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Die
Erfindung betrifft eine Lichtabschirmkonstruktion eines optischen
Gerätes.
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In
optischen Geräten, z. B. Objektivtuben, die aus einer Ansammlung
von ringförmigen Elementen bestehen, werden verschiedenartige
Lichtabschirmkonstruktionen eingesetzt, um Schadlicht, z. B. Streulicht,
daran zu hindern, durch Spalte, die zwischen den ringförmigen
Elementen vorhanden sind, in das Innere des optischen Gerätes
zu gelangen. Solche Lichtabschirmkonstruktionen sind im Allgemeinen
so aufgebaut, dass der Eintrittsweg des Schadlichtes bestimmt wird
und mindestens ein Lichtabschirmelement, z. B. ein Ring fest in
dem vorher bestimmten Eintrittsweg montiert wird, wie in der
JP 4094747 beschrieben ist.
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Um
jedoch das Lichtabschirmelement in dem Eintrittsweg fest zu montieren,
ist eine spezielle Befestigungskonstruktion erforderlich, wodurch
die Zahl an Elementen und der Zeitaufwand für die Montage zunehmen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lichtabschirmkonstruktion anzugeben,
die im Stande ist, in einfacher Weise mindestens ein ringförmiges
Abschirmelement im montierten Zustand zu halten, insbesondere zwischen
mehreren optischen Elementen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der
Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, das ringförmige Lichtabschirmelement
in einem ausgeglichenen Zustand (schwimmend) zwischen den von mehreren
Federn ausgeübten Federkräften zu lagern.
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Bei
der Lichtabschirmkonstruktion nach Anspruch 1 wird das ringförmige
Lichtabschirmelement mit seiner Montage in einem ausgeglichenen (schwimmend)
Zustand zwischen den von den Federn ausgeübten Federkräften
gelagert. Durch die geeignete Festlegung verschiedener Spezifikationen,
z. B. des Federdrucks der jeweiligen Feder, der Länge der
jeweiligen Feder in Richtung der optischen Achse, des Durchmessers
des ringförmigen Lichtabschirmelementes sowie dessen Form,
kann eine optimale Lichtabschirmung erzielt werden. Die erfindungsgemäßen
optischen Elemente können Elemente beliebiger Art sein.
Beispielsweise kann das ringförmige Lichtabschirmelement
dazu verwendet werden, den Eintritt von Licht in den Raum zwischen mehreren
Linsengruppen oder zwischen einer Verschlusseinheit und einer Linsengruppe
zu verhindern.
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Ist
in einer vorteilhaften Weiterbildung ist das ringförmige
Lichtabschirmelement in einem Raum radial außerhalb eines
der beiden optischen Elemente angeordnet, wenn sich die beiden optischen
Elemente in ihrem Zoombereich einander unmittelbar angenähert
haben. So kann die Raumnutzung noch effizienter gestaltet und der
einfahrbare Objektivtubus miniaturisiert werden.
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Weist
in einer vorteilhaften Weiterbildung das ringförmige Lichtabschirmelement
einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, der radial innerhalb des
radialen Flanschteils angeordnet und so ausgebildet ist, dass sein
Durchmesser nach hinten in Richtung der optischen Achse abnimmt,
so kann die Lichtabschirmung noch weiter verbessert werden.
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Die
in der erfindungsgemäßen Lichtabschirmkonstruktion
verwendeten Federn können beliebiger Art sein. So können
sie beispielsweise als Druckschraubenfeder ausgebildet sein.
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Die
Erfindung stellt also eine Lichtabschirmkonstruktion bereit, die
mit einem einfachen Aufbau eine zuverlässige Lichtabschirmung
ermöglicht, da mindestens ein ringförmiges Lichtabschirmelement zwischen
optischen Elemente, die in Richtung der optischen Achse versetzt
zueinander angeordnet sind, in einem ausgeglichenen Zustand (schwimmend)
zwischen den von mehreren Federn ausgeübten Federkräften
gelagert (elastisch gehalten) ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren im
Einzelnen beschrieben.
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Darin
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Varioobjektivs im vollständig
eingefahrenen Zustand;
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2 einen
Längsschnitt des Varioobjektivs in der Weitwinkel-Grenzeinstellung;
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3 einen
Längsschnitt des Varioobjektivs in der Tele-Grenzeinstellung:
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4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des Varioobjektivs;
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5 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines anderen Teils des Varioobjektivs;
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6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des Varioobjektivs,
der einen Antriebsrahmen sowie eine Linsenfassung für eine zweite
Linsengruppe, einen Nockenring und einen zweiten Geradführungsring
zeigt;
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7 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Antriebsrahmens, an dem
die für die zweite Linsengruppe vorgesehene Linsenfassung montiert
ist, des Nockenrings und des zweiten Geradführungsrings
aus einer der Blickrichtung nach 6 entgegengesetzten
Blickrichtung von schräg hinten;
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8 eine
perspektivische Rückansicht des für die zweite
Linsengruppe vorgesehenen Antriebsrahmens, des Nockenrings und des
zweiten Geradführungsrings im zusammengesetzten Zustand,
wobei die für die zweite Linsengruppe vorgesehene Linsenfassung
weggelassen ist;
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9 eine
Rückansicht der in 8 gezeigten
Elemente;
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10 eine
perspektivische Rückansicht der in 8 gezeigten
Elemente im eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs, wobei die
für die zweite Linsengruppe vorgesehene Linsenfassung hinzugefügt
ist;
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11 eine
Rückansicht der in 10 gezeigten
Elemente;
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12 eine
perspektivische Rückansicht der in 10 gezeigten
Elemente in einem Zustand nach Übergang aus dem eingefahrenen
Zustand in einen aufnahmebereiten Zustand des Varioobjektivs;
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13 eine
Rückansicht der in 12 gezeigten
Elemente;
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14 eine
abgewickelte Draufsicht auf den zweiten Geradführungsring;
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15 eine
abgewickelte Draufsicht auf den für die zweite Linsengruppe
vorgesehenen Antriebsrahmen;
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16 eine
abgewickelte Draufsicht auf den zweiten Geradführungsring
und den für die zweite Linsengruppe vorgesehenen Antriebsrahmen
im vollständig eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs;
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17 eine
abgewickelte Draufsicht auf den Nockenring;
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18 eine
abgewickelte Draufsicht auf den zweiten Geradführungsring,
den Nockenring und die für die zweite Linsengruppe vorgesehene
Linsenfassung im vollständig eingefahrenen Zustand des
Varioobjektivs;
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19 eine
perspektivische Ansicht einer AF-Linsenfassung, der für
die zweiten Linsengruppe vorgesehenen Linsenfassung und eines Bildsensors, wobei
die AF-Linsenfassung im demontierten Zustand und die Relativanordnung
der AF-Linsenfassung sowie der für die zweite Linsenfassung
vorgesehenen Linsenfassung und eines Bildsensors, die vor bzw. hinter
der AF-Linsenfassung angeordnet sind, gezeigt ist;
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20 eine
Vorderansicht, die zeigt, wie die für die zweite Linsengruppe
vorgesehene Linsenfassung, die AF-Linsenfassung und der Bildsensor
im vollständig eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs
zueinander angeordnet sind;
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21 eine
perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die für die zweite
Linsengruppe vorgesehene Linsenfassung, die AF-Linsenfassung und
ein Bildsensorhalter im vollständig eingefahrenen Zustand
des Varioobjektivs zueinander angeordnet sind;
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22 eine
Vorderansicht, die zeigt, wie die für die zweite Linsengruppe
vorgesehene Linsenfassung, die AF-Linsenfassung und der Bildsensorhalter im
vollständig eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs zueinander
angeordnet sind;
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23 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer Lichtabschirmkonstruktion,
die zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe des Varioobjektivs
angeordnet ist;
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24 einen
Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Varioobjektivs im eingefahrenen Zustand, wobei mehrere ringförmige
Licht abschirmelemente zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe
des Varioobjektivs montiert sind; und
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25 einen
Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels
des Varioobjektivs in einem aufnahmebereiten Zustand, wobei die über
der optischen Achse liegende Hälfte das Varioobjektiv in
der Tele-Grenzeinstellung und die unter der optischen Achse liegende
Hälfte das Varioobjektiv in der Weitwinkel-Grenzeinstellung
gezeigt ist.
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Zunächst
wird der Gesamtaufbau eines Varioobjektivs 71 gemäß Ausführungsbeispiel
beschrieben. Das Varioobjektiv 71 enthält eine
Abbildungsoptik (Aufnahmeoptik) mit einer ersten Linsengruppe LG1,
einem Verschluss S, einer einstellbare Blende A, einer zweiten Linsengruppe
LG2, einer dritten Linsengruppe LG3, einem Tiefpassfilter (optisches
Filter) LF und einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
(im Folgenden als Bildsensor bezeichnet) 60 in dieser Reihenfolge
von Objektseite her gesehen. Eine optische Abbildungsachse (fotografische
optische Achse, im Folgenden einfach als optische Achse bezeichnet)
Z1 der Abbildungsoptik fällt im Wesentlichen mit der gemeinsamen
Mittelachse von äußeren Tuben 12, 13 und 18 zusammen,
die das äußere Erscheinungsbild des Varioobjektivs 71 bestimmen.
Die erste Linsengruppe LG1 und die zweite Linsengruppe LG2 werden
längs der optischen Achse Z1 in vorbestimmter Weise bewegt,
um eine Zoomoperation, d. h. einer Brennweitenänderung,
vorzunehmen. Die dritte Linsengruppe LG3 wird längs der optischen
Achse Z1 angetrieben, um eine Fokussierung vorzunehmen. Im Folgenden
ist mit „in Richtung der optischen Achse" eine mit der
optischen Achse Z1 zusammenfallende Richtung oder eine hierzu parallele
Richtung gemeint, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben
ist.
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Das
Varioobjektiv 71 umfasst einen ortsfesten Tubus 22 und
hinter dem ortsfesten Tubus 22 einen Sensorhalter 21,
der an der Rückseite des ortsfesten Tubus 22 befestigt
ist. Der Bildsensor 60 ist an dem Sensorhalter 21 montiert
und so an diesem gehalten. Das Tiefpassfilter LF ist derart an dem
Sensorhalter 21 gehalten, dass es über einen Filterhalter 62 und
ein ringförmiges Dichtelement 61 vor dem Bildsensor 60 angeordnet
ist. Der Filterhalter 62 ist an der Vorderseite des Sensorhalters 21 befestigt.
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In
dem ortsfesten Tubus 22 des Varioobjektivs 71 befindet
sich eine AF-Linsenfassung (Linsenfassung zum Lager und Halten der
dritten Linsengruppe LG3) 51, die in Richtung der optischen
Achse geradegeführt, d. h. so geführt ist, dass
sie sich nicht um die optische Achse Z1 dreht. Die AF-Linsenfassung 51 umfasst
einen Halteabschnitt 51a, der die dritte Linsengruppe LG3
hält, sowie ein Paar Armanschnitte 51b und 51c,
die in dem Wesentlichen entgegengesetzte Richtungen radial von dem
Halteteil 51a abstehen. Das Varioobjektiv 71 hat
zwischen dem ortfesten Tubus 22 und dem Sensorhalter 22 eine
AF-Führungsachse 52 (vgl. 5), deren
vorderes Ende an dem ortsfesten Tubus 22 und deren hinteres
Ende an dem Sensorhalter 21 so gelagert ist, dass die AF-Führungsachse 52 parallel
zur optischen Achse Z1 liegt. Der Armabschnitt 51b der AF-Linsenfassung 51 hat
an seinem radial äußeren Ende ein Führungsloch 51d,
in dem die AF-Führungsachse 52 gleitend gelagert
ist. Der Armabschnitt 51c der AF-Linsenfassung 51 hat
an seinem radial äußeren Ende einen Führungsendabschnitt 51e,
der sich im gleitenden Eingriff mit einer Geradführungsnut 22a befindet,
die an einer Innenumfangsfläche des ortsfesten Tubus 22 parallel zur
optischen Achse Z1 ausgebildet ist. Ein Teil der Geradführungsnut 22a ist
in den 2 und 3 gezeigt. Der Varioobjektiv 71 hat
einen AF-Motor 160 (vgl. 5) mit einer
drehbaren Antriebswelle, die mit einem Gewinde versehen ist und
als Vorschubspindel dient. Die dreh bare Antriebswelle ist durch ein
Schraubloch geschraubt, das an einer AF-Mutter 54 ausgebildet
ist (vgl. 5). Die AF-Mutter 54 schlägt
von vorn gegen einen Teil des Armabschnittes 51b in der
Nähe des Führungslochs 51d an, während
sie an einer Drehung relativ zu der AF-Linsenfassung 51 gehindert
ist. Die AF-Linsenfassung 51 wird durch eine Vorspannfeder 55 nach
vorn vorgespannt und dadurch gegen die AF-Mutter 54 gedrückt.
Die Grenze für die Vorwärtsbewegung der AF-Linsenfassung 51 in
Richtung der optischen Achse ist dadurch festgelegt, dass die AF-Linsenfassung 51 und
die AF-Mutter 54 in Anlage miteinander kommen. Bei dieser
Konstruktion wird, wenn die AF-Mutter 54 in Richtung der
optischen Achse nach hinten bewegt wird, die AF-Linsenfassung 51 durch
die AF-Mutter 54 nach hinten gedrückt und so entgegen der
Vorspannkraft der Vorspannfeder 55 nach hinten bewegt.
Wird umgekehrt die AF-Mutter 54 in Richtung der optischen
Achse vorwärts bewegt, so folgt die AF-Linsenfassung 51 der
Vorwärtsbewegung der AF-Mutter 54 und bewegt sich
so durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 55 nach vorn.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird durch Vorwärts-
bzw. Rückwärtsdrehen der Antriebswelle des AF-Motors 160 die
AF-Linsenfassung 51 in Richtung der optischen Achse vorwärts
bzw. rückwärts bewegt.
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Das
Varioobjektiv 71 hat einen Zoommotor 150 und ein
Untersetzungsgetriebe 74, die an dem ortsfesten Tubus 22 montiert
und so an diesem gehalten sind. Das Untersetzungsgetriebe 74 enthält
einen Untersetzungsgetriebezug, der dazu dient, das Drehen des Zoommotors 150 auf
ein Zoomzahnrad 28 zu übertragen (vgl. 5).
Das Zoomzahnrad 28 befindet sich innerhalb des ortsfesten
Tubus 22 und sitzt drehbar auf einer Radwelle, die parallel
zur optischen Achse Z1 liegt.
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Wie
in 5 gezeigt, hat der ortsfeste Tubus 22 an
seiner Innenumfangsfläche einen Satz aus drei Geradführungsnuten 22b,
einen Satz aus drei Schrägnuten 22c und einen
Satz aus drei Drehführungsnuten 22d. Die Geradführungsnuten 22b erstrecken sich
parallel zur optischen Achse Z1. Die Schrägnuten 22c sind
gegenüber der optischen Achse Z1 geneigt. Die Drehführungsnuten 22d sind
in der Nähe des vorderen Endes des ortsfesten Tubus 22 an
dessen Innenumfangsfläche so ausgebildet, dass sie längs
des Umfangs des Tubus 22 verlaufen und in Verbindung mit
den vorderen Enden der einzelnen Schrägnuten 22c stehen.
Die drei Geradführungsnuten 22b, die drei Schrägnuten 22c und
die drei Drehführungsnuten 22d sind in Umfangsrichtung
jeweils in etwa gleichen Winkelabständen angeordnet.
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Unmittelbar
innerhalb des ortsfesten Tubus 22 des Varioobjektivs 71 befindet
sich ein erster Ausfahrtubus (bewegbarer Tubus) 18, der
aus dem ortsfesten Tubus 22 ausfährt und in diesen
einfährt. Der erste Ausfahrtubus 18 hat an seiner
Außenumfangsfläche einen Satz aus drei Drehführungsvorsprüngen 18a und
eine äußere Ringzahnung 18b. Die drei Drehführungsvorsprünge 18a sind
sowohl mit den drei Schrägnuten 22c und den drei
Drehführungsnuten 22d in Eingriff dehnbar. Die äußere
Ringzahnung 18b ist in Eingriff mit dem Zoomzahnrad 28.
Während der Zeit, in der die drei Drehführungsvorsprünge 18a in
Eingriff mit den drei Schrägnuten 22c bleiben,
fährt der erste Ausfahrtubus 18 in Richtung der
optischen Achse aus und ein, während er sich dreht und
dabei durch die drei Schrägnuten 22c geführt
wird. Treten die drei Drehführungsvorsprünge 18a in
die drei Drehführungsnuten 22d ein, so dreht sich
der erste Ausfahrtubus 18 nur noch um die optische Achse
Z1 in einer axial festen Position (d. h. er bewegt sich nicht längs
der optischen Achse relativ zu dem ortsfesten Tubus 22),
während er durch die drei Drehführungsnuten 22d geführt
wird.
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Der
erste Ausfahrtubus 18 hat an seiner Innenumfangsfläche
eine um die optische Achse Z1 verlaufende Ringnut 18c sowie
einen Satz aus drei Drehübertragungsnuten 18d,
die sich parallel zur optischen Achse Z1 erstrecken. Das Varioobjektiv 71 hat
einen ersten Geradführungsring 14, der innerhalb des
ersten Ausfahrtubus 18 angeordnet und an diesem gelagert
ist. Der erste Geradführungsring 14 hat an seiner
Außenumfangsfläche einen Satz aus drei Geradführungsvorsprüngen 14a und
mehrere Relativdrehungsführungsvorsprünge 14b.
Die drei Geradführungsvorsprünge 14a stehen
radial nach außen ab. Die Relativdrehungsführungsvorsprünge 14b stehen
an dem ersten Geradführungsring 14 an verschiedenen
Umfangspositionen radial nach außen ab. Der erste Geradführungsring 14 ist
in Richtung der optischen Achse relativ zu dem ortsfesten Tubus 22 geradegeführt,
indem die drei Geradführungsvorsprünge 14a und
die drei Geradführungsnuten 22b ineinander greifen.
Der erste Ausfahrtubus 18 wird an dem ersten Geradführungsring 14 gekoppelt,
indem die Ringnut 18c in Eingriff mit den Relativdrehungsführungsvorsprüngen 14b gebracht
wird. Der erste Ausfahrtubus 18 und der erste Geradführungsring 14 bewegen
sich gemeinsam in Richtung der optischen Achse.
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Der
erste Geradführungsring 14 hat einen Satz Durchgangsschlitze 14c,
welche die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche
des ersten Geradführungsrings 14 durchsetzen.
Wie in 5 gezeigt, weist jeder Durchgangsschlitz 14c einen vorderen
umlaufenden Schlitzabschnitt 14c-1 und einen schrägen
Führungsschlitzabschnitt 14c-2 auf, der gegenüber
der optischen Achse Z1 geneigt ist. Es sind drei Durchgangsschlitze 14c vorgesehen,
die in verschiedenen Umfangspositionen angeordnet sind.
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Das
Varioobjektiv 71 hat einen Nocken- oder Kurvenring 11,
der innerhalb des ersten Geradführungsrings 14 angeordnet
und an diesem drehbar gelagert ist. An der Außenumfangsfläche
des Nockenrings 11 ist ein Satz aus drei Nockenring-Führungsvorsprüngen 11a befestigt.
Die Nockenring-Führungsvorsprünge 11a sind
an der Außenumfangsfläche des Nockenrings 11 in
verschiedenen Umfangspositionen angeordnet und befinden sich in
Eingriff mit den drei Durchgangsschlitzen 14c. Die Führungsvorsprünge 11a des
Nockenrings 11 weisen jeweils einen Drehübertragungsvorsprung 11b auf.
Die Drehübertragungsvorsprunge 11b stehen radial
nach außen ab und greifen in die drei Drehübertragungsnuten 18d des
ersten Ausfahrtubus 18. Die drei Drehübertragungsvorsprunge 11b sind
relativ zu den drei Drehübertragungsnuten 18d in
Richtung der optischen Achse verschiebbar und daran gehindert, sich in
Umfangsrichtung relativ zu den drei Drehübertragungsnuten 18d zu
bewegen, so dass sich der Nockenring 11 mit dem ersten
Ausfahrtubus 18 bewegt.
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Aus
der oben beschriebenen Konstruktion des Varioobjektivs 71 wird
deutlich, wie die bewegbaren Elemente des Varioobjektivs 71 aus
dem stationären Tubus 22 zu dem Nockenring 11 bewegt
werden. Indem der Zoommotor 150 das Zoomzahnrad 28 in
Tubusausfahrrichtung dreht, wird der erste Ausfahrring 18 vorwärts
bewegt, während er sich durch das Ineinandergreifen der
drei Schrägnuten 22c und der drei Drehführungsvorsprünge 18a dreht.
Durch diese Drehung des ersten Ausfahrtubus 18 wird der erste
Geradführungsring 14 mit dem ersten Ausfahrtubus 18 vorwärts
bewegt, da der erste Ausfahrtubus 18 derart mit dem ersten
Geradführungsring 14 gekoppelt ist, um eine Relativdrehung
zwischen dem ersten Ausfahrtubus 18 und dem ersten Geradführungsring 14 zu
ermöglichen und durch das Ineinandergreifen der Relativdrehungsführungsvorsprünge 14b und
der Ringnut 18c mit dem ersten Geradführungsring 14 in
Rich tung der optischen Achse bewegt werden zu können. Die
Drehung des ersten Ausfahrtubus 18 wird über die
drei Drehübertragungsnuten 18d und die drei Drehübertragungsvorsprunge 11b auf
den Nockenring 11 übertragen. Dadurch wird der Nockenring 11 vorwärts
bewegt, während er sich relativ zu dem ersten Geradführungsring 14 dreht,
wobei die drei Nockenring-Führungsvorsprünge 11a durch
die Führungsschlitzabschnitte 14c-2 der drei Durchgangsschlitze 14c geführt
werden. Da sich der erste Geradführungsring 14 selbst
auch in oben beschriebener Weise mit dem ersten Ausfahrtubus 18 vorwärts
bewegt, bewegt sich schließlich der Nockenring 11 um
eine Bewegungsstrecke, die der Summe aus der Strecke der Vorwärtsbewegung
des (rotierenden) Nockenrings 11 entsprechend den Konturen
der Führungsschlitzabschnitte 14c-2 der drei Durchgangsschlitze 14c und
aus der Strecke der geradlinigen Vorwärtsbewegung des ersten
Geradführungsrings 14 entspricht, in Richtung
der optischen Achse vorwärts.
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Die
oben beschriebene Ausfahroperation des Nockenrings 11 erfolgt
nur, während der jeweilige Drehführungsvorsprung 18a und
die zugehörige Schrägnut 22c miteinander
in Eingriff sind. Wird der erste Ausfahrtubus 18 um eine
vorbestimmte Bewegungsstrecke vorwärts bewegt, so lösen
sich die drei Drehführungsvorsprünge 18a aus
den drei Schrägnuten 22c und treten in die drei
Drehführungsnuten 22d ein. Dabei hört
die Einwirkung einer vorwärtsgerichteten Kraft, die den
ersten Ausfahrtubus 18 vorwärts bewegt, auf den
ersten Ausfahrtubus 18 auf, so dass der erste Ausfahrtubus 18 durch
das Ineinandergreifen der drei Drehführungsvorsprünge 18a und der
drei Drehführungsnuten 22d nurmehr in einer axialen
festen Position rotiert, ohne in Richtung der optischen Achse bewegt
zu werden. Im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die drei
Drehführungsvorsprünge 18a aus den drei
Schrägnuten 22c in die drei Dreh führungsnuten 22d gleiten,
treten die drei Nockenring-Führungsvorsprünge 1la in
die umlaufenden Schlitzabschnitte 14c-1 der drei Durchgangsschlitze 14c ein.
Dabei hört die Einwirkung einer Kraft, die den Nockenring 11 vorwärts
bewegt, auf den Nockenring 11 auf. In Folge dessen rotiert der
Nockenring 11 nurmehr in einer bezogen auf die optische
Achse axial festen Position entsprechend der Drehung des ersten
Ausfahrtubus 18.
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Der
erste Geradführungsring 14 hat an seiner Innenumfangsfläche
mehrere Geradführungsnuten 14d, die in verschiedenen
Umfangspositionen so ausgebildet sind, dass sie sich parallel zur
optischen Achse Z1 erstrecken. Das Varioobjektiv 71 hat
innerhalb des ersten Geradführungsrings 14 einen
zweiten Geradführungsring 10. Der zweite Geradführungsring 10 weist
an seinem äußeren Rand mehrere entsprechende Geradführungsvorsprünge 10a auf, die
radial nach außen abstehen und sich in gleitendem Eingriff
mit den Geradführungsnuten 14d befinden. Das Varioobjektiv 71 hat
unmittelbar innerhalb des ersten Ausfahrtubus 18 einen
zweiten Ausfahrtubus (bewegbarer Tubus) 13, der aus dem
ersten Ausfahrtubus 18 ausfährt und einfährt.
Der zweite Ausfahrtubus 13 hat an seiner Außenumfangsfläche
in der Nähe seines hinteren Endes mehrere radiale Vorsprünge 13a,
die radial nach außen abstehen und sich im gleitenden Eingriff
mit dem Geradführungsnuten 14d befinden. Der zweite
Ausfahrtubus 13 und der zweite Geradführungsring 10 sind
jeweils über den ersten Geradführungsring 14 in
Richtung der optischen Achse geradegeführt.
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Innerhalb
des Nockenrings 11 des Varioobjektivs 71 befindet
sich ein der zweiten Linsengruppe LG2 zugeordneter Antriebsrahmen 8,
der die zweite Linsengruppe LG2 indirekt lagert und hält.
Unmittelbar innerhalb des zweiten Ausfahrtubus 13 des Varioobjektivs 71 befindet
sich ein dritter Ausfahrtubus (bewegbarer Tubus) 12, der
aus dem zweiten Ausfahrtubus 13 ausfährt und in
diesen einfährt. Der zweite Ausfahrtubus 13 dient
als Geradführungselement zur Geradführung des
dritten Ausfahrtubus 12, der die ersten Linsengruppe LG1
hält.
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Die
Haltekonstruktion für die zweite Linsengruppe LG2 wird
im Folgenden beschrieben. Der zweite Geradführungsring 10 umfasst
einen ringförmigen Flanschteil 10b und einen vorderen
ringförmigen Flanschteil 10c. Die Geradführungsvorsprünge 10a stehen
vom äußeren Rand des ringförmigen Flanschteils 10b radial
nach außen ab. Der ringförmige Flanschteil 10c ist
vor den ringförmigen Flanschteil 10b angeordnet
und hat einen kleineren Durchmesser als der ringförmige
Flanschteil 10b. Der vordere ringförmige Flanschteil 10c befindet
sich in gleitendem Eingriff mit einer Ringnut 11c, die
an der Innenumfangsfläche des Nockenrings 11 nahe
dessen hinterem Ende angeordnet ist. Durch diese Konstruktion ist
der zweite Geradführungsring 10 so an den Nockenring 11 gekoppelt,
dass er relativ zu diesem drehbar ist, und daran gehindert, sich
in Richtung der optischen Achse relativ zu dem Nockenring 11 zu
bewegen. Der zweite Geradführungsring 10 hat einen ersten
Geradführungskeil 10d und einen zweiten Geradführungskeil 10e,
die beide von dem vorderen ringförmigen Flanschteil 10c nach
vorne abstehen. Der erste Geradführungskeil 10d und
der zweite Geradführungskeil 10e stehen so nach
vorne ab, dass sie innerhalb des Nockenrings 11 angeordnet
sind. Die in Umfangsrichtung des Geradführungsrings 10 voneinander
abgewandten Flanken des ersten Geradführungskeils 10d bilden
ein Paar Geradführungsflächen G1, die parallel
zur optischen Achse Z1 liegen. Entsprechend bilden die in Umfangsrichtung des
zweiten Geradführungsrings 10 voneinander abgewandten
Flanken des zweiten Geradführungskeils 10e ein
Paar Geradführungsflächen G2, die ebenfalls parallel
zur optischen Achse Z1 liegen.
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Der
Antriebsrahmen 8, der innerhalb des Nockenrings 11 angeordnet
und an diesem gelagert ist, hat eine erste Geradführungsnut 8a,
in die der erste Geradführungskeil 10d greift,
und eine zweite Geradführungsnut 8b, in die der
zweite Geradführungskeil 10e greift. Die erste
Geradführungsnut 8a und die zweite Geradführungsnut 8b sind
jeweils an der Außenumfangsfläche des Antriebsrahmens 8 in
Form einer Nut ausgebildet, die teilweise mit einem Boden versehen
ist. Der Antriebsrahmen 8 hat ein radiales Durchgangsloch,
das in Richtung der Breite der ersten Geradführungsnut 8a mittig
angeordnet ist und durch das eine flexible Leiterplatte 77 zur
Belichtungssteuerung geht. Ferner weist der Antriebsrahmen 8 einen
durchgehenden Ausschnitt 8g auf, der in Richtung der Breite
der zweiten Geradführungsnut 8b mittig angeordnet
ist und die Bodenwand der zweiten Geradführungsnut 8b in
radialer Richtung des Antriebsrahmens 8 durchsetzt. Auf
den in Umfangsrichtung entgegengesetzten Seiten der ersten Geradführungsnut 8a des
Antriebsrahmens 8 sind zwei Geradführungsflächen
G3 ausgebildet, die sich in Gleitkontakt mit den Geradführungsflächen
G1 des ersten Geradführungskeils 10d befinden.
Entsprechend sind auf den in Umfangsrichtung entgegengesetzten Seiten
der zweiten Geradführungsnut 8b des Antriebsrahmens 8 zwei
Geradführungsflächen G4 ausgebildet, die sich
in Gleitkontakt mit den Geradführungsflächen G2
des zweiten Geradführungskeils 10e befinden. Indem
die beiden Geradführungsflächen G3 und die beiden
Geradführungsflächen G1 sowie die beiden Geradführungsflächen
G4 und die beiden Geradführungsflächen G2 aneinander
liegen, wird der Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse
geradegeführt.
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Der
Nockenring 11 hat an seiner Innenumfangsfläche
mehrere Nocken- oder Kurvennuten 11d, in die entsprechende
Kurveneingriffsglieder 8c greifen, die an der Außenumfangsfläche
des Antriebsrahmens 8 ausgebildet sind. Die Kurvennuten 11d und
Kurveneingriffsglieder 8c dienen der Relativbewegung der
zweiten Linsengruppe LG2 in Richtung der optischen Achse. Da der
Antriebsrahmen 8 über den zweiten Geradführungsring 10 in
Richtung der optischen Achse geradegeführt ist, wird durch
Drehen des Nockenrings 11 der Antriebsrahmen 8 in
vorbestimmter Weise entsprechend den Konturen der Kurvennuten 11d in
Richtung der optischen Achse bewegt.
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Der
Antriebsrahmen 8 weist einen Ringflansch 8d mit
einer mittigen Durchgangsöffnung auf, durch die die optische
Achse Z1 geht. Eine der zweiten Linsengruppe LG2 zugeordneten Schwenkachse 33 ist
an dem Antriebsrahmen 8 befestigt und erstreckt sich parallel
zur optischen Achse Z1. Das vordere Ende der Schwenkachse 33 ist
an einem Lagerabschnitt 8e gelagert, der an dem Ringflansch 8d ausgebildet
ist (vgl. 4 und 6). Das
hintere Ende der Schwenkachse 33 ist an einem Lagerelement 36 gelagert.
Das Lagerelement 36 ist über eine Befestigungsschraube 37 an
einer Montagefläche 8f (vgl. 8 und 9)
befestigt, die an der Rückseite des Ringflansches 8d ausgebildet
ist. Innerhalb des Antriebsrahmens 8 des Varioobjektivs 71 ist
eine Linsenfassung 6 vorgesehen, welche die zweite Linsengruppe
LG2 lagert und hält und die im Folgenden als zweite Linsenfassung
bezeichnet wird. Die zweite Linsenfassung 6 ist an der
Schwenkachse 33 schwenkbar gelagert. Die zweite Linsenfassung 6 umfasst
einen zylindrischen Linsenhalter 6a, einen Schwenkarm 6b und
einen drehbar gelagerten zylindrischen Abschnitt 6c. Der
Linsenhalter 6a hält die zweite Linsengruppe LG2.
Der Schwenkarm 6b erstreckt sich in radialer Richtung des
Linsenhalters 6a. Der drehbar gelagerte, zylindrische Abschnitt 6c ist an
dem freien (entgegengesetzten) Ende des Schwenkarms 6b ausgebildet.
Der drehbar gelagerte Abschnitt 6c weist ein Durchgangs loch 6d auf,
das sich in einer Richtung parallel zur optischen Achse Z2 der Linsengruppe
LG2 erstreckt. Die Schwenkachse 33 ist so in das Durchgangsloch 6d eingesetzt,
dass sie relativ zu diesem drehbar ist. Die Schwenkachse 33 ist
exzentrisch zur optischen Achse Z1 angeordnet und erstreckt sich
parallel zur optischen Achse Z1. Die zweite Linsenfassung 6 ist
um die Schwenkachse 33 zwischen einer axialen Position
(Aufnahmeposition), die in den 2, 3, 12 und 13 gezeigt
ist und in der die optische Achse Z2 der zweiten Linsengruppe LG2
mit der optischen Achse Z1 zusammenfällt, und einer außeraxialen, versetzten
Position schwenkbar, die in den 1, 10, 11 und 20 bis 22 gezeigt
ist und in der die optische Achse Z2 der zweiten Linsengruppe LG2
exzentrisch zur optischen Achse Z1 angeordnet ist, d. h. aus der
optischen Achse Z1 zurückgezogen ist. Eine Torsionsschraubenfeder (Rückstellfeder) 39 spannt
die zweite Linsenfassung 6 in einer Drehrichtung auf die
axiale Position hin vor. Die zweite Linsengruppe 6 hat
einen Anlagevorsprung 6e, während der Antriebsrahmen 8 einen Drehanschlagstift 35 aufweist
(vgl. 9, 11 und 13). Die
axiale Position der zweiten Linsenfassung 6 ist durch die
Anlage des Anlagevorsprungs 6e der Linsenfassung 6 an
den Drehanschlagstift 35 festgelegt. Ein Druckschraubenfeder
(axial wirkende Druckfeder) 38 spannt die zweite Linsenfassung 6 in Vorwärtsrichtung
vor (in eine Richtung, in der die zweite Linsenfassung 6 in
Kontakt mit dem Ringflansch 8d des Antriebsrahmens 8 kommt),
um ein Spiel der zweiten Linsenfassung 6 relativ zu dem
Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse zu beseitigen.
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Die
zweite Linsenfassung 6 bewegt sich einstückig
mit dem Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse.
Der Sensorhalter 21 hat an seiner Vorderseite eine Positionierungskurvenstange 21a, die
von dem Sensorhalter 21 nach vorne absteht, um mit der
zweiten Linsenfassung 6 in An lage zu kommen. Wird der Antriebsrahmen 8 in
Einfahrrichtung nach hinten bewegt, wodurch er den Sensorhalter 21 in
einen Zustand, in dem die zweite Linsenfassung 6 in der
axialen Position gehalten wird, angenähert wird, so kommt
eine Kurvenfläche, die an einer vorderen Stirnfläche
der Positionierungskurvenstange 21a ausgebildet ist, in
Kontakt mit der zweiten Linsenfassung 6, wodurch die zweite
Linsenfassung 6 entgegen der von der Torsionsschraubenfeder 39 ausgeübten
Vorspannkraft in die oben genannte außeraxiale, versetzte
Position gedreht wird.
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In
dem Antriebsrahmen 8 des Varioobjektiv 71 ist
eine Verschlusseinheit 76 vorgesehen, die den Verschluss
S (der eine Aufnahmeapertur 76a öffnet und schließt)
und die einstellbare Blende A enthält. Die Verschlusseinheit 76 ist
an der Vorderseite des Ringflansches 8d des Antriebsrahmens 8 befestigt. Der
Abstand zwischen dem Verschluss S und der zweiten Linsengruppe LG2
in Richtung der optischen Achse ist fest. Der Abstand zwischen der
einstellbaren Blende A und der zweiten Linsengruppe LG2 in Richtung
der optischen Achse ist ebenfalls fest. Die Verschlusseinheit 76 enthält
einen Verschlussaktor und einen Blendenaktor (beide nicht gezeigt)
zum Antreiben des Verschlusses S bzw. der einstellbaren Blende A.
Die flexible Leiterplatte 77 geht von der Verschlusseinheit 76 aus
und stellt die elektrische Verbindung zwischen einer Steuerschaltung
der Kamera (nicht gezeigt), an der das Varioobjektiv 71 montiert
ist, und jeden dieser beiden Aktoren her.
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Im
Folgenden wird die Haltekonstruktion für die erste Linsengruppe
LG1 beschrieben. Der zweite Ausfahrtubus 13, der über
den ersten Geradführungsring 14 in Richtung der
optischen Achse geradegeführt ist, hat an seiner Innenumfangsfläche
drei Geradführungsnuten 13b, die in verschiedenen
Umfangspositionen so ausgebildet sind, dass sie in Richtung der optischen
Achse verlaufen. Der dritte Ausfahrtubus 12 hat an seiner
Außenumfangsfläche am hinteren Tubusende drei
Eingriffsvorsprünge 12a, die sich im gleitenden
Eingriff mit den drei Geradführungsnuten 13b befinden.
Der dritte Ausfahrtubus 12 ist über den ersten
Geradführungsring 14 und den zweiten Ausfahrtubus 13 in
Richtung der optischen Achse geradegeführt. Der zweite
Ausfahrtubus 13 hat an seiner Innenumfangsfläche
in der Nähe seines hinteren Endes einen unterbrochenen
Innenflansch 13c, der sich längs des Umfangs des
zweiten Ausfahrtubus 13 erstreckt. Der Nockenring 11 hat
an seiner Außenumfangsfläche eine unterbrochene
Ringnut 11e, mit der sich der unterbrochene Innenflansch 13c in
gleitendem Eingriff befindet, so dass der Nockenring 11 relativ
zu dem zweiten Ausfahrtubus 13 drehbar ist und sich der
zweite Ausfahrtubus 13 in Richtung der optischen Achse
nicht relativ zu dem Nockenring 11 bewegt. Der dritte Ausfahrtubus 12 hat
an seiner Innenumfangsfläche drei Kurveneingriffsglieder 31,
die radial nach innen abstehen. Der Nockenring 11 hat an
seiner Außenumfangsfläche drei äußere
Kurvennuten 11f (Kurvennuten zum Bewegen der ersten Linsengruppe
LG1), mit denen sich die drei Kurveneingriffsglieder 31 im
gleitenden Eingriff befinden. Eine Linsenfassung 1 (vgl. 1 bis 3),
welche die erste Linsengruppe LG1 hält, ist innerhalb des
dritten Ausfahrtubus 12 angeordnet. Die Linsenfassung 1 wird
im Folgenden als erste Linsenfassung bezeichnet.
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Das
Ausfahren und Einfahren des Varioobjektivs 71 wird im Folgenden
beschrieben.
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Da
die Phase, in der der Nockenring 11 aus der in 1 gezeigten
eingefahrenen Stellung in die in 2 gezeigte
Stellung ausgefahren wird, in der der Nockenring 11 in
der bezogen auf die optische Achse Z1 axial festen Position rotiert,
schon oben beschrieben worden ist, wird diese Phase im Folgenden nur
kurz erläutert. Wird das Zoomzahnrad 28 ausgehend
von dem in 1 gezeigten eingefahrenen Zustand
des Varioobjektivs 71 über den Zoommotor 150 in
Tubusausfahrrichtung gedreht, so wird der erste Ausfahrtubus 18 rotierend
vorwärts bewegt. Dabei bewegt sich der Nockenring 11,
der in Folge der Drehung der ersten Ausfahrtubus 18 rotiert,
in Richtung der optischen Achse um eine Bewegungsstrecke vorwärts,
die der Summe aus der Strecke der Vorwärtsbewegung des
ersten Geradführungsrings und der Strecke der Vorwärtsbewegung
des Nockenrings 11 in Folge der zwischen dem Nockenring 11 und
dem ersten Geradführungsring 14 vorhandenen Führungskonstruktion
entspricht (d. h. in Folge des Eingriffs der drei Nockenring-Führungsvorsprünge 11a in
die Führungsschlitzabschnitte 14c–2 der
drei Durchgangsschlitze 14c). Sind der erste Ausfahrtubus 18 und
der Nockenring 11 einmal in jeweilige vorbestimmte Positionen
bewegt, so werden die Funktionen der Dreh/Ausfahrstrukturen des
ersten Ausfahrtubus 18 und des Nockenrings 11 außer
Kraft gesetzt, so dass sowohl der erste Ausfahrtubus 18 als auch
der Nockenring 11 um die optische Achse Z1 rotieren, ohne
sich in Richtung der optischen Achse zu bewegen.
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Durch
das Drehen des Nockenrings 11 wird der Antriebsrahmen 8,
der innerhalb des Nockenrings 11 angeordnet ist, in Richtung
der optischen Achse durch das Ineinandergreifen der Kurveneingriffsglieder 8c des
Antriebsrahmens 8 und der Kurvennuten 11d in vorbestimmter
Weise relativ zu dem Nockenring 11 bewegt. In dem in 1 gezeigten Zustand,
in dem das Varioobjektiv 71 eingefahren ist, wird die zweite
Linsenfassung 6, die innerhalb des Antriebsrahmens 8 angeordnet
ist, durch die Positionierungskurvenstange 21a in der außeraxialen,
versetzten Position gehalten, in der die optische Achse Z2 der zweiten
Linsengruppe LG2 exzentrisch unterhalb der optischen Achse Z1 angeordnet
ist. Während der An triebsrahmen 8 aus der eingefahrenen Stellung
in die in dem Zoombereich liegende Weitwinkel-Grenzeinstellung bewegt
wird, löst sich die zweite Linsenfassung 6 von
der Positionierungskurvenstange 21a und wird durch die
von der Torsionsschraubenfeder 39 ausgeübte Federkraft
um die Schwenkachse 33 aus der außeraxialen, versetzten Position
in die Aufnahmeposition geschwenkt, in der die optische Achse Z2
der zweiten Linsengruppe LG2 mit der optischen Achse Z1 zusammenfällt.
Anschließend wird die zweite Linsenfassung 6 solange
in der Aufnahmeposition gehalten, bis das Varioobjektiv 71 in
die eingefahrene Stellung bewegt wird.
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Durch
das Drehen des Nockenrings 11 wird ferner der dritte Ausfahrtubus 12,
der den Nockenring 11 umgibt und über den zweiten
Ausfahrtubus 13 in Richtung der optischen Achse geradegeführt
ist, durch das Ineinandergreifen der drei Kurveneingriffsglieder 31 und
der drei äußeren Kurvennuten 11f in vorbestimmter
Weise längs der optischen Achse relativ zu dem Nockenring 11 bewegt.
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Wird
die erste Linsengruppe LG1 aus der eingefahrenen Stellung vorwärts
bewegt, so ist ihre axiale Position relativ zur Abbildungsfläche
(Lichtempfangsfläche des Bildsensors 60) bestimmt
durch die Summe aus der Strecke der Vorwärtsbewegung des
Nockenrings 11 relativ zu dem ortsfesten Tubus 22 und
aus der Bewegungsstrecke des dritten Ausfahrtubus 12 relativ
zu dem Nockenring 11. Wird die zweite Linsengruppe LG2
aus der eingefahrenen Stellung vorwärts bewegt, so ist
ihre axiale Position relativ zur Abbildungsfläche bestimmt
durch die Summe aus der Strecke der Vorwärtsbewegung des
Nockenrings 11 relativ zu dem ortsfesten Tubus 22 und aus
der Bewegungsstrecke des Antriebsrahmens 8 relativ zu dem
Nockenring 11. Die Zoomoperation, d. h. die Brennweitenänderung
erfolgt durch Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1
und LG2 längs der optischen Achse Z1 unter Änderung des
zwischen diesen Linsengruppen vorhandenen Luftabstandes. Wird das
Zoomobjektiv 71 aus der in 1 gezeigten
eingefahrenen Stellung ausgefahren, so kommt es zunächst
in den in 2 gezeigten Zustand, in dem
es sich in der Weitwinkel-Grenzeinstellung befindet. Indem der Zoommotor 150 weiter
in Tubusausfahrrichtung dreht, kommt das Varioobjektiv 71 anschließend
in den in 3 gezeigten Zustand, in dem
es sich in der Tele-Grenzeinstellung befindet. Wie aus den 2 und 3 hervorgeht, ist
der Raum zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1, LG2
in der Weitwinkel-Grenzeinstellung des Varioobjektivs 71 größer
als in der Tele-Grenzeinstellung. Befindet sich das Varioobjektiv 71 in
der Tele-Grenzeinstellung, so sind die erste und die zweite Linsengruppe
LG1 und LG2 auf einen Abstand einander angenähert worden,
der kleiner als in der Weitwinkel-Grenzeinstellung ist. Diese Variation des
Luftabstandes zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1,
LG2 zur Brennweitenänderung wird durch die Konturen der
Kurvennuten 11d und der drei äußeren
Kurvennuten 11f erreicht. In dem Zoombereich, d. h. dem
Bereich, der zur Brennweitenänderung zur Verfügung
steht, zwischen der Weitwinkel-Grenzeinstellung und der Tele-Grenzeinstellung
drehen sich der Nockenring 11 und der erste Ausfahrtubus 18 in
ihren jeweiligen axial festen Positionen, ohne sich in Richtung
der optischen Achse zu bewegen.
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Sind
die erste bis dritte Linsengruppe LG1, LG2 und LG3 in dem Zoombereich
angeordnet, so erfolgt eine Fokussierung, indem die dritte Linsengruppe
LG3 (AF-Linsenfassung 51) durch das Drehen des AF-Motors 160 entsprechend
dem Objektabstand längs der optischen Achse Z1 bewegt wird.
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Indem
der Zoommotor 51 in Tubuseinfahrrichtung angetrieben wird,
arbeitet das Varioobjektiv 71 umgekehrt zu der oben beschriebenen
Ausfahroperation, so dass es vollständig in die in 1 gezeigte
eingefahrene Stellung einfährt. Während dieser
Einfahrbewegung des Varioobjektivs 71 dreht sich die zweite
Linsenfassung 6 in Folge der Wirkung der Positionierungskurvenstange 21a um
die Schwenkachse 33 in die außeraxiale, versetzte
Position, während sie sich mit dem Antriebsrahmen 8 rückwärts
bewegt. Wird das Varioobjektiv 71 in die eingefahrene Stellung
bewegt, so wird die Linsengruppe LG2 in einen Raum zurückgezogen,
der radial außerhalb des Raums liegt, in dem die dritte
Linsengruppe LG3, das Tiefpassfilter LF und der Bildsensor 60 untergebracht
sind, wie in 1 gezeigt ist. Die zweite Linsengruppe
LG2 wird also radial in einen axialen Bereich zurückgezogen,
der in Richtung der optischen Achse im Wesentlichen identisch mit
einem axialen Bereich ist, in dem die dritte Linsengruppe LG3, das
Tiefpassfilter LF und der CCD-Bildsensor 60 angeordnet
sind. Die Konstruktion des Varioobjektivs 71, die das Zurückziehen
bzw. Versetzten der zweiten Linsengruppe LG2 in beschriebener Weise
ermöglicht, führt zu einer Verkürzung
des vollständig eingefahrenen Varioobjektivs 71.
Dadurch kann die Dicke der Kamera, an der das Varioobjektiv 71 montiert
ist, verringert werden.
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In
dem oben beschriebenen Varioobjektiv 71 ist der Antriebsrahmen 8 durch
den ersten Geradführungskeil 10d und den zweiten
Geradführungskeil 10e des zweiten Geradführungsrings 10 in
Richtung der optischen Achse geradegeführt. Wie in den 4, 6, 7 und 14 gezeigt,
hat der zweite Geradführungskeil 10e die Form
eines Teilzylinders, der in Umfangsrichtung des zweiten Geradführungsrings 10 breiter
als der erste Geradführungskeil 10d ist. Der zweite
Geradführungskeil 10e hat in seinem mittleren
Teil eine Aussparung 10e-1, die den zweiten Geradführungskeil 10e radial
durchsetzt. Der zweite Geradführungskeil 10e hat
zwei stangenartige Führungsabschnitte 10e-3, an
denen die beiden Geradführungsflächen G2 ausgebildet
sind und die sich bezogen auf die Umfangsrichtung des zweiten Geradführungsrings 10 beiderseits
der Aussparung 10e-1 befinden. Unmittelbar vor den beiden
Führungsabschnitten 10e-3 hat der zweite Geradführungskeil 10e einen
Brückenabschnitt 10e-2, der sich in Umfangsrichtung
des zweiten Geradführungsrings 10 erstreckt und
die vorderen Enden der beiden Führungsabschnitte 10e-3 miteinander
verbindet. Wie aus den 9, 11 und 13 hervorgeht,
hat der zweite Geradführungskeil die Form eines Kreisbogens,
der um die optische Achse Z1 zentriert ist, wenn man von vorn auf
den zweiten Geradführungskeil 10e blickt. In der
abgewickelten Draufsicht nach 14 hat
der zweite Geradführungskeil 10e im Wesentlichen
die Form eines Rechtecks, wobei die Aussparung 10e-1 innerhalb
der Randbegrenzung des zweiten Geradführungskeils 10e angeordnet
ist. Die Aussparung 10e hat ebenfalls im Wesentlichen die Form
eines Rechtecks.
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Wie
in den 4, 6 bis 13 und 15 gezeigt,
ist in der zweiten Geradführungsnut 8b des Antriebsrahmens 8 in
einer Umfangsposition, die der Umfangsposition der Aussparung 10e-1 entspricht,
eine durchgehende Aussparung 8g vorgesehen. Die Größe
der Aussparung 8g entspricht im Wesentlichen der Größe
der Aussparung 10e-1. Da der zweite Geradführungsring 10 den
Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse geradeführt, ändert sich
die Relativanordnung zwischen der Aussparung 8g und der
Aussparung 10e-1 in Umfangsrichtung um die optische Achse
Z1 nicht. Dagegen ändert sich die Relativanordnung zwischen
der Aussparung 8g und der Aussparung 10e-1 in
Richtung der optischen Achse dadurch, dass sich der Antriebsrahmen 8 in Richtung
der optischen Achse relativ zu dem zweiten Geradführungsring 10 bewegt.
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Wie
in den 4, 6 bis 9 und 17 gezeigt,
hat der Nockenring 11 an seiner Innenumfangsfläche
eine Vertiefung 11g, die in ihrer Größe
im Wesentlichen der Aussparung 10e-1 entspricht. Jedoch ändern
sich die Relativanordnung zwischen der Vertiefung 11g und
der Aussparung 10e-1 in Umfangsrichtung um die optische
Achse Z1 sowie die Relativanordnung zwischen der Vertiefung 11g und
der Aussparung 10e-1 in Richtung der optischen Achse entsprechend
dem Ausfahr-/Einfahrzustand bzw. der Stellung des Varioobjektivs 71,
da der Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse bewegt
wird, indem der Nockenring 11 in oben beschriebener Weise
relativ zu dem Antriebsrahmen 8 gedreht wird.
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Befindet
sich der Antriebsrahmen 8 in einer Betriebsstellung (vgl. 2, 3, 12 und 13),
die einem aufnahmebereiten Zustand des Varioobjektivs 71 entspricht,
so stimmen die Positionen der Aussparung 10e-1 des zweiten
Geradführungsrings 10 und der Aussparung 8g des
Antriebsrahmens 8 in Richtung der optischen Achse nicht
exakt miteinander überein. Zudem stimmen die Umfangspositionen
der Aussparung 10e-1 des zweiten Geradführungsrings 10 und
der Vertiefung 11g des Nockenrings 11 um die optische
Achse Z1 nicht miteinander überein. Auch die Positionen
der Aussparung 10e-1 des zweiten Geradführungsrings 10 und der
Vertiefung 11g des Nockenrings 11 in Richtung der
optischen Achse stimmen nicht miteinander überein. Befindet
sich jedoch der Antriebsrahmen 8 in der eingefahrenen Stellung
(vgl. 1, 8, 9, 10 und 11),
die dem eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs 71 entspricht,
so stimmt die Position der Aussparung 8g mit der Position
der Aussparung 10e-1 des zweiten Geradführungsrings 10 in Richtung
der optischen Achse überein, so dass die Aussparung 8g und
die Aussparung 10e-1 in radialer Richtung miteinander in
Verbindung stehen und so eine einzige radiale Aussparung bil den.
Befindet sich der Antriebsrahmen 8 in der eingefahrenen
Stellung, so stimmen die Umfangspositionen der Vertiefung 11g des
Nockenrings 11 und die durch die Aussparung 8g und
die Aussparung 10e-1 gebildete radiale Aussparung miteinander überein.
Auch die Positionen der Vertiefung 11g des Nockenrings 11 und
dieser radialen Aussparung stimmen in Richtung der optischen Achse
derart miteinander überein, dass die Vertiefung 11g radial
außerhalb der Aussparung 10e-1 angeordnet ist.
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Wie
oben beschrieben, dreht sich die Linsenfassung 6 im eingefahrenen
Zustand des Varioobjektivs 71 innerhalb des Antriebsrahmens 8 um
die Schwenkachse 33 in die außeraxiale, versetzte
Position, in der die optische Achse der zweiten Linsengruppe LG2
exzentrisch zur optischen Achse Z1 angeordnet ist. Bei dieser Drehung
der Linsenfassung 6 tritt ein Teil des zylindrischen Linsenhalters 6a der Linsenfassung 6 in
die oben genannte radiale Aussparung ein, die durch die Aussparung 8g und
die Aussparung 10e-1 gebildet ist, und läuft durch
diese durch, um in die Vertiefung 11g einzutreten, die
radial außerhalb der radialen Aussparung angeordnet ist. Dadurch
wird dieser Teil des zylindrischen Linsenhalters 6a in
der Vertiefung 11g untergebracht, wie in den 10, 11 und 18 gezeigt
ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, die zweite Linsengruppe LG2
raumsparend unterzubringen und die Durchmesser des Antriebsrahmens 8,
des zweiten Geradführungsrings 10 und des Nockenrings 11 klein
zu halten. So ist eine Miniaturisierung des Varioobjektivs 71 möglich.
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Die
in dem zweiten Geradführungskeil 10e ausgebildete
durchgehende Aussparung 10e-1 wird also als Raum genutzt,
in dem die zweite Linsengruppe LG2 (insbesondere der zylindrische
Linsenhalter 6a) untergebracht wird. Die Vorteile dieser
Ausgestaltung werden im Folgenden erläutert. Zunächst
ist es wünschenswert, dass ein ringförmiges Geradführungsele ment,
wie es der zweite Geradführungsring 10 darstellt,
in verschiedenen Umfangspositionen mehrere Geradführungsabschnitte
aufweist, die dafür sorgen, dass der Antriebsrahmen 8 stabil
und präzise gelagert ist, wenn diese Führungselemente
den Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse geradeführen.
Andererseits ist es in dem Antriebsrahmen 8, der von dem
zweiten Geradführungsring 10 geradegeführt
wird, schwierig, einen ausreichend großen Ringraum zur
Montage der Geradführungsabschnitte bereitzustellen, da
die Schwenkachse 33, die Verschlusseinheit 76,
etc. in kompakter Weise in dem Antriebsrahmen 8 untergebracht
sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Varioobjektivs 71 sind
als Geradführungsabschnitte zwei Elemente vorgesehen, nämlich
der erste Geradführungskeil 10d und der zweite
Geradführungskeil 10e, die es ermöglichen,
einen vergleichsweise großen Ringraum zwischen den Geradführungskeilen 10d und 10e bereitzustellen.
Dieser Ringraum ist größer als in einer Ausgestaltung,
bei der z. B. drei Geradführungskeile in gleichen Winkelabständen
von 120 Grad in Umfangsrichtung angeordnet sind. Dadurch wird eine kompakte
Anordnung der Komponenten unter effizienter Raumnutzung erzielt
und zugleich die gewünschte Miniaturisierung des Antriebsrahmens 8 beibehalten.
Indem ein Teil des für den zweiten Geradführungskeil 10e vorgesehenen
Raums als Raum zum Zurückziehen der zweiten Linsengruppe
LG2 genutzt wird, wird der in dem Antriebsrahmen 8 verbleibende
Ring- bzw. Umfangsraum effizient genutzt.
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Was
den zweiten Geradführungskeil 10e betrifft, so
kann der Abstand zwischen den beiden Geradführungsflächen
G2 in Umfangsrichtung des Geradführungsrings 10 groß gehalten
werden, so dass es möglich ist, an dem zweiten Geradführungskeil 10e zwischen
den beiden Geradführungsflächen G2 die durchgehende
Aussparung 10e-1 in Umfangsrichtung des zweiten Geradführungsrings 10 vorzusehen.
Dies verleiht dem zweiten Geradführungskeil, der einen
Abschnitt zur Geradführung des Antriebsrahmens 8 bildet,
einen Führungsstabilität, die größer
ist, als wenn ein schmaler Geradführungsvorsprung mit einer
geringen Ausdehnung in Umfangsrichtung verwendet werden würde.
Da die Vorderseite der Aussparung 10e-1 des Geradführungskeils 10e über
den Brückenabschnitt 10e-2 geschlossen ist, hat
der zweite Geradführungskeil 10e eine höhere Festigkeit
als bei einer Ausgestaltung, in der der zweite Geradführungskeil 10e keinen
Brückenabschnitt 10e-2 aufweist, sondern nur die
beiden stangenartigen Führungsabschnitte 10e-3 als
unabhängige Keilvorsprünge. Der zweite Geradführungskeil 10e,
der den Brückenabschnitt 10e-2 aufweist, bildet in
seiner Gesamtheit einen Teil einer kreisbogenförmigen Wand,
die von der Vorderseite des Varioobjektivs 71 her betrachtet
die optische Achse Z1 umgibt. Diese bogenförmige Struktur
weist eine ausgezeichnete Festigkeit auf und kann besonders raumsparend
zwischen dem Antriebsrahmen 8 und dem Nockenring 11 untergebracht
werden.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des Varioobjektivs 71 sind
die beiden Geradführungsflächen G2 des zweiten
Geradführungskeils 10e in Umfangsrichtung auf
entgegengesetzten Seiten ausgebildet. Die beiden Geradführungsflächen G2
können jedoch auch anders angeordnet werden. So kann beispielsweise
jeder Führungsabschnitt 10e-3 des zweiten Geradführungskeils 10e auf
seiner Innenumfangsfläche, die dem Antriebsrahmen 8 zugewandt
ist, mit mindestens einem radialen Vorsprung oder einer radialen
Nut versehen sein, während der Antriebsrahmen 8 an
seiner Außenumfangsfläche mindestens eine entsprechende
radiale Nut bzw. einen radialen Vorsprung aufweist, die bzw. der
in gleitendem Eingriff mit dem radialen Vorsprung bzw. der radialen
Nut des Führungsabschnittes 10e-3 steht. Durch
diese Konstruktion kann die Zahl an Abschnitten erhöht
werden, die zur Geradführung des Antriebsrahmens 8 be stimmt
sind. Dadurch kann der Antriebsrahmen 8 noch stabiler und
präziser gelagert werden. Werden die Höhe des
radialen Vorsprungs und die Tiefe der zugehörigen radialen
Nut, die in Eingriff miteinander stehen, aneinander angeglichen,
so wird eine wesentliche Zunahme der radialen Abmessung des Antriebsrahmens 8 und
des zweiten Geradführungskeils vermieden, wodurch die Kompaktheit
des Varioobjektivs 71 erhalten bleibt.
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Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel des Varioobjektivs 71 zeichnet
sich auch durch die Einfahrkonstruktion aus, mit der die zweite
Linsengruppe LG2 und die dritte Linsengruppe LG3 eingefahren wird.
Die entsprechenden Merkmale des Varioobjektivs 71 werden
im Folgenden beschrieben. Wie in den 19 und 20 gezeigt,
hat der Bildsensor 60 eine lateral langgestreckte rechteckige Abbildungsfläche
mit zwei langen Seiten und zwei kurzen Seiten. Die beiden langen
Seiten erstrecken sich in horizontaler Richtung (erste Richtung),
während sich die beiden kurzen Seiten in einer Richtung (zweite
Richtung) erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen
Richtung liegt. Die dritte Linsengruppe LG3 ist entsprechend der
Form des Bildsensors 60 nicht-kreisförmig gestaltet
(Doppel-D-Schnitt-Form). Die dritte Linsengruppe LG3 ist nämlich
so geformt, dass ihr oberer und ihr unterer Teil, die der oberen
bzw. der unteren langen Seite des Bildsensors 60 entsprechen,
gleichsam entfernt sind. Bei der dritten Linsengruppe LG3 sind also
der obere und der untere Randteil der dritten Linsengruppe LG3,
die längs der beiden langen Seiten des Bildsensors 60 angeordnet
sind, entfernt. Die dritte Linsengruppe LG3 hat also einen oberen
und einen unteren langen, geraden Rand (geradlinige Kontur) LG2-V,
die im Wesentlichen parallel zu den langen Seiten des Bildsensors 60 liegen.
Ferner hat die dritte Linsengruppe LG3 zwei kurze, kreisbogenförmige Ränder
LG3-W, die jeweils die beiden langen, geraden Ränder LG3-V
miteinander verbinden. Durch die beiden langen, geraden Ränder
LG3-V und die beiden kurzen, kreisbogenförmigen Ränder
LG3-W weist die dritte Linsengruppe LG3 einen nicht-kreisförmigen äußeren
Rand auf. Die beiden kurzen, kreisbogenförmigen Ränder
LG3-W sind als Abschnitte eines Referenzkreises LG3-Q geformt, der
in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse Z1 (vgl. 22)
der dritten Linsengruppe LG3 liegt, wenn man davon ausgeht, dass
der obere und der untere Teil (D-förmige Abtragungen) der
dritten Linsengruppe LG3, die der oberen und der unteren langen
Seite des Bildsensors 60 entsprechen, nicht entfernt sind und
die beiden langen, geraden Ränder LG3-V geradlinig innerhalb
des Referenzkreises LG3-Q verlaufen. Entsprechend der Form der dritten
Linsengruppe LG3 ist der Linsenhalter 51a der AF-Linsenfassung 51 als
nicht-kreisförmiger Ringabschnitt (Doppel-D-Schnitt-Form)
ausgebildet, die durch einen oberen und einen unteren Abschnitt 51a-1 definiert
ist, den man sich dadurch zustande gekommen denken kann, dass Teile
des Linsenhalter 51a gleichsam weggeschnitten sind. Die
beiden Abschnitte 51a-1 sind längs den langen,
geraden Rändern LG3-V der dritten Linsengruppe LG3 ausgebildet,
so dass die obere und die untere Seite des Linsenhalters 51a (d.
h. die Konturen des oberen und des unteren Abschnittes 51a-1)
im Wesentlichen parallel zu den langen Seiten des Bildsensors 60 liegen.
Eine Linsenhalteplatte 53, die eine lateral langgestreckte, rechteckige Öffnung 53a aufweist,
ist an der Vorderseite des Linsenhalters 51a montiert,
um die dritte Linsengruppe LG3 zwischen der Linsenhalteplatte 53 und
dem Linsenhalter 51a festzuhalten. Auch die Linsenhalteplatte 53 ist
nicht-kreisförmig gestaltet (Doppel-D-Schnitt-Form), wie
dies in den 19 bis 22 gezeigt
ist. Dagegen ist die zweite Linsengruppe LG2 kreisförmig,
d. h. sie weist an ihrem äußeren Rand keine Bereiche
auf, die den vorstehend beschriebenen, gleichsam weggeschnittenen
Bereichen entsprechen.
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Die 20 bis 22 zeigen,
wie die zweite Linsengruppe LG2 (Linsenfassung 6) und die
dritte Linsengruppe LG3 (AF-Linsenfassung 51) im eingefahrenen
Zustand des Varioobjektivs 71 zueinander angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, wird die zweite Linsengruppe LG2 beim Einfahren
des Varioobjektivs 71 in die eingefahrene Stellung radial
in einen Raum unterhalb der dritten Linsengruppe LG3 zurückgezogen,
so dass ein Teil der zweiten Linsengruppe LG2 in einem axialen Bereich
angeordnet ist, der in Richtung der optischen Achse im Wesentlichen identisch
mit einem axialen Bereich ist, in dem die dritte Linsengruppe LG3
angeordnet ist. Wie in 20 dargestellt, die eine Vorderansicht
der Linsenfassung 6 und der AF-Linsenfassung 51 zeigt,
ist in diesem Stadium die zweite Linsengruppe LG2 in ihrer außeraxialen,
versetzten Position zum Teil in dem Aussparungsbereich (untere D-Schnittaussparung)
der dritten Linsengruppe LG3 und dem Aussparungsbereich 51a-1 (untere
D-Schnittaussparung) des Linsenhalters 51a so angeordnet,
dass sie unmittelbar unterhalb des unteren langen, geraden Randes
LG3-V der dritten Linsengruppe LG3 angeordnet ist und die optische
Achse Z2 der Linsengruppe LG2 aus einer axialen Ebene P1, die durch
die optische Achse der dritten Linsengruppe LG3 (und damit durch
die optische Achse Z1) geht und parallel zu den kurzen Seiten des
Bildsensors 60 liegt, nach links versetzt ist (zu der Seite
hin, auf der das Führungsloch 51d angeordnet ist).
Die Schwenkachse 33, um die die Linsenfassung 6 geschwenkt
wird, ist demjenigen der beiden kurzen, kreisbogenförmigen Ränder
LG3-W benachbart, der der optischen Achse Z2 der in der außeraxialen,
versetzten Position angeordneten zweiten Linsengruppe LG2 näher
ist. Mit anderen Worten befindet sich also die Schwenkachse 33,
bezogen auf die durch die langen Seiten der Linsengruppe LG3 festgelegten
Richtung, auf derjenigen der beiden Querseiten (linke Querseite
in 20), die der optischen Achse Z2 der in der außeraxialen,
versetzten Position angeordneten zweiten Linsengruppe LG2 näher
ist. Zudem ist die Schwenkachse 33 aus einer axialen Ebene
P2, die durch die optische Achse der dritten Linsengruppe LG3 (und
damit durch die optische Achse Z1) geht und parallel zu den langen
Seiten des Bildsensors 60 liegt, nach unten versetzt (in
Richtung der außeraxialen, versetzten Position der zweiten
Linsengruppe LG2).
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Befindet
sich die zweiten Linsengruppe LG2 in ihrer außeraxialen,
versetzten Position, so ist in der oben beschriebenen Konstruktion
die zweite Linsengruppe LG2 (d. h. der zylindrische Linsenhalter 6a), deren
Durchmesser größer als der Durchmesser der Schwenkachse 33 (d.
h. des drehbar gelagerten zylindrischen Abschnittes 6c)
ist, einem der beiden langen, geraden Ränder LG3-V (in 20 dem
unteren Rand LG3-V) benachbart. Dadurch ist die zweite Schwenkachse 33 (d.
h. der zylindrische Abschnitt 6c), deren Durchmesser kleiner
als der Durchmesser der zweiten Linsengruppe LG2 (d. h. des Linsenhalters 6a)
ist, einem der beiden kurzen, kreisbogenförmigen Ränder
LG3-W (in 20 dem linken Rand LG3-W) benachbart.
Die zweite Linsengruppe LG2 (Linsenhalter 6a) und die Schwenkachse 33 (Abschnitt 6c)
werden so besonders raumsparend auf der langen und der kurzen Seite
der dritten Linsengruppe LG3 eingefahren. Der Linsenhalter 6a der Linsenfassung 6 ist
bis zu einer Stelle der dritten Linsengruppe LG3 angenähert,
an der er entweder xxx den Referenzkreis LG3-Q der dritten Linsengruppe LG3
oder den Linsenhalter 51a der AF-Linsenfassung 51,
welche die dritten Linsenfassung LG3 hält, stören
würde, vorausgesetzt, der obere und der untere Teil (D-Schnittaussparungen)
der dritten Linsengruppe LG3 wären nicht entfernt und der
Linshalter 51a würde nicht die Schnittaussparungen 51a-1 aufweisen.
Die Einfahrkonstruktion weist so ein hohes Maß an Miniaturisierung
in Richtung der kurzen Seite des Bildsensors 60 auf. Da
die optische Ach se Z2 der zweiten Linsengruppe LG2 in deren außeraxialer
Position aus der axialen Ebene P1, die parallel zu den kurzen Seiten
des Bildsensors 60 liegt, versetzt ist, kann die Schwenkachse 33 nahe
an die axiale Ebene P1 (und damit die optische Achse Z1) herangeführt werden,
wodurch das Varioobjektiv 71 noch kompakter ausgebildet
werden kann. Voraussetzung hierfür ist, dass die Schwenkachse 33,
um die der zylindrische Abschnitt 6c der Linsenfassung 6 geschwenkt wird,
so in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse Z1 angeordnet wird,
dass sie nicht mit der Sensorbaugruppe überlappt, die den
Bildsensor 60 auf den Sensorhalter 21 umfasst.
Außerdem muss sichergestellt sein, dass der drehbar gelagerte
zylindrische Abschnitt 6c und der Schwenkarm 6c jeweils
so angeordnet sind, dass sie den Linsenhalter 51a der AF-Linsenfassung 51 nicht
stören. Nimmt man an, dass entgegen dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel die optische Achse Z2 der zweiten Linsengruppe
LG2 in deren außeraxialer Position in der axialen Ebene
P1 angeordnet ist, so ist die Schwenkachse 33 weiter von
der optischen Achse Z1 beabstandet als dies in den auf das vorliegende
Ausführungsbeispiel bezogenen Figuren dargestellt ist,
oder der Schwenkradius der zweiten Linsenfassung 6 (d. h.
der Abstand von der Schwenkachse 33 zur optischen Achse
Z2) nimmt zu. Ist dies der Fall, so ist die Lagerkonstruktion für
die zweite Linsengruppe LG2 nicht innerhalb des Innendurchmesser
des Nockenrings 11 angeordnet, der in 22 gestrichelt
dargestellt ist. Demgegenüber können bei der Konstruktion des
oben beschriebenen Ausführungsbeispiels die zweite Linsengruppe
LG2 sowie die hierfür bestimmte Lagerkonstruktion innerhalb
des entsprechend begrenzten Raums eingefahren und untergebracht
werden, ohne dass die Abmessung des Nockenrings 11 zunimmt.
Der Linsenhalter 6a der Linsenfassung 6 ragt zwar
zum Teil über den Innendurchmesser des Nockenrings 11 radial
hinaus (vgl. 22). Jedoch stört der überstehende
Teil des Linsenhalters 6a nicht den Nockenring 11, da
dieser überstehende Teil durch den Ausschnitt 8g und
den Ausschnitt 10e-1 in der Vertiefung 11g des
Nockenrings 11 untergebracht ist.
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Im
Folgenden werden weitere Merkmale des Varioobjektivs 71 beschrieben,
insbesondere solche, die sich auf die Lichtabschirmkonstruktion
beziehen, die zwischen der ersten Linsengruppe LG1 und der zweiten
Linsengruppe LG2 vorgesehen ist. Wie in den 1 bis 3 und 23 gezeigt,
hat die Linsenfassung 1, welche die erste Linsengruppe
LG1 hält, einen zylindrischen Linsenhalter 1a und
einen radialen Wandteil 1b. Der zylindrische Linsenhalter 1a entspricht
in seiner Form dem äußeren Umriss der ersten Linsengruppe
LG1. Seine Mittelachse fällt mit der optischen Achse Z1
zusammen. Der radiale Wandteil 1b steht von dem zylindrischen
Linsenhalter 1a radial nach außen ab. Innerhalb
des Antriebsrahmens 8 des Varioobjektivs 1 befindet
sich ein Federkontaktring 78, der an der Vorderseite der
Verschlusseinheit 76 befestigt ist. Der Federkontaktring 78 hat
an seiner Vorderseite mehrere Flanschteile 78a sowie einen
Federstabilisierungsvorsprung 78b (vgl. 23).
Die Flanschteile 78a haben jeweils die Form eines die optische
Achse Z1 umgebenden Kreisbogens und stehen vom äußeren
Rand vom Federkontaktrings 78 nach vorn ab. Der Federstabilisierungsvorsprung 78b steht
von der Vorderfläche des Federkontaktrings 78 an
einer Stelle nach vorn ab, die gegenüber einem Kreis, der
die optische Achse Z1 umgibt und auf dem die Flanschteile 78a liegen, etwas
radial nach innen versetzt ist. Der Federstabilisierungsvorsprung 78b ist
also der optischen Achse Z1 etwas näher als die Flanschteile 78a.
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Das
Varioobjektiv 71 hat unmittelbar hinter dem radialen Wandabschnitt 1b eine
erste Feder (vordere Feder) 79. Die erste Feder 79 ist
eine Druckschraubenfeder, deren vorderes Ende in Kontakt mit der
hinteren Fläche des radialen Wandabschnittes 1b steht.
Unmittelbar vor dem Federkontaktring 78 weist das Varioobjektiv 71 eine
zweite Feder (hintere Feder) 80 auf, die aus einer Druckschraubenfeder gebildet
ist, und deren hinteres Ende in Kontakt mit der Vorderfläche
des Federkontaktrings 78 steht. Dabei kontaktiert das hintere
Ende der zweiten Feder 80 einen Ringbereich auf dem Federkontaktring 78,
der sich zwischen den Flanschteilen 78a und dem Federstabilisierungsvorsprung 78b in
Umfangsrichtung erstreckt. Die erste Feder 79 und die zweite
Feder 80 sind jeweils als kegelstumpfförmige Druckschraubenfeder
ausgebildet, deren Durchmesser in Richtung der optischen Achse zur
hinteren Seite hin (in den 1 bis 3 nach
rechts) zunimmt. Dabei ist der Durchmesser der zweiten Feder 80 größer
als der Durchmesser der ersten Feder 79.
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Das
Varioobjektiv 71 hat zwischen dem hinteren Ende der ersten
Feder 79 und dem vorderen Ende der zweiten Feder 80 ein
ringförmiges Lichtabschirmelement 81, das im Gleichgewicht
zwischen den von den beiden Federn 79 und 80 ausgeübten Federkräften
schwimmend zwischen den Federenden gelagert ist. Das Lichtabschirmelement 81 ist
ein ringförmiges Element, das die optische Achse Z1 umgibt.
Es weist einen radialen Flansch (radialer Wandabschnitt/erster radialer
Flanschabschnitt) 81a, einen radialen Flansch (radialer
Wandabschnitt/zweiter radialer Flanschabschnitt) 81b, einen
ringförmigen Verbindungsabschnitt 81c und eine
Lichtabschirmwand 81d auf. Der radiale Flansch 81a ist
in Kontakt mit dem hinteren Ende der ersten Feder 79. Der
radiale Flansch 81b ist in Richtung der optischen Achse
vor dem radialen Flansch 81a angeordnet und hat einen größeren
Durchmesser als der radiale Flansch 81a. Damit weist der
Flansch 81b einen größeren radialen Abstand
von der optischen Achse Z1 als der Flansch 81a auf. Der
Flansch 81b befindet sich in Kontakt mit dem vorderen Ende
der zweiten Feder 80. Der ringförmige Ver bindungsabschnitt 81c hat
eine zylindrische Form und umgibt die optische Achse Z1. Der Verbindungsabschnitt 81c ist
mit seinem vorderen Ende mit dem radialen Flansch 81b und
mit seinem hinteren Ende mit dem radialen Flansch 81a verbunden.
Die Lichtabschirmwand 81d befindet sich radial innerhalb
des Flansches 81a. Die Lichtabschirmwand 81d umfasst
einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 81d-1, der
sich von dem inneren Rand des Flansches 81a aus erstreckt
und dessen Durchmesser in Richtung der optischen Achse zur hinteren
Seite hin abnimmt, so dass er sich allmählich der optischen
Achse Z1 annähert. Ferner umfasst die Lichtabschirmwand 81d einen
Ringabschnitt 81d-2, der am hinteren Ende des kegelstumpfförmigen
Abschnittes 81d-1 befestigt ist und in einer Ebene liegt,
die im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse Z1 liegt. Die
erste Feder 79 und die zweite Feder 80 sind so
gehalten, dass sie im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet
sind (wodurch die Achsen der beiden Federn 79 und 80 zusammenfallen),
wobei die äußere Umfläche des hinteren
Endes der ersten Feder 79 in Kontakt mit der inneren Umfläche
des ringförmigen Verbindungsabschnittes 81c und
die innere Umfläche des vorderen Endes der zweiten Feder 80 in
Kontakt mit der äußeren Umfläche des
Verbindungsabschnittes 81c steht. Zudem ist die erste Feder 79 im
Wesentlichen konzentrisch zu der Linsenfassung 1 gehalten,
wobei das vordere Ende der ersten Feder 79 an einer ringförmigen
Stufe anliegt, die durch die Grenze zwischen dem zylindrischen Linsenhalter 1a und
dem radialen Wandabschnitt 1b der Linsenfassung 1 gebildet
ist. Die zweite Feder 80 ist so gehalten, dass sie im Wesentlichen
konzentrisch mit dem Antriebsrahmen 8 angeordnet ist, an
dem der Federkontaktring 78 über die Verschlusseinheit 76 befestigt
ist, wobei das hintere Ende der zweiten Feder 80 zwischen dem
Federstabilisierungsvorsprung 78b und den Flanschteilen 78a des
Federkontaktrings 78 anliegt.
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In
der oben beschriebenen Lichtabschirmkonstruktion expandieren und
kontrahieren die beiden Federn 79 und 80 entsprechend
der Relativanordnung zwischen der Linsenfassung 1 und dem
Antriebsrahmen 8 in Richtung der optischen Achse, so dass
das ringförmige Abschirmelement 81 in einer vorbestimmten
Position zwischen der ersten Linsengruppe LG1 und der zweiten Linsengruppe
LG2 gehalten ist. Im eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs 71,
in dem der Abstand zwischen der Linsenfassung 1 und dem
Antriebsrahmen 8 minimal wird, wie in 1 gezeigt
ist, wird der Kompressionsgrad jeder der beiden Federn 79 und 80 maximal.
Dabei ist das ringförmige Abschirmelement 81 in
einem Ringraum radial außerhalb des Linsenhalters 1a der
Linsenfassung 1 (d. h. außerhalb der ersten Linsengruppe LG1)
angeordnet. Befindet sich das Varioobjektiv 71 im aufnahmebereiten
Zustand in der Weitwinkel-Grenzeinstellung, in der die Linsenfassung 1 und der
Antriebsrahmen 8 zu einem gewissen Grad voneinander beabstandet
sind, wie in 2 gezeigt ist, so ist das ringförmige
Lichtabschirmelement 81 in dem Raum zwischen der ersten
Linsengruppe LG1 und der zweiten Linsengruppe LG2 gehalten und schirmt
Lichtstrahlen ab, die ansonsten durch die erste Linsengruppe LG1
gehen und anschließend, ohne durch die zweite Linsengruppe
LG2 zu treten, in einen Raum gelangen würden, der radial
außerhalb des Antriebsrahmens 8 liegt. Durchmesser
und Form des Lichtabschirmelements 81 (insbesondere der Lichtabschirmwand 81d)
sind so vorbestimmt, dass die Abschirmung von Schadlicht in dem
in 2 gezeigten Zustand am höchsten ist.
Die axiale Länge und die Federkraft jeder der Federn 79 und 80 sind ferner
so vorbestimmt, dass das ringförmige Lichtabschirmelement 81 in
Richtung der optischen Achse in einer Position gehalten ist, in
der die von dem Lichtabschirmelement 81 bewirkte Abschirmung
von Schadlicht in dem in 2 gezeigten Zustand am höchsten
ist. Wird die Brennweite des Varioobjektivs 71 ausgehend
von der in 2 gezeigten Weitwinkel- Grenzeinstellung
hin zu der in 3 gezeigten Tele-Grenzeinstellung
geändert, so nähern sich die Linsenfassung 1 und
der Antriebsrahmen 8 einander an. Befindet sich das Varioobjektiv 71 in
der in 3 gezeigten Tele-Grenzeinstellung, so ist das
Lichtabschirmelement 81 ähnlich wie im eingefahrenen
Zustand des Varioobjektivs 71 in einem Raum radial außerhalb
des zylindrischen Linsenhalters 1a der Linsenfassung 1 untergebracht.
Befindet sich das Varioobjektiv 71 in der Tele-Grenzeinstellung,
so sind die erste Linsengruppe LG1 und die zweite Linsengruppe LG2
einander so angenähert, dass Schadlichtstrahlen, die ohne
Durchtritt durch die zweite Linsengruppe LG2 zu dem Bildsensor 60 hin
laufen würden, von der Verschlusseinheit 76 und
anderen Komponenten abgeschirmt werden können. Deshalb
ist es unproblematisch, wenn das Lichtabschirmelement 81 in
dem Raum radial außerhalb des Linsenhalters 1a der
Linsenfassung 1 untergebracht ist. Durch die vorstehend
beschriebene Konstruktion, bei der das ringförmige Lichtabschirmelement 81,
die erste Feder 79 und die zweite Feder 80 in
dem Raum radial außerhalb des Linsenhalters 1a der
Linsenfassung 1 angeordnet sind, können die erste
Linsengruppe LG1 und die zweite Linsengruppe LG2 in enge räumliche Nähe
zueinander gebracht werde, ohne einander zu stören. Diese
Konstruktion begünstigt so die Nutzung des vorhandenen
Raums und schränkt die optische Leistung des Varioobjektivs 71 nicht
ein.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Lichtabschirmkonstruktion
können Schadlichtstrahlen zuverlässig abgeschirmt
werden, obgleich die Lichtabschirmkonstruktion einfach aufgebaut
ist. Dies liegt daran, dass das ringförmige Lichtabschirmelement 80 im
Gleichgewicht zwischen den von den beiden Federn 79 und 80 ausgeübten Federkräften
schwimmend gehalten ist.
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Das
Varioobjektiv 71 kann mit mehreren Lichtabschirmelementen
ausgestattet sein, z. B. mit zwei ringförmigen Lichtabschirmelementen 81A und 81B,
wie dies in dem in den 24 und 25 gezeigten
Varioobjektiv 171 gemäß zweitem Ausführungsbeispiel
der Fall ist. In den 24 und 25 sind
Elemente, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen,
mit den in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen
versehen. Bei dem Varioobjektiv 171 ist zwischen der ersten
Feder 79 und der zweiten Feder 80 eine Zwischenfeder 82 vorgesehen,
die als Druckschraubenfeder ausgebildet ist. Das vordere ringförmige
Lichtabschirmelement 81A ist zwischen dem hinteren Ende
der ersten Feder 79 und dem vorderen Ende der Zwischenfeder 82 gehalten,
während das hintere Lichtabschirmelement 81b zwischen
dem hinteren Ende der Zwischenfeder 82 und dem vorderen
Ende der zweiten Feder 80 gehalten ist. Im eingefahrenen Zustand
des Varioobjektivs 171 nach 24 und auch
in der Tele-Grenzeinstellung des Varioobjektivs 171, die
in 25 in der unteren Hälfte gezeigt ist, sind
die beiden Lichtabschirmelemente 81A und 81B,
die erste Feder 79, die zweite Feder 80 und die Zwischenfeder 82 sämtlich
in einem Ringraum radial außerhalb eines zylindrischen
Linsenhalter 1a' der ersten Linsenfassung 1 untergebracht.
Die Konstruktion nach zweitem Ausführungsbeispiel begünstigt demnach
ebenso wie die Konstruktion nach erstem Ausführungsbeispiel
die effiziente Nutzung des vorhandenen Raums. Der zylindrische Linsenhalter 1a' hat
eine von dem zylindrischen Linsenhalter 1a des ersten Ausführungsbeispiels
abweichende Form, die gewährleistet, dass die beiden Lichtabschirmelemente 81A und 81B sowie
die drei Federn 79, 80 und 82 um den
Linsenhalter 1a' herum untergebracht werden können.
In der Weitwinkel-Grenzeinstellung des Varioobjektivs 171,
die in der oberen Hälfte der 25 gezeigt
ist, sind die beiden Lichtabschirmelemente 81A und 81B so
in einem Raum zwischen der ersten Linsengruppe LG1 und der zweiten Linsengruppe
LG2 gehalten, dass ihr Abstand voneinander in Richtung der optischen
Achse eine effektive Lichtabschirmung ermöglicht. In dem
Varioobjektiv 171 nach zweitem Ausführungsbeispiel
sind die beiden Lichtabschirmelemente 81A und 81B vorgesehen. Es
können jedoch auch mehr als zwei ringförmige Lichtabschirmelemente
montiert sein.
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In
dem Varioobjektiv 71 nach erstem Ausführungsbeispiel
liegt die zum Halten des ringförmigen Lichtabschirmelementes 81 bestimmte
Feder in Form von zwei Druckfedern, insbesondere Druckschraubenfedern,
vor. In dem Varioobjektiv 171 nach zweitem Ausführungsbeispiel
liegt die zum Halten der beiden ringförmigen Lichtabschirmelemente 81A und 81B bestimmte
Feder in Form von drei Druckfedern, insbesondere Druckschraubenfedern,
vor. Die Druckfedern können jedoch auch jeweils durch eine Zugschraubenfeder
ersetzt werden.
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Die
speziellen strukturellen Merkmale der vorstehend beschriebenen Varioobjektive 71 und 171 nach
erstem bzw. zweitem Ausführungsbeispiel sind lediglich
als Ausführungsbeispiele zu verstehen. Die Erfindung ist
nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Beispielsweise
ist in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die zweite
Linsengruppe LG2 im vollständig eingefahrenen Zustand des
Varioobjektivs aus der optischen Achse Z1 zurückgezogen. Die
Erfindung ist jedoch auch auf eine Lichtabschirmkonstruktion eines
optischen Gerätes anwendbar, die den Einstritt von Schadlicht
in den Raum zwischen optischen Elementen verhindert, die nicht in
der beschriebenen Weise aus der optischen Achse zurückgezogen
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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