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Die Erfindung betrifft ein Objektiv für eine Filmkamera zur digitalen Cinematographie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen Satz von Objektiven gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.
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Bei konventionellen Filmkameras befindet sich zwischen der Anlagefläche des Objektivs und der Bildebene, d. h. dem Film, abgesehen von einem rotierenden Spiegel, der das Licht in Richtung Sucher und in Richtung Film aufteilt, lediglich Luft. Der Spiegel ist sozusagen der einzige Mechanismus der sich zwischen Objektiv und Film ständig befindet. Dieser Abstand läßt sich demzufolge sehr genau halten und kann ebenfalls exakt hergestellt werden. Des weiteren ist dieser Abstand auch bei verschiedenen Temperaturen weitgehend konstant, so daß hier keine zusätzliche Justage notwendig ist. Dem Objektiv fallen damit nur die üblichen Aufgaben zu, nämlich die Abbildungsoptik, die Regulierung der Blende, die Fokussierung und eventuell ein Zoom-Mechanismus. Ein zusätzlicher Mechanismus, um eventuelle Kameratoleranzen auszugleichen ist nicht nötig.
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Anders verhält sich dies bei digitalen Filmkameras. Hier befinden sich zwischen der Anlagefläche des Objektivs und der Bildebene, die durch drei CCD's repräsentiert wird, mehrere optische Elemente, die toleranzbehaftet sind. Beispielsweise spalten aufwendige Prismenvorrichtungen die Bilder in die RGB-Farbkanäle auf. Des weiteren werden mit einem komplizierten vorgeschalteten Filtersystem noch zusätzliche bestimmte Eigenschaften erzielt. Durch diese zusätzliche Menge an toleranzbehafteten optischen Elementen ist, auch bedingt durch die Aufsummierung der jeweiligen einzelnen Toleranzen, eine geeignete Kompensation nötig. Dementsprechend sollte das Anlagemaß korrigierbar sein. Filmkameras bieten diese Korrekturmöglichkeit nicht, deshalb muß diese in die Objektive integriert werden. Außerdem ist noch anzumerken, daß diese Korrektur auch während des normalen Betriebs möglich sein muß, da sich zum einen die Toleranzen durch Wärmeentwicklung oder ähnliches dauernd verändern können und zum anderen beispielsweise bei der digitalen Cinematographie in der Regel keine Zoom-Objektive verwendet werden, d. h. es kommen mehrere Objektive mit jeweils verschiedenen Brennweiten je nach Einstellung an einer Kamera zum Einsatz.
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Die Notwendigkeit der Korrektur des Anlagemaßes, der sogenannten Back-Focus-Korrektur ist hinlänglich bekannt. Im Videobereich (z. B. Nachrichtensendungen o. ä.) werden üblicherweise Zoom-Objektive verwendet, dabei läßt sich deren Hinterglied zur Back-Focus-Korrektur verschieben. Sehr nachteilig ist, daß sich bei diesem Vorgang im wesentlichen die Entfernungseinstellung verändert. Die Anzeige (üblicherweise die Ringe zur Entfernungseinstellung/Fokussierung des Objektivs) entspricht nicht mehr genau der eingestellten Entfernung, was eine Unschärfe des Bildes zur Folge hat. Im Videobereich wird jedoch mit Sucher gearbeitet, so daß die Kameraleute sehen, wenn das Bild unscharf wird und dann sofort die Entfernungseinstellung nachregeln. Hier arbeiten die Kameraleute weniger mit der Entfernungsskala des Objektivs. Von Nachteil ist zusätzlich, daß jedes Objektiv einen anderen Back-Focus-Hub benötigt, obwohl der Fehler des Anlagemaßes immer gleich ist.
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Während bei der oben beschriebenen Videotechnik, beispielsweise um Nachrichten oder Fernsehreportagen aufzunehmen, die Einstellung bzw. die Genauigkeit der Entfernungsskala eine eher untergeordnete Rolle spielt, weil eventuell auftretende Unschärfen vom Kameramann im Sucher erkannt und nachgeregelt werden können, ist dieser Sachverhalt bei der Cinematographie, der Herstellung von Kino- oder Werbefilmen, völlig verschieden. Hier steht vor dem Dreh bereits fest, zu welchem Zeitpunkt sich Schauspieler oder Requisiten an welchem Platz befinden werden. Üblicherweise werden in der Cinematographie Filmkameras von zwei Kameraleuten bedient, wovon der eine für den Bildausschnitt verantwortlich ist und der andere, der sogenannte Kameraassistent für die Bildschärfe zuständig ist. Dieser beobachtet die zu filmenden Szenen und stellt die Entfernung ohne Kamerasucher nur mit Hilfe der Entfernungsskala auf Basis seiner eigenen Einschätzung nach. Dies ist vor allem dann nötig, wenn Schauspieler sich eventuell schneller oder anders bewegen, als vorher festgelegt wurde. Da der Kameraassistent nur mit Hilfe der Entfernungsskala arbeitet, muß diese exakt stimmen, weil Unschärfen bei der Cinematographie im Gegensatz zur normalen TV-Technik erhebliche Auswirkungen haben (Größe der Kinoleinwand, etc.).
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Da der Kameraassistent die Schärfe nur mit Hilfe des Entfernungsdrehrings anhand der auf dem Objektiv gravierten Skala regelt, muß diese sehr genau sein. Bei herkömmlichen Filmkameras (nicht digital) war dies eher unproblematisch, da wie oben schon erwähnt eine Back-Focus-Korrektur nicht nötig war. Bei der digitalen Cinematographie ist allerdings aufgrund der Toleranzen der digitalen Filmkamera eine Korrektur des Back-Focus vonnöten. Diese Korrektur des bildseitigen Brennpunkts hat eine Veränderung der Entfernungsskala, dahingehend, daß eine sogenannte Skalenspreizung auftritt, zufolge. Bei einer Skalenspreizung müßten sich eigentlich die Abstände der Skalenstriche auf dem Entfernungsdrehring zueinander ändern, dieser ist jedoch ein massives Element, daß fertig graviert ist. Demzufolge ist bei einer Korrektur des Back-Focus eine genaue Skalenablesung, wie sie in der Cinematographie gefordert wird, nicht mehr möglich.
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Bisherige Objektive für die digitale Cinematographie besitzen bei Festbrennweiten zur Verstellung des Back-Focus einen verstellbaren Indexstrich für die Entfernungsskala des Entfernungsdrehrings. Durch Nachdrehen dieses sogenannten Indexrings läßt sich für genau eine Entfernung der Anzeigewert der Entfernungsskala korrigieren. Anders als bei herkömmlichen Objektiven, bei denen immer eine drehbare Skala und ein festes Teil mit dem Indexstrich verdreht werden. Der Ablauf beim Dreh eines Kinofilms gestaltet sich dann in etwa wie folgt: Für Kameras und Objektive existieren sogenannte Leihparks, welche über eine große Anzahl von verschiedenen Kameras und zugehörigen Objektiven verfügen. Die Filmleute stellen für das jeweilige Set ihren Satz Geräte zusammen. Dazu gehören auch z. B. Beleuchtung, Stative, etc.. Bevor mit dem Filmen gestartet wird, wird zuerst das optische System, d. h. Kamera und Objektiv kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert. Diese Aufgabe wird üblicherweise vom Kameraassisten ausgeführt. Dieser montiert die Kamera auf ein Stativ und stellt in einem bestimmten vorgegebenen Abstand (z. B. 3 Meter) ein sogenanntes Prüfbild mit entsprechend scharf einstellbaren Strukturen auf. Dann wird die vorgegebene Entfernung mit Hilfe der Entfernungseinstellung am Objektiv eingestellt. Anschließend erfolgt die Scharfstellung anhand des Prüfbildes mit der Back-Focus-Korrektur, dies kann z. B. mit Hilfe eines HD-Monitors bewerkstelligt werden. Danach wird mit dem Filmen gestartet. Dieser Vorgang muß natürlich beim Wechsel der Kamera oder dem Objektiv (z. B. für andere Bildausschnitte) gegebenenfalls wiederholt werden.
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Sehr nachteilig ist nun dabei, daß bei der Einstellung einer anderen Entfernung der angezeigte Skalenwert des Objektivs nicht mehr genau stimmt, da die Objektive über eine sogenannte Innenfokussierung verfügen, in der sich nur ein Teil der Optik im System bewegt und dies sich nicht linear zur Verstellung des gesamten Objektivs bzw. zur Korrektur des Back-Focus verhält.
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Die
JP 05236323 A zeigt eine Videokamera, welche eine schnelle Flange-Back-Steuerung mit einer einfachen Betätigung durchführen kann.
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In der
JP 11102015 A ist ein Rückprojektionsvideogerät angegeben, bei welchem zur Fokuseinstellung ein LCD-Panel verschiebbar angeordnet ist.
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Die
EP 0 609 911 A2 betrifft einen Zoomobjektivtubus für eine Kamera und insbesondere einen Zoomobjektivtubus mit einer reduzierten Objektivlänge, welche eine entsprechend reduzierte Kameradicke bewirkt, wenn der Zoomobjektivtubus in einen Kamerakörper eingefahren ist, an welchem er angeordnet ist.
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Die in der
DE 43 42 637 A1 gezeigte Kamera mit einer Vorrichtung zum Einstellen eines Brennpunktabstandes durch Verändern eines Abstandes zwischen einem hintersten Punkt der Linsengruppen eines Fotografieroptiksystems und einer Brennebene enthält eine stationäre Hülse, die die Linsengruppen hält und an dem Kamerakörper befestigt ist, und einen Begrenzungsmechanismus, der zwischen dem Kamerakörper und der stationären Hülse vorgesehen ist. Der Begrenzungsmechanismus begrenzt eine Drehbewegung der stationären Hülse bezüglich des Kamerakörpers, während er eine Bewegung der stationären Hülse in einer Optikachsenrichtung bezüglich des Kamerakörpers erlaubt.
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Die
DE 41 04 548 C2 offenbart einen Zoomobjektivtubus, insbesondere einen Mechanismus zum Nachjustieren der Brennweite des Zoomobjektivtubus bei der Montage einer Kamera.
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Die
US 4,910,544 A zeigt eine Einrichtung zur Fokuseinstellung in einer Zoomobjektivkamera.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv für eine Filmkamera zur digitalen Cinematographie der eingangs erwähnten Art und einen Satz von Objektiven zu schaffen, durch die die Nachteile des Standes der Technik gelöst werden, insbesondere sollen in jeder Situation die Skalenwerte stimmen, wobei eine Korrektur des Back-Focus keinen Einfluß auf die Kalibrierung der Entfernungsskala hat, außerdem sollen die äußeren Bedienelemente des Objektivs bei der Back-Focus-Korrektur keine Axialbewegung mitmachen und allen Objektiven soll der gleiche Mechanismus im Sinne eines Baukastensystems zugrunde liegen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.
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Die Aufgabe wird bezüglich des Satzes von Objektiven durch Anspruch 13 gelöst.
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Durch die vorstehend genannten Maßnahmen wird eine verschachtelte Anordnung von Funktionselementen geschaffen, die es ermöglicht, die geforderten Bewegungen zur Back-Focus-Korrektur im Objektiv zu erzeugen, ohne daß sich die Antriebsringe außen, insbesondere elektrische Antriebe, Dämpfungen, Kompendien, etc. axial mit bewegen müssen und ohne daß sich die Ablesegenauigkeit der Skalen, insbesondere der Entfernungsskala verändert. Da der Back-Focus-Antrieb in einfacher und vorteilhafter Weise immer der gleiche ist und die Anordnung der optischen Elemente (festes Frontglied, bewegliche Schiebeglieder, festes Zwischenglied, Irisblende, festes Hinterglied) auch bei allen Objektiven des Satzes konstant gehalten wurde, unterscheiden sich die Einstellfassungen nur durch die äußere Beschriftung (Gravur) und die Steigung des Bewegungsgewindes der Innenfokussierung (bei gleichem Drehwinkel müssen hier unterschiedliche Hübe erzeugt werden). Dadurch verringert sich zum einen die Anzahl der unterschiedlichen Teile des Objektivs, zum anderen erhöht sich die Stückzahl der Gleichteile, wodurch die Produktion der Einstellfassung große wirtschaftliche Vorteile hat.
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Vorteilhaft ist außerdem, wenn nach der Back-Focus-Korrektur der Back-Focus-Ring durch das Klemmelement arretierbar ist und das Klemmelement als Klemmschraube ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahmen kann sichergestellt werden, daß der Back-Focus-Korrekturmechanismus gegen zufällige bzw. ungewollte Verstellung gesichert ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß das Objektiv eine Zoom-Einstellung aufweist, wobei wenigstens eines der verstellbaren optischen Schiebeglieder als Linsengruppe zur Zoom-Einstellung ausgebildet ist und wobei wenigstens einer der Antriebsringe als Zoom-Ring ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahmen können in einfacher Weise auch Zoom-Objektive hergestellt werden. Dazu ist eine weitere Schiebefassung zur Aufnahme einer Linsengruppe zur Zoom-Einstellung vorgesehen. Das optische Schiebeglied zur Zoom-Einstellung wird durch einen zugehörigen als Zoom-Ring ausgebildeten Antriebsring verstellt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt:
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1 eine Prinzipdarstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Objektivs; und
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2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Objektiv.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist ein Objektiv 1 für eine Filmkamera, die zur digitalen Cinematographie geeignet ist, eine zylinderförmige Hauptfassung 2 mit einem Bayonett bzw. K-Mount 3 zur Montage des Objektivs 1 an eine nicht dargestellte Filmkamera und einen Kompendiumring 4 zum Anschluß eines nicht dargestellten Kompendiums auf. Auf der Hauptfassung 2 rotieren außen Antriebsringe 5, nämlich ein Entfernungsdrehring 5a, ein Blendenring 5b und ein Back-Focus-Ring 5c. Diese Antriebsringe 5 weisen teilweise nicht dargestellte Skalen zur genauen Einstellung durch den Benutzer auf. Den Kern des Objektivs 1 stellt die Hauptfassung 2 dar, in ihr ist ein Innenrohr 6 in Richtung einer in den 1 und 2 gestrichelt angedeuteten optischen Achse 21 verschieblich gelagert. Am Innenrohr 6 werden feststehende optische Glieder 7, nämlich ein Frontglied 7a, ein Zwischenglied 7b und ein Hinterglied 7c, sowie eine Irisblende 8 befestigt. Des weiteren ist im Innenrohr 6 eine Schiebefassung 9 verschieblich gelagert, die ihrerseits das verstellbare optische Schiebeglied 10 für die Innenfokussierung trägt. Das verstellbare optische Schiebeglied ist als Linsengruppe 10 ausgebildet.
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Dreht man nun am Entfernungsdrehring 5a, so wird über einen Hub nur die Schiebefassung 9 mit dem verstellbaren optischen Schiebeglied 10 verschoben, alle anderen Elemente bleiben stehen. Dreht man am Blendenring 5b, so öffnet oder schließt die Irisblende 8. Dreht man am Back-Focus-Ring so, so wird das komplette Innenrohr 6 mit allen enthaltenen Elementen zur Back-Focus-Korrektur verschoben. Durch die Gesamtverschiebung des optischen Systems bei Betätigung des Back-Focus-Rings 5c bleibt die Genauigkeit der Entfernungseinstellung erhalten.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte das Objektiv 1 zusätzlich eine Zoom-Einstellung enthalten. Hierzu könnte ein dem Entfernungsdrehring 5a ähnelnder Zoom-Ring auf der Hauptfassung aufgebracht sein, der eine weitere zwischen dem verstellbaren optischen Schiebeglied 10 und dem Frontglied 7a angeordnete Schiebefassung mit einem weiteren verstellbaren optischen Zoom-Glied verstellt.
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Wie weiter aus 1 ersichtlich, ist der Back-Focus-Ring durch ein Klemmelement, das als Klemmschraube 11 ausgebildet ist, arretierbar, um ungewolltes Verdrehen nach der Einstellung des Back-Focus zu vermeiden.
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Wie aus 2 ersichtlich, ist der Back-Focus-Ring 5c auf einem Back-Focus-Antriebsteil 12 aufgebracht, welches auf der Hauptfassung 2 rotiert und durch ein nicht näher dargestelltes Bewegungsgewinde einen Hub im Back-Focus-Abtriebsteil 13 erzeugt. Dieser Hub wird über einen nicht dargestellten Durchgriff durch die Hauptfassung 2 auf das Innenrohr 6 übertragen. Bei einer Drehung des Back-Focus-Rings 5c wird demnach eine Relativbewegung des Innenrohrs 6 zur feststehenden Hauptfassung 2 erzeugt. Mit anderen Worten bleibt die Hauptfassung 2 mit den darauf aufgebrachten Antriebsringen 5 während der Back-Focus-Korrektur in ihrer Position.
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Der Blendenring 5b rotiert auf der Hauptfassung 2. Über einen Mitnehmer 14 bestehend aus Nut und Stift wird die Drehbewegung des Blendenrings 5b auf die Irisblende 8 übertragen. Bei einer Back-Focus-Korrekturbewegung ändert sich an der Irisblende 8 nichts.
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Der Entfernungsdrehring 5a ist auf einem Lagerring 15 aufgebracht, welcher auf der Hauptfassung 2 rotiert und die Drehbewegung über eine Oldham-Kupplung 16 auf einen Entfernungsantrieb 17 überträgt. Die Oldham-Kupplung 16 läßt hierbei den Back-Focus-Hub und Querversätze zwischen dem Lagerring 15 und dem Entfernungsantrieb 17 zu. Der Entfernungsantrieb 17 rotiert auf einem Lagerring 18, der mit dem Innenrohr 6 verbunden ist, und erzeugt durch ein nicht näher dargestelltes Bewegungsgewinde einen Hub des Entfernungsabtriebs 19. Dieser Hub wird durch einen Steg 20 über einen Durchgriff durch die Hauptfassung 2 und das Innenrohr 3 auf die Schiebefassung 9 übertragen. Bei einer Drehung des Entfernungsdrehrings 5a wird also eine Relativbewegung der Schiebefassung 9 zum Innenrohr 6 erzeugt, die unabhängig vom Back-Focus ist.
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Zwischen der Schiebefassung 9 und dem Innenrohr 6 und zwischen dem Innenrohr 6 und der Hauptfassung 2 besteht jeweils eine nicht dargestellte Verdrehsicherung, die Hübe der Elemente gegeneinander jedoch keine Rotationsbewegungen zuläßt.
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Durch die verschachtelte Anordnung von Funktionselementen im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es möglich, die geforderten Bewegungen im Objektiv 1 zu erzeugen, ohne daß sich die Antriebsringe 5 außen axial mit bewegen müssen und ohne daß sich die Ablesegenauigkeit der Skalen verändert. Da der Back-Focus-Antrieb immer der gleiche ist und die Anordnung der optischen Elemente (festes Frontglied 7a, bewegliches Schiebeglied 10, Zwischenglied 7b, Irisblende 8 und festes Hinterglied 7c) auch bei allen Objektiven 1 eines Satzes konstant gehalten wird, unterscheiden sich die Einstellfassungen nur durch die äußere Beschriftung (Gravur) und die Steigung des Bewegungsgewindes der Innenfokussierung (bei gleichem Drehwinkel müssen hier unterschiedliche Hübe erzeugt werden). Durch diese Maßnahmen verringert sich in vorteilhafter Weise zum einen die Anzahl unterschiedlicher Teile, zum anderen erhöht sich die Stückzahl der Gleichteile, wodurch die Einstellfassung große wirtschaftliche Vorteile hat.
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Objektive 1 des Satzes weisen zwischen 14 und 19 Linsen auf.
