DE2952607C2

DE2952607C2 - Verfahren zur optischen Herstellung einer Einstellscheibe für eine Kamera

Info

Publication number: DE2952607C2
Application number: DE2952607A
Authority: DE
Inventors: Takashi Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 1999-12-29
Also published as: US4523807A; JPS5590931A; JPS633291B2; DE2952607A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur opti schen Herstellung einer Einstellscheibe für eine Kamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Als Einstellscheiben für Kameras sind seit langem Matt scheiben bekannt, das heißt mattierte Glasscheiben. Diese haben eine hohe Streuwirkung, die weitgehend wellen längenunabhängig ist. Nachteilig bei diesen herkömmlichen Mattscheiben ist jedoch, daß ihre Helligkeit, insbeson dere bei kleiner relativer Öffnung des Objektivs der Ka mera, gering ist. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist be reits vorgeschlagen worden, der Einstellscheibe eine Oberflächenstruktur in Form einer Fliegenaugenlinse bzw. Facettenlinse zu geben. Dabei sollten jedoch die einzel nen Mikrolinsen sehr kleine Durchmesser in der Größen ordnung von 10 µm oder weniger haben, damit der Moir´ streifenbildung vorgebeugt ist. Die Herstellung von Ein stellscheiben mit derart kleinen Mikrolinsen macht jedoch erhebliche Schwierigkeiten.

Ferner ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbe griffs von Patentanspruch 1 bekannt (DE 27 82 843 A1). Bei diesem bekannten Verfahren kommen zwei Punktlicht quellen zur Anwendung. Dabei wird das von der einen Punktlichtquelle ausgehende Strahlenbündel zunächst auf ein Zerstreuungselement gerichtet, dessen Zerstreuungs eigenschaften mittels einer Maske gesteuert sind. Die vom Zerstreuungselement ausgehenden Strahlen werden dann auf der Trägerplatte mit dem von der anderen Punktlichtquelle ausgehenden Strahlenbündel überlagert und zur Interferenz gebracht. Auf diese Weise wird eine Einstellscheibe her gestellt, deren Streueigenschaft besser steuerbar als die einer herkömmlichen Mattscheibe sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs gemäße Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die da durch hergestellte Einstellscheibe vergleichsweise hohe Helligkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß dem einzigen Patentanspruch gelöst. Das Interfe renzmuster wird erfindungsgemäß ausschließlich durch Überlagerung von Strahlenbündeln erzeugt, die von ledig lich drei oder vier Punktlichtquellen ausgehen, die in im Patentanspruch angegebener Weise geometrisch relativ zu einander angeordnet sind. Aufgrund dieses Vorgehens ergibt sich eine Oberflächenstruktur mit zweidimensio naler Periodizität, wobei jedes Element dieser Ober flächenstruktur die Form einer Mikrolinse mit einer im wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Grundfläche ergibt. Diese Mikrolinsen können bei erfindungsgemäßem Vorgehen ausreichend klein erzeugt werden. Dadurch hat die Einstellscheibe eine gute Richtwirkung für das von ihr gestreute Licht, so daß das auf der Einstellscheibe beobachtete Bild vergleichsweise hell ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Be schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gerätes zur Erzeugung und Aufzeichnung eines Interferenzmusters zur Herstellung einer Einstellscheibe;

Fig. 2 ein Beispiel einer Oberflächenstruktur, die unter Verwendung des Geräts gemäß Fig. 1 hergestellt ist;

Fig. 3 ein zweites Beispiel eines Geräts zum Erzeugen und Aufzeichnen von Interferenzmustern zur Herstellung einer Einstellscheibe;

Fig. 4 eine Oberflächenstruktur, die dann erhalten wird, wenn das Gerät gemäß Fig. 1 durch Änderung der dreieckigen Anordnung von Punktlichtquellen auf eine rhombische Anordnung modifiziert wird; und

Fig. 5 eine Oberflächenstruktur, die dann erhalten wird, wenn das Gerät gemäß Fig. 1 durch Änderung der dreieckigen Anordnung von Punktlichtquellen auf eine rechteckige Anordnung modifiziert wird.

Nachstehend wird zunächst ein Verfahren zur Herstellung einer Einstellscheibe mit einer einer Fliegenaugenlinse ähnlichen Oberflächenstruktur entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

In Fig. 1 bezeichnen 1 einen Laserstrahl und 2 und 3 ein optisches System zum Aufweiten des Strahls.

Mit 4 ist ein Linsenhalter beschrieben, der drei kon vexe Linsen 5 ₁, 5 ₂ und 5 ₃ trägt. Reelle Punktlichtquellen, die durch die drei konvexen Linsen entstehen, sind mit 6 ₁, 6 ₂ und 6 ₃ bezeichnet. Wie durch die Strichlinie 7 angedeutet, kann in der Ebene, die die drei Punktlicht quellen enthält, ein Filter angeordnet sein, das kleine Öffnungen besitzt, die etwas größer als die Punktlicht quellen sind, um auf diese Weise ein Rauschen bzw. Störungen auszuschließen, die durch Schmutz oder andere Fremdstoffe auf den Linsen erzeugt werden können.

Mit 8 ist eine lichtempfindliche Trägerplatte bezeichnet, auf die divergierende Strahlenbündel 9 ₁, 9 ₂ und 9 ₃ von den oben genannten drei Punktlichtquellen projiziert werden. In dem Bereich 10, wo die drei Strahlen einander über lagern, wird ein Interferenzmuster erzeugt, das aus der Interferenz der drei Strahlenbündel resultiert. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 liegen die drei Punktlicht quellen 6 ₁, 6 ₂ und 6 ₃ nahezu in den drei Spitzen bzw. Eckpunkten eines regelmäßigen Dreiecks. Das Interferenz muster besitzt eine zweidimensionale Periodizität, wie es aus Fig. 2 ersichtlich wird. Da Fig. 2 jedoch eine Photographie ist, die die unter Verwendung eines Mikro skops ohne irgendein Rauschfilter 7 direkt aufgenommen ist, sind dem Interferenzmuster einige Störinterferenzen überlagert. Dies gilt auch für die Photographien gemäß den Fig. 4 und 5.

Das Interferenzmuster wird auf eine Silbersalz emulsion der Trägerplatte aufgezeichnet und einer bekannten Bleichbehandlung unterworfen. Durch diese Behandlung wird die Intensitätsverteilung des Lichts in ein Relief muster der Gelatineschicht umgewandelt. Auf diese Weise wird eine Art Fliegenaugenlinse erhalten, die aus dicht angeordneten kleinen Linsenelementen zusammengesetzt ist. Eine solche reliefartige Oberflächenstruktur kann mittels eines Massenherstellungsverfahrens reproduziert werden, indem irgendein geeignetes der verschiedenen bekannten Kopier verfahren angewendet wird.

Wann das in Fig. 2 gezeigte Interferenzmuster auf einem anderen Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet wird, das in der Technik des Aufzeichnens von IC-Mustern bekannt ist, d. h. auf einem solchen Aufzeichnungsmate rial, das durch Aufbringen einer Schicht eines photo löslichen Abdecklacks auf einem chrombeschichteten Glas hergestellt wird, wird eine Oberflächenstruktur erhalten, die dem Interferenzmuster nach dem Entwickeln und Ätzen komplementär ist. Wenn in diesem Fall eine dünne Metallfolie den aufgedampften Chromfilm ersetzt, wird auf einfache Weise ein vollständiges Teil mit einer Mikrolinsenstruktur erhalten.

Als Trägerplatte 8 können auch Photopolymere, Thermoplaste, dichromatisierte Gelatine und Chalcogenglas verwendet werden, und zwar entsprechend der Wellenlänge der dann verwendeten Lichtquelle und dem Zweck, für den die Einstellscheibe verwendet werden soll.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät können die Linsen 5₁ bis 5₃ durch Konkavlinsen ersetzt werden. Dementsprechend sind die für die Ausbildung des Interferenzmusters verwendeten Strahlenbündel nicht auf divergierende Strahlenbündel begrenzt. Konvergierende Strahlenbündel und Parallel-Strahlenbündel können zu demselben Zweck benutzt werden. Es können auch solche Strahlenbündel verwendet werden, die eine gewisse Aberration enthalten, vorausgesetzt, daß die Aberration nicht irgendeine Unregelmäßigkeit in die Periodizität des Interferenzmusters einführt.

Insbesondere werden gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren Interferenzmuster mit einer gewissen Ver zeichnung bzw. Verzerrung erzeugt. Wenn daher ein Muster erzeugt werden soll, das über einen weiten Bereich frei von Verzerrungen bzw. Verzeichnungen ist, ist es von Vorteil, ebene Wellen herzustellen, die miteinander interferieren. Fig. 3 zeigt ein optisches Gerät, mit dem drei ebene Wellen auf relativ einfache Weise erhalten werden können, obgleich die Möglichkeit einer gewissen Aberration gegeben ist.

In Fig. 3 bezeichnen 11 einen Laserstrahl, 12 und 13 ein optisches System zur Strahlaufweitung und 14 einen Linsenhalter für Linsen 15 ₁ bis 15 ₃. Durch die drei Linsen entstehende reelle Punktlichtquellen sind mit 16 ₁, 16 ₂ und 16 ₃ bezeichnet. Die durch diese drei Punkte 16 ₁, 16 ₂ und 16 ₃ definierte Ebene fällt mit der Brennebene einer Linse 17 zusammen. Aus der Linse 17 treten daher drei Parallel-Strahlenbündel 18 ₁, 18 ₂ und 18 ₃ aus und fallen auf eine lichtempfindliche Trägerplatte 19.

Es ist möglich, durch geeignetes Einstellen des Abstandes zwischen den beiden Linsen 12 und 13 sicherzustellen, daß die drei Strahlprojektionsflächen auf der Trägerplatte 19 einander in einer Fläche 20 überlagern. Auch die Größe der einzelnen Muster gemäß Fig. 2 kann leicht dadurch gesteuert werden, daß der Abstand zwischen den Punktlichtquellen und/oder der Abstand zwischen der die Puntlichtquellen enthaltenen Ebene und der Trägerplatte geändert wird. Auf diese Weise können ohne Schwierigkeiten Muster von etwa 1 µm Größe erhalten werden.

Zur Erzeugung der erforderlichen Teilstrahlen können auch Strahlteiler oder verschie dene Prismen verwendet werden.

Während in den Fig. 1 und 2 eine dreieckige Anord nung von Punktlichtquellen gezeigt ist, kann die Art der Anordnung der Punktlichtquellen auf verschie dene Weisen modifiziert werden. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Punktlichtquellen so angeordnet werden, daß sie eine Raute bzw. einen Rhombus oder ein Rechteck bilden.

Durch eine rhombische regelmäßige Anordnung wird ein in zwei Dimensionen periodisches Interferenzmuster erhalten, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die einzelnen Musterelemente des Interferenzmusters besitzen die Form eines Rhombus, dessen Ecken abgeschnitten sind, so daß sich im ganzen angenähert eine Ellipse ergibt. Wenn eine rechteckige Anordnung verwendet wird, wird ein in zwei Dimensionen periodisches Interferenzmuster erhalten, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Aus Fig. 5 wird ersichtlich, daß sich das Interferenzmuster aus einer Anzahl von Musterelementen in Form von Rechtecken zusammensetzt, deren Ecken abge schnitten sind. Ähnlich setzt sich das Muster, das bei Verwendung einer quadratischen Anordnung erhalten wird, aus einer Anzahl von Musterelementen zusammen, von denen jedes die Form eines Quadrats besitzt, dessen Ecken abge schnitten sind.

Aus dem vorstehenden wird deutlich, daß bei dem beschriebenen Verfahren die Größe, die Form und die Verteilung des herzustellenden Interferenzmusters auf einfache Weise gesteuert werden können, indem die Anordnung der jeweils verwendeten Punktlichtquellen ge ändert wird. Daher können unterschiedliche Einstell scheiben mit sehr gut steuerbaren Streueigenschaften herhalten werden, indem das Interferenzmuster in ein entsprechendes Reliefmuster umgewandelt wird, wobei ein bekanntes Aufzeichnungsverfahren verwendet werden kann, beispielsweise das Silbersalz-Bleichverfahren, das Photolackverfahren, das Thermoplastverfahren und andere bekannte Verfahren. Das erfindungsgemäße Ver fahren läßt viele Scheibentypen herstellen, darunter auch sog. Klarglaseinstellscheiben mit relativ niedrigem Granulationsgrad.

Muster, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, die unterschiedliche Grundfrequenzen in Längsrichtung und in Querrichtung besitzen, sind insbesondere zur Herstellung von Einstellscheiben geeignet, die rotationsunsymmetrische Streueigenschaften besitzen. Diese Scheiben können vorteilhaft in Kameras angewendet werden, bei denen die Lichtmessung unter Verwendung eines Teils des von der Einstellscheibe zer streuten Lichts durchgeführt wird.

Claims

Verfahren zur optischen Herstellung einer Einstell scheibe für eine Kamera, bei dem eine lichtempfindliche Trägerplatte (8; 19) mit einem Interferenzmuster belichtet und die belichtete Trä gerplatte zur Umwandlung des Interferenzmusters in eine Oberflächenstruktur entwickelt wird, wobei das Inter ferenzmuster erzeugt wird, indem von einer Lichtquelle ausgehendes monochromatisches Licht in mehrere, zueinan der kohärente Teilstrahlen aufgespalten wird, die Teil strahlen jeweils auf ein eine Punktlichtquelle bildendes Element gerichtet und die von den die Punktlichtquellen bildenden Elementen ausgehenden Strahlenbündel (9 ₁, 9 ₂, 9 ₃; 18 ₁, 18 ₂, 18 ₃) auf die Trägerplatte gerichtet werden, wo sie einander überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß die die Punktlichtquellen (6 ₁, 6 ₂, 6 ₃; 16 ₁, 16 ₂, 16 ₃) bildenden Elemente von nur drei an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks oder nur vier an den Ecken eines Vierecks punktsymmetrisch zu dessen Mittelpunkt angeord neten Elementen gebildet werden, die in einer Ebene parallel zur Ebene der Trägerplatte (8; 19) angeordnet sind, so daß auf der Trägerplatte ein zweidimensional periodisches Interferenzmuster erzeugt wird.