DE1260292B

DE1260292B - Verstelleinrichtung fuer optische Apparate, insbesondere fuer Objektive mit veraenderlicher Brennweite

Info

Publication number: DE1260292B
Application number: DESCH38652A
Authority: DE
Inventors: Paul Himmelsbach
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1966-03-12
Filing date: 1966-03-12
Publication date: 1968-02-01
Also published as: US3496851A; GB1169115A; FR1514539A; AT281456B; CH449290A; NL6702660A; AT274420B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G03b

Deutsche Kl.: 57 a -1/05

Nummer: 1260 292

Aktenzeichen: Sch 38652IX a/57 a

Anmeldetag: 12. März 1966

Auslegetag: 1. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstelleinrichtung für optische Apparate, insbesondere Objektive mit veränderlicher Brennweite, z. B. in Fernseh- und Kinoaufnahmekameras, bei denen mindestens ein optisches Glied, vorzugsweise ein optisches Glied zur Veränderung der Brennweite und ein zweites optisches Glied zur Konstanthaltung der Schnittweite, verschoben wird.

Es ist bekannt, die axial verschiebbaren optischen Glieder eines Objektivs mit veränderlicher Brennweite durch einen am Objektivträger befestigten, durch Endkontakte steuerbaren Elektromotor zu verstellen (deutsche Patentschrift 1196 068).

Ferner ist eine Verstelleinrichtung für Objektive mit veränderlicher Brennweite bekannt, bei der die Steuerung der axial verschiebbaren optischen Glieder durch einen Servomotor erfolgt, der durch den Ausgang eines Verstärkers gesteuert wird, dessen Eingang ein negatives Rückkopplungssignal proportional zu der Geschwindigkeit des Servomotors einschließt, sowie ein Steuersignal, welches von einem handbetätigten elektrischen Sender durch ein Potentiometer abgenommen wird, dessen Charakteristik wenigstens im größeren Teil seines Bereiches im wesentlichen einem Quadratgesetz entspricht (deutsche Auslegeschrift 1197 317).

Bei der Verwendung von Elektromotoren zum Antrieb der Verstellfunktionen sind Kurven oder Zahngetriebe erforderlich, die immer ein gewisses Spiel haben, wodurch Ungenauigkeiten und Schwerfälligkeit der Führung sowie Geräusche unvermeidbar sind.

Es ist eine hydraulische Steuereinrichtung für ein oder mehrere Objektive, insbesondere für eine Fernsehkamera bekannt, bei der mindestens zwei miteinander verbundene freie, verschiedene Ausmaße aufweisende und mit Flüssigkeit gefüllte Räume vorhanden sind. Der Inhalt einer oder mehrerer dieser Räume kann durch Steuerorgane verändert werden, so daß die daraus resultierende Veränderung des Volumens auf das Objektiv einwirkt (belgische Patentschrift 510 443).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung für optische Apparate, insbesondere für axial verschiebbare optische Glieder eines Objektivs mit veränderlicher Brennweite zu schaffen, die es ermöglichen, einen Verschiebeweg von etwa 100 bis 200 mm innerhalb eines Zeitraumes von unter 1 Sekunde zurückzulegen. Weiterhin soll die Verschiebung fast geräuschlos erfolgen, so daß die maximale Lautstärke stets unter höchstens 28 Phon bleibt; und zwar ist dies eine Lautstärke, bei der im Abstand

Verstelleinrichtung für optische Apparate,
insbesondere für Objektive mit veränderlicher
Brennweite

Anmelder:

Jos. Schneider & Co., Optische Werke,
6550 Bad Kreuznach

Als Erfinder benannt:

Paul Himmelsbach, 6550 Bad Kreuznach

von 1 Meter vom Gegenstand mit normalem Gehörorgan keinerlei Geräusch mehr wahrgenommen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mechanische und/oder optische Verschiebeglieder mit einem druckmittelbetriebenen Stellglied mechanisch gekuppelt sind, wobei das Stellglied an seinem Signaleingang von einem Steuerventil steuerbar und an seinem mechanischen Ausgang mit einem Rückführsignalgeber verbunden ist, die ihrerseits beide an ein an sich bekanntes Steuerpult angeschlossen sind, durch das dem Steuerventil in an sich bekannter Weise die erforderlichen Steuerimpulse zuführbar sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit mindestens einem weiteren axial verschiebbaren optischen Glied, das von der Steuerung des ersten verstellbaren Teils abhängig ist, besteht außerdem darin, daß zur Steuerung des zweiten Verstellgliedes eine biegbare, nicht dehnbare Transmission, die ein auf einer Trommel geführtes Band sein kann, vorgesehen ist, durch die eine der Bewegung angepaßte Kurvenscheibe antreibbar ist, die ihrerseits zum Antrieb eines am Verstellglied angeordneten Führungsstifts dient.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

ist ein beweglicher Teil eines druckmittelbetriebenen Arbeitsgliedes mit dem einen Verstellglied verbunden, wobei das Arbeitsglied an seinem einen Ende mit einem Steuerventil und an seinem anderen Ende mit einem Rückführsignalgeber durch Druckmittelleitungen verbunden, die ihrerseits beide an ein an sich be-

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kanntes Steuerpult angeschlossen sind, durch das dem Steuerventil in an sich bekannter Weise die erforderlichen Steuerimpulse zuführbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, die Durchlaufzeiten relativ schwerer optischer Verstellglieder eines Objektivs mit veränderlicher Brennweite, die in Studio-Fernsehkameras Verwendung finden, bis zu 0,1 Sekunden herabzusetzen und einen geräuschfreien Lauf zu gewährleisten.

Bei Verwendung der bekannten Elektromotoren zum Antrieb der Verstellfunktionen ergeben sich, wenn für das Plumbikon-Fernsehen Durchlaufzeiten bis zu 0,1 Sekunden erreicht werden sollen, Leistungen bis zu Größenordnungen von 50 W. Elektromotoren mit solchen Ausgangsleistungen sind durch das Gewicht und die Ausmaße für die Anwendung an derartigen Objektiven nicht brauchbar. Hinzu kommen noch die Nachteile, daß bei diesen Geräten der geforderte geräuschfreie Lauf nicht annähernd erreicht werden kann, und der Motor eine gewisse Anlaufzeit benötigt, wohingegen das druckmittelbetriebene Arbeitsglied bei linearer Arbeitsweise ohne Verzögerungszeit sofort wirksam wird. Besonders gewünschte Verlaufsfunktionen können ihm zusätzlich ohne weiteres aufgeprägt werden, wie z. B. Verstellung der Blende und Verschieben eines optischen Gliedes zur Entfernungseinstellung.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht bei teilweisem Schnitt eines Objektivs mit einer Verstelleinrichtung,

F i g. 2 eine Seitenansicht zweier axial verschiebbarer optischer Glieder,

F i g. 3 einen Schnitt in der Ebene eines ersten Ver-Schiebegliedes,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Kurvenscheibe, nach der ein zweites, axial verschiebbares optisches Glied verschoben wird.

Ein viergliedriges Objektiv mit veränderlicher Brennweite besteht aus zwei feststehenden optischen Gliedern 1 und 2, die zwei axial verschiebbare optische Glieder 3 und 4, die bei ihrer Verschiebung auf einer Führungssäule 5 gleiten, umgeben, von denen das erste Verschiebeglied 3 mit einem in einem Arbeitsglied 6 befindlichen Kolben 7 unmittelbar in Verbindung steht, wobei vorzugsweise das Arbeitsglied 6 in der Nähe der Führungssäule 5 für die Versehiebeglieder 3 und 4 angeordnet ist. Die Steuerung des Kolbens 7 erfolgt in der Weise, daß in einem Steuerpult 9 eine gewünschte Information erzeugt bzw. programmiert wird; diese gelangt in ein Ventil 8, vorzugsweise ein Servo- oder Schaltventil, das die Information in eine entsprechende für das Arbeitsglied 6 verarbeitbare Leistungsform umwandelt. Das Übertragung«- medium kann gasförmig oder flüssig sein. Bei dem Arbeitsglied 6 wird die Eingangsenergie der geforderten Leistung in eine Bewegung umgeformt, wobei diese Bewegung mechanisch unmittelbar auf das axial verschiebbare optische Glied 3 übertragen wird. Die jeweiligen Bewegungszustände werden stellungs- und/ oder geschwindigkeitsempfindlich im Rückführsignalgeber 10, der ein Tachogenerator oder ein Potentiometer sein kann, in Informationen umgewandelt, die dem Steuerpult 9 zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden.

In F i g. 2 ist die Kopplung zwischen den beiden axial verschiebbaren optischen Gliedern 3 und 4 dargestellt. Eine biegbare, aber nicht dehnbare Transmission 11, vorzugsweise ein Stahlband, ist auf der einen Seite an dem mit der hydraulischen Steuerung in Verbindung stehenden ersten Verschiebeglied 3 angebracht und wickelt sich auf der anderen Seite je nach der Bewegung des ersten Verschiebegliedes 3 auf einer Trommel 12 auf bzw. ab, die mit einer Rückholfeder versehen ist. Mit der Trommel 12 ist eine Kurvenscheibe 13 fest verbunden, die von einem an dem zweiten Verschiebeglied 4 befestigten Führungsstift 14 bei Drehung der Trommel 12 abgegriffen wird, wobei das zweite Verschiebeglied 4 eine der Verschiebung des ersten Verschiebegliedes 3 angepaßte Bewegung ausführt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Kurvenscheibe mit der Trommel 12 und dem am Kurvenscheibenrand befindlichen Führungsstift 14, der mit der Kurvenscheibe 13 kraftschlüssig durch eine Feder od. dgL verbunden ist.

Die Erfindung ist nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, z. B. könnte der Kolben 7 im Arbeitsglied 6 durch einen Ölmotor mit einer Schnecke ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verstelleinrichtung für optische Apparate, insbesondere Objektive mit veränderlicher Brennweite, mit hydraulischer und/oder pneumatischer Kraft-und Bewegungsübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische und/oder optische Verschiebeglieder (3) mit einem druckmittelbetriebenen Stellglied (6) mechanisch gekuppelt sind, wobei das Stellglied (6) an seinem Signaleingang von einem Steuerventil (8) steuerbar und an seinem mechanischen Ausgang mit einem Rückführsignalgeber (10) verbunden ist, die ihrerseits beide (8 und 10) an ein an sich bekanntes Steuerpult (9) angeschlossen sind, durch das dem Steuerventil (8) in an sich bekannter Weise die erforderlichen Steuerimpulse zuführbar sind.

2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 mit mindestens einem weiteren axial verschiebbaren optischen Glied (4), das von der Steuerung des ersten verstellbaren Teils (3) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des zweiten Verschiebegliedes (4) eine biegbare, nicht dehnbare Transmission (11) vorgesehen ist, durch die eine der Bewegung angepaßte Kurvenscheibe (13) antreibbar ist, die ihrerseits zum Antrieh eines am Verstellglied (4) angeordneten Führungsstifts (14) dient.

3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmission als ein über eine auf der Kurvenscheibe (13) angeordnete Trommel (12) geführtes Band (11) ausgebildet ist.

4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) an der Trommel (12) befestigt und diese mit einer Rückholfeder versehen ist.

5. Verstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein beweglicher Teil eines druclanittelbetriebenen Arbeitsgliedes (6) mit dem Verschiebeglied (3) verbunden ist, wobei das Arbeitsglied (6) an seinem einen Ende mit einem Steuerventil (S) und an seinem

anderen Ende mit einem Rückführsignalgeber (10) durch Druckmittelleitungen verbunden ist, die ihrerseits beide (8 und 10) an ein an sich bekanntes Steuerpult (9) angeschlossen sind, durch das dem Steuerventil (8) in an sich bekannter Weise die erforderlichen Steuerimpulse zuführbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 510 443.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen