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Vorrichtung mit verschiebbaren optischen Gliedern für Objektive mit
veränderbarer Brennweite Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen
eines oder mehrerer optischer Glieder eines Objektivs mit veränderbarer Brennweite,
z. B. für photographische, kinematographische und Fernsehzwecke.
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Bei den bekannten Objektiven dieser Art - Vario-Objektiven - werden
zum Zweck der Brennweitenänderung eine oder mehrere Linsen bzw. Linsengruppen in
Richtung der optischen Achse gleichzeitig, aber mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
gegenüber den ortsfest angeordneten Linsen bzw. Linsengruppen verschoben, wobei
vorzugsweise die Verstellung des ersten verschiebbaren optischen Gliedes zur Änderung
der Brennweite des Gesamtobjektivs und die des zweiten verschiebbaren optischen
Gliedes zur Konstanthaltung der Schnittweite - Abstand vom letzten Linsenscheitel
des Gesamtobjektivs bis zur Bildebene - dient und in Abhängigkeit zur Verstellung
des ersten verschiebbaren optischen Gliedes erfolgt.
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Es ist eine Vorrichtung zum Verstellen optischer Glieder bekannt,
die eine senkrecht oder angenähert senkrecht zur optischen Achse am Fassungskörper
drehbar gelagerte Scheibe oder Platte mit zwei oder mehr Steuerkurven zur errechneten
Bewegung mehrerer optischer Glieder in der einen oder anderen Achsrichtung aufweist,
wobei die Kurvenscheibe innerhalb eines Drehknopfes vorgesehen und ihre Drehachse
getrennt von der Achse eben dieses Drehknopfes angeordnet ist (deutsche Patentschrift
1119 651).
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Außer der Verwendung von Steuerkurven in beweglichen Kurvenkörpern
(deutsche Patentschrift 1101793, USA: Patentschriften 3 090282, 3118 359,
3 163 701, 3 181447) sind als weitere Antriebsmittel Steuerwellen mit Zahnradgetriebe
(deutsche Patentschrift 1195 595, USA.-Patentschrift 3158 076), Nocken um Schwenklager
(deutsche Patentschrift 1.127 703), Kreiselgetriebe mit einer Schwungmasse (deutsche
Patentschrift 1127 620) und Schnecken-und Zahnstangengetriebe bekannt.
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Diese Antriebsmittel sind zum Teil sehr schwierig herzustellen, da
ihre Fertigung eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich macht und aus diesem Grund
erhebliche Herstellungkosten anfallen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsmechanismus
für Objektive mit veränderbarer Brennweite zu entwickeln, bei dem die Verstellung
eines oder mehrerer optischer Glieder bei geringem Kostenaufwand eine einwandfreie
Führung der verschiebbaren Teile und eine exakte Einstellung über den gesamten Brennweitenbereich
gewährleisten soll. Weiterhin soll die Verwendung von beweglichen Steuerkurven,
denen der Nachteil der nicht restlosen Spielfreiheit anhaftet, vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei optische
Glieder derart in Verstellgliedern angeordnet sind, daß sie sowohl gemeinsam als
auch einzeln relativ zueinander bewegbar sind. Eine bevorzugte Form der Erfindung
sieht vor, daß die Verschiebeglieder durch eine Feder miteinander verbunden sind,
wobei durch ein Spreizglied eine Abstandsänderung zwischen den beiden optischen
Gliedern mit der Verschiebebewegung der Verstellglieder kombiniert ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stützt sich ein Hebelarm eines
Hebels auf einer ortsfest angeordneten Kurve ab, wobei das eine optische Glied mittels
eines am Verstellglied auf einem Bolzen drehbar gelagerten Hebels eine zusätzliche
Bewegung während des gemeinsamen Laufweges ausführt und ein mit einer Nase versehener
anderer Hebelarm die von dem einen Hebelarm auf der Kurve abgegriffene Bewegung
direkt - vorzugsweise im Verhältnis 1: 1 - auf das andere optische Glied überträgt.
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Die Fassungen der verschiebbaren optischen Glieder sind in an sich
bekannter Weise in mindestens zwei parallel zur optischen Achse verlaufenden Führungssäulen
gelagert, wodurch ein einwandfreies Gleiten erreicht und eine Verkippung bzw. Verklemmung
der verschiebbaren Fassungen vermieden wird.
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Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß zur Verstellung
der verschiebbaren optischen Glieder keine beweglichen Kurvenelemente erforderlich
sind und die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr platzsparend und einfach in der Herstellung
und Handhabung ist und daß die Betätigung für Brennweitenverstellung
direkt
an einem entsprechenden optischen Glied vorgenommen werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Objektiv mit veränderbarer Brennweite,
F i g. 2 eine Draufsicht auf den zu verstellenden mechanischen Teil, F i g. 3 eine
Seitenansicht auf den zu verstellenden mechanischen Teil.
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In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Objektivs mit veränderbarer
Brennweite mit den optischen Gliedern 1, 2, 2a, 3 und 4 schematisch dargestellt.
Die optischen Glieder 1, 3 und 4 sind fest angeordnet, wogegen die optischen Glieder
2 und 2a nach errechneten Bewegungsgesetzen verschoben werden können. Die verschiebbaren
optischen Glieder 2 und 2a bilden optisch eine Wirkungsgruppe, da sie einen fast
gemeinsamen Laufweg während der Brennweitenveränderung aufweisen, wobei das optische
Glied 2a zusätzlich Ausgleichbewegungen ausführt, die gegebenenfalls auch rückläufig
sein können. Diese zusätzliche Bewegung ist im wesentlichen durch die Forderung
nach einem konstanten Bildort bestimmt. Die in der F i g. 1 gestrichelt gezeichneten
optischen Glieder 2, 2a zeigen die Stellung dieser Glieder bei der anderen Extremstellung
(Telestellung).
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In F i g. 2 und 3 sind zwei mechanische Verstellglieder 5 und 6 dargestellt,
die als Fassungen für die Linsen der optischen Glieder 2 und 2a dienen und durch
eine Zugfeder 7 miteinander verbunden sind. Die mechanischen Verstellglieder 5 und
6 sind in drei parallel zur optischen Achse angeordneten gehäusefesten Führungssäulen
8, 9 und 10 gelagert und werden durch diese in axialer Ausrichtung
gehalten. Ein Winkelhebel 11 ist auf einem Bolzen 12 drehbar gelagert, der fest
auf dem mechanischen Verstellglied 6 angebracht ist und der auch gleichzeitig zur
Aufnahme eines Betätigungsstiftes oder -knopfes od. dgl. ausgebildet sein kann.
Der eine Hebelarm 13 des Winkelhebels 11 stützt sich bei der axialen Verschiebung
der optischen Gliedes 2 und 2a auf einem ortsfest angebrachten, als Kulisse dienenden
rotationssymmetrischen Stift 15 ab, der den vorberechneten zusätzlichen Verschiebeweg
des zweiten verschiebbaren optischen Gliedes 2a in Kurvenform aufweist. Der andere
Hebelarm 14 liegt direkt oder mit einer an ihm angebrachten Nase 16 an dem mechanischen
Verstellglied 5 an und überträgt auf diesen die Bewegung, die der Hebelarm 13 beim
Abgreifen des mit einer Kurve versehenen ortsfest angeordneten Stiftes 15 ausführt.
Somit werden von den beiden verschiebbaren optischen Gliedern 2 und 2a, deren Fassungen
durch eine Zugfeder 7 gegeneinander verspannt sind, bei der Verschiebung von der
Weitwinkelstellung, bei der sich die beiden verschiebbaren optischen Glieder 2 und
2a relativ dicht bei dem feststehenden Frontglied 1 befinden, bis zur Telestellung,
bei der sich die beiden verschiebbaren optischen Glieder 2 und 2a relativ dicht
bei dem feststehenden Glied 3 befinden, gemeinsam verschoben, wobei das verschiebbare
optische Glied 2a während dieses gemeinsamen Laufweges zusätzliche Bewegungen zum
Schnittweitenausgleich ausführt.
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Die beschriebenen und dargestellten Konstruktionselemente können auch
gewisse Abänderungen erfahren, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
So können z. B. an Stelle des rotationssymmetrischen Stifts gestanzte Kurven verwendet
werden und der Winkelhebel z. B. als Scheibe mit zwei entsprechenden Angriffspunkten
ausgebildet sein. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß das erste verschiebbare
optische Glied .die zusätzliche Bewegung ausführt. Diese Bewegung kann auch zur
Scharfeinstellung des aufzunehmenden Objektes ausgenutzt werden.