokusebene 22A das Kamerakörpers 10) ist.
  • In diesem Fall werden die Schrauben 142 des Kegelradgetriebes 141 der Kopplungsvorrichtung 140 zum Koppeln des hinteren Flanscheinstellrings 106 und des Bedienungsrings 112 gelöst, so dass der Eingriff zwischen dem Kegelradgetriebe 141 und dem Kegelradgetriebeabschnitt 106A des hinteren Flanscheinstellrings 106 gelöst wird, und die oben beschriebene Einstellung wird durchgeführt. Nach der Einstellung wird das Kegelradgetriebe 141 wieder in Eingriff mit dem Kegelradgetriebeabschnitt 106A gebracht und durch die Schrauben 142 fixiert.
  • Somit werden bei der Einstellstufe der Aufnahmelinse 12 vor einem Versand die Schrauben 142 des Kegelradgetriebes 141 der Kopplungsvorrichtung 140 zum Koppeln der optischen Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und der optischen Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D gelöst, so dass der Verriegelungszustand freigegeben wird, und die jeweiligen optischen Längeneinstellvorrichtungen werden getrennt eingestellt. Nach der Einstellung kann der Verriegelungszustand gemäß der Situation oder dem Ort oder auf eine Anwenderanforderung hin gelöst bleiben, oder die Kopplungsvorrichtung 140 kann zu dem Verriegelungszustand geändert werden, und das Produkt kann mit der optischen Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und der optischen Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D auf eine derartige Weise gekoppelt versandt werden, um miteinander verriegelt zu arbeiten.
  • Dann wird eine weitere Art der Anzeigevorrichtung, die den durch das optische Fokusbestimmungssystem 12B bestimmten Fokuszustand anzeigt, gemäß 10 erklärt werden. Eine Licht emittierende Diode (LED) ist als Anzeigevorrichtung 160 an einem Rahmenabschnitt 152 des Suchers 150 angebracht, auf welchem ein durch das Bildfangelement für eine Bildaufnahme der Kamera 10 aufgenommenes Bild angezeigt wird, und ein durch den Signalverarbeitungsabschnitt 28 bestimmter Fokuszustand wird durch Blinken dieser LED angezeigt.
  • Verschiedene Konfigurationen können als das Verfahren zum Anzeigen des Fokuszustands angenommen werden, wie beispielsweise 1) eine Konfiguration zum Einschalten der LED nur bei einem genau fokussierten Zustand, 2) eine Konfiguration eines Unterscheidens des Fokuszustands durch konstantes Halten der LED in einem eingeschalteten Zustand bei einem genau fokussierten Zustand, durch Blinken der LED in kurzen Intervallen bei einem nach vorn fokussierten Zustand und durch Blinken der LED in langen Intervallen bei einem nach hinten fokussierten Zustand, 3) eine Konfiguration zum Vorsehen von drei LEDs mit unterschiedlichen Farben, um die nach vorn fokussierten, die nach hinten fokussierten und die genau fokussierten Zustände zu unterscheiden, und zum Einschalten der entsprechenden.
  • Es ist auch möglich, eine Vorrichtung vorzusehen, die dieselbe Funktion wie diejenige der Anzeigevorrichtung 160 zeigt, wie beispielsweise einen Lautsprecher, etc., um über den Fokuszustand durch Klang zu informieren, anstelle durch die Anzeigevorrichtung 160. Verschiedene Konfigurationen können als das Verfahren zum Informieren über den Fokuszustand durch Klang angenommen werden, wie beispielsweise 1) eine Konfiguration zum Erzeugen eines Signaltons nur bei einem genau fokussierten Zustand, 2) eine Konfiguration zum Unterscheiden des Fokuszustands durch Erzeugen eines Signals einer vorbestimmten Frequenz bei einem genau fokussierten Zustand, durch Erzeugen eines Signaltons einer höheren Frequenz bei einem nach vorn fokussierten Zustand und durch Erzeugen eines Signaltons einer niedrigeren Frequenz bei einem nach hinten fokussierten Zustand.
  • Die Ausführungsbeispiele der Aufnahmelinse gemäß der vorliegenden Erfindung sind so weit erklärt worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann auf verschiedene andere Arten implementiert sein.
  • Beispielsweise nimmt das oben beschriebene Ausführungsbeispiele die Konfiguration an, die die Kopplungsvorrichtung 140 enthält, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D auf eine derartige Weise koppelt, um verriegelt miteinander zu arbeiten, aber es ist auch möglich, eine Konfiguration ohne diese Kopplungsvorrichtung 140 anzunehmen. Dies ist deshalb so, weil sogar eine solche Aufnahmelinse beispiellose beachtliche Effekte erreichen kann. Beispielsweise ist es möglich, eine Konfiguration mit einer Kopplungsvorrichtung für ein hochwertiges Modell anzunehmen und eine weitere Konfiguration ohne die Kopplungsvorrichtung für eine Spezifikation desselben Modells mit niedrigem Preis anzunehmen.
  • Weiterhin nehmen die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele die Konfiguration unter Verwendung einer Getriebestruktur an, die Kegelradgetriebe für die Kopplungsvorrichtung 140 verwendet, die die optische Bildaufnahme-Längeneinstellvorrichtung 12C und die optische Fokusbestimmungs-Längeneinstellvorrichtung 12D koppelt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann auch verschiedene Mechanismen verwenden, die einen Reibübertragungsmechanismus, etc. verwenden.
  • Weiterhin sind die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele für den Fall beschrieben worden, in welchem der bestimmte Fokuszustand auf eine Autofokussierung angewendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf be schränkt, und der bestimmte Fokuszustand kann auch für andere Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise zum Anzeigen eines Fokuszustands.
  • Wie es oben beschrieben ist, stellt die vorliegende Erfindung die optische Längeneinstellvorrichtung des optischen Fokusbestimmungssystems zusätzlich zu der optischen Längeneinstellung des optischen Bildaufnahmesystems zur Verfügung, und es ist dadurch möglich, jeweilige optische Längen separat einzustellen und somit Einstellungen zu einer Zeit eines Versands oder Neueinstellungen im Einsatz zu erleichtern, wenn es aufgrund von Temperaturschwankungen, etc. Unterschiede bezüglich der Ausmaße einer Expansion/Kontraktion von beiden optischen Systemen gibt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Einrichtung zum Anzeigen eines Fokuszustands zur Verfügung, die eine andere als das Bild des Objekts ist. Dies verbessert eine Bedienbarkeit im Vergleich mit der herkömmlichen Art zum Bestimmen eines Fokuszustands unter Verwendung des Bilds des Objekts.
  • Die vorliegende Erfindung lässt zu, dass die Kupplungsvorrichtung nicht nur die optische Längeneinstellvorrichtung des optischen Bildaufnahmesystems und die optische Längeneinstellvorrichtung des optischen Fokusbestimmungssystems auf eine derartige Weise koppelt, um verriegelt miteinander zu arbeiten, sondern auch, die zwei Vorrichtungen zu entkoppeln, stellt beide optische Längen separat in der Endstufe einer Herstellung ein oder stellt nur die optische Länge auf der Bildaufnahmeseite aufgrund von Herstellungsfehlern der Kamera ein, koppelt dann beide optische Längeneinstellvorrichtungen durch die Kopplungsvorrichtung auf eine derartige Weise, um miteinander verriegelt zu arbeiten, und kann dadurch zulassen, dass der Anwender nur die optische Länge des optischen Bildaufnahmesystems einstellt, um auch die optische Länge des optischen Fokusbestimmungssystems einzustellen. Daher ist es möglich, einen Fall auf geeignete Weise zu handhaben, in welchem eine Expansion oder eine Kontraktion in der Aufnahmelinse aufgrund von Temperaturschwankungen auftritt.
  • Es sollte jedoch verstanden werden, dass es keine Absicht gibt, die Erfindung auf die offenbarten spezifischen Formen zu beschränken, sondern gegensätzlich dazu die Erfindung zum Abdecken aller Ausführungsbeispiele dient, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (3)

  1. Aufnahmelinse (12), die folgendes aufweist: ein optisches Bildaufnahmesystem (12A), das zulässt, dass Objektlicht in ein Bildfangelement (22A) zur Bildaufnahme einer Kamera (10) eintritt; ein optisches Fokusbestimmungssystem (12B), das das Objektlicht aufteilt und zulässt, dass das aufgeteilte Licht in ein Fokuszustandsbestimmungs-Bildfangelement (A, B, C) eintritt; eine optische Bildaufnahme-Pfadlängeneinstellvorrichtung (12C), die eine optische Pfadlänge des optischen Bildaufnahmesystems (12A) einstellt; und eine optische Fokusbestimmungs-Pfadlängeneinstellvorrichtung (12D), die eine optische Pfadlänge des optischen Fokusbestimmungssystems (12B) einstellt.
  2. Aufnahmelinse (12) nach Anspruch 1, die weiterhin eine Anzeigevorrichtung (156, 160) aufweist, die einen durch das optische Fokusbestimmungssystem (12B) bestimmten Fokuszustand anzeigt.
  3. Aufnahmelinse (12) nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin eine Kupplungsvorrichtung (140) aufweist, die die optische Bildaufnahme-Pfadlängeneinstellvorrichtung (12C) und die optische Fokusbestimmungs-Pfadlängeneinstellvorrichtung (12D) auf eine solche Weise koppelt, dass sie verriegelt miteinander arbeiten.
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