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Photographisches Objektiv mit kontinuierlich veränderlicher Brennweite
Die Erfindung betrifft pankratische Objektive, bei denen eine oder mehrere Linsengruppen zum Zwecke der Brennweitenveränderung verschiebbar angeordnet sind. Derartige Objektive sind in mehreren grundsätzlich verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die Fokussierung eines derartigen pankratischen Objektivs auf verschiedene Gegenstandsentfernung wird im allgemeinen dadurch bewirkt, dass die Frontgruppe in Abhängigkeit von der Entfernung verschoben wird. Wenn die Frontgruppe bereits zu den Linsengruppen gehört, die bei der Brennweitenänderung verschoben werden, so wird die für die Fokussierung erforderliche Verschiebung der Frentgruppe zusätzlich vorgenommen.
Wenn die Frontgruppe aus mehreren Gliedern besteht, so werden zuweilen auch nur eines oder einige der dieser Frontgruppe angehörenden Glieder, u. zw. die vorderen Glieder für die Fokussierung benutzt, indem sie gemeinsam in Abhängigkeit von der Gegen- standsentfernung verschoben werden.
Dieses Verfahren erfordert im allgemeinen einen relativ langen Verstellweg für das zur Fokussierung benutzte Glied, weil es sich aus Gründen der optischen Korrektion nicht empfiehlt, die Brennweite des Frontgliedes oder der Frontgruppe sehr klein zu machen.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, für die Fokussierung des Objektivs mindestens eine von denjenigen Linsen oderlinsengliedern zu benutzen, die in dem Teil des Objektivs stehen, welcher hinter der vordersten der zwecks Brennweitenänderung verschiebbar angeordneten Linsen liegt. Die Frontgruppe kann dabei zur Fokussierung gegebenenfalls mitbenutzt werden.
Die im Innern des Objektivs angeordneten Linsen kann man unbedenklich mit einer Brennweite ausführen, die wesentlich kürzer ist als die Brennweite der Frontgruppe, so dass man bei Verschiebung einer im Innern des Objektivs stehenden Linse oder Linsengruppe die Fokussierung mit einem wesentlich kleineren Verschiebeweg bewirken kann als bei Fokussierung mit der Frontgruppe allein.
Aber ganz abgesehen von der absoluten Grösse des für die Fokussierung benötigten Verschiebeweges, ergibt die erfindungsgemäss vorgeschlagene Methode noch einen weiteren Vorteil. Da nämlich bei einer Frontgruppenfokussierung die Frontgruppe bei Einstellung auf kurze Gegenstandsentfernungen nach vorne gezogen wird, so vergrössert sich dabei die Baulänge des gesamten Objektivs. Eine Vergrösserung der Baulänge bringt aber bekanntlich immer die Gefahr einer Vignettierung der schiefen Büschel mit sich. Um dieser Gefahr zu begegnen, muss man bei Frontgruppenfokussierung die Linsendurchmesser der Frontgruppe relativ gross machen. Bei dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren gewinnt man also den weiteren Vorteil, den Durchmesser der Frontgruppe relativ klein ausführen zu können.
Nun aber hat das vorgeschlagene Verfahren auch einen gewissen Nachteil, da dabei der für die Fokussierung benötigte Verstellweg im allgemeinen nicht nur von der Entfernung E, sondern auch von der Brennweite, d. h. von der Stellung der für die Brennweitenänderung verschiebbar angeordneten Linsen abhängig ist. Wenn man also z. B. erst die Entfernung einstellt und dann die Brennweite verändert, so kann bei endlicher Gegenstandsentfernung die Veränderung der Brennweite die zuvor eingestellte Fokussierung stören.
Um diesem Mangel zu begegnen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die für die Fokussierung auf verschiedene Aufnahmeentfernungen notwendige Längsverschiebung des Objektivs oder einiger Teile desselben über ein Funktionsgetriebe in Abhängigkeit a) von der variablen Gegenstandsentfernung E
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b) von der variablen Brennweite f zu bewirken. Damit ist man in der Wahl der für die Fokussierbewegung auszuwählenden Linsen, Linsengruppe oder Lilisengruppen nicht mehr beschränkt, sondern kann jede beliebige aus Gründen der optischen Korrektion dafür geeignete Gruppe des Obketivs dazu benutzen.
Was die Ausführung des Funktionsbetriebes anbetrifft, so ergeben sich dafür mehrere Möglichkeiten.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dieses Funktionsgetriebe als Kurvenkörper auszubilden.
Die vorliegende Erfindung sei an Hand der beifolgenden Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt :
Fig. l schematisch ein bekanntes pankratisches Objektiv im Schnitt, während in Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Möglichkeiten für einen Bewegungsmechanismus zur Verschiebung der Linsengruppen des Objektivs zwecks Brennweitenänderung und Fokussierung schematisch in perspektivischer Darstellung wiedergegeben sind.
Als Beispiel diene ein pankratisches Objektiv nach Art des von J. Flügge beschriebenen Typs (vg1. "Die wissenschaftliche und angewandte Photo graphie" 1. Band, "Das photo graphische Objektiv" Wien [1955], S. 207 ff). Wie Fig. l zeigt, besteht dieses Objektiv aus einer sammelnden Frontgruppe I, einer mittleren zerstreuenden, verschiebbaren Linsengruppe II und einer sammelnden hinteren Linsengruppe III. Jede dieser Linsengruppen kann aus mehreren Untergruppen bestehen. Beispielsweise besteht die hintere Linsengruppe III aus den Teilgruppen IIIa und IIIb.
Bei der Wahl der für die Fokussierbewegung heranzuziehenden Linsen, Linsengruppe oder Linsengruppen stehen verschiedene Möglichkeiten offen.
1. Die Fokussierungwird durch Verschieben des gesamten Objektivs bewirkt. Die mittlere Linsengruppe nimmt an der Fokussierbewegung mit teil, damit bei einer einmal gewählten und eingestellten Brennweite diese Brennweite durch die Fokussierung auf verschiedene Entfernungen nicht geändert wird.
2. Die Fokussierung wird durch gemeinsame Verschiebung der Frontgruppe I, der Mittelgruppe II und der Teilgruppe lila bewirkt. Die mittlere Linsengruppe nimmt an der Fokussierbewegung mit teil, damit bei einer einmal gewählten und eingestellten Brennweite diese Brennweite bei der Fokussierung auf verschiedene Entfernungen nicht geändert wird.
3. Die Fokussierung wird durch Verschiebung der Teilgruppe IIIa allein bewirkt. Die übrigen Linsen und Gruppen nehmen an der Fokussierbewegung nicht mit teil.
4. Die Fokussierungwird durch Verschieben der gesamten hinteren Linsengruppe III bewirkt. Die beiden Gruppen 1 und II nehmen in diesem Falle an der Fokussierbewegung nicht mit teil.
Bei pankratischen Objektiven anderer Bauart ergeben sich freilich andere Möglichkeiten, immer aber ermöglicht die Benutzung eines Kurvenkörpers grosse Freiheit in der Wahl der für die Fokussierung zu benutzenden Linsengruppe.
Die Verschiebung der zum Zwecke der Fokussierung über den Kurvenkörpern bewegten Linsen, Linsengruppe oder Linsengruppen ist in jedem Falle abhängig von den beiden Variablen E (Entfernung) und f (Brennweite). Die andern noch für die Grösse dieser Verschiebung massgebenden Parameter sind konstante Werte. Mit einem Kurvenkörper ist aber eine Funktion von zwei Variablen kinematisch darzustellen.
Dabei ist es bekanntlich im Prinzip gleichgültig, ob die Verstellung des Kurvenkörpers (beispielsweise die Verschiebung) unmittelbar proportional zu der Variablen selbst, oder proportional zu einer umkehrbar eindeutigen Funktion dieser Variablen erfolgt. Man wird im allgemeinen eine solche Funktion wählen, dass der Kurvenkörper möglichst flach und klein gehalten werden kann. Im vorliegenden Falle wird man daher die eine Verstellung (beispielsweise die Verschiebung) des Kurvenkörpers nicht proportional zu der Entfernung E, sondern etwa proportional zu dem reziproken Wert l/E vornehmen. Die andere Verstellung (z. B. die Drehung) des Kurvenkörpers wird in Abhängigkeit von der Bewegung des die Brennweitenänderung bewirkenden Bedienungshebels (cd. dgl.) bewirkt.
Bekanntlich ändert bei pankratischen Objektiven die die Brennweitenänderung bewirkende Verschiebung einer Linsengruppe (im Beispiel der Gruppe II) auch bei konstanter Aufnahmeentfernung in geringem Masse die Lage der Bildebene. Um dafür zu sorgen, dass die Lage der Bildebene bei Brennweitenänderungen unverandert bleibt, sind bei einigen bekannten Bauformen Kurvensteuerungen vorgesehen, welche in Abhängigkeit von der die Brennweitenänderung bewirkenden Verschiebung noch irgendein Korrekturglied zusätzlich so verschieben, dass dabei die Lage der Bildebene konstant bleibt (Bildlagenausgleich).
Wenn man, wie in den obenerwähnten Fällen angegeben, für die Fokussierbewegung einen Kurvenkörper benutzt, dann braucht man für die zum Zwecke des Bildlagenausgleiches erforderliche Korrekturbewegung keine weiteren Getriebemittel vorzusehen, sondern kann den Kurvenkörper zusätzlich auch dafür benutzen.
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Eine bedienungstechnisch günstige Form erhält man, wenn man die beiden für die Verstellung des Kurvenkörpers vorgesehenen Bedienungsteile als schwenkbare Hebel ausführt und die Schwenkachsen senkrecht zu der optischen Achse des Objektivs legt, wobei man die beiden Schwenkachsen zweckmässig zu-
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Die11I des Objektivs sind auf einem Rahmen 1 in festem Abstand zueinander angeordnet, die Linsengruppe II ist zum Zwecke der Brennweitenänderung auf dem Rahmen zwischen den Linsengruppen I und III verschiebbar gelagert. Die Verschiebung erfolgt mittels eines Hebels 2. Dieser ist auf eine Welle 3 aufgekeilt, die in einem mit dem Rahmen 1 fest verbundenen Lagerbock 4 drehbar gelagert ist.
Mittels eines Mimehmerstiftes 5 greift der Hebel 2 in eine an der Fassung der Linsengruppe II befestigte Kulisse e ein, so dass bei Verschwenkung des Hebels 2 die Linsengruppe 11 längs der optischen Achse verschoben wird.
Auf der Welle 3 ist ein Kurvenkörper 7 über Nut und Feder 8 längs verschiebbar gelagert, so dass die Schwenkungen des Hebels 2 somit auch bei axialen Verschiebungen des Kurvenkörpers 7 auf letzteren übertragen werden. Die Verschiebung des Kurvenkörpers 7 erfolgt mittels eines zweiten Hebels 9, der um eine am Rahmen 1 befestigte, zur optischen Achse senkrechte Schwenkachse 10 verschwenkt werden kann.
Dabei wird über einen um eine Achse 11 drehbaren Winkelhebel 12/13 eine Verschiebung des Mitnehmers 14 bewirkt, der seinerseits in eine Nut am Kurvenkörper 7 eingreift.
Die eine Endlage des Hebels 9 entspricht unendlicher Aufnahmeentfernung, die andere der kürzesten noch vorgesehenen Aufnahmeentfemung. Der gesamte Schwenkbereich ist daher so aufgeteilt, dass der Verstellwinkel jeweils proportional zu dem reziproken Wert der Entfernung E, also proportional zu 1/E ist.
Der gesamte Mechanismus ist über den Kurvenkörper 7 und eine. Abtastkugel 15 gegen eine kamerafeste Platte 16 abgestützt, wobei die Anlage der Abtastkugel 15 an dem Kurvenkörper 7 durch eine Zugfeder 17 hergestellt wird. Bei einer Verschwenkung des Hebels 9 wird also die ganze Anordnung gegen- über der kamerafesten Platte 16 verschoben, wobei in dbsem Falle der relative Abstand zwischen den Linsengruppen und damit die Brennweite des Objektivs konstant bleibt. Dabei bewegt sich die Abtastkugel 15 relativ zum Kurvenkörper längs einer Mantellinie des Kurvenkörpers. Durch geeignete Formgebung dieser Mantellinie kann also erreicht werden, dass bei der Verschwenkung des Hebels 9 gemäss 1/E das Objektiv die für die jeweilige Entfernung richtige Fokussierstellung einnimmt.
Fur jede Stellung des Hebels 2. d. h. für jede Brennweite des Objektivs kann auf diese Weise die dieser Brennweite entsprechende Mantellinie gefunden werden.
Eine weitere bedienungstechnisch ebenfalls günstige Form erhält man, wenn man den Kurvenkörper kardanisch aufhängt, wobei die feste Kardan-Achse senkrecht zur optischen Achse liegt, während die bewegliche Kardan-Achse senkrecht zu der festen liegt. Der Kurvenkörper selbst wird dabei zweckmässig starr verbunden mit einem Bedienungsgriff (Steuerknüppel), der dann um die beiden erwähnten Achsen geschwenkt werden kann.
Eine derartige Ausführungsform zeigt die Fig. 3.
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schiebbar angeordnet. Zum Zwecke der Fokussierung des Objektivs ist die Linsengruppe 11I ebenfalls auf dem Rahmen 18 verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung der beiden Linsengruppen erfolgt mittels des kardanisch aufgehängten Hebels 20. Er ist fest verbunden mit einem schwenkbaren Rahmen 21, der über die schwenkbare Kardan-Achse 22 mit einem ebenfalls schwenkbaren Rahmen 23 verbunden ist, der seinerseits über die feste Kardan-Achse 24 in dem mit dem Rahmen 18 fest verbundenen Rahmen 25 gelagert ist. Auf die Achse 24 ist ein Hebel 26 aufgekeilt, der mit seinem Mitnehmerstift 27 in die mit der Fassung der Linsengruppe II fest verbundene Kulisse 28 eingreift.
Mit dem Hebel 20 ist fest verbunden ein Kurvenkörper 29. Gegen die Oberfläche des Kurvenkörpers 29 liegt ein Abtaststift 30 an, der über ein Hebelgestänge, bestehend aus dem um die Achse 31 drehbar gelagerten doppelarmigen Hebel 32/33, mittels Kulissensteuerung 34/35 eine Verschiebung der Linsengruppe III bewirkt. Durch eine Zugfeder 36 wird eine dauernde Anlage des Abtaststiftes 30 gegen die Oberfläche des Kurvenkörpers 29 garantiert.
Mit dem Hebel 20 kann also sowohl die Brennweitenänderung als auch die Fokussierung des Objektivs bewirkt werden. Eine Verschwenkung des Hebels 20 um die feste Kardan-Achse 24 bewirkt dabei die Brennweitenänderung, wobei über den Kurvenkörper 29 und das Gestänge 30,31, 32,33, 34,35 die hintere Linsengruppe III zusätzlich so verschoben wird, dass bei festgehaltener Entfernungseinstellung die Lage des Bildes konstant bleibt (Bildlagenausgleich). Bei einer Verschwenkung des Hebels 20 um die schwenkbare Kardan-Achse 22 gemäss l/Ewird über den Kurvenkörper 29 und das Gestänge 30,31, 32,33, 34,35 die hintere Linsengruppe III so verschoben, dass damit eine Fokussierung auf die mit dem Hebel 20 eingestell-
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te Aufnahmeentfernung bewirkt wird.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 lediglich dadurch, dass Kurvenkörper und Abtaststift ihre Plätze vertauscht haben.
PATENTANSPRÜCHE : l. Pankratisches Objektiv. bei welchem eine oder mehrere Linsengruppen zum Zwecke der Brenneitenänderung verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fokussierung des Objektivs auf verschiedene Gegenstandsentfernungen mindestens eine von denjenigen Linsen verschoben wird, die in dem Teil des Objektivs stehen, welcher hinter der vordersten der zum Zwecke der Brennweitenänderung verschiebbar angeordneten Linsen liegt, und dass die Verstellung der Linsenglieder, die bei der Fokussierung auf verschiedene Gegenstandsentfernungen verschoben werden, über ein Funktionsgetriebe in Abhängigkeit von der variablen Brennweite und von der variablen Gegenstandsentfernung erfolgt.