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Linsensystem als Vorsatz für ein photographisches Objektiv zur kontinuierlichen Veränderung des Abbildungsmassstabes
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Ferner weist die Erfindung eine optische Konstruktion mit relativ zueinander bewegbaren Linsen auf, die neuartige Mittel umfasst, um eine unbehinderte Bewegung der Linsen zu ermöglichen und den Verschleiss der bewegten Teile wirksam herabzusetzen. Insbesondere wird durch ein Merkmal der Erfindung verhindert, dass sich eine Objektivfassung in einem rohrförmigen Bauteil bzw. Tubus verkeilt, verkantet oder verklemmt, und ausserdem ermöglicht es dieses Merkmal, zwei oder mehr Linsenfassungen relativ zueinander derart zu bewegen, dass sie sich bis auf einen sehr geringen gegenseitigen Abstand nähern können oder aus einem solchen geringen Abstand voneinander wieder entfernbar sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Suchers zur Verwendung des erfindungsgemässen Vorsatzsystems, der von einfacher und robuster Konstruktion ist und mit dem zugehörigen Gummilinsenvorsatz selbsttätig zusammenarbeitet, um jederzeit ein Bild zu erzeugen, dessen Vergrösserungsgrad demjenigen der Kombination, bestehend aus Vorsatz und Kameraobjektiv, entspricht.
Alle diese Vorteile lassen sich bei einem afokalen Linsensystem als Vorsatz für ein photographisches Objektiv, der aus einer vorderen Sammellinse bzw. einem sammelnden Linsenaggregat, einer hinteren Sammellinse bzw. einem sammelnden Linsenaggregat und einer zwischen beiden Linsen angeordneten zerstreuenden Linse oder Linsenaggregat besteht, erfindungsgemäss dadurch erreichen, dass die zwischen der vorderen Sammellinse (Frontlinse oder Frontlinsenaggregat) und der axial verschiebbaren hinteren Sammellinse bzw. dem hinteren sammelnden Linsenaggregat angeordnete axial verschiebbare Zerstreuungslinse bzw. axial verschiebbare zerstreuende Linsenaggregate einen höheren Vergrösserungsfaktor aufweist als das vordere bzw.
hintere optische Element, wobei die axiale Verschiebung des mittleren zerstreuenden Gliedes von einer Leitkurve abgeleitet ist, die einer zylindrischen Schraubenlinie nach den
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tragenden Biche, d der Durchmesser dieser Büchse, k die Steigung der Schraubenlinie und a, b Konstante sind, deren Grösse von der Brennweite der drei Elemente des Linsensystems abhängig ist. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem alle linearen Abmessungen angegeben sind, ist für k = 4, 655, für a = 0, 1577 und für b = 0, 4516 zu setzen.
Unter Vergrösserungsfaktor soll das numerische Verhältnis zwischen der Bildgrösse und der Gegenstandsgrösse verstanden werden, wobei es gleichgültig ist, ob es sich um ein reelles oder ein virtuelles Bild handelt. Eine genaue Definition des Begriffes Vergrösserungsfaktor ist überdies in der bereits genannten brit. Patentschrift Nr. 722, 325 bei der Erläuterung des Ausdruckes "magnification" in dell Zeilen 73-83 zu finden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausfuhrungsbei- spielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Grundriss eine als Vorsatzgerät ausgebildete erfindungsgemässe Gummilinse mit Sucher. Fig. 2 ist ein in vergrössertem Massstabe gezeichneter, allgemein waagrecht verlaufender Schnitt durch die Gummilinse nach Fig. 1, wobei die Teile der Gummilinse eine mittlere oder normale Stellung einnehmen. Fig. 3 ist ein senkrechter Teilschnitt im wesentlichen längs der Linie 3-3 in Fig. 1. Fig. 4 ist ein in grösserem Massstabe gezeichneter, allgemein waagrecht verlaufender Schnitt durch den Sucher nach Fig. 1, bei dem die Teile entsprechend Fig. 2 eine normale oder mittlere Stellung einnehmen.
Fig. 5 ist ein Querschnitt, der allgemein der Linie 5-5 in Fig. 1 folgt. Fig. 6 ist ein Strahlendiagramm, das in schematischer Darstellung die optischen Systeme der erfindungsgemässen Gummilinse und des Suchers in ihrer extremen Weitwinkelstellung für minimale wirksame Brennweite zeigt, ohne dass versucht wurde, die geometrischen Verhältnisse oder Linsenformen genau wiederzugeben. Fig. 7 ist ein Fig. 6 ähnelndes Strahlendiagramm, das jedoch die optischen Bestandteile in einer mittleren oder normalen Stellung zeigt, in der das Bild gegenüber dem Abbildungsmassstab der Kameraoptik weder vergrössert noch verkleinert wird. Fig. 8 ist ein Fig. 6 ähnelndes Strahlendiagramm, bei dem die Linsen des Systems in ihrer extremen Teleobjektivstellung für maximale Vergrösserung und maximale wirksame Brennweite dargestellt sind.
Fig. 9 zeigt im Grundriss eine etwas abgeänderte Ausbildungsform einer Vorsatzgummilinse mit Sucher gemäss der Erfindung, wobei bestimmte Teile weggebrochen dargestellt sind, um weitere Einzelheiten erkennbar zu machen. Fig. 10 zeigt in Ansicht einen von dem zugehörigen Aggregat abgelösten Bereichsanzeiger. Fig. 11 zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 in Vorderansicht.
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Das in Fig. 1 veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine als Vorsatzobjektiv ausgebildete, bei 10 allgemein angedeutete Gummilinse und einen bei 11 angedeuteten Sucher 11, der parallel zu dem Vorsatzobjektiv angeordnet und mit ihm durch ein querliegendes Tragstück 12 fest verbunden ist. Von dem Objektiv 10 ragt in Querrichtung ein Betätigungshebel oder Griff 13 weg, so dass man das Objektiv und den Sucher mit der Hand betätigen kann.
In Fig. 2 ist die Gummilinse 10 im einzelnen dargestellt, und man erkennt, dass sie eine allgemein rohrförmige Fassung 15 umfasst, sowie eine im vorderen. Ende dieser Fassung angeordnete Frontlinse bzw. ein Frontlinsenaggregat 16 mit der Wirkung einer Sammellinse, und ein in der Fassung zwischen der Frontlinse und der rückwärtigen Linse angeordnetes, als Zerstreuungslinse wirkendes Linsenaggregat bzw. eine Linse 18. Ferner ist in die Fassung 15 hinter der rückwärtigen Linse 17 ein zusätzliches Linsenaggregat 19 eingebaut.
Allerdings übernimmt das Linsenaggregat 19 lediglich die Aufgabe eines Kameraobjektivs üblicher Ausführung ; zwar wird es vorgezogen, das Kameraobjektiv gegen das vollständige Vorsatzobjektiv 10 nach Fig. 2 auszutauschen, um Gummilinseneffekte zu erzielen, doch sei bemerkt, dass man das Linsenaggregat 19 auch fortlassen und das Kameraobjektiv an seiner Stelle verwenden könnte.
Ein Element der Fassung 15 wird durch einen an beiden Enden offenen äusseren Mantel bzw. ein Gehäuse 22 gebildet, das von allgemein zylindrischer Form ist und am vorderen Ende an der Aussenseite einen Bund 23 aufweist, der mit Aussengewinde versehen ist. Zwischen dem das Aussengewinde tragenden Bund 23 und dem hinteren Ende des äusseren Mantels 22 ist ein in Umfangsrichtung verlaufender aussenliegender Bund 24 bzw. ein Schulterabschnitt vorgesehen. Die Bunde 23 und 24 bilden zusammen mit der Aussenfläche des Mantels 22 zwischen diesen Bunden eine sich in Umfangsrichtung an der Aussenseite erstreckende Nut oder Aussparung 25.
In die Innenfläche des äusseren Mantels oder Gehäuses 22 ist eine in Längsrichtung verlaufende, nach innen offene Führungsbahn oder Nut 27 eingeschnitten, die, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet, allgemein geradlinig verläuft, und deren entgegengesetzte Enden an den entsprechenden Enden des äusseren Mantels münden. Ein kurzes Stück hinter dem aussenliegenden Bund 24 ist in den äusseren Mantel 22 bzw. das Gehäuse ein durchgehender Schlitz 28 eingeschnitten, der sich in der Umfangsrichtung des Mantels über einen Winkel von annähernd 1600 erstreckt. In Fig. 5 erkennt man, dass dieser Schlitz 28 auf einer Seite ein kurzes Stück vor der Nut 27 endet.
Gleichachsig mit dem äusseren Mantel oder Körper 22 ist in diesem ein an beiden Enden offener, allgemein zylindrischer rohrförmiger Bauteil 30 gleitend beweglich angeordnet. In der Wand dieses rohrförmigen Ausfütterungsteils ist im wesentlichen in Flucht mit dem Schlitz 28 des äusseren Mantels 22 eine Öffnung oder Bohrung 31 vorgesehen, und in den hinteren Abschnitt dieses zylindrischen Bauteils ist ein an beiden Enden geschlossener Schlitz 32 eingeschnitten, der sich in einem Bereich von etwa 1390 über den Umfang des inneren Ausfütterungsteils erstreckt und nach einer Kurve verläuft, die den eingangs genannten Gleichungen entspricht. Der mittlere Abschnitt des Schlitzes liegt hinter seinen Endabschnitten.
Vor dem gebogenen Schlitz 32 weist der innere AusfUtterungsteil 30 noch einen weiteren an beiden Enden geschlossenen Schlitz 33 auf, der nach einer zylindrischen Schraubenlinie verläuft, deren Gleichungen ebenfalls bereits angeführt wurden. Der Schlitz 33 erstreckt sich schraubenlinienförmig über etwa 1390 um die Achse des Ausfütterungsteils 30 herum, und seine entgegengesetzten Enden liegen im wesentlichen auf denselben Erzeugenden wie die Enden des Schlitzes 32. Anders ausgedrückt sind die jeweils an beiden Enden geschlossenen Schlitze 32 und 33 so in Richtung der Längsachse hintereinander angeordnet, dass sie sich über im wesentlichen gleich grosse Umfangsbereiche in der Wand des zylindrischen Ausfütterungsteils 30 erstrecken.
Am vorderen Ende des Mantelteils 22 ist ein beiderseits offener Ringteil bzw. ein Rohr 36 für die Scharfeinstellung befestigt, und der hintere Abschnitt 37 dieses Rohres besitzt ein Innengewinde zum Aufschrauben auf die mit Aussengewinde versehene Verdickung 23 des Mantelteils 22. Der mittlere Abschnitt 38 des Rohres für die Scharfeinstellung besitzt ein Innengewinde zur verstellbaren Aufnahme des Linsenaggregats 16, und auch das vordere Ende 39 besitzt ein Innengewinde, mittels dessen eine hier nicht dargestellte Staubkappe in das vordere Ende der Fassung eingeschraubt werden kann, um die Fassung zu'verschliessen. Vom hinteren Ende des rohrförmigen Bauteils 36 aus erstreckt sich längs des Umfanges des Mantelteils 22 ein ringförmiger Vorsprung bzw. ein Flansch 40 des Bauteils 36.
Ein Anschlagstift 41, der in den Vorsprung 40 eingeschraubt ist, ragt durch letzteren hindurch radial nach innen und erstreckt sich bis in die äussere Nut oder Aussparung 25 des Mantelteils 22. Der Stift 41 ist somit zusammen mit dem rohrförmigen Bauteil 36 für die Scharfeinstellung in der Längsrichtung der Fassung 15 bewegbar, und er kann an den maschinell bearbeiteten Seitenflächen der Nut 25 angreifen, um die Rück- wärts-und Vorwärtsbewegung des rohrförmigen Bauteils 36 gegenüber dem Mantel oder Gehäuse 22 genau
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zu begrenzen. Der rohrförmige Bauteil 36 lässt sich somit innerhalb eines verhältnismässig grossen Bereichs verstellen, der erheblich grösser ist als der durch eine 360 -Drehung des rohrförmigen Bauteils gegebene Bereich sein würde.
Auf den ringförmigen Vorsprung 40 ist ein sich von dem Vorsprung aus nach hinten erstreckender mit einer Einteilung versehener Ring bzw. eine Skala 44 aufgeschoben, die auf dem Vorsprung durch eine Klemmschraube 45 od. dgl. verstellbar befestigt ist. Der rückwärtige Abschnitt 37 des rohrförmigen Bauteils 36 kann bei 46 gerändelt oder kanneliert sein, um die Betätigung mit der Hand zu erleichtern ; der Ring 44 ist vorzugsweise im Hinblick auf die verschiedenen Entfernungen des Aufnahmegegenstandes geeicht, und er lässt sich gemäss Fig. 1 gegenüber einer auf dem Mantelteil 22 angebrachten Markierung wahlweise einstellen.
Der Mantelteil 22 ist von einem drehbaren und aussen mit Zähnen versehenen Antriebsring oder Zahnrad 47 umgeben, das den Schlitz 28 verdeckt. Ein Antriebsstift oder Mitnehmer 48 ist in den Zahnkranz 47 eingeschraubt und erstreckt sich mit reichlichem Spiel durch den Schlitz 28 des Mantelteils 22 hindurch bis in eine Bohrung 31 des Ausfütterungsteils 30, in die das innere Ende des Mitnehmers genau hineinpasst. Der Ausfütterungsteil 30 und der Antriebsring 47 sind somit fest miteinander verbunden, so dass man diese Teile gleichzeitig um die Achse des Mantelteils 22 drehen kann, u. zw. innerhalb der durch den Schlitz 28 gegebenen Grenzen (s. Fig. 5).
Gegenüber dem Mitnehmerstift 48 ist ein Hebel oder Griff 13 vorgesehen, dessen eines Ende lösbar in einen Gewindebuchsenteil 49 eingeschraubt ist, der seinerseits in Gewindeverbindung mit dem Antriebszahnrad 47 steht.
Kurz hinter dem drehbaren Antriebszahnrad 47 ist ein Endabschnitt 52 der Halterung 12 am Umfang des Mantelteils 22 festgespannt oder auf andere Weise befestigt. Auf das hintere Ende des Mantelteils 22 ist eine Abschlusskappe 54 aufgeschoben, die durch eine oder mehrere Klemmschrauben 55 in ihrer Lage gehalten wird. Diese Abschlusskappe 54 trägt das jeweils in Frage kommende Kameraobjektiv 19 und vorzugsweise auch einen bei 56 schematisch angedeuteten Blendenmechanismus mit veränderbarer Öffnung.
Gemäss Fig. 3 ist auf der Abschlusskappe 54 ein drehbarer, aussen gerändelter oder kannelierte Irisblendenbetätigungsring 57 angeordnet. Von dem Blendenbetätigungsring 57 aus erstreckt sich ein Mitnehmerstift 58 nach innen durch die Abschlusskappe 54 hindurch, und dieser Mitnehmerstift ist mit dem Blendenmechanismus 56 verbunden, so dass man die Blendenöffnung durch Drehen des Blendeneinstellringes 57 verändern kann. In der üblichen Weise kann eine unter Federspannung stehende Rastkugel 59 in dem Blendeneinstellring 57 vorgesehen sein, um an der Abschlusskappe 54 anzugreifen und den Blendeneinstellring in jeder gewählten Winkelstellung lösbar festzuhalten.
Mit dem rückwärtigen Ende der Anschlusskappe 54 ist ein mit Aussengewinde versehener Tragring 60, der sich in die Objektivöffnung einer Kamera einschrauben lässt, lösbar verbunden. Genauer gesagt umgibt der Tragring 60 das hintere Ende des Abschlussteils 54 und wird auf diesem durch mehrere Klemmschrauben 61 festgehalten, die in gewinkelte Aussparungen des Abschlussteils eingreifen. Ein radialer Flansch 62 des Tragringes 60 hält den Blendeneinstellring 57 auf der Abschlusskappe in seiner Lage.
Das Sammellinsenaggregat 16 umfasst eine Fassung bzw. einen Ring 65 mit Aussengewinde zur Aufnahme in dem Innengewinde des mittleren Abschnittes 38 der Fronüicsenfassung 15. Der Fassungsring 65 ist somit in dem rohrförmigen Bauteil 36 axial verstellbar, und er kann in der richtigen Einstellung durch eine oder mehrere durch den Bauteil36 hindurch nach innen ragende Klemmschrauben66 festgelegt werden. Die eigentliche Linse 67 des Linsenaggregats 16 ist eine gewöhnlich als Sammellinse bezeichnete Linse mit positivem Vergrösserungsfaktor, und sie kann aus mehr als einem Linsenelement bestehen, um die gewünschte Korrektion zu erzielen. Eine mit Aussengewinde versehene Mutter bzw. ein Ringteil 68 hält die Linse 67 in ihrer Fassung 65 fest.
Das hintere Sammellinsenaggregat 17 umfasst eine Fassung bzw. einen Ring 70, der im hinteren Abschnitt des Aus fütterungsteils 30 gleitend beweglich ist und an seinem Umfang mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Öffnungen oder Kerben 71 aufweist (Fig. 5). Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 5 sind vier solche Öffnungen oder Einkerbungen vorgesehen. Von dem Fassungsring 70 aus erstrecken sich in der Längsrichtung des Ausfütterungsteils 30 mehrere in Umfangsabständen verteilte langgestreckte Zungen oder Gleitstangen 72 nach vorn, und diese Zungen oder Stangen greifen gleitend an der Innenfläche des Ausfütterungsteils 30 an. In Fig. 5 erkennt man, dass vier solche Zungen oder. Gleitstangen 72 jeweils in der Nähe der Kerben 71 des Ringes 70, jedoch gegenüber diesen Kerben versetzt angeordnet sind.
Es sei jedoch bemerkt, dass man eine grössere oder kleinere Zahl solcher Zungen 72 vorsehen kann, und dass ihre Anzahl nicht derjenigen der Kerben zu entsprechen braucht.
Da die Zungen 72 gleitend an der Innenfläche des Ausfütterungsteils 30 angreifen, vermindern sie den je Flächeneinheit wirksamen Auflagedruck des Fassungsringes 70 gegenüber dem Ausfütterungsteil,
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wodurch der Verschleiss der Führungsflächen auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Ferner wird die wirk- same axiale Abmessung des Fassungsringes 70 durch die sich in Längs- oder Achsrichtung erstreckenden
Gleitstangen 72 vergrössert, wodurch ein Kippen oder Verkanten des Fassungsringes vermieden wird. Auf diese Weise ist es ausgeschlossen, dass sich der Ring in dem AusfUtterungsteil verkeilt oder verklemmt, oder dass ein Anfressen der bewegten Teile stattfindet.
Bei der eigentlichen Linse 73 des hinteren Linsenaggregats 17 handelt es sich ebenfalls um eine
Sammellinse, die in dem Fassungsring 70 durch einen mit Aussengewinde versehenen Ring bzw. eine
Mutter 74 festgehalten wird. Gemäss Fig. 5 ragt von dem Fassungsring 70 aus ein Kurvenführungsstift 76 radial nach aussen durch den Schlitz 32 in dem AusfUtterungsteil 30 hindurch bis in die Längsnut 27 des
Mantelteils 22. In der Praxis kann dieser Stift oder Bolzen 76 zweckmässigerweise aus einer Kopfschraube 77 (Fig. 5) bestehen, die sich radial in den Fassungsring 70 hinein erstreckt.
Man erkennt nunmehr, dass eine durch eine Drehbewegung des Antriebsringes 47 bewirkte Drehbe- wegung des Ausfütterungsteils 30 um seine Achse eine Bewegung des Stiftes 76 in der Längsrichtung der Fassung 15 längs der Nut 27 in dem Mantelteil 22 hervorrufen wird, u. zw. unter dem Einfluss der Krümmung des Schlitzes 32. Mit andern Worten, der Stift 76 wird sowohl durch die Nut 27 als auch durch den Schlitz 32 geführt und ist daher gezwungen, sich längs der Achse des Mantelteils zu bewegen, wobei er sich stets am Schnittpunkt zwischen der Nut 27 und dem Schlitz 32 befindet. Die Begrenzungskante des Schlitzes 32 bildet somit eine Kurvenfläche, die an dem Stift 76 angreift, um das Linsenaggregat 17 innerhalb des Ausfütterungsteils 30 in Längsrichtung zu verschieben.
Wie bereits erwähnt, gewährleisten die Zungen 72 eine unbehinderte gleitende Bewegung des Linsenaggregats 17 in dem Ausfütterungsteil 30, und die Abnutzung der betreffenden Bauteile ist auf ein Mindestmass herabgesetzt.
Das mittlere Linsenaggregat 18 umfasst einen Fassungsring 80, der gleichachsig mit dem Ausfütte- rungsteil 30 und innerhalb des vorderen Abschnittes desselben gleitend beweglich angeordnet ist. In der Umfangsfläche des Fassungsringes 80 sind mehrere in Umfangsabständen verteilte Kerben oder Öffnungen ausgebildet, die mit den Kerben 71 des Fassungsringes 70 identisch sein können und daher in den Zeichnungen fortgelassen sind. Es ist jedoch wichtig, dass die Kerben des Fassungsringes 80 jeweils in der Längsrichtung der Fassung 15 mit den Zungen oder Gleitstangen 72 fluchten und so bemessen sind, dass sie die Gleitstangen 72 aufnehmen können ; der Zweck dieser Anordnung ist nachstehend erläutert.
Von dem Linsenfassungsring 80 aus erstrecken sich gemäss Fig. 2 in Richtung auf den Linsenfassungsring 70 parallel zur Achse des Objektivs verlaufende Zungen oder Gleitstangen 81. Diese Gleitstangen sind parallel zueinander an dem Fassungsring 80 in Umfangsabständen verteilt vorgesehen, und sie greifen gleitend beweglich an der Innenfläche des Ausfütterungsteils 30 an. In Fig. 5 erkennt man, dass die Gleitstangen 81 in Längsrichtung jeweils mit einer der Kerben 71 des Fassungsringes 70 fluchten und eine solche Querschnittsform aufweisen, dass sie von den betreffenden Kerben aufgenommen werden, wenn sich die beiden Fassungsringe 70 und 80 einander mit gleitender Bewegung nähern.
Mit andern Worten, die Gleitstangen 81 sind gegenüber den Gleitstangen 72 in Umfangsrichtung versetzt, so dass sie mit den Kerben 71 des Fassungsringes 70 fluchten, und in ähnlicher Weise sind die Kerben am Umfang des Fassungsringes 80 (nicht dargestellt) gegenüber den FUhrungsstangen 81 des Ringes 80 versetzt, so dass sie mit den Gleitstangen 72 fluchten, um letztere aufzunehmen, wenn sich die Fassungsringe 70 und 80 aufeinander zu bewegen. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Fassungsringe 70 und 80 einander bis auf einen sehr geringen Abstand zu nähern.
Die Führungsstangen 81 greifen gleitend an der Innenfläche des Ausfütterungsteils 30 an und arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Führungsstangen 72, d. h. sie verringern den Auflagedruck je Flächeneinheit sowie den Verschleiss, und sie verhindern ein Verkanten oder Verkeilen des Fassungsringes 80 in dem Ausfütterungsteil 30.
Bei der eigentlichen Linse 82 des Linsenaggregats 18 handelt es sich um eine allgemein als Zerstreuungslinse bezeichnete Linse mit negativer Vergrösserung, und sie kann aus mehreren miteinander verkitteten Linsenelementen bestehen, um die gewünschte Korrektion zu gewährleisten. Aus weiter unten noch zu erläuternden Gründen ist der negative Vergrösserungsfaktor der das Licht zerstreuenden Zwischenlinse 82 grösser als der positive Vergrösserungsfaktor sowohl der vorderen Sammellinse 67 als auch der hinteren Sammellinse 73. Ein mit Aussengewinde versehener Ring bzw. eine Mutter 83 ist in den Fassungsring 80 eingeschraubt, um die Linse 82 in dem Fassungsring festzuhalten.
Von der Umfangsfläche des Fassungsringes 80 aus ragt ein Kurvenftihrungsbolzen 84, der in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, radial nach aussen ; dieser Führungsbolzen kann in der Praxis den Kopf einer mit Gewinde versehenen Befestigungseinrichtung bzw. einer Schraube bilden, die der weiter oben beschriebenen und einem ähnlichen Zweck dienenden Schraube 76 (Fig. 5) ähnelt. Der Führung-
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bolzen 84 ragt radial nach aussen durch den schraubenlinienförmigen Schlitz 33 des Ausfütterungsteils 30, kann längs dieses Schlitzes gleiten und ist ausserdem in der Längsnut 27 des Mantelteils 22 verschiebbar. Der Führungsbolzen 84 muss sich somit stets innerhalb des Schlitzes 33 und der Nut 27 bewegen.
Da die Nut 27 gegenüber der Objektivfassung 15 ihre Lage nicht verändert, muss sich das Führungsstück 84 zu- sammen mit dem Linsenaggregat 18 gegenüber der Objektivfassung in Längsrichtung bewegen, und die Neigung bzw. der Schrägungswinkel des Schlitzes 33 bestimmt die Geschwindigkeit der Axialbewegung des Linsenaggregats bei einer gegebenen Geschwindigkeit der Drehbewegung des Ausfütteruagsteils 30, so dass das Zerstreuungslinsenaggregat bei jeder Winkelstellung des Ausfütterungsteils oder Tubus eine bestimmte Stellung längs der Achse des Objektivs einnehmen muss. Die Begrenzungskante des Schlitzes 33 in dem Tubus wirkt somit als Kurvenfläche, durch die das Linsenaggregat 18 eine vorbestimmte axiale Bewegung erhält. Da der Schlitz 33 vorzugsweise als genaue Spirale bzw.
Schraubenlinie ausgebildet ist, ist die Axialbewegung des Linsenaggregats 18 unmittelbar proportional zu der Drehbewegung des Ausfüttemngsteils 30 und des Antriebsringes 47 bzw. sie ist eine lineare Funktion dieser Drehbewegung.
Man erkennt nunmehr, dass eine gemäss Fig. 5 im Uhrzeigersinne erfolgende Drehbewegung des Betätigungshebels oder Arms 13 eine axiale Verschiebung der Linsenaggregate 18 und 17 derart hervorruft, dass sich die Linsenaggregate in Richtung auf die Stellung des geringsten Abstandes zwischen ihnen bewegen. Man kann sich dies veranschaulichen, wenn man sich vorstellt, dass sich die Kurvenschlitze 32 und 33 in Fig. 2 nach oben bewegen, so dass der FUhrungsbolzen 76 zusammen mit dem Linsenaggregat 17 nach links verschoben wird, während der Führungsbolzen 84 das zugehörige Linsenaggregat 18 nach rechts verschiebt. Fig. 2 zeigt die Linsenaggregate in einer normalen oder mittleren Stellung für das Vergrösserungsverhältnis 1 : 1.
Wenn der Arm 13 gemäss Fig. 5 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt wird. so werden sowohl das mittlere Zerstreuungslinsenaggregat 18 als auch das hintere Sammellinsenaggregat 17 nach vorn bzw. gemäss Fig. 2 nach links geschoben, wobei sie sich am weitesten voneinander entfernen.
Der Sucher 11 umfasst gemäss Fig. 4 im wesentlichen einen beiderseits offenen rohrförmigen Bauteil 90, der parallel zu dem Gummi1ienvorsatz10 angeordnet und mit letzterem durch die Halterung 12 fest verbunden ist. Gleichachsig mit der Fassung 90 des Suchers ist in deren vorderem Ende ein SucherSammellinsenaggregat 91 angeordnet ; hinter diesem liegt ein Zerstreuungslinsenaggregat 92, hinter welchem ein rückwärtiges Sucherlinsenaggregat bzw. ein Okular 93 angeordnet ist.
Das vordere Sammellinsenaggregat 91 des Suchers 11 umfasst ausser der vorderen Sammellinse 113 noch ein Blickfeldfenster bzw. eine Maske 114, die zusammen durch den mit Aussengewinde versehenen Ring bzw. die Mutter 115 mit der nach vorn gerichteten Schulter 99 des Mantelteils 95 verspannt sind.
Gemäss Fig. 4 ist die Öffnung der Maske 114 aus der Mitte versetzt, um den Parallaxenfehler auszugleichen.
Die eigentliche Linse 122 des mittleren Linsenaggregats 92 besitzt erfindungsgemäss als Zerstreuungslinse einen negativen Vergrösserungsfaktor, der grösser ist als der positive Vergrösserungsfaktor der vorderen Sammellinse 113. Man erkennt, dass die Zerstreuungslinse 122 im vorderen Abschnitt des Linsenfassungsrohres 117 durch einen mit Aussengewinde versehenen Ring bzw. eine Mutter 123, die in ein Innengewinde des Fassungsrohres eingeschraubt ist, festgehalten wird.
Der Sucher ist aber nicht nur optisch, sondern auch konstruktiv in wesentlichen Teilen so wie der erfindungsgemässe Vorsatz aufgebaut, so dass sich eine eingehende Beschreibung desselben erübrigt.
Die erfindungsgemässe Vorsatz-Gummilinse ist über die Halterung 12 derart mit dem Sucher 11 verbunden, dass diese beiden Teile in einem seitlichen Abstand nebeneinanderliege) ! ; femer trägt die Hal- terung ein Ritzel bzw. ein Stirnzahnrad 133 (Fig. 1 und 5), das mit den beiden Antr1ebszahnkränzen 47
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Teil der Halterung 12 derart drehbar gelagert, dass es sich um eine zu den Achsen der GtunmilinBe und des Suchers parallele Achse drehen kann. Ein Knopf oder eine Scheibe 134 hält das Ritzel 133 an der Halterung fest. Über das Ritzel 133 sind der Antriebsring 47 sowie die Linsenaggregate 17 und 18 der Gummilinse antriebsmässig mit dem Zahnkranz 103 und dem Sucherlinsenaggregat 92 so gekuppelt, dass sich die betreffenden Teile in einer vorbestimmten Beziehung relativ zueinander bewegen.
Die Bewegung der verschiebbaren Linsenaggregate sowohl der Gammilinse als auch des Suchers wird durch Betätigen des Hebels 13 bewirkt.
In den Strahlengangdiagrammen der Fig. 6,7 und 8 gehört jeweils das obere Diagramm zu dem optischen System der Gummilinse 10, während das untere Diagramm jeweils dem optischen System des Suchers 11 zugeordnet ist. Fig. 6 veranschaulicht diese optischen Systeme in ihrer extremen Weitwinkelstellung für die kleinste wirksame Brennweite und eine unter dem Wert 1 liegende Vergrösserung bzw. für eine Verkleinerung, und hiebei sind die Antriebszahnräder 47 und 103 entgegen dem Uhrzeigersinne in
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ihre Anschlagstellung gedreht worden, um sowohl das mittlere Zerstreuungslinsenaggregat 18 des Objektivs als auch das mittlere Linsenaggregat 92 des Suchers nach vorn zu verschieben. Auch das hintere Sammellinsenaggregat 17 der Gummilinse befindet sich hiebei in einer vorderen Stellung.
Bei der normalen Stellung für die Vergrösserung Null, d. h. wenn die durch das eigentliche Kameraobjektiv gegebene Bildgrösse unverändert bleibt, nehmen die Linsenaggregate der Gummilinse und des Suchers im wesentlichen die in Fig.-2, 4 und 7 gezeigten Stellungen ein. Die mittleren Zerstreuungslinsenaggregate 17 und 92 befinden sich annähernd in der Mitte ihrer axialen Bewegungsstrecke, und das hintere Sammellinsenaggregat 17 der Gummilinse nimmt seine hinterste Stellung ein.
Fig. 8 veranschaulicht die für Fernaufnahmen geeignete Stellung für maximale wirksame Brennweite und Bildvergrösserung. bei der die beiden Antriebszahnräder 47 und 103 gemäss Fig. 5 im Uhrzeigersinne bis zum Anschlag gedreht worden sind, um das mittlere Linsenaggregat 18 und das mittlere Sucherlinsenaggregat 92 in ihre hinterste Stellung zu bringen. Das hintere Sammellinsenaggregat 17 der Gummilinse wird gleichzeitig nach vorn in nächste Nähe des Zerstreuungslinsenaggregats 18 gebracht.
Da der Vergrösserungsfaktor des Zerstreuungslinsenaggregats 82 des Gummilinsenvorsatzes grösser ist als derjenige sowohl der vorderen Sammellinse 67 als auch der hinteren Sammellinse 73, vereinigt sich die Zerstreuungslinse mit den einzelnen Sammellinsen, um zusammengesetzte vordere und hintere Linsen mit negativem Vergrösserungsfaktor zu bilden. Mit andern Worten, bei der Weitwinkelstellung nach Fig. 6 kombinieren sich die Zerstreuungslinse 82 und die Sammellinse 67 zu einer zusammengesetzten Frontlinse mit negativem Vergrösserungsfaktor, und bei der für Teleaüfnahmen geeigneten Stellung nach Fig. 8 kombinieren sich die Zerstreuungslinse 82 und die hintere Sammellinse 73 zu einer zusammengesetzten hinteren Linse mit negativem Vergrösserungsfaktor.
Bei der Weitwinkelstellung besitzt die hintere Sammellinse 73 einen solchen Vergrösserungsfaktor und befindet sich in einem solchen Abstand von der zusammengesetzten Frontlinse mit negativem Vergrösserungsfaktor, dass sie mit letzterer zusammenarbeitet, um ein aufrechtstehendes verkleinertes virtuelles Bild zu erzeugen. Die Zerstreuungslinse 82 kombiniert sich mit der hinteren Sammellinse 73 bei der Fernaufnahmestellung nach Fig. 8, um eine zusammengesetzte hintere Linse mit negativem Vergrö- sserungsfaktor zu bilden, die sich in einem solchen Abstand von der vorderen Sammellinse 67 befindet, dass sie mit letzterer zusammenarbeitet, um ein aufrechtstehendes vergrössertes virtuelles Bild zu erzeugen.
Bei der Stellung nach Fig. 7 befinden sich die beweglichen Linsen 73 und 82 in einem solchen Abstand voneinander sowie von der feststehenden Linse 67, dass sie sich gegenseitig neutralisieren und ein aufrechtstehendes Bild von der Vergrösserung 1 erzeugen. Da die Bewegung der Linsen 73 und 82 zwischen der Weitwinkelstellung und der Stellung für Fernaufnahmen allmählich und kontinuierlich erfolgt, wird ein virtuelles aufrechtstehendes Bild von sich ständig ändernder Grösse erzeugt.
Um eine afokale Vergrösserung durch das Gummilinsenvorsatzsystem zu gewährleisten, wobei durch die vordere Sammellinse 67 eintretende parallele Strahlen aus der hinteren Sammellinse 73 parallel austreten, wird die hintere Linse 73 durch die Formgebung des KurvenfUhrungsschlitzes 32 gezwungen, sich derart zu bewegen, dass ihr Abstand von dem durch die Zerstreuungslinse 82 erzeugten Bild stets gleich ihrer Brennweite ist. Zur besseren Erläuterung kann man annehmen, dass die Bewegung der hinteren Sammellinse 23 bei der Änderung des Vergrösserungsfaktors des Systems keine Rolle spielt, sondern lediglich dazu dient, die afokale Vergrösserung des Systems aufrechtzuerhalten.
Geht man von dieser Erklärung aus, so richtet sich die Änderung der Vergrösserung nur nach der Bewegung der Zerstreuungslinse 82 relativ zu der vorderen Sammellinse 67.
Da sich die Vergrösserung unmittelbar mit dem Abstand zwischen der Zerstreuungslinse 82 und der Sammellinse 67 ändert, und da der KurvenfUhrungsschlitz 33 im wesentlichen genau schraubenlinienförmig ist, ergibt sich, dass die Änderung der Vergrösserung im wesentlichen linear bzw. in unmittelbarer Abhängigkeit von der Drehbewegung des Antriebszahnrades 47 erfolgt.
Um ein Beispiel zu geben, ohne jedoch den Geltungsbereich der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken, sei erwähnt, dass Linsen mit den nachstehend angegebenen Eigenschaften mit Erfolg bei der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendet wurden :
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<tb>
<tb> Vordere <SEP> Sammellinse <SEP> 67 <SEP> Brennweite <SEP> 66, <SEP> 7 <SEP> mm
<tb> Mittlere <SEP> Zerstreuungslinse <SEP> 82 <SEP> Brennweite <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> mm <SEP>
<tb> Hintere <SEP> Sammellinse <SEP> 73 <SEP> Brennweite <SEP> 66, <SEP> 7 <SEP> mm.
<tb>
Natürlich lassen sich auch zahlreiche verschiedene andere Linsenkombinationen verwenden. Hiebei ist es erforderlich, für jede solche Kombination die Krümmung des Kurvenschlitzes 32 zu berechnen und aufzutragen, die notwendig ist, um die hintere Sammellinse stets in einer Lage zu halten, bei welcher ihr Abstand von dem durch die Zerstreuungslinse 82 erzeugten Bild gleich der Brennweite der hinteren Sammellinse ist.
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In der Praxis konnte man gemäss der Erfindung ein voll korrigiertes und relativ billigesGummilinsensystem schaffen, bei dem sowohl die vordere Sammellinse 67 als auch die Zerstreuungslinse 82 jeweils aus zwei verkitteten Linsenelementen und die hintere Sammellinse 73 aus nur einem Linsenelement besteht.
Um die Gummilinse auf in verschiedenen Abständen vorhandene Aufnahmegegenstände scharf einzustellen, braucht man lediglich den Entfemungseinstelltubus 36 gegenüber dem Fassungsrohr 22 zu drehen, um den gewünschten Teilstrich der Skala 44 (Fig. 1) einer Markierung auf dem Abschnitt 24 des Mantels gegenüberzustellen. Hiedurch wird naturgemäss der Abstand zwischen der vorderen Sammellinse 67 und der Zerstreuungslinse 82 für sämtliche Stellungen der letzteren geändert. Die anfängliche Einstellung der Entfernungsskala 44 kann erfolgen, indem man den Linsenfassungsring 65 in der Einstellfassung 36 so verstellt, dass ein Gegenstand in unendlicher Entfernung scharf abgebildet wird, woraufhin man die Skala 44 gegenüber dem Einstellrohr 36 dreht, um die Markierung für Unendlich an der richtigen Stelle anzubringen.
Alles dies geschieht, während der Anschlagstift 41 an der Schulter 24 (Fig. 2) anliegt. Nunmehr kann man die Klemmschrauben 66 und 45 festziehen und die Einstellfassung 36 auf jeden gewünschten Objektabstand einstellen.
Die oben erwähnte Vergrösserung und Verkleinerung bewirkt naturgemäss eine Änderung der Brennweite des Kameraobjektivs. Aus diesem Grunde wird es vorgezogen, den Antriebsring 47 (Fig. 1) entsprechend der wirksamen Brennweite zu teilen, so dass man die wirksame Brennweite für jede Stellung des Antriebsringes ermitteln kann.
Da das erfindungsgemässe Gummilinsenvorsatzsystem afokal arbeitet, lässt sich das System in Verbindung mit jedem beliebigen Kameraobjektiv verwenden.
Die Strahlengangdiagramme in Fig. 6,7 und 8 veranschaulichen auch die Stellungen der Linsen des Suchers 11 für die Weitwinkelstellung bzw. die neutrale Stellung bzw. die Stellung für Teleaufnahmen.
Seinem Wesen nach arbeitet das Sucherlinsensystem ähnlich wie das Gummilinsensystem, d. h. die Zerstreuungslinse 122 kombiniert sich mit der vorderen Sammellinse 113 zu einer zusammengesetzten Frontlinse mit negativem Vergrösserungsfaktor, wenn die Weitwinkelstellung benutzt wird, und sie kombiniert sich mit den Okularlinsen 128 und 129 zu einer zusammengesetzten hinteren Linse mit negativem Vergrösserungsfaktor, wenn die Stellung für Fernaufnahmen benutzt wird. Um die Konstruktion zu vereinfachen, sind jedoch die Okularlinsen 128 und 129 in der Fassung 90 des Suchers fest angeordnet und nur die Zerstreuungslinse 122 ist in Achsrichtung bewegbar.
Das Linsensystem des Suchers kann daher nicht für sämtliche von der Zerstreuungslinse eingenommene Stellungen afokal sein, doch ist dies ohne besondere Bedeutung, da sich das Auge des Benutzers dieser Bedingung anpassen kann.
Fig. 9 und 11 zeigen bei 10'allgemein eine als Vorsatzobjektiv ausgebildete Gummilinse, die parallel zu einem Sucher 11'angeordnet und mit ihm durch eine querliegend Halterung 13'fest verbunden ist.
Der Gummilinsenvorsatz 10'ist im wesentlichen ebenso ausgebildet wie der vorstehend beschriebene Vorsatz 10, jedoch mit Ausnahme des Antriebsringes oder Zahnrades 47', das dem Antriebszahnrad 47 entspricht. Das Antriebszahnrad 47'ist ebenfalls als Stirnzahnrad ausgebildet, besitzt jedoch am Umfang eine nach hinten gerichtete Schulter bzw. eine Lippe oder einen Steg 150, der radial über die Zähne des eigentlichen Stirnzahnrades 47'hinausragt ; die Vorderseite dieses Steges ist bei 151 abgeschrägt.
Das Sucherantriebszahnrad 103', das dem weiter oben beschriebenen Zahnrad 103 entspricht, ist ähnlich ausgebildet wie das Zahnrad 47'und besitzt am Umfang eine nach hinten gerichtete, an der Vorderseite abgeschrägte Lippe oder Schulter 153, die radial nach aussen über die nicht dargestellten Zähne des Zahnrades hinausragt.
Die der bereits beschriebenen Halterung 13 entsprechende Halterung 13'unterscheidet sich von ersterer durch einen nach vorn ragenden und sich längs des Umfanges der Halterung erstreckenden Mantel 155, der eine nach vom offene Aussparung der Halterung 13'zur Aufnahme der Zahnräder 47'und
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kante des mantelähnlichen Flansches 155 an der nach hinten gerichteten Schulter 150 des Zahnrades an, um die Zähne des Zahnrades 47'zu umschliessen und zu schützen.
Ferner liegt an der Vorderkante des Flansches 155 die nach hinten gerichtete Schulter 153 des Sucherzahnrades 103'an, um die Zähne dieses Zahnrades ebenfalls zu umschliessen und zu schützen ; eine Deckplatte 157 ist mit Hilfe von Befestigungsmitteln 158 derart befestigt, dass sie an den vorderen Kantenabschnitten des Halterungsflansches 155 zwischen der Gummilinse und dem Sucher anliegt, um das Zwischenzahnrad 133'zu verdecken und zu schützen.
Die Deckplatte 157 arbeitet also mit dem mittleren Abschnitt der Halterung 13'zusammen und greift an den vorderen abgeschrägten Flächen der Zahnradschultern 150 und 153 an, um eine Um-
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schliessung für das mittlere Zahnrad 133'zu bilden, während die Flanschabschnitte der Halterung, die sich um die Gummilinse und den Sucher herum erstrecken, an den benachbarten, nach hinten weisenden Flächen der Zahnradschultern 150 und 153 anliegen. Bei dieser Konstruktion sind die Antriebszahnräder 47' und 103'vollständig gekapselt und durch die Halterung 13', die Deckplatte 157 und die Zahnradschul- tern 150 und 153 gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt.
Um die Handhabung zu vereinfachen, ist die Scheibe bzw. der Knopf 134', welcher der Scheibe 134 bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel entspricht, an dem Zahnrad 133'befestigt und zusammen mit letzterem drehbar ; gemäss Fig. 10 sind auf der Scheibe 134'Markierungen angebracht, die für den Benützer leicht sichtbar sind. Diese Anzeigescheibe 134'ist in drei Sektoren oder Zonen 160, 161 und 162 unterteilt ; auf der Rückseite der Halterung 13'sind entsprechende Markierungen vorgesehen (nicht dargestellt). Die Sektoren 160, 161 und 162 können durch unterschiedliche Farben oder durch Aufdrucke oder beides gekennzeichnet sein, um anzuzeigen, wenn sich das Linsensystem in der Weitwinkelzone, der Normalzone oder der Zone für Teleaufnahmen befindet, und welche Stellung das Linsensystem innerhalb der betreffenden Zone jeweils einnimmt.
Wie bereits erwähnt, ist die Maske 114 des Suchers 11 zum Zwecke des Parallaxenausgleiches seitlich versetzt. Gemäss Fig. 11 ist auch die Maske 114'des Suchers 11'seitlich versetzt, um die Parallaxe auszugleichen, und ferner besitzt die Maske 114'eine Kerbe bzw. einen Schlitz 165, der von einer waagrechten Seitenkante der Maskenöffnung ausgeht, um einen Ausgleich für die vergrösserte Parallaxe bei den sehr kurzen Objektabständen zu schaffen, die bei der weiter oben beschriebenen Anschlaganordnung für das Entfernungseinstellrohr möglich sind. Der Schlitz 165 ist vorzugsweise von einem durchsichtigen farbigen Blatt verdeckt, so dass er sich leicht von dem aufzunehmenden Bild unterscheiden lässt.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Erfindung eine als Vorsatzobjektiv ausgebildete sogenannte Gummilinse vorsieht, welche die vorgesehenen Zwecke vollkommen erfüllt, und die den praktischen Bedingungen der Herstellung und des Gebrauches gut angepasst ist.
Es liegt auf der Hand, dass man an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Abänderungen und Abwandlungen vornehmen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Linsensystem als Vorsatz für ein photographisches Objektiv zur kontinuierlichen Veränderung des Abbildungsmassstabes durch axiale Verschiebung wenigstens einer Linse des Vorsatzes, welcher aus drei Linsen oder Linsengruppen besteht, u. zw. einer vorderen Sammellinse bzw. einem sammelnden Linsenaggregat, einer hinteren Sammellinse bzw. einem sammelnden Linsenaggregat und einer zwischen beiden Linsen angeordneten zerstreuenden Linse oder Linsenaggregat, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der vorderen Sammellinse (Frontlinse bzw.
Frontlinsenaggregat 16) und der axial verschiebbaren hinteren Sammellinse (bzw. sammelndes Linsenaggregat 17,73) angeordnete axial verschiebbare Zerstreuungslinse bzw. zerstreuendes Linsenaggregat (18, 82) einen höheren Vergrösserungsfaktor aufweist als
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e, y =-cos estimmt ist, wobei in allen diesen Gleichungen e der Verdrehungswinkel der'die Leitkurve tragenden Büchse, d der Durchmesser dieser Büchse, k die Steigung der Schraubenlinie und a, b Konstante sind, deren Grösse von der Brennweite der drei Elemente des Linsensystems abhängig ist.