-
Die
Erfindung betrifft ein einfahrbares Linsensystem, das aus dem Körper eines
optischen Instrumentes, z.B. einer mit einem lichtempfindlichen Film
arbeitenden Kamera oder einer mit einem CCD- oder CMOS-Bildsensor
arbeitenden digitalen Kamera, ausgefahren und eingefahren werden
kann.
-
Die
Miniaturisierung von Kompaktkameras wird zunehmend wichtig. Insbesondere
bei Kameras mit einem einfahrbaren Aufnahmeobjektiv (einfahrbares
Linsensystem), das im Wesentlichen vollständig in den Kamerakörper eingefahren
ist, wenn die Kamera nicht in Betrieb ist, besteht ein starker Wunsch
nach einer weiteren Verkürzung
des einfahrbaren Aufnahmeobjektivs im vollständig eingefahrenen Zustand.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat hierzu als Lösung ein
einfahrbares Linsensystem vorgeschlagen, das in der Japanischen
Patentveröffentlichung
2003-315861 offenbart ist. Dieses einfahrbare Linsensystem zeichnet
sich dadurch aus, dass mehrere optische Elemente des einfahrbaren
Linsensystems auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind
und so eine Aufnahmeoptik bilden, wenn sich das Linsensystem in einem aufnahmebereiten
Zustand befindet, und dass von diesen optischen Elementen mindestens
ein entfernbares Element in eine außerhalb der gemeinsamen optischen
Achse liegende versetzte Position bewegt wird und dabei dieses optische
Element und mindestens eines der übrigen Elemente rückwärts bewegt
werden, wenn das einfahrbare Linsensystem aus seinem aufnahmebereiten
Zustand in einen eingefahrenen Zustand wechselt.
-
Die
Erfindung sieht ein einfahrbares Linsensystem vor, das so aufgebaut
ist, dass eine weitere Verkürzung
des Linsensystems im vollständig
eingefahrenen Zustand möglich
ist. Ferner sieht die Erfindung eine Kamera mit einem solchen einfahrbaren Linsensystem
vor.
-
Die
Erfindung erreicht dies durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
-
1 einen
Längsschnitt
eines einfahrbaren Varioobjektivs einer digitalen Kamera in einem
aufnahmebereiten Zustand, das ein Ausführungsbeispiel darstellt,
-
2 einen
Längsschnitt
des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs im vollständig eingefahrenen
Zustand, in dem die Kamera nicht in Betrieb ist,
-
3A einen
Längsschnitt
durch Elemente (einschließlich
Linsengruppen, eines Blendenverschlusses, eines Tiefpassfilters
und eines CCD) des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs,
-
3B einen
Längsschnitt
durch die in 3A gezeigten Elemente des in 2 gezeigten einfahrbaren
Varioobjektivs,
-
4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung von Elementen des in den 1 und 2 gezeigten
einfahrbaren Varioobjektivs,
-
5A eine
Vorderansicht der in 4 gezeigten Elemente im aufnahmebereiten
Zustand, wobei zur Verdeutlichung ein Geradführungsring weggelassen ist,
-
5B eine
Ansicht ähnlich
der nach 5A mit den in 4 gezeigten
Elementen im vollständig
eingefahrenen Zustand, wobei zur Verdeutlichung der Geradführungsring
weggelassen ist,
-
6A eine
perspektivische Ansicht der in 5A gezeigten
Elemente, wobei zur Verdeutlichung eine Linsenhalterung teilweise
aufgeschnitten dargestellt ist,
-
6B eine
perspektivische Ansicht der in 5B gezeigten
Elemente, wobei die Linsenhalterung zur Verdeutlichung teilweise
aufgeschnitten dargestellt ist,
-
7A eine
Vorderansicht auf die in 4 gezeigten Elemente im aufnahmebereiten
Zustand, wobei der Geradführungsring
und die Linsenhalterung zur Verdeutlichung weggelassen sind,
-
7B eine
Ansicht ähnlich
der nach 7A mit den in 4 gezeigten
Elemente im vollständig
eingefahrenen Zustand, wobei der Geradführungsring und die Linsenhalterung
zur Verdeutlichung weggelassen sind,
-
8A eine
perspektivische Ansicht der in 7A gezeigten
Elemente,
-
8B eine
perspektivische Ansicht der in 7B gezeigten
Elemente,
-
9 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht der in den 7B und 8B gezeigten
Elemente unter einem anderen Blickwinkel als in den 6A, 6B, 8A und 8B,
-
10A eine perspektivische Ansicht von Elementen
des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs mit einer
Konstruktion zum Halten einer zurückziehbaren Linsenfassung an
der Linsenhalterung in Blickrichtung von schräg hinten auf das einfahrbare
Varioobjektiv,
-
10B eine Ansicht ähnlich der nach 10A mit derselben Haltekonstruktion in einem anderen
Betriebszustand,
-
11A einen Längsschnitt
durch Elemente des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs im
aufnahmebereiten Zustand zur Illustration, wie die Linsenhalterung
und die schwenkbare Linsenfassung in einem bestimmten Betriebszustand
zueinander angeordnet sind, und
-
11B eine Ansicht ähnlich der nach 11A im vollständig
eingefahrenen Zustand zur Illustration, wie die Linsenhalterung
und die schwenkbare Linsenfassung in einem Betriebszustand relativ zueinander
angeordnet sind.
-
Der
Gesamtaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen einfahrbaren
Varioobjektivs wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Das mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete
einfahrbare Varioobjektiv ist in einer digitalen Kamera 5 enthalten
und umfasst eine Aufnahmeoptik mit einer ersten Linsengruppe L1,
einen Verschluss (geradlinig bewegbares Element/vorderes optisches
Element/Belichtungssteuerelement) S, eine zweite Linsengruppe (entfernbares
optisches Element) L2, eine dritte Linsengruppe (hinteres optisches
Element) L3, ein Tiefpassfilter (optisches Filter/hinteres optisches
Element) F und einen CCD-Bildsensor (Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung/hinteres optisches
Element) C. Die in 1 mit Z1 bezeichnete Achse stellt
die gemeinsame optische Achse der Aufnahmeoptik dar.
-
Der
Verschluss S fungiert auch als Blende und ist in den 1 bis 3B als
gestrichelte Linie dargestellt, die senkrecht zur gemeinsamen optischen
Achse Z1 verläuft.
Die erste Linsengruppe L1 und die zweite Linsengruppe L2 werden
längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1 in vorbestimmter Weise angetrieben,
um eine Zoom- oder Brennweitenänderungsoperation
durchzuführen,
während
die dritte Linsengruppe L3 längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1 angetrieben wird, um eine Fokussieroperation
durchzuführen.
Die Zoomoperation erfolgt, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, durch
Bewegen mindestens zweier Linsengruppen in Richtung der optischen
Achse oder durch Bewegen mindestens einer Linsengruppe sowie der
Bildfläche (z.B.
des CCD-Bildsensors) in Richtung der optischen Achse.
-
In
dem einfahrbaren Varioobjektiv 10 mit der oben beschriebenen
Aufnahmeoptik sind deren optische Elemente in einem aufnahmebereiten
Zustand alle auf der gemeinsamen optischen Achse Z1 angeordnet,
wie in den 1 und 3A gezeigt
ist. Dagegen ist in einem vollständig
eingefahrenen Zustand (eingefahrene Stellung) die zweite Linsengruppe
L2 aus der auf der gemeinsamen optischen Achse Z1 liegenden Position
in einer Richtung senkrecht zur gemeinsamen optischen Achse Z1 entfernt
und auf einer exzentrischen optischen Achse (optische Achse des
entfernbaren optischen Elements) Z1' angeordnet, wie in den 2 und 3B gezeigt
ist. Ist die zweite Linsengruppe L2 in die versetzte Position bewegt,
so gibt es zwischen ihr und den anderen optischen Elementen (d.h.
der ersten Linsengruppe L1, dem Verschluss (Blende) S, der dritten
Linsengruppe L3, dem Tiefpassfilter F und dem CCD-Bildsensor C) in
Richtung der optischen Achse keine räumliche Überlagerung. Wird das Varioobjektiv 10 vollständig eingefahren,
so wird die zweite Linsengruppe L2 (d.h. das aus der gemeinsamen
optischen Achse Z1 entfernte optische Element) längs der exzentrischen optischen
Achse Z1' eingefahren,
während
gleichzeitig mindestens eines der übrigen optischen Elemente der
Aufnahmeoptik, die nicht aus der gemeinsamen optischen Achse Z1
entfernt werden, längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1, d.h. parallel zu dieser, eingefahren
wird. Indem die optischen Elemente der Aufnahmeoptik in dieser Weise
bewegt werden, kann das Varioobjektiv 10 im vollständig eingefahrenen
Zustand weiter verkürzt
werden.
-
Wird
das Varioobjektiv 10 aus seinem in den 1 und 3A gezeigten
aufnahmebereiten Zustand in seinen in den 2 und 3B gezeigten vollständig eingefahrenen
Zustand gebracht, so wird zunächst
die zweite Linsengruppe L2 aus seiner auf der gemeinsamen optischen
Achse Z1 liegenden Position radial zurückgezogen, um auf der exzentrischen
optischen Achse Z1' angeordnet
zu werden, die exzentrisch bezüglich
der gemeinsamen optischen Achse Z1 ist, auf der die übrigen optischen Elemente
der Aufnahmeoptik liegen. Anschließend wird die zweite Linsengruppe
L2 längs
der exzentrischen optischen Achse Z1' eingefahren, und gleichzeitig werden
von den oben genannten übrigen
optischen Elementen der Aufnahmeoptik die erste Linsengruppe L1,
der Verschluss (Blende) S und die dritte Linsengruppe L3 längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1 eingefahren. In dem in den 2 und 3B gezeigten
vollständig
eingefahrenen Zustand sind die entfernte zweite Linsengruppe L2,
die auf der exzentrischen optischen Achse Z1' liegt, und andere optische Elemente
der Aufnahmeoptik, die auf der gemeinsamen optischen Achse Z1 liegen (d.h.
in diesem besonderen Ausführungsbeispiel
die dritte Linsengruppe L3, das Tiefpassfilter F und der CCD-Bildsensor
C), so angeordnet, dass sie axial, d.h. in Richtung der optischen
Achsen Z1 und Z1',
im gleichen Positionsbereich einander überlagert sind. Dabei ist im
vollständig
eingefahrenen Zustand die zweite Linsengruppe L2 bezüglich der
gemeinsamen optischen Achse Z1 radial außenseitig der dritten Linsengruppe
L3, des Tiefpassfilters F und des CCD- Bildsensors C (senkrecht zur gemeinsamen
optischen Achse Z1) angeordnet. Mit anderen Worten liegt in dem
in den 2 und 3B gezeigten vollständig eingefahrenen
Zustand eine räumlicher Überlagerung
in Richtung der optischen Achse zwischen dem Positionsbereich der
entfernten zweiten Linsengruppe L2 und der anderen, auf der gemeinsamen
optischen Achse Z1 liegenden optischen Elemente (d.h. in diesem
Ausführungsbeispiel
der dritten Linsengruppe L3, des Tiefpassfilters F und des CCD-Bildsensors
C) vor, wodurch der zur Unterbringung der zweiten Linsengruppe L2
benötigte
Raum auf der gemeinsamen optischen Achse Z1 wesentlich verringert
ist. Dadurch kann das Varioobjektiv 10 im vollständig eingefahrenen
Zustand verkürzt
werden.
-
Obgleich
sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
des Varioobjektivs 10 die zweite Linsengruppe L2 und der
Verschluss (Blende) S, der unmittelbar vor der zweiten Linsengruppe
L2 angeordnet ist, in einem aufnahmebereiten Zustand ohne Änderung
ihres Abstandes voneinander in Richtung der optischen Achse bewegen,
wird der Betrag der Rückwärtsbewegung
(Einfahrstrecke) der zweiten Linsengruppe L2 relativ größer als
der des Verschlusses (Blende) S, um die zweite Linsengruppe L2 teilweise in
einer zur gemeinsamen optischen Achse Z1 senkrechten Ebene anzuordnen,
in der der Verschluss (Blende) S liegt, wenn das Varioobjektiv 10 aus
seinem aufnahmebereiten Zustand vollständig eingefahren ist. Diese
Konstruktion, die später
genauer beschrieben wird, ermöglicht
eine weitere Verkürzung des
Varioobjektivs 10 im vollständig eingefahrenen Zustand.
-
Die
Konstruktion des einfahrbaren Varioobjektivs 10, die das
oben beschriebene Einfahren der optischen Elemente der Aufnahmeoptik
ermöglicht, wird
im Folgenden hauptsächlich
unter Bezugnahme auf die 1 und 2 im Detail
beschrieben. Das einfahrbare Varioobjektiv 10 umfasst einen CCD-Rahmen 11,
einen ortsfesten Tubus 12 und einen vorderen äußeren Rahmen 13,
die alle ortsfeste Elemente darstellen. Das Tiefpassfilter F und
der CCD-Bildsensor C sind an dem CCD-Rahmen 11 befestigt.
Der vordere äußere Rahmen 13 hat
eine Öffnung 13a,
durch die hindurch ein äußerer Lineartubus 16 und
ein innerer Lineartubus 17 das Varioobjektiv 10 ausfahren
und einfahren.
-
Ein
drehbarer Ring 14 sitzt so auf dem ortsfesten Tubus 12,
dass er um eine Drehachse Z2 drehbar und längs dieser Drehachse Z2 unbeweglich ist.
Der ortsfeste Tubus 12 hat an seiner Außenumfangsfläche einen
Satz radiale Vorsprünge 12a.
Der drehbare Ring 14 hat an seiner Innenumfangsfläche einen
entsprechenden Satz Umfangs- oder Ringnuten 14a, in die
die radialen Vorsprünge 12a des
ortsfesten Tubus 12 greifen und längs derer sie verschiebbar
sind. Durch das Ineinandergreifen der radialen Vorsprünge 12a und
der Ringnuten 14a ist der drehbare Ring 14 so
an dem ortsfesten Tubus 12 gehalten, dass er auf diesem
um die Drehachse Z2 drehbar ist, während er an einer Bewegung
längs der Drehachse
Z2 gehindert ist. Der drehbare Ring 14 hat an seiner Außenumfangsfläche eine
Ringzahnung 14b, die in Eingriff mit einem Ritzel 15 ist.
Das Ritzel 15 wird von einem Motor M gedreht (vergl. 1).
Indem das Ritzel 15 durch den Motor M vor und zurück gedreht
wird, wird der Ring 14 um die Drehachse Z2 vor und zurück gedreht.
Die Drehachse Z2 ist exzentrisch zur gemeinsamen optischen Achse
Z1 der Aufnahmeoptik. Der drehbare Ring 14 hat an seiner
Innenumfangsfläche
einen Satz Drehübertragungsnuten 14c.
Ringelemente (16, 17, 18, 19 und 20),
die später
beschrieben werden, sind koaxial um die Drehachse Z2 angeordnet.
Das einfahrbare Varioobjektiv 10 enthält den äußeren und den inneren Lineartubus 16, 17,
einen Nockenring 18, einen Geradführungsring 19 und
eine Linsenhalterung (bewegbarer Ring) 20, die für eine später beschriebene zweite
Linsengruppe L2 vorgesehen ist. Die vorstehend genannten Elemente
sind in dieser Reihenfolge von der Außenseite des Varioobjektivs 10 zur
Drehachse Z2 hin angeordnet. Der ortsfeste Tubus 12 hat an
seiner Innenumfangsfläche
einen Satz Geradführungsnuten 12b.
Der Geradführungsring 19 hat
an seiner Außenumfangsfläche einen
entsprechenden Satz Geradführungsvorsprünge 19a,
die in die ihnen jeweils zugeordneten Geradführungsnuten 12b greifen.
Der Geradführungsring 19 bewegt
sich nur längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1. Der Geradführungsring 19 hat
an seiner Außenumfangsfläche einen
Ringvorsprung 19b, während
der Nockenring 18 an seiner Innenumfangsfläche eine
Ringnut 18a hat, in die der Ringvorsprung 19b greift.
Das Ineinandergreifen des Ringvorsprungs 19b und der Ringnut 18a ermöglicht das
Drehen des Nockenrings 18 bezüglich des Geradführungsrings 19 um
die Drehachse Z2 und verhindert eine Relativbewegung des Nockenrings 18 und
des Geradführungsrings 19 längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1. Der Nockenring 18 ist ein
Ringelement, das sich zusammen mit dem Geradführungsring 19 längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1 bewegt, wann immer sich der Geradführungsring 19 längs der
gemeinsamen optischen Achse Z1 bewegt. Ein Nockenring 18 ist
zudem um die Drehachse Z2 relativ zu dem Geradführungsring 19 drehbar.
-
Der
ortsfeste Tubus 12 hat einen Satz Nocken- oder Kurvenschlitze 12c,
die die Wand des Tubus 12 radial durchsetzen. Der Nockenring 18 hat
einen entsprechenden Satz Mitnehmerstifte 18b, die radial
nach außen
abstehen und durch die Kurvenschlitze 12c hindurch den
Tubus 12 durchsetzen, um in die ihnen jeweils zugeordneten
Drehübertragungsnuten 14c zu
greifen. Das Nocken- oder Kurvenprofil der Kurvenschlitze 12c ist
so festgelegt, dass sich der Nockenring 18, wenn er in
dem in 2 gezeigten vollständig eingefahrenen Zustand in
Vorwärtsdrehrichtung
gedreht wird, um den äußeren und
den inneren Lineartubus 16, 17 aus der Öffnung 13a auszufahren,
durch das Ineinandergreifen der Kurvenschlitze 12c und
der Drehübertragungsnuten 14c zunächst in
seine in 1 gezeigte am weitesten ausgefahrene
Stellung bewegt und sich anschließend nur um die Drehachse Z2
dreht.
-
Der
Nockenring 18 hat an seiner Innenumfangsfläche einen
Satz Kurvennuten 18c, in den ein Satz Mitnehmervorsprünge 20a greift,
die an der Außenumfangsfläche der
Linsenhalterung 20 ausgebildet sind. Der Nockenring 18 hat
an seiner Außenumfangsfläche einen
Satz Kurvennuten 18d, in den ein Satz Mitnehmerstifte 17a greift,
der an der Innenumfangsfläche
des inneren Lineartubus 17 ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt,
hat die Linsenhalterung 20 an ihrer Außenumfangsfläche einen
Satz Geradführungsnuten 20b,
während
der Geradführungsring 19 an
seiner Vorderseite einen Satz Geradführungsstangen 19c aufweist,
die so in die ihnen jeweils zugeordneten Geradführungsnuten 20b greifen,
dass sie in diesen in Richtung der gemeinsamen optischen Achse Z1,
d.h. in Richtung der optischen Achse der Aufnahmeoptik des einfahrbaren
Varioobjektivs 10, verschiebbar sind. Indem die Geradführungsstangen 19c in
die Geradführungsnuten 20b greifen,
ist die Linsenhalterung 20 in Richtung der gemeinsamen optischen
Achse Z1 geführt.
Durch Vorwärts-
und Rückwärtsdrehen
des Nockenrings 18 wird die Linsenhalterung 20 entsprechend
den Konturen der Kurvennuten 18c vorwärts und rückwärts bewegt.
-
Der äußere und
der innere Lineartubus 16, 18 sind so miteinander
gekoppelt, dass sie gemeinsam bewegt werden und sich dabei um die
Drehachse Z2 relativ zueinander drehen können. Ein Satz radialer Vorsprünge 18f,
die an der Außenumfangsfläche des
Nockenrings 18 ausgebildet sind, greift verschiebbar in
einen entsprechenden Satz Ringnuten 16a, der an der Innenumfangsfläche des äußeren Lineartubus 16 ausgebildet
sind ist. Der äußere Lineartubus 16 ist
so an dem ortsfesten Tubus 12 gehalten, dass er nur in
Richtung der Drehachse Z2 bezüglich des
Tubus 12 bewegbar ist, während der innere Lineartubus 17 so
an dem äußeren Lineartubus 16 gehalten
ist, dass er nur in Richtung der Drehachse Z2 bezüglich des äußeren Lineartubus 16 bewegbar
ist. So greift ein Satz Geradführungsvorsprünge 16b,
der von der Außenumfangsfläche des äußeren Lineartubus 16 absteht,
in einen entsprechenden Satz Geradführungsnuten 12d, die
an der Innenumfangsfläche des
ortsfesten Tubus 12 so ausgebildet sind, dass sie parallel
zur Drehachse Z2 verlaufen. Ein Satz Geradführungsvorsprünge 17b,
die von der Außenumfangsfläche des
inneren Lineartubus 17 abstehen, greift in einen entsprechenden
Satz Geradführungsnuten 16c,
die so an der Innenumfangsfläche
des äußeren Lineartubus 16 ausgebildet
sind, dass sie parallel zur Drehachse Z2 verlaufen. Durch Vorwärts- und
Rückwärtsdrehen
des Kurvenrings 18 wird der innere Lineartubus 17 entsprechend
den Konturen der Kurvennuten 18d vorwärts und rückwärts längs der Drehachse Z2 bewegt.
-
Der
innere Lineartubus 17 dient als erste Linsenfassung zum
Halten der ersten Linsengruppe L1. Das einfahrbare Aufnahmeobjektiv 10 enthält eine schwenkbare
Linsenfassung (Element eines Positionssteuermechanismus/Haltefassung) 21,
die als zweite Linsenfassung zum Halten der zweiten Linsengruppe
L2 dient. Das einfahrbare Aufnahmeobjektiv 10 enthält vor dem
CCD-Rahmen 11 eine dritte Linsenfassung 22 zum
Halten der dritten Linsengruppe L3. Wie in 4 gezeigt,
hat die dritte Linsenfassung 22 zwei radiale Arme 22a,
die in im Wesentlichen entgegengesetzten Richtungen radial nach
außen
abstehen. Die dritte Linsenfassung 22 hat an den radial äußeren Enden
der beiden Arme 22a zwei Geradführungsabschnitte 22b und 22c mit
zwei Führungslöchern, in
denen zwei Parallelführungsachsen 25a bzw. 25b (1 und 2)
verschiebbar aufgenommen sind, so dass die dritte Linsenfassung 22 durch
die Führungsachsen 25a und 25b in
Richtung der gemeinsamen optischen Achse Z1 geführt sind. Die dritte Linsenfassung 22 wird
von einem nicht gezeigten Antriebssystem längs der gemeinsamen optischen
Achse Z1 vorwärts
und rückwärts angetrieben.
Das Antriebssystem bewegt dabei die dritte Linsenfassung 22 um
eine Bewegungsstrecke, der einer Information über die Objektentfernung entspricht.
-
Das
einfahrbare Varioobjektiv 10 hat radial innerhalb der für die zweite
Linsengruppe L2 vorgesehenen Linsenhalterung 20 eine Verschlusseinheit 30,
die an der Innenumfangsfläche
der Linsenhalterung 20 gehalten ist. Die Verschlusseinheit 30 ist
mit einer Verschlusshalteplatte 31 versehen, die so an der
Linsenhalterung 20 befestigt ist, dass sie in dieser angeordnet
ist. Der Verschluss (Blende) S ist beweglich an der Verschlusshalteplatte 31 gehalten. Die
Verschlusshalteplatte 31 hat eine Aufnahmeöffnung oder
-apertur 31a, die gegenüber
der Mittelachse der Verschlusseinheit 30 exzentrisch etwas
nach unten versetzt angeordnet ist. Ferner hat die Verschlusshalteplatte 31 oberhalb
der Aufnahmeapertur 31a eine Öffnung 31b, die so
ausgebildet ist, dass die zweite Linsengruppe L2 (Teil der schwenkbaren
Linsenfassung 21) im vollständig eingefahrenen Zustand
des Varioobjektivs 10 in die Öffnung 31b treten kann.
-
Wie
oben beschrieben, bildet die zweite Linsengruppe L2 ein zurückziehbares
optisches Element, das beim Einfahren des Varioobjektivs 10 in eine
zur gemeinsamen optischen Achse Z1 exzentrische Position zurückgezogen
wird. Der Mechanismus, mit dem die zweite Linsengruppe L2 aus der
gemeinsamen optischen Achse Z1 herausgezogen wird, wird später hauptsächlich unter
Bezugnahme auf die 4 bis 11B im
Detail beschrieben.
-
Die
Linsenhalterung 20 hat an ihrer Innenumfangsfläche ein
flanschartiges vorderes Achsenalteelement 20e und ein flanschartiges
hinteres Achsenhalteelement (Element des Positionssteuermechanismus/Rückwärtsbewegungs-Begrenzungsvorrichtung) 20f,
die in Richtung der optischen Achse voneinander beabstandet sind.
Das vordere Ende und das hintere Ende einer exzentrischen Schwenkachse
(Element des Positionssteuermechanismus) 20c sind an dem
vorderen Achsenalteelement 20e bzw. dem hinteren Achsenalteelement 20f befestigt. Die
Achslinie der exzentrischen Schwenkachse 20c liegt parallel
zur gemeinsamen optischen Achse Z1 und zur Drehachse Z2. Die exzentrische
Schwenkachse 20c ist in einer zur gemeinsamen optischen Achse
Z1 und zur Drehachse Z2 exzentrischen Position angeordnet. Wie aus
den 11A und 11B hervorgeht,
besteht keine Gefahr, dass das vordere Achsenalteelement 20e oder
die exzentrische Schwenkachse 20c die Verschlusseinheit 30 stören, obgleich
die Verschlusseinheit 30 (Verschlusshalteplatte 31)
und das vordere Achsenalteelement 20e in der Linsenhalterung 20 in
Richtung der optischen Achse im Wesentlichen im gleichen Positionsbereich angeordnet
sind. Dies liegt daran, dass das vordere Achsenalteelement 20e in
räumlicher
Korrespondenz zu einer in 4 gezeigten
Aussparung (abgeschnittener Teil) 31c angeordnet ist, die
am äußeren Rand der
Verschlusshalteplatte 31 ausgebildet ist. Außerdem hat
das vordere Achsenalteelement 20e an seiner hinteren Fläche einen
die Vorwärtsbewegung
begrenzenden Vorsprung (Vorwärtsbewegungs- Begrenzungsvorrichtung) 20g,
der in Richtung der optischen Achse nach hinten absteht.
-
Die
schwenkbare Linsenfassung 21 hat einen zylindrischen Halteteil 21a,
einen Schwenkarm 21b und einen zylindrischen Schwenkteil 21c.
Die zweite Linsengruppe L2 ist an dem zylindrischen Halteteil 21a befestigt
und an diesem gehalten. Der Schwenkarm 21b steht radial
von dem zylindrischen Halteteil 21a ab. Der zylindrische
Schwenkteil 21c steht von dem schwenkbar gelagerten Ende
(rechtes Ende in 7B) des Schwenkarms 21b nach
hinten ab. Der zylindrische Schwenkteil 21c hat längs seiner Achse
ein Durchgangsloch, in das die exzentrische Schwenkachse 20c der
Linsenhalterung 20 eingesetzt ist, so dass die Linsenfassung 21 frei
um die exzentrische Schwenkachse 20c schwenkbar ist. Die wirksame
Länge der
exzentrischen Schwenkachse 20c, abzüglich der Längen ihrer entgegengesetzten Enden,
die in das vordere Achsenalteelement 20e bzw. das hintere
Achsenalteelement 20f eingesetzt sind, ist so festgelegt,
dass sie größer als
die Länge des
zylindrischen Schwenkteils 21c ist, so dass der zylindrische
Schwenkteil 21c zudem auf der exzentrischen Schwenkachse 20c in
Richtung der optischen Achse, d.h. in Längsrichtung der Schwenkachse 20c,
verschiebbar ist. Die vordere und die hintere Grenze des Bewegungsbereichs
des zylindrischen Schwenkteils 21c auf der exzentrischen
Schwenkachse 20c sind durch das vordere Achsenalteelement 20e und
das hintere Achsenalteelement 20f festgelegt. Die schwenkbare
Linsenfassung 21 wird durch eine Druckschraubenfeder (Element
des Positionssteuermechanismus/Vorspannelement) 23, die zwischen
dem vorderen Ende des Schwenkteils 21c und dem vorderen
Achsenalteelement 20e angeordnet ist, kontinuierlich in
Richtung der optischen Achse nach hinten vorgespannt.
-
Die
zweite Linsengruppe L2, die an dem zylindrischen Halteteil 21a befestigt
ist, ist über
eine Schwenkbewegung der Linsenhalterung 20 um die exzentrische
Schwenkachse 20c zwischen einer auf der gemeinsamen optischen
Achse Z1 liegenden Aufnahmestellung (vergl. 5A, 6A, 7A, 8A und 10A) und einer versetzten Stellung (exzentrische
Stellung), d.h. einer aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 exzentrisch
heraus versetzten Stellung (vergl. 5B, 6B, 7B, 8B und 10B), bewegbar.
-
Eine
Torsionsschraubenfeder 24 (vergl. 4) sitzt
auf dem zylindrischen Schwenkteil 21c der schwenkbaren
Linsenfassung 21. Das eine Anlageende der Torsionsschraubenfeder 24 liegt
an dem Schwenkarm 21b an, während das andere Anlageende
an dem hinteren Achsenalteelement 20f anliegt. Dadurch
ist die schwenkbare Linsenfassung 21 kontinuierlich so
in eine Drehrichtung (in den 5A, 5B, 6A und 6B im
Gegenuhrzeigersinn) vorgespannt, dass die zweite Linsengruppe L2, die
an dem zylindrischen Halteteil 21a gehalten ist, auf der
gemeinsamen optischen Achse Z1 angeordnet ist. Die schwenkbare Linsenfassung 21 hat
an ihrem freien, schwenkenden Ende, d.h. an dem dem zylindrischen
Schwenkteil 21c abgewandten Ende, einen Anlagevorsprung 21d,
der von dem zylindrischen Halteteil 21a in eine Richtung
absteht, die von dem schwenkbar gelagerten Ende der Linsenfassung 21 wegweist.
Die Linsenhalterung 20 hat an ihrer Innenumfangsfläche einen
Vorsprung 20d als Anschlag (vergl. 4, 10A und 10B),
gegen den der Anlagevorsprung 21d in Anlage kommt, wenn
sich die Linsenhalterung 20 vollständig im Gegenuhrzeigersinn
in die in den 5A und 6A gezeigte
Stellung dreht. Die Linsenhalterung 20 hat eine Aussparung
(ausgeschnittener Teil) 20h, in die der zylindrische Halteteil 21a zum
Teil eintritt, wenn sich die zweite Linsengruppe L2 in ihre exzentrisch versetzte
Stellung auf der exzentrischen optischen Achse Z1' bewegt, wie in den 5B und 6B gezeigt
ist.
-
Der
zylindrische Schwenkteil 21c hat an seiner Außenumfangsfläche einen
Vorsprung 21f zur Positionseinstellung, während der
CCD-Rahmen 11 an seiner Vorderfläche eine zur Positionseinstellung bestimmte
Nocken- oder Kurvenschiene (Element einer Versetzvorrichtung/Nocken-
oder Kurvenvorsprung) 11a hat, die sich nach vorne erstreckt.
Die Kurvenschiene 11a befindet sich in Anlage mit dem Vorsprung 21f,
um die Position der schwenkbaren Linsenfassung 21 zu steuern.
Die Kurvenschiene 11a steht von einer Basis 11b des
CCD-Rahmens 11 parallel zur Drehachse Z2 nach vorne ab.
Die Nockenschiene 11a ist längs ihrer Innenseite mit einer
Haltefläche 11a1 versehen,
die sich parallel zur Drehachse Z2 erstreckt. Die Kurvenschiene 11a hat
ferner an ihrem vorderen Ende eine Nocken- oder Kurvenfläche 11a2,
die ausgehend von der mit 11a3 bezeichneten Außenseite
bis zur Haltefläche 11a1 zur Basis 11b hin
nach hinten geneigt ist. In dem Zustand, in dem der Vorsprung 11f der
schwenkbaren Linsenfassung 21 in Anlage mit der Haltefläche 11a1 ist,
befindet sich die zweite Linsengruppe L2 in ihrer exzentrisch von
der gemeinsamen optischen Achse Z1 abliegenden Position. Unmittelbar
nachdem sich die schwenkbare Linsenfassung 21 in diesem
Zustand längs
der Drehachse Z2 bis zu einem Punkt nach vorne bewegt hat, in dem
der Vorsprung 21f in Anlage mit der Kurvenfläche 11a2 kommt,
beginnt die Linsenfassung 21 infolge der von der Torsionsschraubenfeder 24 ausgeübten Federkraft,
um die exzentrische Schwenkachse 20c in eine Richtung zu schwenken,
in der die zweite Linsengruppe L2, die an dem zylindrischen Halteteil 21a gehalten
ist, auf die gemeinsame optische Achse Z1 bewegt wird. Wird der
Vorsprung 21f weiter nach vorne über das vordere Ende (Kurvenfläche 11a2)
der Kurvenschiene 11a hinaus bewegt, so löst sich
der Vorsprung 21f von der Kurvenschiene 11a, wie
in 8A gezeigt ist, so dass die Linsenfassung 21 von
der Einwirkung der Kurvenschiene 11A befreit ist, wodurch
sich der zylindrische Halteteil 21a (zweite Linsengruppe
L2) infolge der von der Torsionsschraubenfeder 24 ausgeübten Federkraft
auf die gemeinsame optische Achse Z1 bewegt. Die Position des zylindrischen
Halteteils 21a ist zu dem Zeitpunkt, zu dem die zweite
Linsengruppe L2 infolge der von der Torsionsschraubenfeder 24 ausgeübten Federkraft
auf die gemeinsame optische Achse Z1 bewegt ist, dadurch festgelegt, dass
der Anlagevorsprung 21d an dem Anschlagvorsprung 20d anliegt.
Dabei fällt
die optische Achse der zweiten Linsengruppe L2 mit der gemeinsamen
optischen Achse Z1 zusammen. Befindet sich die zweite Linsengruppe
L2 im aufnahmebereiten Zustand in der Aufnahmeposition auf der gemeinsamen
optischen Achse Z1, so bleibt der Vorsprung 21f von der Kurvenfläche 11a2 gelöst und vor
dieser angeordnet. Bewegt sich dagegen die schwenkbare Linsenfassung 21 aus
einem Zustand, in dem sich die zweite Linsengruppe L2 in der Aufnahmeposition
aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 befindet, längs der
Drehachse Z2 nach hinten, so kommt zunächst der Vorsprung 21f in
Anlage mit der Kurvenfläche 11a2,
und anschließend
schwenkt die Linsenfassung 21 entgegen der von der Torsionsschraubenfeder 24 ausgeübten Federkraft
um die exzentrische Schwenkachse 20c, so dass sich die
zweite Linsengruppe L2 infolge des Kontaktes zwischen dem Vorsprung 21f und
der Nockenfläche 11a2 aus
ihrer aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 liegenden Position
in eine auf der exzentrischen optischen Achse Z1' liegende Position (versetzte Position)
bewegt. Wird die Linsenhalterung 20 weiter nach hinten
bewegt, so kommt der Vorsprung 21f mit der Haltefläche 11a1 in
Anlage, so dass die zweite Linsengruppe L2 in ihrer versetzten,
auf der exzentrischen optischen Achse Z1' liegenden Position gehalten wird. In diesem
Zustand, in dem sich die zweite Linsengruppe L2 in ihrer versetzten,
auf der exzentrischen optischen Achse Z1' liegenden Position befindet, ist die äußere zylindrische
Wand des Halteteils 21a zum Teil in der Aussparung 20h angeordnet,
steht jedoch von der Linsenhalterung 20 nicht radial nach
außen über, so
dass kein störender
Kontakt mit dem Nockenring 18 auftritt, der radial außerhalb
der Linsenhalterung 20 angeordnet ist. Dabei liegt die
exzentrische optische Achse Z1' innerhalb
der Linsenhalterung (und auch innerhalb des Innenumfangs des Nockenrings 18 und
des Geradführungsrings 19).
-
Die
Kurvenschiene 11a hat an dem in Richtung der optischen
Achse hinteren Ende der Haltefläche 11a1 einen
gestuften Abschnitt (zweite Rückwärtsbewegungs-Begrenzungsvorrichtung) 11a4. Wird
das Varioobjektiv 10 aus dem aufnahmebereiten Zustand eingefahren,
so bewirkt eine Rückwärtsbewegung
der schwenkbaren Linsenfassung 21 zusammen mit der Linsenhalterung 20,
dass der Vorsprung 21f in Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 11a4 kommt,
wodurch die schwenkbare Linsenfassung 21 daran gehindert
ist, sich weiter nach hinten zu bewegen. Wie oben beschrieben, wird
das Vorwärts-
und Rückwärtsbewegen
der Linsenhalterung 20 in Richtung der Drehachse Z2, d.h.
in Richtung der optischen Achse, über die Konturen des an dem Nockenring 18 vorgesehenen
Satzes Kurvennuten 18c sowie durch die Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung
des Nockenrings 18 selbst gesteuert. Der Bewegungsbereich
dieser Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
der Linsenhalterung 20 ist so festgelegt, dass sich die
Linsenhalterung 20 um eine vorbestimmte Bewegungsstrecke
relativ zur schwenkbaren Linsenfassung 21 weiter nach hinten
bewegt, nachdem die schwenkbare Linsenfassung 21 durch
den gestuften Abschnitt 114a daran gehindert ist, sich
nach hinten zu bewegen.
-
Die
Funktionsweise des einfahrbaren Varioobjektivs 10 mit dem
oben beschriebenen Aufbau wird im Folgenden beschrieben. Befindet
sich das Varioobjektiv 10 in seiner in den 2 und 3B gezeigten
vollständig
eingefahrenen Stellung, so sind der äußere Lineartubus 16,
der innere Lineartubus 17, der Nockenring 18 und
der Geradführungsring 19 vollständig in
der Öffnung 13a des
vorderen äußeren Rahmens 13 untergebracht.
In diesem Zustand wird der Ring 14 unmittelbar nach Einschalten eines
Hauptschalters MS (vergl. 1) der digitalen Kamera 5 durch
Vorwärtsdrehen
des Ritzels 15 in einer vorbestimmten Drehrichtung gedreht,
so dass der äußere und
der innere Lineartubus 16, 17 um einen vorbestimmten
Drehwinkel aus der Öffnung 13a ausgefahren
werden, wodurch das Varioobjektiv 10 aus seinem vollständig eingefahrenen
Zustand in einen aufnahmebereiten Zustand, z.B. in die Weitwinkel-Grenzeinstellung,
wechselt. Die Drehbewegung des Rings 14 wird auf den Nockenring 18 übertragen, so
dass dieser durch das Ineinandergreifen der Mitnehmerstifte 18b und
der Kurvenschlitze 12c in seine am weitesten ausgefahrene
Stellung vorgeschoben wird. In dieser Vorwärtsbewegung des Nockenrings 18 in
dessen vorderste Stellung fahren der äußere Lineartubus 16,
der innere Lineartubus 17, der Nockenring 18 und
der Geradführungsring 19 nach
vorne aus der Öffnung 13a aus.
Anschließend
werden der Geradführungsring 19 und
der äußere Lineartubus 16 zusammen
mit dem Nockenring 18 geradlinig vorwärts bewegt, während der
innere Lineartubus 17 und die Linsenhalterung 20 in
ihre aufnahmebereite Stellung entsprechend der Weitwinkel-Grenzeinstellung
vorrückt.
Rückt die
Linsenhalterung 20 in ihre aufnahmebereite Stellung entsprechend
der Weitwinkel-Grenzeinstellung vor, so rückt auch der Vorsprung 21f vor
und gleitet dabei auf der Haltefläche 11a1, so dass
er sich von der Haltefläche 11a1 zur Kurvenfläche 11a2 bewegt,
um mit letzterer in Anlage zu kommen. Unmittelbach nachdem sich
der Vorsprung 21f von der Haltefläche 11a1 zur Kurvenfläche 11a2 bewegt
hat, schwenkt die Linsenfassung 21 infolge der von der
Torsionsschraubenfeder 24 ausgeübten Federkraft um die exzentrische
Schwenkachse 20c in eine Richtung, in der der zylindrische Halteteil 21a (zweite
Linsengruppe L2) auf die gemeinsame Achse Z1 bewegt wird. Anschließend ist die
Linsenfassung 21 mit Erreichen eines Punktes, an dem der
Anlagevorsprung 21d in Anlage mit dem Anschlagvorsprung 20d kommt
und die optische Achse der zweiten Linsengruppe L2 mit der gemeinsamen
optischen Achse Z1 zusammenfällt,
daran gehindert, weiter in diese vorbestimmte Richtung zu schwenken.
Der Zustand, in dem sich der Anlagevorsprung 21d in Anlage
mit dem Anschlagvorsprung 20d befindet, stellt einen aufnahmebereiten
Zustand in der Weitwinkel-Grenzeinstellung dar, der in den 1 und 3A gezeigt
ist.
-
In
diesem aufnahmebereiten Zustand drückt die Druckschraubenfeder 23 die
schwenkbare Linsenfassung 21 nach hinten, um das hintere
Ende des zylindrischen Schwenkteils 21c in Presskontakt
mit dem hinteren Achsenalteelement 20f zu bringen, wie in 11A gezeigt ist. Demnach dient die Vorderfläche (linke
Fläche
in 11A) des hinteren Achsenalteelementes 20f als
Referenzfläche
zur Festlegung der Position (Grenze für die Rückwärtsbewegung) der schwenkbaren
Linsenfassung 21 bezüglich
der Linsenhalterung 20 im aufnahmebereiten Zustand. Zudem
ist das Ende (rechtes Ende in 1) des die Vorwärtsbewegung
begrenzenden Vorsprungs 20g in enger räumlicher Nähe dem Schwenkarm 21b zugewandt
(vergl. 1, 5A, 10A und 11A),
um zu verhindern, dass sich die schwenkbare Linsenfassung 21 entgegen
der von der Druckschraubenfeder 23 ausgeübten Federkraft
relativ zur Linsenhalterung 20 vorwärts bewegt.
-
Wird
in diesem aufnahmebereiten Zustand ein Zoomschalter ZS (vergl. 1)
der digitalen Kamera 5 manuell betätigt, um das Ritzel 15 anzutreiben,
so rotiert der Nockenring 18 in einer festen axialen Position,
d.h. ohne sich längs
der Drehachse Z2 und damit längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1 zu drehen, um die Drehachse Z2.
Dieses Drehen des Nockenrings 18 bewirkt, dass sich die
Linsenhalterung 20 und der innere Lineartubus 17 entsprechend
den Konturen der Kurvennuten 18c bzw. entsprechend den
Konturen der Kurvennuten 18d in vorbestimmter Weise längs der
Drehachse Z2, d.h. längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1, bewegt. Da die Linsenhalterung 20 die
schwenkbare Linsenfassung 21 trägt, während die erste Linsengruppe
L1 von dem inneren Lineartubus 17 gehalten ist, erfolgt
die Brennweitenänderung
oder Zoomoperation durch Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe
L1, L2 längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1. Selbst bei Durchführung der
Zoomoperation bleibt das hintere Ende des zylindrischen Schwenkteils 21c infolge
der von der Druckschraubenfeder 23 ausgeübten Federkraft
in Kontakt mit dem hinteren Achsenalteelement 20f (während gleichzeitig
der zylindrische Schwenkteil 21c durch den Vorsprung 20g daran
gehindert ist, sich relativ zur Linsenhalterung 20 vorwärts zu bewegen),
so dass sich die Relativanordnung zwischen der Linsenhalterung 20 und
der schwenkbaren Linsenfassung 21 in Richtung der optischen
Achse nicht ändert.
Im aufnahmebereiten Zustand bewegen sich nämlich der Verschluss (Blende)
S und die zweite Linsengruppe L2, die zwei optische Elemente bilden,
die in Richtung der optischen Achse einander benachbart und in der
zweiten Linsenhalterung 20 gehalten sind, einstückig ohne Änderung
ihres Abstandes voneinander in Richtung der optischen Achse. Eine
Fokussieroperation wird durchgeführt,
indem die dritte Linsengruppe L3 entsprechend einer Information über die
Objektentfernung längs
der gemeinsamen optischen Achse Z1 angetrieben wird.
-
Unmittelbar
nachdem der Hauptschalter MS der digitalen Kamera 5 ausgeschaltet
ist, wird das Ritzel 15 in entgegengesetzter Richtung angetrieben, um
den Nockenring 18 über
seine Weitwinkel-Grenzeinstellung hinaus rückwärts zu bewegen. In dieser Rückwärtsbewegung
des Nockenrings 18 bewegen sich die Linsenhalterung 20 und
der innere Lineartubus 17 durch das Ineinandergreifen der
Kurvennuten 18c und der Mitnehmervorsprünge 20a sowie durch das
Ineinandergreifen der Kurvennuten 18d und der Mitnehmerstifte 17a rückwärts. Die
Rückwärtsbewegung
der Linsenhalterung 20 bewirkt zunächst, dass der Vorsprung 21f der
schwenkbaren Linsenfassung 21 in Kontakt mit der Kurvenfläche 11a2 der
Kurvenschiene 11a kommt, und bewirkt anschließend, dass die
schwenkbare Linsenfassung 21 durch die Anlage des Vorsprungs 21f an
der Kurvenfläche 11a2 um
die exzentrische Schwenkachse 20c schwenkt, so dass die
zweite Linsengruppe L2 aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 zurückgezogen
wird. Indem sich der Vorsprung 21f in Anlage mit der Haltefläche 11a1 befindet,
wird die zweite Linsengruppe L2 in ihrer versetzten Position gehalten.
Obgleich das hintere Ende des zylindrischen Schwenkteils 21c in
Kontakt mit dem hinteren Achsenalteelement 20f ist und
dabei ein Zwischenraum zwischen dem Schwenkteil 21c und
dem vorderen Halteteil 20e vorhanden ist, ist der Schwenkarm 21b der
Linsenfassung 21 durch den Vorsprung 20g daran
gehindert, sich relativ zu der Linsenhalterung 20 vorwärts zu bewegen,
wie in 11A gezeigt ist. Diese Positionsbeziehung
zwischen dem Schwenkarm 21b und den die Grenze für die Vorwärtsbewegung
bildenden Vorsprung 20g wird auch dann beibehalten, wenn
das Varioobjektiv 10 aus seinem aufnahmebereiten Zustand
vollständig
eingefahren worden ist. Drückt
die Kurvenfläche 11a2 der
Kurvenschiene 11a von hinten auf den Vorsprung 21f der
schwenkbaren Linsenfassung 21, so ist die Linsenfassung 21 durch
den von der Kurvenfläche 11a2 auf
den Vorsprung 21f ausgeübten
Druck daran gehindert, auf der exzentrischen Schwenkachse 20c vorwärts zu gleiten.
Dadurch kann die Linsenfassung 21 in einem frühen Stadium
der Einfahroperation des Varioobjektivs 10 in eine Position
gedreht werden, in der die zweite Linsengruppe L2 auf der exzentrischen
optischen Achse Z1' angeordnet
ist, ohne dass eine entgegengesetzte Kraft auf die schwenkbare Linsenfassung 21 in
Vorwärtsrichtung, die
der Einfahrrichtung längs
der optischen Achse entgegengesetzt ist, ausgeübt wird.
-
Anschließend bewegt
sich der Nockenring 18, nachdem die zweite Linsengruppe
L2 auf der exzentrischen optischen Achse Z1' angeordnet worden ist, weiter rückwärts, während sich
der innere Lineartubus 17, der die erste Linsengruppe L1
hält, infolge des
Ineinandergreifens der Kurvennuten 18d und der Mitnehmerstifte 17a rückwärts bewegt.
Gleichzeitig bewegt sich die Linsenhalterung 20 durch das
Ineinandergreifen der Kurvennuten 18c und der Mitnehmerstifte 20a rückwärts, während sich
der der Positionssteuerung dienende Vorsprung 21f rückwärts bewegt
und dabei in Anlage mit der Haltefläche 11a1 bleibt (d.h.
während
die zweite Linsengruppe L2 auf der exzentrischen optischen Achse
Z1' gehalten wird).
Das Schwenken der Linsenfassung 21 um die exzentrische
Schwenkachse 20c in die versetzte exzentrische Position
(vergl. 5B) bewirkt, dass sich der Schwenkarm 21b von
einer rückwärtigen Verlängerung
des die Grenze für
die Vorwärtsbewegung
bildenden Vorsprungs 20g weg bewegt, wodurch sich die schwenkbare
Linsenfassung 21 in Richtung der optischen Achse in der
Linsenhalterung 20 relativ zu dieser vorwärts bewegen
kann. Während
der Vorsprung 21f auf der in Richtung der optischen Achse langgestreckten
Haltefläche 11a1 gleitet,
wird jedoch keine Kraft erzeugt, die die schwenkbare Linsenfassung 21 vorwärts drückt, so
dass sich die Linsenfassung 21 zusammen mit der Linsenhalterung 20 längs der
optischen Achse rückwärts bewegt.
-
Anschließend bewirkt
eine weitere Rückwärtsbewegung
des Vorsprungs 21f um eine bestimmte Strecke, dass der
Vorsprung 21f in Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 11a4 kommt,
wodurch eine weitere Rückwärtsbewegung
der schwenkbaren Linsenfassung 21 verhindert wird. Dagegen
bewegt sich die Linsenhalterung 20 unter der Kontrolle
des Nockenrings 18 weiter rückwärts, selbst wenn die schwenkbare
Linsenfassung 21, wie oben beschrieben, an einer Rückwärtsbewegung
gehindert ist. Wie in 11B gezeigt,
nähert
sich damit das vordere Achsenalteelement 20e dem vorderen
Ende des zylindrischen Schwenkteils 21c an und drückt dabei
die Druckschraubenfeder 23 zusammen, so dass sich die Position
der schwenkbaren Linsenfassung 21 in Richtung der optischen
Achse in der Linsenhalterung 20 gegenüber der Position der Linsenfassung 21 in der
aufnahmebereiten Stellung ändert.
(In einer praktischen Ausführung
bewegt sich die Linsenhalterung 20 relativ zur schwenkbaren
Linsenfassung 21, die ortsfest bleibt, rückwärts). Infolgedessen
wird der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe L2, die an der
schwenkbaren Linsenfassung 21 gehalten ist, und dem Verschluss
(Blende) S, der an der Linsenhalterung 20 gehalten ist,
längs der
optischen Achse kleiner als im aufnahmebereiten Zustand. In dem
in den 2 und 3B gezeigten vollständig eingefahrenen
Zustand ist die Linsenhalterung 20 bis zu einem Punkt eingezogen,
in dem der vordere Teil der zweiten Linsengruppe L2 (zylindrischer
Halteteil 21a) radial zur gemeinsamen optischen Achse Z1
außerhalb
des Verschlusses (Blende) S (Verschlusseinheit 30) angeordnet
ist, d.h. bis zu einem Punkt, in dem der vordere Teile der zweiten
Linsengruppe L2 in einer zur gemeinsamen optischen Achse Z1 senkrechten
Ebene angeordnet ist, in der der Verschluss (Blende) S liegt. Dabei
stören
die schwenkbare Linsenfassung 21 und die Verschlusseinheit 30 einander
nicht, da das vordere Ende des zylindrischen Halteteils 21e in
die Öffnung 31b tritt,
wie in den 5B, 6B und 10B gezeigt ist.
-
Wie
aus obiger Beschreibung hervorgeht, ist das in die digitale Kamera 5 eingebaute
Varioobjektiv 10 so konstruiert, dass beim vollständigen Einfahren des
Varioobjektivs 10 aus dem aufnahmebereiten Zustand nicht
nur die zweite Linsengruppe L2 radial nach außen und nach hinten gezogen
wird, sondern auch die Strecke der Rückwärtsbewegung der Linsenhalterung 20,
die sich im aufnahmebereiten Zustand einstückig mit der zweiten Linsengruppe
L2 bewegt, größer ist
als die Strecke der Rückwärtsbewegung
der zweiten Linsengruppe L2, d.h. der schwenkbaren Linsenfassung 21.
Diese unterschiedlichen Bewegungen ermöglichen ein weiteres Einfahren
der Linsenhalterung 20, wodurch wiederum eine weitere Verkürzung des
vollständig
eingefahrenen Varioobjektivs 10 möglich wird. Bei dem einfahrbaren Varioobjektiv 10 gemäß beschriebenem
Ausführungsbeispiel
ist eine beträchtliche
Objektivverkürzung
insbesondere dadurch möglich,
dass die zweite Linsengruppe L2 und der Verschluss (Blende) S, die zwei
in Richtung der optischen Achse nebeneinander liegende und in der
Linsenhalterung 20 gehaltene optische Elemente bilden,
in einem aufnahmebereiten Zustand einstückig, d.h. als Einheit, ohne Änderung ihres
Abstandes voneinander in Richtung der optischen Achse bewegt werden
und dass die zweite Linsengruppe L2 und der Verschluss (Blende)
S so untergebracht werden, dass sie sich in dem gleichen axialen
Positionsbereich befinden, d.h. in Richtung der optischen Achse
einander in dem gleichen Positionsbereich überlagert sind.
-
Das
einfahrbare Varioobjektiv 10, das in der digitalen Kamera 5 enthalten
ist, stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar. Die Erfindung ist jedoch auf dieses Ausführungsbeispiel
nicht beschränkt.
-
So
wird in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
nur die zweite Linsengruppe L2 aus der gemeinsamen optischen Achse
Z1 radial nach außen zurückgezogen,
wenn das Varioobjektiv 10 vollständig eingefahren wird. Es ist
jedoch ebenso möglich, mehr
als ein optisches Element einschließlich der zweiten Linsengruppe
L2 beim vollständigen
Einfahren des Varioobjektivs 10 aus der gemeinsamen optischen
Achse Z1 radial nach außen
zurückzuziehen.
-
In
dem einfahrbaren Varioobjektiv 10 gemäß Ausführungsbeispiel schwenkt die
zweite Linsengruppe L2 um die exzentrische Schwenkachse 20c, um
sich zwischen der auf der gemeinsamen optischen Achse Z1 liegenden
Betriebsstellung und der auf der exzentrischen optischen Achse Z1' liegenden versetzten
Stellung zu bewegen. Das Verfahren, nach dem die zweite Linsengruppe
L2 aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 entfernt, d.h. radial bewegt
wird, ist jedoch nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann
die zweite Linsengruppe L2 (oder ein beliebig anderes optisches
Element bzw. Elemente) in der Weise aus der gemeinsamen optischen
Achse Z1 entfernt werden, dass sie geradlinig bewegt wird.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird beim Einfahren des Varioobjektivs 10 die zweite Linsengruppe
L2 aus der gemeinsamen optischen Achse Z1 radial nach außen bewegt.
Die Richtung, in der die zweite Linsengruppe L2 aus der gemeinsamen
optischen Achse Z1 bewegt wird, kann jedoch auch eine beliebig andere
Richtung sein.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
des einfahrbaren Varioobjektivs dient die Druckschraubenfeder 23 als
Element zum Vorspannen der schwenkbaren Linsenfassung 21.
Zum Vorspannen der schwenkbaren Linsenfassung 21 kann jedoch
auch beispielsweise eine Zugfeder wie ein Federring oder eine Blattfeder
an Stelle der Druckschraubenfeder 23 verwendet werden.
Jedoch stellt in einem Objektivtubus, der die oben beschriebene Konstruktion
aufweist, eine Druckschraubenfeder das kleinste Vorspannelement
dar, das zum Vorspannen der schwenkbaren Linsenfassung 21 eingesetzt werden
kann. Deshalb ist eine solche Druckschraubenfeder das bevorzugte
Element zum Vorspannen der Linsenfassung.
-
In
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen einfahrbaren
Varioobjektivs ist das optische Element unter den die Aufnahmeoptik
bildenden Elementen, das aus der optischen Achse entfernt wird,
eine Linsengruppe, nämlich
die zweite Linsengruppe L2. Das entfernbare optische Element kann
jedoch auch durch ein oder mehrere andere optische Elemente wie
das Tiefpassfilter F gegeben sein.
-
In
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
das einfahrbare Linsensystem ein Zoom- oder Varioobjektiv. Die Erfindung
ist jedoch auch auf eine beliebige andere Art von einfahrbarem Objektiv
anwendbar, z.B. auf ein einfahrbares Objektiv mit fester Brennweite,
wenn die während
der Bildaufnahme durchgeführten Operationen
(Brennweitenänderungs-
oder Zoomoperationen) der zweiten Linsengruppe L2 und des Verschlusses
(Blende) S durch Fokussieroperationen ersetzt werden.