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Die Erfindung betrifft eine Kamera mit einem einfahrbaren Aufnahmeobjektiv, das aus dem Körper der Kamera, 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.
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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
JP 2003-315861 A 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.
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Aus den Druckschriften
DE 103 07 520 A1 und
KR 10 2004 0 019 247 A ist jeweils eine Kamera mit einem einfahrbaren Aufnahmeobjektiv bekannt, das mehrere Linsengruppen aufweist, von denen eine Linsengruppe beim Einfahren des Aufnahmeobjektivs aus dem Betriebszustand in den Nichtbetriebszustand radial aus der gemeinsamen optischen Achse herausgeschwenkt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kamera mit einem einfahrbaren Aufnahmeobjektiv anzugeben, das so aufgebaut ist, dass eine weitere Verkürzung des – Aufnahmeobjektivs im vollständig eingefahrenen Zustand möglich ist.
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Die Erfindung erreicht dies durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
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1 einen Längsschnitt eines einfahrbaren Varioobjektivs einer digitalen Kamera in einem aufnahmebereiten Zustand, das ein Ausführungsbeispiel darstellt,
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2 einen Längsschnitt des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs im vollständig eingefahrenen Zustand, in dem die Kamera nicht in Betrieb ist,
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3A einen Längsschnitt durch Elemente (einschließlich Linsengruppen, eines Blendenverschlusses, eines Tiefpassfilters und eines CCD) des in 1 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs,
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3B einen Längsschnitt durch die in 3A gezeigten Elemente des in 2 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs,
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4 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Elementen des in den 1 und 2 gezeigten einfahrbaren Varioobjektivs,
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5A eine Vorderansicht der in 4 gezeigten Elemente im aufnahmebereiten Zustand, wobei zur Verdeutlichung ein Geradführungsring weggelassen ist,
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5B eine Ansicht ähnlich der nach 5A mit den in 4 gezeigten Elementen im vollständig eingefahrenen Zustand, wobei zur Verdeutlichung der Geradführungsring weggelassen ist,
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6A eine perspektivische Ansicht der in 5A gezeigten Elemente, wobei zur Verdeutlichung eine Linsenhalterung teilweise aufgeschnitten dargestellt ist,
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6B eine perspektivische Ansicht der in 5B gezeigten Elemente, wobei die Linsenhalterung zur Verdeutlichung teilweise aufgeschnitten dargestellt ist,
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7A eine Vorderansicht auf die in 4 gezeigten Elemente im aufnahmebereiten Zustand, wobei der Geradführungsring und die Linsenhalterung zur Verdeutlichung weggelassen sind,
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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,
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8A eine perspektivische Ansicht der in 7A gezeigten Elemente,
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8B eine perspektivische Ansicht der in 7B gezeigten Elemente,
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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,
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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,
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10B eine Ansicht ähnlich der nach 10A mit derselben Haltekonstruktion in einem anderen Betriebszustand,
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Linsenhalterung 20 hat an ihrer Innenumfangsfläche ein flanschartiges vorderes Achsenalteelement 20e und ein flanschartiges hinteres Achsenhalteelement (Element des Positionssteuermechanismus/Rückwrtsbewegungs-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 Achsenhalteelement 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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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 11a4 daran gehindert ist, sich nach hinten zu bewegen.
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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 aufnahrnebereite 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.
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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.
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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 12. 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.
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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.
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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.
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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.
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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 legende 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
