Verstelleinrichtung für Objektive veränderlicher Brennweite
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für Objektive veränderlicher Brennweite zur spielfreien und verkantungsfreien axialen Bewegung eines in einem Fassungsglied gehaltenen optischen Verschiebeelementes im Inneren eines Tubus.
In Objektiven veränderlicher Brennweite ist es erforderlich, Einzellinsen oder optische Glieder gegeneinander oder miteinander nach vorher berechneter Gesetzmässigkeit spielfrei und verkantungsfrei zu verschieben. Es gibt verschiedene Methoden, um die Bewegung des optischen Verstellelementes zu bewirken, und zwar entweder die direkte Verschiebung einer am Aussendurchmesser des Objektivkörpers vorgesehenen Handhabe, oder durch Verdrehen eines Ringes und Bewegung von Steuerkurven, deren Steigungen den Gesetzmässigkeiten der Verschiebevorgänge entsprechen.
Stets ist es jedoch, besonders bei einseitig einwirkenden Kurvensteuerungen, schwierig, eine spiel- und verkantungsfreie Bewegung des optischen Verschiebeelementes zu bewirken.
Infolge der Gleichförmigkeit der Bewegung ist die Verschiebung mittels einer gleichmässig steigenden Kurve oder eines Gewindes möglich, andrerseits wirkt erschwerend, dass das Verschiebeelement von der vordersten Stellung (grösste Brennweite) bis zur hintersten Stellung (kleinste Brennweite) so bis zu den Linsenfassungen der vorderen und hinteren angrenzenden Linsen verschoben werden muss, und dass für die Fassung des Verschiebeelementes keine Führungslänge verbleibt. Es ist jedoch eine gute Zentrierung und damit saubere Führung des Verschiebegliedees aus optischen Gründen erforderlich.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Verstellvorrichtung für Objektive veränderlicher Brennweite zu schaffen, die eine spiel- und verkantungsfreie Bewegung des optischen Verschiebegliedes gestattet und dabei einfach und störungsunanfällig im Aufbau ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Tubus mit einem Führungsgewinde versehen ist und das Fassungsglied aus einem mit mindestens drei in das Führungsgewinde eingreifenden Gewindestegen versehenen Fassungsring besteht, und dass zum Antrieb des Fassungsringes mit Verschiebeglied eine mindestens dreifach längsgeschlitzte Mitnehmerhülse drehbar innerhalb des Tubus angeordnet ist, durch deren Schlitze die Gewindestege des Fassungsringes hindurchgreifen. Zweckmässig ist das Vortriebsgewinde im Tubus für den Verschiebemechanismus als mehrgängiges Gewinde ausgebildet und in seiner Steigung so gewählt, dass etwa eine Umdrehung der Mitnehmerhülse den gesamten Vorschub des Verschiebeelementes über den der Optik zugeordneten Variationsbereich ergibt.
In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsformbeispiel der Erfindung beschrieben.
In den beigefügten Zeichnungen ist dargestellt in:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Objektives veränderlicher Brennweite,
Fig. 2 eine vergrösserte Schnittansicht des mit einem Kreis eingefassten Teiles der Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des Fassungstubus,
Fig. 4 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der Mitnehmerhülse,
Fig. 5 zwei Ansichten des Fassungsringes und in
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Objektives teilweise im Schnitt.
Fig. 1 zeigt ein optisches System veränderlicher Brennweite, bestehend aus den Linsen 1 bis 6. Die Linse 2 ist das Verschiebeelement des optischen Systems. Die Verschiebung erstreckt sich auf den gesam ten Abstand zwischen der Linse 1 und der Linse 3.
Wie die Darstellung erkennen lässt, ist eine einwandfreie Führung der Linse 2 über den gesamten Verschiebeweg problematisch, da nur eine geringe Führungslänge des Fassungsgliedes 9 der Verschiebelinse 2 möglich ist. Zur Lösung dieses Problemes wird anstelle eines Führungspasszylinders und einer einseitig wirksamen Steuerkurve ein mehrgängiges Gewinde hoher Steigung gewählt, welches gleichzeitig dem Vortrieb des Verschiebeelementes 2 bzw. Fassungsgliedes 9 dient und eine spielfreie Führung im Flankendurchmesser des Gewindes bewirkt. Weiterhin wird hiermit die Bedienung des Antrieb es mittels Übertragungsgliedern von aussen her ermöglicht. Nach Fig. 1 ist Pos. 7 ein Fassungstubus, wie er in Fig. 3 einzeln dargestellt ist. Im Inneren des Tubus ist ein mehrgängiges Gewinde, dessen Steigung annäherend dem Verschiebeweg der Linse 2 entspricht.
Im Tubus 7 ist eine dreifach geschlitzte Mitnehmerhülse 8 drehbar gelagert, welche mit drei Schlitzen 8a versehen ist (Fig. 4). Im Inneren der Mitnehmerhülse 8 befindet sich der mit drei Gewindestegen 9a versehene Fassungsring 9 der Linse 2. Die Breite der Gewindestage 9a ist so bemessen, dass die Stege der Breite der Schlitze 8a der Mitnehmerhülse 8 entsprechen und sich in diese einpassen.
Auf diese Weise wird eine spielfreie Mitnahme des Fassungsringes 9 beim Verdrehen des äusseren Bedienungsringes 10 erreicht. Der Bedienungsring 10 greift mit einer nicht näher dargestellten Nase in eine Nut 8b der Mitnehmerhülse 8 ein und bewirkt so die Kopp lung der Bedienungs- und Bewegungselemente. Die spielfreie Führung des Fassungsringes 9 des Verschiebegliedes 2 erfolgt im Flankendurchmesser des Gewindes der Gewindestege 9a und dem Vortriebsgewinde des Tubus 7. Für die Lagerung des Verschiebegliedes ist also nur das Flankenspiel des Gewindes massgebend (siehe auch Fig. 2).
Der Bedienungsring 10 ist auf dem Tubus 7 drehbar gelagert; er wird durch den Ring 11, welcher mit Ring 10 auf nicht dargestellte Weise verbunden ist, gehalten.
Eine sehr einfache aber besonders wirksame Massnahme dient noch der Montagevereinfachung. In Fig. 2 ist vergrössert dargestellt zu sehen, dass die Mitnehmerhülse 8 über das Gewindeende des Tubus 7 bei 13 um zirka 1 mm hinaussteht. Beim Einsetzen des Verschiebeelementes 2 mit seinem Fassungsring 8 genügt es, wenn der Ring 9 mit seinen drei Stegen 9a in die überstehenden Nuten 8a der Mitnehmerhülse 8 gelegt wird.
Durch leichte Drehung am Bedienungsring 10 finden sich die Gewindegänge sofort. Die in den Figuren nicht näher erläuterten Fassungsteile 12 und sonstige Abstands- und Befestigungsringe dienen lediglich der Kompletierung der Optik, zur Erläuterung der Funktionen sind sie nicht erforderlich. Fig. 6 stellt eine perspektivische Skizze des gesamten Aufbaues zum besseren Verständnis der Funktionen dar.
Adjustment device for lenses of variable focal length
The invention relates to an adjusting device for lenses of variable focal length for play-free and tilt-free axial movement of an optical displacement element held in a mount member inside a tube.
In lenses of variable focal length, it is necessary to move individual lenses or optical elements against one another or with one another according to a previously calculated regularity without play and without tilting. There are various methods of bringing about the movement of the optical adjustment element, either the direct displacement of a handle provided on the outer diameter of the lens body, or by turning a ring and moving control cams, the gradients of which correspond to the regularities of the displacement processes.
However, it is always difficult, especially in the case of cam controls acting on one side, to bring about a movement of the optical displacement element free of play and tilting.
Due to the uniformity of the movement, the displacement is possible by means of a steadily rising curve or a thread, on the other hand, the fact that the displacement element from the foremost position (largest focal length) to the rearmost position (smallest focal length) up to the lens mounts of the front and rear makes it more difficult adjacent lenses must be moved, and that no guide length remains for the mount of the displacement element. However, good centering and thus clean guidance of the sliding member is necessary for optical reasons.
The invention has set itself the task of creating an adjusting device for lenses of variable focal length, which allows a backlash and tilt-free movement of the optical displacement member and is simple and not susceptible to failure in structure.
To solve this problem, the invention proposes that the tube is provided with a guide thread and the socket member consists of a socket ring provided with at least three thread webs engaging the guide thread, and that to drive the socket ring with a sliding member, an at least three longitudinally slotted driver sleeve rotatable within the Tube is arranged, through the slots of which the threaded webs of the mounting ring reach. The advancing thread in the tube for the displacement mechanism is expediently designed as a multi-start thread and its pitch is selected so that approximately one revolution of the driver sleeve results in the entire advance of the displacement element over the range of variation associated with the optics.
In the following description, an exemplary embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawing.
In the attached drawings is shown in:
1 is a view, partly in section, of a variable focal length lens,
FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the part of FIG. 1 enclosed by a circle,
3 is a view, partly in section, of the mount tube,
Fig. 4 is a view, partially in section, of the driver sleeve,
Fig. 5 shows two views of the mounting ring and in
6 shows a perspective illustration of the objective partially in section.
Fig. 1 shows an optical system of variable focal length, consisting of lenses 1 to 6. The lens 2 is the displacement element of the optical system. The shift extends to the total distance between lens 1 and lens 3.
As the illustration shows, proper guidance of the lens 2 over the entire displacement path is problematic, since only a short guide length of the mount element 9 of the displacement lens 2 is possible. To solve this problem, instead of a guide fitting cylinder and a unilaterally effective control cam, a multi-start thread with a high pitch is selected, which simultaneously serves to propel the displacement element 2 or mount member 9 and causes play-free guidance in the pitch diameter of the thread. Furthermore, this enables the drive to be operated from the outside by means of transmission links. According to FIG. 1, item 7 is a mount tube as shown individually in FIG. Inside the tube there is a multiple thread, the pitch of which corresponds approximately to the displacement path of the lens 2.
A triple-slotted driver sleeve 8 is rotatably mounted in the tube 7 and is provided with three slits 8a (FIG. 4). Inside the driver sleeve 8 is the mounting ring 9 of the lens 2, which is provided with three threaded webs 9a. The width of the threaded stage 9a is dimensioned such that the webs correspond to the width of the slots 8a of the driver sleeve 8 and fit into them.
In this way, play-free entrainment of the mounting ring 9 when the outer operating ring 10 is rotated is achieved. The operating ring 10 engages with a nose not shown in a groove 8b of the driver sleeve 8 and thus causes the Kopp ment of the operating and movement elements. The backlash-free guidance of the mounting ring 9 of the sliding member 2 takes place in the pitch diameter of the thread of the thread webs 9a and the advancing thread of the tube 7. Only the backlash of the thread is decisive for the mounting of the sliding member (see also Fig. 2).
The operating ring 10 is rotatably mounted on the tube 7; it is held by the ring 11, which is connected to ring 10 in a manner not shown.
A very simple but particularly effective measure also serves to simplify assembly. In Fig. 2 it can be seen enlarged that the driver sleeve 8 protrudes beyond the threaded end of the tube 7 at 13 by about 1 mm. When inserting the sliding element 2 with its mounting ring 8, it is sufficient if the ring 9 is placed with its three webs 9a in the protruding grooves 8a of the driver sleeve 8.
The threads can be found immediately by turning the operating ring 10 slightly. The mount parts 12, which are not explained in more detail in the figures, and other spacer and fastening rings serve only to complete the optics; they are not required to explain the functions. Fig. 6 shows a perspective sketch of the entire structure for a better understanding of the functions.