DE102022109820A1

DE102022109820A1 - Zylindrische Fassung für verstellbare optische und mechanische Bauelemente

Info

Publication number: DE102022109820A1
Application number: DE102022109820.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schwarz
Original assignee: Leica Camera AG
Current assignee: Leica Camera AG
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2023-10-26
Also published as: WO2023202749A1

Abstract

Es wird eine zylindrische Fassung (1) für verstellbare optische und mechanische Bauelemente beschrieben, mit einer relativ zu einer Fassung (1) feststehenden Hülse (2), mit drei an ihrem inneren Zylinderumfang verteilt angeordneten Gleitübertragungselementen zur Wirkverbindung mit korrespondierenden Nutkurven eines in der Hülse (2) drehbar und axial verschiebbar gelagerten Kurventrägers (5) der eine schlitzförmige Geradführung (6) aufweist und einem in axialer Richtung feststehenden, auf der Außenfläche der Hülse gelagerten und von außen betätigbaren Drehring (7), der zumindest ein Übertragungselement (8) zum Eingriff in die schlitzförmige Geradführung (6) des Kurventrägers (5) aufweist, wobei der Winkel (W1-2) zwischen dem Radius eines ersten (G1) und eines zweiten (G2) der drei Gleitübertragungselemente (G1, G2, G3) kleiner ist als deren jeweiliger Winkel (W1-3,W2-3) zum dritten Gleitübertragungselement (G3).

Description

Die Erfindung betrifft eine zylindrische Fassung für optische und mechanische Bauelemente gemäß dem Oberbegriff das Anspruchs 1, insbesondere eine Objektivfassung für auf verschiedene Objektentfernungen einstellbare Objektive für Sucherkameras mit einem Entfernungseinstellring und damit gekoppelter Vorrichtung zur Übertragung der eingestellten Entfernung auf den Stellhebel eines beweglichen optischen Elements eines kameraseitig angeordneten Schnittbild- Entfernungsmessers. Schnittbild-Entfernungsmesser sind auch als Mischbildsucher, Koinzidenzsucher oder umgangssprachlich Messsucher bekannt. Sucherkameras sind z.B. Kameras des M-Systems der Anmelderin, die seit Jahrzehnten für ihre Kompatibilität mit zugehörigen Objektiven verschiedener Brennweiten des M-Systems bekannt sind.
Bei solchen fotografischen Objektiven ist es bekannt, eine oder mehrere der abbildenden Linsen längs der optischen Achse zu verschieben, um das aufzunehmende Objekt jeweils scharf in der Bildaufnahmeebene der Kamera abzubilden, und es ist ferner bekannt, das in dem Messsucher der Kamera eingebaute bewegliche optische Element mit der verschiebbaren Objektivlinse, bzw. der Fokussierverschiebemechanik des Objektivs über den Stellhebel in der Kamera zu koppeln.
Als Verschiebemechanik im Objektiv dient gewöhnlich eine Schneckengewindehülse mit oder ohne Geradführung, die durch einen mit Innengewinde versehenen Entfernungseinstellring von außen betätigbar ist.
Bei normalbrennweitigen Objektiven wie zum Beispiel einem 50mm Objektiv für das Kleinbildformat bewirkt eine im Drehwinkel auf kleiner 95° eingeschränkte Drehung am Entfernungseinstellring einerseits eine axiale Verschiebung der Schneckengewindehülse für die Fokussierung und andererseits eine Drehung derselben um die optische Achse des Systems. Indem der Stellhebel an der Stirnseite der Schneckengewindehülse anliegt ist er auf diese Weise mit der Fokussierverschiebemechanik des Objektivs gekoppelt. Eine visuelle Scharfeinstellung über einen Entfernungsbereich von 0,7 m bis unendlich bei gekoppelter Bewegung des Stellhebels um 4,5 mm ist auf diese Weise möglich. Entfernungsabhängige, unterschiedliche Verstellwege und etwaige Nichtlinearitäten zwischen der zur Fokussierung erforderlichen axialen Stellbewegung des optischen Abbildungssystems und der damit gekoppelten Bewegung des Stellhebels für den Messsucher werden beispielsweise über eine nachträglich, durch Fräsen auf der Stirnfläche der Schneckengewindehülse aufgebrachte Steigung als ggf. lineare oder nichtlineare Axialkurve ausgeglichen. Der mechanische Aufwand dafür ist sehr hoch und zusätzlich ist ein hoher Arbeitsaufwand für das Aufbringen der Fräsung erforderlich.
Je nach Objektivdesign und Brennweite des Objektivs unterscheiden sich die für eine Fokussierung auf Objektentfernungen im unendlichen bis zu einem Nahbereich notwendigen Verstellwege der Fokussierverschiebemechanik der Optik bzw. der Optikbaugruppe oft erheblich, während der Einstellbereich im Messsucher bauartbedingt auf Objektentfernungen von 0,7 m bis unendlich mechanisch eingeschränkt („geeicht“) ist, da der dazu zur Verfügung stehende Verstellweg des Stellhebels immer 4,5 mm beträgt.
Die Kompatibilität der Objektive zur Kamera hinsichtlich der Entfernungseinstellung wird dadurch erreicht, dass unabhängig von den verschiedenen Verstellwegen der Fokussiermechanik eine Umsetzung auf den durch die Kamera vorbestimmten Verstellweg des Stellhebels im Messsucher für den Entfernungsbereich von 0,7 m bis unendlich erfolgt.
Diese Umsetzung muss mit hoher Präzision erfolgen und erfordert daher einen hohen zusätzlichen mechanischen Aufwand. Üblich sind Umsetzungen nach Funktionsart eines Unter- oder Übersetzungsgetriebes mit mehrfach ineinander verschachtelten Schneckengewinden und Gewindehülsen.
Eine aufwändige Objektivfassung solcher Art ist aus DE 2 040 227 A1 bekannt. Die Objektivfassung enthält mehrere abbildende Linsen, die über einen Entfernungseinstellring längs der optischen Achse des Systems verschiebbar sind, um ein aufzunehmendes Objekt jeweils scharf in der Bildaufnahmeebene abzubilden. Der Entfernungseinstellring ist dazu mit einem als Schnecke ausgebildeten äußeren Gewindetubus als Antriebsvorrichtung verbunden. In diesen Gewindetubus ist ein ebenfalls als Schnecke ausgebildeter innerer Gewindetubus eingesetzt, der in der Objektivfassung geradgeführt ist, so dass die Drehung des äußeren Gewindetubus in eine Verschiebung des inneren Gewindetubus längs der optischen Achse des Systems umgesetzt wird. Die abbildenden Linsen sind in den inneren Gewindetubus ortsfest eingesetzt und nehmen daher an dieser axialen Längsverschiebung teil.
In den inneren Gewindetubus ist kameraseitig außerdem ein Kurvenring drehbar eingesetzt, der von einem mit dem äußeren Gewindetubus verbundenen Mitnehmerstift angetrieben wird. Der Kurvenring ruht dazu auf einem in die Innenwandung des inneren Gewindetubus eingedrehten Absatz und wird von einem auf den inneren Gewindetubus aufgeschraubten Vorschraubring gehalten. Der Mitnehmerstift ist durch einen radialen Schlitz in dem inneren Gewindetubus hindurch mit dem Kurvenring verbunden. Der Kurvenring weist auf seiner kameraseitigen Stirnfläche eine Axialkurve auf. An der Axialkurve liegt über eine Rolle ein Stößel an, der um eine Achse senkrecht zur optischen Achse des Systems schwenkbar gelagert ist. Der Stößel ist mit dem Stellhebel des Messsuchers gekoppelt.
Bei einer Drehung am Entfernungseinstellring wird somit der Kurvenring einerseits axial verschoben und andererseits um die optische Achse des Systems gedreht. Durch beide Bewegungen zusammengenommen wird die relativ große Axialverschiebung des Gewindetubus in die kleine, an den Verstellweg des Stellhebels im Messsucher erforderliche Stößelbewegung über- bzw. untersetzt. Über die Steigung der Axialkurve können auf diese Weise in eingeschränktem Umfang brennweitenabhängige, unterschiedliche Verstellwege und Nichtlinearitäten zwischen der axialen Stellbewegung des optischen Abbildungssystems und der damit gekoppelten Bewegung des Stellhebels für den Messsucher ausgeglichen werden.
Zur Verstellung des Stellhebels und der Fokussierglieder sind im Objektivbau auch sogenannte Zylinderkurvengewinde bekannt, bei denen drei am Umfang einer feststehenden Hülse symmetrisch verteilt angeordnete und in axialer Richtung linear ansteigende Nutkurven eines Kurventrägers vorgesehen sind, in die eingreifende Gleitübertragungselemente im Zusammenwirken mit einer Geradführung eine Drehbewegung am Entfernungseinstellring in eine axiale Verschiebung umsetzen. Der maximal für eine Fokussierung von unendlich in den Nahbereich zur Verfügung stehende Drehwinkel ist einerseits durch den Bereich von 120° zwischen den Nutkurven bzw. Gleitübertragungselementen beschränkt und andererseits dadurch, dass in diesem Bereich auch ein Übertragungselements vom Entfernungseinstellring zum Eingriff in die Geradführung des Kurventrägers angeordnet sein muss.
Die Einstellgenauigkeit der Fokussierung ist auf diese Weise beschränkt, da für eine relativ große Axialverschiebung des Gewindetubus der Fokussiermechanik lediglich ein Drehwinkelbereich am Entfernungseinstellring von kleiner 95° zur Verfügung steht. Das erweist sich als besonders nachteilig einerseits bei Objektiven mit großer Brennweite, die einen großen Verstellweg zur Fokussierung erfordern und andererseits bei Objektiven hoher Öffnung, da sich bei diesen die abbildungsseitige Schärfentiefe verringert und auf diese Weise vom Bediener eingestellte Fokussierungenauigkeiten nicht mehr ausgeglichen werden können.
Es hat sich gezeigt, dass ein Drehwinkel von 95° die Anforderungen an die Fokussier-Einstellgenauigkeit eines Objektivs mit 50 mm Brennweite in einem Bereich von 0,7 m bis unendlich gerade noch erfüllt. Moderne Objektivdesigns ermöglichen jedoch eine Scharfstellung auf Objektentfernungen kleiner 0,7 m, z.B. bis zu 0,45 m. Für diese Einstellungen wäre jedoch ein Drehwinkel von ca. 175° erforderlich.
Die in einer axialen Ebene symmetrisch am Umfang verteilte Anordnung der Nutkurven hat sich jedoch bei bekannten Kurventrägern bewährt, da auf diese Weise Kippmomente und Instabilitäten vermieden werden. Die Führungsbahnen oder Nutkurven weisen dabei die gleiche axiale Steigung auf. Der Drehwinkel des Entfernungseinstellrings ist dabei auch durch Anfang und Ende der Nutkurven begrenzt. Kleine axiale Verschiebungen sind mit geringer axialer Steigung bei einem maximalen Drehwinkel von 95° realisierbar. Zwischen dem Ende einer Nutkurve und Anfang der benachbarten Nutkurve ist auf diese Weise dann gerade noch ausreichend Zylindermantelmaterial vorhanden, um die mechanische Stabilität des Kurventrägers sicher zu stellen.
Sollen bei bekannten 120° Anordnungen größere Drehwinkel realisiert werden, so ist dies nur möglich, wenn die axiale Steigung der Führungsbahnen so groß gewählt wird, dass Anfang und Ende benachbarter Nutkurven einen ausreichenden axialen Versatz aufweisen. Für eine zuverlässige mechanische Bewegung erforderliche Mindestbreiten der Nutkurven ermöglichen keine kleinen Axialverschiebungen, wie sie mit 4,5 mm für den Stellhebel des Messsuchers jedoch vorgegeben sind.
Aus EP 2 693 247 A1 ist eine zylindrische Fassung mit Kurventräger und axial versetzten Kurvenbahnen bekannt, wobei der Kurventräger einen großen Drehwinkel ermöglicht. Die axial versetzt verlaufenden Kurvenbahnen haben einen hohen Platzbedarf und benötigen eine große Zylindermantelfläche. Ein geringer axialer Verstellweg ist nicht realisierbar. Zudem ist das Material des Zylinders aufgrund der mehrfachen eng nebeneinander liegenden Durchbrüche für die Kurvenbahnen mechanisch geschwächt und unter Belastung in axialer Richtung instabil.
Weitere zylindrische Fassungen für optische Bauelemente mit Kurventrägern und Zylinderkurvengewinden sind beispielsweise aus US 2015/0205068 A1 und US 3,951,522 bekannt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die im Zusammenhang mit Messsucherkameras bestehenden Nachteile bei Objektiven hinsichtlich der Umsetzung der Verstellwege für die Fokussierglieder auf den Verstellweg eines Messsuchers zu verbessern, die Einstellgenauigkeit der axialen Positionierung der Fokussierglieder in Objektiven, insbesondere bei großen Verschiebewegen derselben zu erhöhen und gleichzeitig die für eine Fokussierung erforderliche Übertragungsgenauigkeit einer Koppelung an den Stellhebel eines Kamera Messsuchers und seinen vorgegebenen Verstellweg zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, bei einem Objektiv mit Drehaxialumsetzung zur Betätigung des Stellhebels eines Kamera-Messsuchers eine Fokussierbarkeit auf geringere Objektentfernungen als 0,7 m, nämlich von unendlich bis zu 0,4 m zu realisieren.
Diese Aufgabe wird durch eine zylindrische Fassung für verstellbare optische und mechanische Bauelemente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer erfindungsgemäßen zylindrischen Fassung ist dabei eine relativ zu einer Fassung feststehende Hülse vorgesehen, die an ihrem inneren Zylinderumfang verteilt angeordnet drei Gleitübertragungselemente zur Wirkverbindung mit drei korrespondierenden Nutkurven eines in der Hülse drehbar gelagerten Kurventrägers aufweist. Jedem der genau drei Gleitübertragungselemente ist dabei genau eine Nutkurve zugeordnet. Die Gleitübertragungselemente weisen eine an die Nutkurven angepasste Form, insbesondere als Kunststoff-Rundhülsen auf. Zur einfachen Montage haben die Gleitübertragungselemente eine Zylinderzapfenform mit zwei verschieden großen Außendurchmessern.
Der jeweils größere Durchmesser dient dem einfachen Einsetzen in Bohrsacklöcher, die am äußeren Zylinderumfang der Hülse als Durchgangsbohrungen mit innenliegendem Rand zur Auflage des Zylinderteils mit größerem Durchmesser eingebracht sind. Der kleinere Durchmesser ist durch die Durchgangsbohrung bis in die Nutkurve geführt, an die Breite der Nutkurve angepasst und vorteilhaft als Hohlzylinder ausgeführt. Die Durchmesser des in die Nutkurven eingreifenden kleineren Zylinderteils können dabei zum Ausgleich etwaiger Schwankungen der Nutbreite der Nutkurven ein geringes Übermaß gegenüber der jeweiligen Nutbreite aufweisen, vorteilhaft ist jedoch eine passgenaue Fertigung. Ein von außen betätigbarer und in axialer Richtung feststehender zylindrischer Ring ist auf der Außenfläche der Hülse drehbar gelagert. An diesem Drehring ist zumindest ein Übertragungselement z.B. in Form einer Lasche zum Eingriff in eine korrespondierende, in axialer Richtung wirkende Schlitzführung vorgesehen. Die Schlitzführung ist dazu am Kurventräger parallel zur Zylinderachse als Geradführung, vorteilhaft am Außenumfang vorgesehen, damit das am Drehring befestigte Übertragungselement in einfacher Weise in die Schlitzführung eingreifen und die Wirkverbindung herstellen kann. Eine Drehung des Drehrings bewirkt dann sowohl eine Drehung und eine axiale Verschiebung des Kurventrägers in der Hülse.
Die gleiche Funktionsweise ist selbstverständlich auch gewährleistet, wenn die feststehende Hülse als Kurventräger mit an ihrem inneren Zylinderumfang eingeformten Nutkurven ausgeführt ist und eine in dem Kurventräger axial verschiebbar gelagerte zylindrische Hülse die Gleitübertragungselemente an ihrem Außenumfang zur Wirkverbindung mit den korrespondierenden Nutkurven des Kurventrägers aufweist. Die Geradführung muss in diesem Fall dann in der zylindrischen Hülse mit den Gleitübertragungselementen/Gleithülsen eingebracht sein, während der Drehring axial feststehend auf dem feststehenden Kurventräger gelagert ist.
Erfindungsgemäß ist der Winkel zwischen dem Radius eines ersten und eines zweiten der drei Gleitübertragungselemente kleiner als deren jeweiliger Winkel zum dritten Gleitübertragungselement. Auf diese Weise wird einerseits ein sonst am Drehring üblicher, bzw. nur möglicher Drehwinkel von 120° vergrößert, als auch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kurvenbahnen, bzw. der Nutkurven ermöglicht. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, in der zylindrischen Fassung einerseits Raum für einen vergrößerten Drehwinkel des Drehrings zur Erhöhung der axialen Einstellgenauigkeit von in der Fassung verschiebbar gelagerten optischen und mechanischen Bauelementen zu schaffen und andererseits die Drehaxialumsetzung eines von der Drehung des Drehrings und der schlitzförmigen Geradführung bewirkten, geringen axialen Hubs des Kurventrägers zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft sind dazu zwei der genau drei Gleitübertragungselemente in einem engen Radiuswinkel von kleiner 90° zueinander angeordnet. Das dritte Gleitübertragungselement wird zur Vermeidung mechanischer Instabilitäten und Kippmomente in einem Winkelbereich am Kreisumfang diametral gegenüber dem ersten und zweiten angeordnet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass diese spezielle erfindungsgemäße Anordnung der Gleitübertragungselemente am Umfang keine Instabilitäten und Kippmomente verursacht und auf diese Weise ein Drehwinkel des Drehrings von größer 100°, bis maximal 185° realisiert werden kann. Im Kurventräger können dann Nutkurven eingebracht werden, die zwar eine geringe axiale Steigung aufweisen, aber gleichzeitig eine abgewickelte Länge haben, die größer ist als 1/3 des Umfangs des Kurventrägers.
Weiter vorteilhaft sind das erste und das dritte Gleitübertragungselement in axialer Richtung in einer Ebene angeordnet und der Durchmesser des zweiten Gleitübertragungselements kleiner als der des benachbart angeordneten ersten Gleitübertragungselements. Auf diese Weise sind bei gleichzeitiger ungestörter Führung aller Gleithülsen in den ihnen zugeordneten Nutkurven, Überlagerungen der beiden sich in ihrer Breite unterscheidenden Nutkurven für die erste und zweite Gleithülse möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Gleitübertragungselement mit kleinerem Durchmesser in axialer Richtung versetzt zur Ebene des ersten und dritten Gleitübertragungselements angeordnet. Die dem zweiten Gleitübertragungselement zugeordnete Nutkurve kann in diesem Fall einen axialen Versatz, vorzugsweise in Richtung der Steigung der beiden anderen Nutkurven aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, die schmalere Nutkurve des zweiten Gleitübertragungselementes der breiteren Nutkurve des ersten Gleitübertragungselements zumindest teilweise zu überlagern, um den für den gewünscht großen Drehwinkel und ggf. notwendige weitere Geradführungen am Kurventräger erforderlichen Bauraum freizuhalten.
Um eine möglichst sichere, unabhängige und ungestörte Führung der Gleithülsen des ersten und zweiten Gleitübertragungselements in den beiden, sich teilweise überlagernden Nutkurven zu gewährleisten, ist in besonders vorteilhafter Weise der Radiusabstand des ersten Gleitübertragungselements zur Zylinderachse größer, als der Radiusabstand des zweiten. Erfindungswesentlich ist dabei, dass sich die Radiusabstände der beiden in einem engen Winkelbereich nahe beieinander angeordneten und im Durchmesser der Gleithülsen unterscheidenden Gleitübertragungselemente unterscheiden.
Vorzugsweise ist immer der Radiusabstand des Gleitübertragungselements mit im Durchmesser kleinerer Hülse kleiner als der Radiusabstand des Gleitübertragungselements mit im Durchmesser größerer Hülse. Um einen eingeschränkten für die Nutkurven zur Verfügung stehenden Platz am Zylindermantel optimal ausnutzen zu können, weist das dritte, den beiden anderen am Umfang gegenüber liegend angeordnete Gleitelement einen kleinen, z.B. dem Durchmesser der kleineren der ersten oder zweiten Hülse entsprechenden Durchmesser auf. Der Platzbedarf für die Breite der Nutkurve des dritten Gleitübertragungselements wird auf diese Weise verringert, so dass es zu keiner Überschneidung mit den sich teilweise überlagernden Nutkurven des ersten und zweiten Gleitübertragungselements kommt. Besonders vorteilhaft kann auf diese Weise ein Ende der Nutkurve des dritten Gleitübertragungselements am Kurventräger axial versetzt bis an einen Anfang der Nutkurve des zweiten Gleitübertragungselements herangeführt werden und dabei am Umfang weiter reichen, als ein Anfang der Nutkurve des ersten Gleitübertragungselements.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die den Gleitübertragungselementen zugeordneten Nutkurven im Kurventräger in der Außenfläche eingebracht und als sogenanntes Zylinderkurvengewinde ausgebildet. Der Radiusabstand des Nutbodens der Nutkurven ist gleitfähig an den Radiusabstand des jeweiligen Gleitübertragungselements angepasst. Wie bereits dargelegt, haben die in die Hülse eingesetzten Gleitübertragungselemente zur einfachen Montage eine Zylinderzapfenform mit zwei verschieden großen Außendurchmessern, wobei der jeweils größere Durchmesser dem einfachen und zentrierten Einsetzen in die Bohrsacklöcher der Hülse dient. In radialer Richtung kann durch die Eindringtiefe des kleineren Durchmessers der Gleitelemente in die Nutkurven vorteilhaft eine Zentrierung des Kurventrägers vorgenommen werden. Auf diese Weise erfolgt zusätzlich zu der axialverschieblichen Gleitlagerung des Kurventrägers in der feststehenden Hülse eine weitere Führung des Kurventrägers, die ein mögliches Taumeln der Achse des Kurventrägers um die Achse der Fassung, bzw. der Hülse effektiv verhindert. Erfindungswesentlich für diese Funktion ist, dass die Nutkurven zumindest teilweise einen Nutboden bzw. zumindest einen Nutbodenrand aufweisen und nicht aus offenen Kurven bestehen, die den Zylindermantel des Kurventrägers durchdringen und dabei einen Schlitz bilden.
Besonders vorteilhaft weisen die Nutkurven eine in axialer Richtung am Außenumfang verlaufende Steigung auf, die an einen vorbestimmten, bzw. gewünschten Axialhub des Kurventrägers angepasst ist. Aufgrund der zuvor genannten erfindungsgemäß besonderen Ausgestaltung, sind Nutkurven möglich, die linear oder nichtlinear verlaufen.
Weiter vorteilhaft überlagern sich die dem ersten und zweiten Gleitübertragungselement zugeordneten Nutkurven unterschiedlicher Tiefe zumindest teilweise. Die dünnere Nutkurve ist tiefer im Kurventräger eingebracht und die breitere flacher.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Nutkurven einen ersten, einen Axialhub bewirkenden Bereich mit Steigung auf, der im weiteren Verlauf der Nutkurve am Umfang des Kurventrägers in einen zweiten Bereich ohne Steigung übergeht. Dieser Bereich bewirkt trotz einer Winkelverstellung am Drehring keinen Axialhub. In vorteilhafter Weise ist der durch den Bereich mit Steigung erzeugte Axialhub des Kurventrägers an den maximalen Verstellweg des Stellhebels im Messsucher der Kamera angepasst und beträgt 4,5 mm. Entsprechend der in der Beschreibungseinleitung erwähnten geforderten Kompatibilität eines Objektivs zu einer Messsucherkamera entspricht der mit der Steigung bewirkte Axialhub auf diese Weise dem maximalen Entfernungseinstellbereich von 0,7 m bis unendlich im Messsucher der Kamera. An der Übergangstelle vom Bereich mit Steigung zu dem ohne Steigung kann vorteilhaft ein haptischer Indikator vorgesehen sein, um dem Kamerabenutzer anzuzeigen, dass die Naheinstellgrenze der Scharfstellung über den Messsucher erreicht ist. Der haptische Indikator kann durch einen unter Federdruck stehenden Raststift gebildet sein, der an der Übergangsstelle vom Bereich mit Steigung zu dem ohne Steigung über eine fühlbare Rampe läuft. Auf diese Weise ist es möglich, einem Benutzer anzuzeigen, dass eine weitere Scharfstellung des Fokussiergliedes nicht mehr mit dem in die Kamera integrierten optischen Messsucher möglich ist, sondern nur noch über alternative Mittel möglich ist. Beispielsweise kann bei digitalen Kameras ein elektronischer Sucher (EVF) verwendet werden, über den die Nahbereichsfokussierung zwischen 0,7 m und beispielsweise 0,45 m dann erfolgen muss. In vorteilhafter Weise wird dabei dann der Drehwinkel des Bereichs ohne Steigung zur erweiterten Nachbereichsfokussierung kleiner als 0,7 m genutzt. Der Kurvenabschnitt ohne Steigung entspricht in diesem Fall vorteilhaft einem Nah-Fokussierbereich von 0,7 m bis 0,4 m. Objektive mit einem optisch möglichen maximalen Fokussierbereich von 0,4 m oder kleiner bis unendlich waren aufgrund der Kompatibilitätsbeschränkungen durch die Messsucherkamera bisher nur im Bereich 0,7 m bis unendlich einstellbar. Bei Objektiven, die mit der Erfindung ausgestattet sind ist auch eine Fokussierung in einem erweiterten Nahbereich möglich.
Zur Verwendung der erfindungsgemäßen zylindrischen Fassung an einer Kamera, vorzugsweise einer Messsucherkamera ist an der feststehenden Hülse des Objektivs eine Bajonettverbindung zum einrastenden Anriegeln an das Kamerasystem vorgesehen. Für eine drehwinkelorientierte Anrenkung an eine Kameraobjektivaufnahme weist das Objektiv an seiner Außenseite eine optische Markierung auf, die am Umfang in Anrenk-Drehrichtung gesehen beabstandet zu einer Rastvertiefung in der Stirnfläche der Bajonettverbindung angeordnet ist. Vorteilhaft sind das erste und das zweite Gleitübertragungselement in einem Winkelbereich beabstandet von der Rastvertiefung derart vorgesehen, dass sie in axialer Richtung zur Kamera gesehen nach dem Anrenken im Bereich des Stellhebels des Messsuchers, vorteilhaft links und rechts gesehen angeordnet sind.
In besonders vorteilhafter Weise sind das erste und das zweite Gleitübertragungselement in einem Winkel von 28° zueinander bzw. beide auf das Bajonett gesehen im Winkelbereich von 45° bis 135° entgegen den Uhrzeigersinn beabstandet von der Rastvertiefung angeordnet. Auf diese Weise ist trotz der unsymmetrischen Verteilung der drei Gleitübertragungselemente am Zylinderumfang des Kurventrägers eine stabile Anlage am Stellhebel des Messsuchers der Kamera und eine spielfreie Übertragung der axialen Bewegung des Kurventrägers auf den Stellhebel gewährleistet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der feststehenden Hülse zur axialen Verschiebung eines weiteren optischen Bauelements eine Schneckengewindehülse mit schlitzförmiger Geradführung angeordnet. Die Schneckengewindehülse steht in Wirkverbindung mit dem Drehring, so dass eine Drehung in eine axiale Verschiebebewegung des weiteren optischen Bauelements umgesetzt wird.
Die Wirkverbindung zur Schneckengewindehülse kann vorteilhaft durch ein an der Innenseite des Drehrings angeformtes Schneckeninnengewinde erfolgen, während eine zylindrische Innenhülse ein korrespondierendes mit dem Schneckeninnengewinde des Drehrings kämmendes Schneckenaußengewinde aufweist. Die zylindrische Innenhülse weist zur Drehverhinderung eine schlitzförmige Geradführung auf, in die ein mit der feststehenden Hülse der zylindrischen Fassung verbundenes Übertragungselement in Form einer Lasche eingreift. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung des Drehrings in eine linear Bewegung der zylindrischen Innenhülse umgesetzt. Mit der zylindrischen Innenhülse kann vorteilhaft ein Fokussierglied oder sogenanntes Floatingglied eines Objektivs axial verschoben werden. Vorteilhaft für die optische Berechnung des Objektivs ist, dass die Steigung des Schneckengewindes an eine gewünschte Fokussiergenauigkeit in Abhängigkeit des durch die Erfindung zur Verfügung stehenden großen Drehwinkels am Drehring, unabhängig von der zur Bewegung des Stellhebels eines Messsuchers vorgegebenen Axialverschiebung ermöglicht wird.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen zylindrischen Fassung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben.
Dabei zeigen

1 eine zylindrischen Fassung in axialer Richtung gesehen mit Ausbrüchen (Schnitt A-A und Schnitt B-B)
2 eine Schnittdarstellung entlang des Ausbruchs A-A aus 1
3 eine Schnittdarstellung entlang des versetzten Ausbruchs B-B aus 1
4 eine Aufsicht X einer zylindrischen Fassung mit Bajonettverbindung (Schnitt A-A und Schnitt B-B wie 1)
5 eine Aufsicht X wie 4 mit Ausbrüchen entlang A-A und B-B und Rastvertiefung
6 eine Schnittdarstellung entlang des Ausbruchs A-A wie 4
7 eine Schnittdarstellung entlang des versetzten Ausbruchs B-B wie 4
8 eine Aufsicht Y (wie 6 und 7) mit Ausbruch
9 einen Kurventräger perspektivische Darstellung mit Übertragungselementen
10 einen Kurventräger perspektivische Darstellung ohne Übertragungselemente
11 Abwicklung eines Kurventrägers
12 seitliche Ansicht des Kurventrägers mit Ausbruch In 1 ist eine zylindrische Fassung 1 für in Richtung einer optischen bzw. Zylinderachse 10 verstellbare optische und mechanische Bauelemente dargestellt. Die Aufsicht auf Ausbrüche entlang der Schnittlinien A-A und B-B zeigen Schnittdarstellungen von Gleitübertragungselementen G1, G2 und G3, die in eine feststehende Hülse 2 eingesetzt sind. Die Gleitübertragungselemente G1, G2 und G3 haben eine Zylinderzapfenform mit zwei verschieden großen Außendurchmessern. Der jeweils größere Durchmesser ist in ein Bohrsackloch eingefügt, welches am äußeren Zylinderumfang der Hülse 2 eingebracht ist. Die Bohrsacklöcher sind als Durchgangsbohrungen in die Hülse 2 eingebracht und mit einem innenliegenden Rand zur Auflage des jeweiligen Zylinderteils mit größerem Durchmesser ausgeführt. Die Gleitübertragungselemente G1 und G2 sind bezogen auf ihre Radien am Umfang der Hülse 2 in einem Winkelbereich von kleiner 90° mit einem Winkelabstand W1-2 zueinander angeordnet. Der Winkelabstand W1-2 zwischen den

Gleitübertragungselementen G1 und G2 ist damit kleiner als der Winkelabstand W1-3 zwischen Gleitübertragungselement G1 und G3 und auch kleiner als der Winkelabstand W2-3 zwischen Gleitübertragungselement G2 und G3. In dem in 1 dargestellten Beispiel beträgt der Winkel W1-2 28°, der Winkel W1-3 168° und der Winkel W2-3 164°. Der axiale Abstand zur Zylinderachse 10 der durch die Durchgangsbohrung geführten Zylinderteile der Gleitelemente G2 und G1 mit kleinerem Durchmesser ist als Radiusabstand 9 und 11 bezeichnet. Der Radiusabstand 11 des ersten Gleitübertragungselements G1 ist größer als der Radiusabstand 9 des zweiten Gleitübertragungselements G2. Korrespondierend dazu ist der Außendurchmesser des durch die Durchgangsbohrung geführten Zylinderteils mit kleinerem Durchmesser des Gleitelements G1 ebenfalls größer als der Außendurchmesser des durch die Durchgangsbohrung geführten Zylinderteils mit kleinerem Durchmesser des Gleitelements G2.
In 2 ist eine Schnittdarstellung entlang A-A aus 1 dargestellt. In der Hülse 2 ist ein Kurventräger 5 drehbar und axial verschiebbar entlang einer Zylinderachse 10 gelagert. Der Kurventräger weist, in seine Zylinderaußenfläche eingebrachte Nutkurven N1, N2 und N3 auf. Das in die Nutkurve N1 eingreifende Gleitübertragungselement G1 und das in die Nutkurve N3 eingreifende Gleitübertragungselement G3 sind in axialer Richtung in einer Ebene, gekennzeichnet durch die Strichlinie 16 angeordnet. Ein Drehring 7 ist schematisch dargestellt auf der Hülse 2 drehbar und axial nicht verschiebbar gelagert. Zur Axialverschiebung des Kurventrägers 5 ist ein in 2 nicht dargestelltes Übertragungselement am Drehring 7 befestigt und greift in eine ebenfalls nicht dargestellte Geradführung ein. Übertragungselement und Geradführung werden nachfolgend in 9 genauer beschrieben.
3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der in 1 skizzierten Schnittlinie B-B, die an der Zylinderachse 10 eine axialen Versatz aufweist. Das Gleitübertragungselement G2 ist gegenüber dem Gleitübertragungselement G3 axialen beabstandet angeordnet. Zur Verdeutlichung weist die Strichlinie 17 an der Zylinderachse 10 einen seitlichen Versatz in axialer Richtung auf. Die durch das Gleitübertragungselement G3 geführte Strichlinie entspricht bis zur Zylinderachse 10 der Strichlinie 16 aus 2.
In 4 ist eine zylindrische Fassung 1 mit Bajonettverbindung 3 zur Anriegelung der Fassung 1 an ein nicht dargestelltes Kamerasystem in einer Aufsicht X dargestellt. Die Bajonettverbindung 3 weist in ihrer Auflagefläche zum einrastenden Anriegeln eine Rastvertiefung 4 auf. Von der Rastvertiefung 4 entgegen den Uhrzeigersinn gesehen ist ein Winkelbereich zwischen 45° und 135° vorgesehen. Die Schnittebenen A-A und B-B in 4 entsprechen denen aus 1.
Verdeutlicht wird dies durch die Ausbrüche in 5, in denen die Gleitübertragungselemente G1, G2 und G3 im Querschnitt und ihre Winkelposition bezüglich der Rastvertiefung 4 dargestellt sind. Zwischen Rastvertiefung 4 und der Position von Gleitübertragungselement G1 ist an der Außenseite der zylindrischen Fassung 1 entgegen dem Uhrzeigersinn eine optische Markierung 15 vorgesehen.
6 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 4. Im Drehring 7 ist eine optische Fassung 18 mit einer Linse 19, über ein Schneckengewinde 20 axialverschieblich gelagert. Vergleichbar zu 2 sind die Gleitelemente G1 und G3 in einer Ebene dargestellt durch die Strichlinie 16 angeordnet.
In 7 ist ein Querschnitt entlang des versetzten Ausbruchs B-B aus 4 dargestellt. Vergleichbar zur 2 sind die Gleitübertragungselement G2 und G3 entlang der Strichlinie 17 axial versetzt angeordnet.
8 zeigt eine Aufsicht Y entsprechend den Darstellungen aus 6 und 7 auf die Linse 19 und das Fassungsteil 18 mit einem Ausbruch. In dem Ausbruch ist das am Drehring 7 befestigte Übertragungselement 8 in der Geradführung 6 des Kurventrägers 5 dargestellt. Das im Ausbruch geschnitten dargestellt Fassungsteil 18 weist an seiner inneren Zylindermantelfläche eine axial verlaufende Nut 21 auf, in die ein, an der Hülse 2 befestigtes Übertragungselement 22 zur Axialverschiebung der Fassung 18 eingreift.
9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kurventrägers 5 mit nebeneinander angeordneten und ohne Hülse 2 dargestellten Gleitübertragungselementen G1 und G2, die in den Anfang der ihnen zugeordneten Nutkurven N1 und N2 eingreifen. Axial versetzt zum Gleitübertragungselement G1 ist das Ende der Nutkurve N3 dargestellt.
Das Gleitübertragungselement G3 ist teilweise durch den Kurventräger 5 verdeckt schematisch dargestellt und befindet sich in der Außenseite des Kurventrägers 5 im hier nicht sichtbaren Anfang von Nutkurve N3.
Zur Verdeutlichung der Positionen der Nutkurven N1, N2 und N3 und der schlitzförmigen Geradeführung 6 am Umfang ist der Kurventräger 5 aus 9 in 10 ohne Gleitübertragungselement G1, G2 und G3 dargestellt.
11 zeigt die Außenseite des Kurventrägers in einer Abwicklung, die die Ausgestaltung und Positionierung der Nutkurven N1, N2 und N3 weiter verdeutlicht. Die Gleitübertragungselemente G1, G2 und G3 sind jeweils an einer Position dargestellt, die den Anfangsbereich der jeweils zugehörenden Nutkurven N1, N2 und N3 kennzeichnen. Ein axialer Hub 12 des Kurventrägers 5 wird durch den vom Anfang beginnenden Bereich der Nutkurven N1, N2 und N3 mit axialer Steigung 13 gebildet, an den sich der Bereich ohne Steigung 14 und ohne axialen Hub bis zum Ende der Nutkurven anschließt. Das Gleitübertragungselement G1 ist in einer axialen Ebene wie das Gleitübertragungselement G3 angeordnet. In 11 sind daher Gleitübertragungselement G1 und G3 auf derselben parallel zum Rand des Kurventrägers 5 verlaufenden gestrichelten Linie angeordnet. Der Anfangsbereich der zugeordneten Nutkurven N1 und N3 ist in axialer Richtung zum Rand des Kurventrägers 5 offen ausgeführt, Gleitübertragungselement G1 weist einen gegenüber dem Gleitübertragungselement G3 größeren Durchmesser auf. Das Gleitübertragungselement G1 weist auch im Vergleich zum Gleitübertragungselement G2 einen größeren Durchmesser auf, so dass auch die Breite der zugehörigen Nutkurve N1 größer ist, als die Breite der Nutkurve N2 des Gleitübertragungselements G2. Die Nutkurve N1 verläuft in ihrem Anfangsbereich bis zum Anfangsbereich der Nutkurve N2 ohne Überlagerung. Zur Überlagerung der Nutkurven N1 und N2 im Bereich mit axialer Steigung 13 ist die dünnere Nutkurve N2 tiefer im Kurventräger 5 eingebracht und die breitere Nutkurve N1 flacher. Die Nutkurventiefe der breiteren und weniger tiefe ausgeformten Nutkurve N1 korrespondiert zu dem in 1 dargestellten und beschriebenen größeren Radiusabstand 11 des ersten Gleitübertragungselements G1. Die Nutkurventiefe der schmaleren und tiefer ausgeformten Nutkurve N2 korrespondiert zu dem in 1 dargestellten und dort beschriebenen kleineren Radiusabstand 9 des Gleitübertragungselements G2. Der axiale Versatz zwischen Gleitübertragungselement G1 und G2 entspricht in 11 dem Radius des Gleitübertragungselements G2. Auf diese Weise verbleibt im Bereich mit Steigung 13 links und rechts der tiefer eingebrachten Nutkurve N2 ein schmaler Auflagerand für die breitere Nutkurve N1. In Verbindung mit der im Vergleich zur Nutkurve N1 tiefer eingebrachten, aber schmaler ausgeführten Nutkurve N2 können sich beide ungestört überlagern, während das Gleitübertragungselement G1 in der Nutkurve N1 und das schmalere Gleitübertragungselement G2 in der Nutkurve N2 sicher geführt sind. Vorteilhaft verbleibt nach dem Übergang von dem Bereich mit axialer Steigung 13 in den Bereich ohne Steigung 14 für die breitere Nutkurve N1 ein seitlicher Auflagerand von der Breite des Radius des Gleitübertragungselements G2 zur radialen Führung und zusätzlichen koaxialen Ausrichtung des Kurventrägers 5 in der Hülse 2 bzw. in der Fassung 1. Im Bereich ohne axiale Steigung 14 verschiebt sich der Kurventräger nicht mehr axial sondern dreht sich nur noch auf der Stelle. Der Bereich am Ende der Nutkurve N2 ist ohne Überschneidung mit Nutkurve N1 axial um den Betrag des Axialhubes 12 vom Anfang der Nutkurve N3 versetzt angeordnet.
In 12 ist ein Kurventräger 5 in seitlicher Ansicht auf die Zylinderaußenfläche dargestellt. Im oberhalb der Zylinderachse 10 dargestellten Bereich mit Steigung 13 ist der Anfangsbereich der breiten Nutkurve N1 neben dem Ende der schmalen Nutkurve N3 dargestellt. Der Anfangsbereich der Nutkurve N1 verläuft ohne Überschneidung mit der Nutkurve N2 in dem Kurventräger 5 im Verhältnis zur ebenfalls schmaleren Nutkurve N2 weniger tief, aber breiter als die sich anschließende und überlagerte Nutkurve N2. Im unteren Bereich der 12 ist ein Ausbruch als Schnittdarstellung im Bereich ohne Steigung 14 der Nutkurven N1 und N2 dargestellt. Das nicht dargestellte Gleitelement G2 taucht vollständig bis auf den Nutboden der Nutkurve N2 ein, während der Nutboden für das im Durchmesser breitere Gleitelement G1 aus einem Nutkurvenrand N1 gebildet ist, der in der Breite der Hälfte der Nutkurve N2 entspricht.
Bezugszeichenliste

1: Zylindrische Fassung
2: feststehende Hülse
3: Bajonettverbindung
4: Rastvertiefung
5: Kurventräger
6: schlitzförmige Geradeführung
7: Drehring
8: Übertragungselement dreh
9: Radiusabstand Gleitübertragungselement G2
10: Zylinderachse
11: Radiusabstand Gleitübertragungselement G1
12: Axialhub
13: Nutkurvenbereich mit axialer Steigung
14: Nutkurvenbereich ohne axiale Steigung
15: optische Markierung
16: Strichlinie Ebene G1 G3
17: Strichlinie Axialversatz G2 G3
18: Fassung mit Schneckengewinde, Schneckengewindehülse
19: Linse
20: Schneckengewinde
21: axial verlaufende Nut
22: Übertragungselement fest
G1, G2, G3: Gleitübertragungselement
N1, N2, N3: Nutkurven
W1-2: Winkel zwischen Gleitübertragungselement G1 und G2
W1-3: Winkel zwischen Gleitübertragungselement G1 und G3
W2-3: Winkel zwischen Gleitübertragungselement G2 und G3

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2040227 A1 [0008]
EP 2693247 A1 [0016]
US 20150205068 A1 [0017]
US 3951522 [0017]

Claims

Zylindrische Fassung (1) für verstellbare optische und mechanische Bauelemente mit einer relativ zu einer Fassung feststehenden Hülse (2), mit drei an ihrem inneren Zylinderumfang verteilt angeordneten Gleitübertragungselementen zur Wirkverbindung mit korrespondierenden Nutkurven eines in der Hülse (2) drehbar und axial verschiebbar gelagerten Kurventrägers (5) der eine schlitzförmige Geradführung (6) aufweist und einem in axialer Richtung feststehenden, auf der Außenfläche der Hülse gelagerten und von außen betätigbaren Drehring (7), der zumindest ein Übertragungselement (8) zum Eingriff in die schlitzförmige Geradführung (6) des Kurventrägers (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (W1-2) zwischen dem Radius eines ersten (G1) und eines zweiten (G2) der drei Gleitübertragungselemente (G1, G2, G3) kleiner ist als deren jeweiliger Winkel (W1-3,W2-3) zum dritten Gleitübertragungselement (G3).
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (W1-2) zwischen dem Radius des ersten (G1) und des zweiten (G2) Gleitübertragungselements kleiner als 90° ausgebildet ist.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (G1) und das dritte (G3) Gleitübertragungselement in axialer Richtung in einer Ebene angeordnet sind und der Durchmesser des zweiten Gleitübertragungselements (G2) kleiner ist als der des ersten Gleitübertragungselements (G1).
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite (G2) Gleitübertragungselement mit kleinerem Durchmesser in axialer Richtung beabstandet zur Ebene des ersten (G1) und dritten (G3) Gleitübertragungselements angeordnet ist.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radiusabstand (9) zur Zylinderachse (10) des im Durchmesser gegenüber dem ersten (G1) Gleitübertragungselement kleinere zweite (G2) Gleitübertragungselement kleiner ist, als der Radiusabstand (11) des ersten (G1) Gleitübertragungselements.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gleitübertragungselementen (G1, G2, G3) zugeordneten Nutkurven (N1, N2, N3) im Kurventräger (5) als Zylinderkurvengewinde ausgebildet und in der Außenfläche des Kurventrägers (5) eingebracht sind, wobei der Radiusabstand des Nutbodens an den Radiusabstand (9, 11) des jeweiligen Gleitübertragungselements (G2, G1) angepasst ist.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutkurven (N1, N2, N3) eine in axialer Richtung an einen vorbestimmten Axialhub (12) des Kurventrägers (5) angepasste Steigung aufweisen, wobei die Nutkurven (N1, N2, N3) linear oder nichtlinear ausgebildet sind.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die dem ersten (G1) und zweiten (G2) Gleitübertragungselement zugeordneten Nutkurven (N1, N2) unterschiedlicher Tiefe zumindest teilweise überlagern.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutkurven einen ersten, einen Axialhub (12) bewirkenden Bereich mit Steigung (13) und einen zweiten, keinen Axialhub (12) bewirkenden Bereich ohne Steigung (14) aufweisen.
Zylindrische Fassung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der feststehenden Hülse (2), eine Bajonettverbindung mit Rastvertiefung zum Anriegeln an ein Kamerasystem vorgesehen ist und das erste und das zweite Gleitübertragungselement in einem Winkelbereich beabstandet von der Rastvertiefung angeordnet sind.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Gleitübertragungselement (G1, G2) in einem Winkelbereich von 45° bis 135° auf die Bajonettverbindung (3) gesehen gegen den Uhrzeigersinn beabstandet von der Rastvertiefung (4) angeordnet sind.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der feststehenden Hülse (2) eine in Wirkverbindung mit dem Drehring (7) stehende Schneckengewindehülse (18) mit schlitzförmiger Geradführung zur axialen Verschiebung eines weiteren optischen Bauelements (19) angeordnet ist.
Zylindrische Fassung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Verschiebeweg (12) der Schneckengewindehülse (18) größer oder kleiner als der axiale Verschiebeweg (12) des Kurventrägers (5) ist, wobei ein weiteres, mit der feststehenden Hülse (2) verbundenes Übertragungselement (22) mit Eingriff in die schlitzförmige Geradführung (21) der Schneckengewindehülse (18) zur Drehverhinderung vorgesehen ist.
Zylindrische Fassung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel des Drehrings (7) zwischen 100° und maximal 185° beträgt.