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Objektiv mit veränderbarer Brennweite Objektive mit veränderbarer
Brennweite weisen regelmäßig mindestens eine auf einem in einer Fassung verschiebbar
geführten Träger gelagerte optische Gruppe auf. Diese optische Gruppe läßt sich
bei bekannten Ausführungsformen durch Einwirkung eines Steuernockens auf den Träger
verstellen, wobei allerdings infolge der Eingriffsbedingungen zwischen Nokken und
Träger häufig Schwierigkeiten, insbesondere durch Verklemmen des Trägers in der
Fassung, auftreten.
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Bekannt sind außerdem auswechselbare Objektive mit vom Grundobjektiv
abweichender Brennweite, welche ebenfalls axial verschieblich auf einem Träger in
einer Fassung gelagert sind und durch eine Hebelübertragung eine Einstellung gegenüber
der Fassung erfahren (deutsche Patentschrift 928 441). Bei diesen Objektiven
stützt sich mindestens ein an einer zur Fassung feststehenden Welle angelenkter
Hebel mit seinem freien Ende gegen eine Oberfläche des Trägers ab, die senkrecht
zur Achse der Fassung verläuft. Die bei diesem zweiten Objektivtyp durchführbaren
Verstellbewegungen sind verhältnismäßig klein und werden auch nicht durch einen
Steuernocken eingeleitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv mit veränderbarer
Brennweite durch Verwendung einer von einem Nocken und einem Hebel gebildeten Steuereinrichtung
derart weiterzuentwikkeln, daß auch lange Verstellwege ohne ein Festklemmen des
Trägers auch bei gedrungener Trägerbauweise möglich sind. Zur Lösung dieser Aufgabe
wird ausgegangen von einem Objektiv mit veränderbarer Brennweite mit mindestens
einer auf einem in einer Fassung verschiebbar geführten Träger gelagerten optischen
Gruppe, bei welchem der Träger mittels eines Steuernockens und eines Hebels verstellbar
ist, der an einer zur Fassung feststehenden Welle angelenkt ist, wobei sich der
Hebel mit seinem freien Ende gegen eine Oberfläche des Trägers abstützt, die senkrecht
zur Achse der Fassung verläuft.
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Die Lösung selbst besteht darin, daß der Steuernocken auf das freie
Ende des Hebels einwirkt, dessen Schwenkachse so angeordnet ist, daß seine allgemeine
Richtung der Halbierenden zwischen den Normalen im Kontaktpunkt des Hebels mit dem
Steuernocken und der genannten Oberfläche benachbart ist.
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Das erfindungsgemäße Objektiv bietet den Vorteil, daß es eine sehr
genau arbeitende und hinreichend große Wege zulassende zuverlässige Verschiebungsvorrichtung
aufweist, bei der weder ein unerwünschtes Verkanten des Trägers noch ein übermäßiger
Verschleiß zwischen Träger und Fassung zu befürchten ist. Die F i g. 1 und
2 der Zeichnungen veranschaulichen zwei klassische Lösungen, die nicht vorteilhaft
sind, da die Verstellung, die einem Schlitten aufgezwungen werden muß, sehr wichtig
ist.
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In F i g. 1 ist ein optisches Element dargestellt, das aus
einer Gruppe von Linsen gebildet ist, die auf einer Scheibe 2 befestigt sind, welche
in einer zylindrischen Durchbohrung der Fassung 3 des Objektivs sich zu verschieben
bestimmt ist, wobei die Führung der Scheibe 2 mit Hilfe einer Stange 4 erfolgt,
die starr an dieser Scheibe angeschlossen ist und sich in einer Ausnehmung
5 eines Teiles 6 bewegt, der gegenüber der Fassung feststeht. Das
freie Ende der Stange 4 trägt eine Schraube 7, die als Abstützung einer Feder
8 dient, welche auf Zusammendrückung anspricht und zwischen dieser Schraube
7 und dem feststehenden Teil 6 angeordnet ist. Diese Feder
8
trachtet daher, das optische Element 1 in F i g. 1 nach rechts
zu drücken.
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Wenn die Stellung des optischen Elementes 1 mit Hilfe eines
Nockens 9 gesteuert werden sollte, dann müßte man diesem Nocken sehr große
Dimensionen geben, da die Scheibe 2 über eine verhältnismäßig lange Strecke verstellt
werden muß, wobei diese Dimensionen unzulässig groß werden könnten, wenn man den
Gesetzen der Verstellung des optischen Elementes 1 Rechnung trägt. In F i
g. 1 ist der Nocken mit solchen unzulässig großen Abmessungen eingezeichnet,
ebenso die Kräfte, die auf den Schlitten ausgeübt werden, welcher das optische Element
1
trägt. Die vom Nocken 9 ausgeübte Kraft 10 kann in
zwei
Kräfte 11 a und 11 b zerlegt werden, deren Wirkungslinien entsprechend
durch die obere Vorderkante der Scheibe 2 und durch die hintere Unterkante der öffnung
gehen, in welcher die Stange 4 gleitet. Bei dieser Kräftezerlegung wurde von der
durch die Feder 8 ausgeübten Kraft abgesehen. Es ist erkenntlich, daß, wenn
sich der Angriffspunkt der Kraft 10
mehr von der Achse der Fassung
3 entfernt, der von den Kräften 11 a und 11 b eingeschlossene
stumpfe Winkel größer wird, so daß sich die Wirkungslinien der Kräfte einer Senkrechten
zur Achse der Fassung nähern. Wenn der Winkel, zwischen jeder der Kräfte
11 a und 11 b und einer Senkrechten zur Achse der Fassung,
kleiner wird als der Winkel des Reibungskegels der Reibungspunkte zwischen dem Schlitten
des Elementes 1 der Fassung, verkeilt sich der Schlitten und kann nicht mehr
verstellt werden, wie groß immer auch die Kraft 10 sei. Es ist daher schwierig,
eine zufriedenstellende Funktion zu erhalten, wenn man den Nocken 9 in F
i g. 1 beispielsweise auf einen die Scheibe 2 verlängernden Arm einwirken
läßt. Um eine sichere Funktion zu erhalten, müßte man in einem großen Verhältnis
die Dimension der Scheibe 2 vergrößern und demzufolge die Dimension der Fassuno,
3, was zu einer konstruktiv nicht mehr interessanten Lösung führt.
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F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher der
Nocken 12 sich an einem Finger 13 der Scheibe 2 abstützt. In diesem Fall
können die Dimensionen des Nockens 12 viel kleiner sein, aber der von diesem Nocken
auf den Finger 13 ausgeübte Druck schließt einen beträchtlichen Winkel mit
der Wirkungslinie der Rückhaltekraft der Feder 8 ein. Die Vorschubkraft des
Nockens 12 ist mit dem Pfeil 14 eingetragen, und diese Kraft kann in zwei Kräfte
15
und 16 zerlegt werden, wobei allein die Kraft 15 ausgenutzt
werden kann und der Rückhaltekraft der Feder 8 entgegengesetzt ist, während
die Kraft 16 schädlich ist und eine beträchtliche Reibung zwischen dem oberen
Rand der Scheibe 2 und der Innenwand der Fassung 3 erzeugt. Diese Reibung
hat eine nicht vernachlässigbare Abnutzung zur Folge und ruft Reibungskräfte hervor,
deren Resultierende auf einer Wirkungslinie liegt, die von der Wirkungslinie der
Kraft 15 weit entfernt ist, wodurch neuerlich ein Drehmoment entsteht, das
die Scheibe 2 in der Bohrung der Fassung schräg zu stellen trachtet, was aber ein
Eck dieser Scheibe zur Folge hat.
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Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv mit veränderbarer Brennweite,
mit mindestens einem gegenüber der Fassung verschiebbar geführten optischen Element,
das der Einwirkung eines Steuernockens unterworfen ist, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hebel an einer zur Fassung feststehenden Welle angelenkt ist und einerseits
mit dem zu verstellenden optischen Element und andererseits mit dem Steuernocken
für diese Verstellung zusammenarbeitet.
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In F i g. 3 der Zeichnung ist schematisch im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Objektivs dargestellt.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Hebel 17 bei 18
in
der Fassung des Objektivs angelenkt. Dieser Hebel besitzt einen Finger
19, der mit einem Steuernocken 20 für die Verstellung der Scheibe 2 zusammenarbeitet.
Der Finger 19 durchsetzt den Hebel 17 nach beiden Seiten und stützt
sich ebenfalls gegen die Hinterwand der Scheibe 2 ab.
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Die vom Nocken 20 auf den Finger 19 ausgeübte Kraft 21 kann
in zwei Kräfte 22 und 23 zerlegt werden. Die Kraft 22 ist die zur Stellung
der Scheibe 2 benötigte, und es ist ersichtlich, daß diese praktisch in Verlängerung
der von der Feder 8 ausgeübten Rückhaltekraft verläuft. Die Feder
23 wird vom Hebel 17 aufgenommen und erzeugt auf seiner Achse eine
Reibung. Diese Reibung ist bedeutungslos, da die Verstellungen am Schwenkpunkt des
Hebels von kleiner Amplitude sind und da es nicht schwierig ist, in konstruktiver
Hinsicht solche Lager auszubilden, welche derartigen Reibungskräften standhalten.
Ebenso ist es sehr leicht, die Reibung zwischen der Verlängerung des Fingers
19 und der Scheibe 2 herabzusetzen, so daß diese Reibung praktisch wegfällt
und damit im wesentlichen die Wirkungslinie der Kraft 22 parallel zu jener der Rückhaltekraft
ist.
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Selbst wenn die Reibung zwischen dem Finger des Hebels 17 und
der Scheibe 2 nicht vernachlässigbar wäre, würde sich die in einer kleinen Neigung
des Pfeiles 22 nach oben auswirken, und daraus ergäbe sich ein leichter Druck des
Oberteiles der Scheibe 2 gegen die Fassung, wobei dieser Druck immer kleiner ist
gegenüber jenem, der bei der Ausführung nach F i g. 2 auftritt. Um die Reibung
zwischen dem Finger des Hebels 17 und der Scheibe 2 im Höchstmaß zu vermindern,
könnte dieser Finger auch durch eine Rolle ersetzt werden, die sich gegen die Wand
der Scheibe 2 abstützt.
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Es ist nicht notwendig, daß der mit dem Nocken 20 zusammenarbeitende
Finger des Hebels 17 in der Verlängerung des Fingers liegt, der mit der Scheibe
2 zusammenarbeitet, und in dem man eine andere Anordnung dieser Finger trifft, kann
man den Hebel 17
als Multiplikator der Verstellung benutzen, welche durch
den Nocken 20 bewirkt wird, so daß die Dimensionen des letzteren noch mehr kleiner
werden könnten.