DE1278816B - Steuervorrichtung fuer ein Objektiv mit veraenderlicher Brennweite - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WfflTW^ PATENTAMT Int. Cl.:

G03b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 57 a-1/05

Nummer: 1 278 816

Aktenzeichen: P 12 78 816.8-51 (R 36990)

Anmeldetag: 17. Januar 1964

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Objektiv mit Objektivgliedern, die mit Hilfe eines Vario-Steuergliedes zwecks kontinuierlicher Änderung der äquivalenten Brennweite des Objektivs in einem vorbestimmten Brennweitenbereich unter Konstanthaltung der Bildebene bewegbar sind, bei dem ein Teil des Objektivs mit Hilfe eines Fokussierungs-Steuerglieds auf unterschiedliche Gegenstandsentfernungen einstellbar ist und bei dem die Bewegung dieses Objektivteils den der Brennweiteneinstellung dienenden Relativbewegungen der Objektivglieder derart überlagerbar ist, daß die Bewegungen für die Brennweiteneinstellung dadurch unbeeinflußt bleiben.

Vario-Objektive, bei denen die Fokussierung und die Brennweiteneinstellung ohne gegenseitige Beeinflussung vorgenommen werden können, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei einem derartigen Objektiv sitzen auf einer mit dem Vario-Steuerglied verbundenen Welle eine Kurbel zur Verstellung des Mittelgliedes des Objektivs und eine Nockenscheibe, die mit einem Nockenstößel im mittleren Teil eines der Verstellung des Vorderglieds des Objektivs dienenden Hebels zusammenwirkt. Der Hebel ist um einen Drehpunkt an seinem vom Vorderglied abliegenden Ende schwenkbar. Der Nockenstößel ist parallel zur optischen Achse geführt. Zwecks Fokussierung kann der Hebeldrehpunkt parallel zur optischen Achse verschoben werden. Dadurch wird der Hebel um den Nockenstößel geschwenkt, während das Übersetzungsverhältnis des Hebels konstant bleibt. Bei einem anderen bekannten Vario-Objektiv sind Brennweite und Entfernung ohne gegenseitige Beeinflussung mit Hilfe eines mit dem Mittelglied des Objektivs fest verbundenen Kurvenkörpers einstellbar, an dem der eine Arm eines zweiarmigen Hebels anliegt, dessen anderer Arm mit einer Umlenkspiegeloder -prismengruppe gekoppelt ist. Zur Brennweitenverstellung wird der Kurvenkörper in Richtung der optischen Achse verschoben, er nimmt dabei unmittelbar das Mittelglied sowie über den Hebel die Umlenkspiegel oder -prismen und gegebenenfalls zwischen diesen liegende Linsen mit. Zwecks Fokussierung wird der Kurvenkörper um die optische Achse gedreht, wodurch nur die Umlenkspiegel- oder -prismengruppe in Richtung der optischen Achse verschoben wird. Es ist weiter bekannt, einen Kurvenkörper auf der Schwenkwelle eines Hebels anzubringen, mittels dessen das Mittelglied eines Varioobjektivs zwecks Brennweiteneinstellung gegenüber dem Vorder- und Hinterglied verschiebbar ist. An dem Kurvenkörper liegt ein mit dem Kameragehäuse starr verbundener Stößel an, wodurch bei einem

Steuervorrichtung für ein Objektiv mit
veränderlicher Brennweite

Anmelder:

Rank Precision Industries Limited,
trading as the Rank Organisation
Rank Taylor Hobson Division,
Leicester (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:
John Denzil Barr, Oadby, Leicester;
Dexter Robert Plummer,
Leicester (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. Januar 1963 (2281)

Schwenken des Hebels der Kurvenkörper und gemeinsam mit diesem der gesamte Objektivrahmen mit Bezug auf das Kameragehäuse verschoben werden, um eine eingestellte Fokussierung aufrechtzuerhalten. Dabei kann die Fokussierung auf verschiedene Gegen-Standsentfernungen unabhängig von der Brennweiteneinstellung durch einen weiteren Hebel erfolgen, mittels dessen sich der Kurvenkörper in Richtung seiner Längsachse verschieben läßt. Auch ist es bekannt, zur Brennweiteneinstellung das Mittel- und Hinterglied eines Vario-Objektivs und zur davon unbeeinflußten Fokussierung zusätzlich das Hinterglied über einen kardanisch aufgehängten Kurvenkörper zu verstellen, der mittels eines mit ihm starr verbundenen Steuerknüppels um zwei zueinander senkrechte Achsen geschwenkt werden kann.

Unabhängig davon, ob das zwecks Fokussierung bewegbare Objektivglied während der die Fokussierung nicht beeinflussenden Brennweiteneinstellung stillsteht oder an den für die Brennweitenverstellung erforderlichen Bewegungen teilnimmt, ändert sich bei den bekannten Anordnungen die Empfindlichkeit der Scharfeinstellung vom einen zum anderen Ende des

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Brennweitebereichs erheblich. Das ist darauf zurück- tragung von der Fokussierungs-Steuerung auf das von zuführen, daß die Tiefenschärfe an dem einer kleinen dieser gesteuerte Objektivteil elektrisch und ist die Brennweite entsprechenden Ende des Brennweiten- auf die Stellung des Fokussierungs-Steuergliedes anbereichs sehr viel größer (oft um den Faktor 100 oder sprechende Einrichtung als ein Potentiometer ausmehr) als an dem einer großen Brennweite ent- 5 gebildet, das eine seiner Einstellung im wesentlichen sprechenden Ende des Brennweitenbereichs ist. Da proportionale Ausgangsspannung abgibt und dessen bei einer Kamera mit verstellbarer Brennweite die bewegbarer Abgriff in Richtung auf eine Null-Ruhe-Scharf stellung in aller Regel in der Weise vorgenom- stellung vorgespannt ist, bei der die Ausgangsmen wird, daß der Kameramann einen Kontroll- spannung Null ist. Da bei dieser Ausführungsform schirm beobachtet und das Fokussierungs-Steuerglied io die Stellung des Fokussierungs-Steuergliedes die Gebetätigt, wenn das Schirmbild unscharf wird, bis die schwindigkeit des angetriebenen Objektivteils begewünschte Schärfe des Schirmbilds wiederhergestellt stimmt, hängt auch die tatsächliche Einstellbewegung ist, bedeutet dies, daß am oberen Ende des Brenn- des Objektivteils von der Zeitspanne ab, während der weitenbereichs eine verhältnismäßig große Bewegung das Steuerglied in der Betriebslage gehalten wird,
des Fokussierungs-Steuergliedes erforderlich ist, um 15 Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der ein nur geringfügig unscharf gewordenes Bild zu kor- Erfindung erfolgt die Übertragung von dem Fokusrigieren, während am unteren Ende des Brennweiten- sierungs-Steuerglied auf das hiervon gesteuerte Obbereichs eine sehr geringfügige Bewegung des Fokus- jektivteil über eine Einrichtung, die auf die Geschwinsierungs-Steuergliedes ausreicht, wenn eine ähnliche digkeit der Bewegung des Fokussierungs-Steuergeringfügige Abweichung von der einwandfreien Fo- ao glieds anspricht und zusammen mit dem Variokussierung korrigiert werden soll. Daraus ergeben Steuerglied die Geschwindigkeit des angetriebenen sich für den Kameramann erhebliche Schwierigkeiten Objektivteils steuert. Die Übertragung von der Fokus- und Unannehmlichkeiten bei der Vornahme einer sierungs-Steuerung auf das hiervon gesteuerte Obexakten Scharfeinstellung. jektivteil kann zweckmäßig elektrisch sein, und die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese 25 auf die Geschwindigkeit des Fokussierungs-Steuer-Schwierigkeiten zu vermeiden. gliedes ansprechende Einrichtung kann als Tacho-Ausgehend von einer Steuervorrichtung der ein- generator ausgebildet sein, der eine seiner Drehzahl gangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungs- näherungsweise proportionale Ausgangsspannung abgemäß dadurch gelöst, daß die sich ändernde Emp- gibt.

findlichkeit der Fokussierungs-Steuerung im Brenn- 30 Bei beiden Ausführungsformen wird die Geschwinweiteneinstellbereich ohne gegenseitige Beeinflussung digkeit des angetriebenen Objektivteils vorzugsweise der Bewegungen der Objektivglieder bzw. -teile für durch eine Einrichtung bestimmt, die auf die Aus-Brennweiteneinstellung und Fokussierung mindestens gangsspannung des von dem Vario-Steuerglied geteilweise durch eine Stelleinrichtung kompensiert ist, steuerten Tachogenerators öder Potentiometers andie bei Bewegung des Vario-Steuergliedes das effek- 35 spricht. Zweckmäßig kann eine solche Einrichtung tive Übersetzungsverhältnis in der Übertragung zwi- als Servoeinrichtung ausgebildet sein, die einen den sehen dem Fokussierungs-Steuerglied und dem von angetriebenen Objektivteil antreibenden Elektromotor diesem gesteuerten bewegbaren Objektivteil ändert. mit umkehrbarer Drehrichtung und einen zweiten Um die Scharfeinstellung innerhalb des Brenn- Tachogenerator aufweist, der durch den Motor anweiteneinstellbereichs mit hinreichender Empfindlich- 40 getrieben wird und dessen Ausgangsspannung zukeit vornehmen zu können, ist vorzugsweise dafür ge- sammen mit der Ausgangsspannung des ersten Tachosorgt, daß die Größe der Bewegung des zwecks Fokus- generators oder des Potentiometers die Motordrehsierung bewegbaren Objektivteils, die sich aus einer zahl steuert. Statt dessen kann die die Geschwindigbeliebigen Betätigung des Fokussierungs-Steuergliedes keit des angetriebenen Objektivteils bestimmende ergibt, durch die Stelleinrichtung entsprechend der 45 Einrichtung einen Elektromotor mit umkehrbarer von dem Vario-Steuerglied vorgegebenen Stellung Drehrichtung aufweisen, der den angetriebenen Obinnerhalb des Brennweiteneinsteilbereichs bestimmt jektivteil antreibt, und können eine oder mehrere ist und vom kleinsten Wert bei größter Brennweite Steuereingangsspannungen, die verstärkt und zur zum größten Wert bei kleinster Brennweite progressiv Drehzahlsteuerung an den Motor angelegt werden, zunimmt. Eine solche Ausbildung erlaubt es, die 50 von der Ausgangsspannung des Tachogenerators oder scheinbare Empfindlichkeit der Scharfeinstellung über Potentiometers und einer Spannung abgeleitet sein, den ganzen Verstellbereich der äquivalenten Brenn- die aus einem mit der Motorwicklung oder einer der weite im wesentlichen konstant zu halten, was jedoch Motorwicklungen verbundenen Rückkopplungsschalnur selten erforderlich ist. Im allgemeinen reicht es tung stammt.

"aus, die Empfindlichkeit über denBrennweiteneinstell- 55 Bei Verwendung der genannten Servoeinrichtung bereich hinweg innerhalb eines verhältnismäßig breiten ist vorzugsweise ein Verstärker vorgesehen, der eine Toleranzfeldes zu halten. Dabei kann das Über- oder mehrere Steuereingangsspannungen, die von den Setzungsverhältnis in der Übertragung zwischen dem beiden Ausgangsspannungen der beiden Tachogenera-Fokussierungs-Steuerglied und dem von diesem ge- toren oder des Potentiometers und des zweiten Tachosteuerten Objektivteil sowohl stetig als auch in 60 generators über eine Schaltung mit einem von dem' Schritten geändert werden. Der Ausdruck »progressiv« Vario-Steuerglied betätigten Potentiometer abgeleitet soll daher beide Möglichkeiten umfassen. werden, verstärkt, wonach die verstärkten Spannungen In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine dem Motor zur Regelung seiner Drehzahl zugeführt Einrichtung vorgesehen sein, die in Verbindung mit werden. Dabei wird vorteilhafterweise eine einzige der Stelleinrichtung die Geschwindigkeit des zwecks 65 Steuereingangsspannung für den Motor von einer ver-Fokussierung bewegbaren Objektivteils in Abhängig- stärkten Spannung gebildet, die aus der Differenz keit von der Stellung des Fokussierungs-Steuergliedes zweier Spannungen abgeleitet ist, von denen die eine bestimmt. Dabei erfolgt vorzugsweise die Über- durch eine der "beiden Ausgangsspannungen gebildet

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wird, die von den beiden Tachogeneratoren oder dem Drehrichtung und Drehzahl des Handrades ist, wird Potentiometer und dem zweiten Tachogenerator her- einer elektrischen Servoeinrichtung zugeführt, die in kommen, während die andere der beiden Spannungen einem an der Seite des Objektivgehäuses F am vorüber das von dem Vario-Steuerglied betätigte Potentio- deren Ende der Kamera befindlichen Gehäuse E entmeter von der anderen Ausgangsspannung abge- 5 halten ist. In Fig. 1 sind die Abmessungen der Geleitet ist. häuse C und E zum Zweck größerer Klarheit stark

Da bei den oben beschriebenen Ausführungs- übertrieben dargestellt, da diese Gehäuse und die formen geschwindigkeitssteuernde und keine lage- darin enthaltenen Teile in der Praxis ziemlich klein steuernden Einrichtungen benutzt werden, kann das sein können. Die Servoeinrichtung weist einen umÜbersetzungsverhältnis in der Übertragung zwischen io steuerbaren Elektromotor G und einen zweiten dem Fokussier-Steuerglied und dem hiervon ge- Tachogenerator G¹ auf, dessen Eingangswelle G² mit steuerten Objektivteil durch Bewegung des Vario- der Ausgangswelle G³ des Motors starr verbunden ist, Steuergliedes in einfacher Weise geändert werden, wobei die Leistung des Motors über ein Unterohne daß hierbei die Scharfeinstellung beeinflußt wird, Setzungsgetriebe H dieser Welle entnommen wird und wenn das Fokussier-Steuerglied nicht bewegt wird. 15 das Objektivteil antreibt, das zur Fokussierung be-Unabhängig davon, ob solche geschwindigkeits- wegbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuernden Einrichtungen verwendet werden oder wird dieses bewegbare Objektivteil durch ein Teil F² nicht, kann jedoch die Stelleinrichtung auch aus des Vordergliedes der vorderen Objektiveinheit allein einem mittels des Vario-Steuergliedes gesteuerten gebildet. Es ist innerhalb des vergrößerten Vorder-Regelgetriebe bestehen. 20 teils F¹ des Objektivgehäuses F untergebracht und

Die Erfindung ist im folgenden in Verbindung mit durch einen einfachen, ein verhältnismäßig geringes den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen Drehmoment erfordernden Schneckentrieb bewegbar, näher erläutert, bei denen angenommen ist, daß das Dadurch kann ein Antrieb von verhältnismäßig ge-Objektiv ein Teil einer Kamera, z. B. einer Fernseh- ringer Stärke verwendet werden, so daß ein Elektrokamera, ist und am vorderen Teil dieser Kamera sitzt, 25 motor geringer Größe und ein ruhig laufendes Gewährend die Objektivsteuerglieder und ein Kontroll- triebe benutzt werden können,
schirm am hinteren Ende der Kamera angeordnet Die Servoeinrichtung weist ferner einen mehrsind. Es zeigt stufigen Verstärker 7 mit großer Verstärkung auf

Fig. 1 schematisch die Fernsehkamera mit einer (s. Fig. 2), dem nicht nur die Ausgangsspannung des

daran angebrachten elektrischen Steuervorrichtung, 30 ersten, durch das Handrad angetriebenen Tacho-

F i g. 2 bis 4 im einzelnen drei verschiedene bevor- generators B zugeführt wird, sondern auch eine von

zugte Ausführungsformen der Steuervorrichtung nach der Ausgangsspannung des zweiten, durch den

Fig. 1, die mit Gleichstrom arbeiten und jeweils eine Motor G angetriebenen Tachogenerators G¹ abgelei-

auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Fokussierungs- tete Spannung.

Steuergliedes ansprechende Servoeinrichtung auf- 35 Wie ebenfalls in F i g. 1 gezeigt ist, wird das Ausweisen, gangssignal des zweiten Tachogenerators G¹ zu dem

F i g. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Verstärker 7 in Gegenrichtung zu der von dem ersten

Steuervorrichtung nach F i g. 2, die mit Wechselstrom Tachogenerator B erzeugten Eingangsspannung über

arbeitet, ein Potentiometer K zurückgeführt, das durch das

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Steuer- 40 nicht gezeichnete Vario-Steuerglied entweder über

vorrichtung, bei der die Servoeinrichtung durch eine eine unmittelbare mechanische Kupplung oder eine

gleichwirkende Rückkopplungseinrichtung ersetzt ist, über die Vario-Steuereinrichtung führende Kupplung

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der gesteuert wird. Somit wird die zweite Eingangs-Fernsehkamera nach F i g. 1, spannung für den Verstärker 7 durch die Ausgangs-

F i g. 8 bis 10 Einzelheiten dreier weiterer Aus- .45 spannung des zweiten Generators G¹, abgeschwächt

führungsformen der Steuervorrichtung, entsprechend durch das Potentiometer K, gebildet, wobei der Grad

der Ausbildung nach F i g. 6, die jeweils eine auf die der Schwächung von der Stellung des Vario-Steuer-

Lage des Fokussierungs-Steuergliedes ansprechende gliedes und damit von der äquivalenten Brennweite

Servoeinrichtung aufweisen, des Objektivs abhängt. In F i g. 1 ist das Getriebe, das

Fig. 11 eine rein mechanische Ausführangsform 50 die zur Brennweitenveränderung bewegbaren Objek-

der Steuervorrichtung und tivteile F⁵ antreibt, mit L bezeichnet, wobei zwischen

Fig. 12 eine weitere, teilweise hydraulisch be- diesem Getriebe!/ und dem PotentiometerK eine

triebene Ausführungsform der Steuervorrichtung. Getriebekupplung L¹ vorgesehen ist. Das Getriebe L

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist als kann von dem Vario-Steuerglied auf verschiedene

Fokussierungs-Steuerglied ein Handrad^ vorgesehen, 55 Arten angetrieben werden, zweckmäßig dient hierzu

das über ein Getriebe^¹ mit der EingangswelleS¹ jedoch eine Servoeinrichtung, auf die später in Zu-

eines Tachogenerators B verbunden ist und diesen sammenhang mit den F i g. 8 bis 10 eingegangen wird.

Tachogenerator mit einer beträchtlich höheren Ge- Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Servo-

schwindigkeit als die Geschwindigkeit des Handrades einrichtung kann am besten verstanden werden, wenn

antreibt. Der Tachogenerator B und das damit ver- 60 man die Fokussierung bzw. Scharfeinstellung zu-

bundene Getriebe können vorzugsweise in einem nächst für den Fall betrachtet, daß die Vario-

kleinen Gehäuse C an der Seite der Kamera D an Steuerung L, L¹ festgehalten wird, wobei die durch

ihrem hinteren Ende angeordnet werden. Das Ge- das Potentiometer K hervorgerufene Schwächung

triebe^¹ kann natürlich auch in anderer Weise als konstant bleibt, so daß das Eingangssignal am Ver-

der hier gezeigten angeordnet und gewünschtenfalls 65 stärker/, das von dem zweiten Tachogenerator G¹

durch einen Reibungsantrieb ersetzt werden. stammt, nur von der Drehzahl des Motors G und so-

Das Ausgangssignal des Tachogenerators B, das in mit von der Geschwindigkeit des bewegbaren Ob-

bezug auf Vorzeichen und Größe proportional zu der jektivteils F² abhängt. Die beschriebene Ausführung

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bildet in diesem Fall eine Servoeinrichtung zur Rege- welche die Verwendung des oben beschriebenen lung der Geschwindigkeit, bei der die Geschwindig- Potentiometers K zur Einstellung der Empfindlichkeit des angetriebenen Gliedes F² proportional zu keit ermöglicht. Mit einer die Lageneinstellung der Drehzahl des Handrades A ist und die Verände- steuernden Servoeinrichtung ist es nicht möglich, die rung in der Einstellung des bewegbaren Objektivteils 5 Empfindlichkeitseinstellung mit Hufe eines solchen der Veränderung in der Einstellung des Handrades Potentiometers durchzuführen, ohne daß eine unproportional entspricht. Im Gegensatz zu einer lage- erwünschte Verstellung des bewegbaren Objektivsteuernden Servoeinrichtung tritt jedoch beim An- teilst² hervorgerufen wird. Bei der beschriebenen sprechen des bewegbaren Objektivteils F² auf das Ausführungsform beeinflußt die Bewegung des Anhalten des Handrades A im wesentlichen keine io Vario-Steuerglieds die Scharfeinstellung nicht, weil zeitliche Nacheilung auf, sondern hält das beweg- diese nur durch die Bewegung des zur Scharfeinstelbare Objektivteil im wesentlichen gleichzeitig mit lung vorgesehenen Handrades A bewirkt wird,
dem Stillstand des Handrades an. Diese bei jeder Das oben beschriebene Potentiometer K kann

beliebigen Einstellung des Potentiometers K auftre- wahlweise dazu verwendet werden, den Anteil der tende Eigenschaft ist von Vorteil, wenn der Kamera- 15 Eingangsspannung des ersten Tachogenerators B zu mann mit Hilfe eines Bildmonitors arbeitet. Anderer- . verändern, der dem Verstärker / zugeführt wird, wie seits ist ersichtlich, daß selbst bei konstanter Ein- in Fig. 3 veranschaulicht ist, wobei dann das Stellung des Potentiometers das Verhältnis der Ein- Potentiometer eine maximale Schwächung bei der Stellungen zwischen dem bewegbaren Objektivteil F² maximalen äquivalenten Brennweite bewirkt, als und dem Handrad A weniger genau ist als im Fall 20 auch dazu, als Spannungsteiler zu arbeiten, der eine einer lagesteuernden Servoeinrichtung, da jeder Feh- Verringerung der Ausgangsspannung der Tacholer in diesem Verhältnis, z. B. auf Grund einer Sätti- generatoren B und G¹ hervorruft, die umgekehrt progung der Servoeinrichtung, nicht ausgeglichen wird, portional zu diesen Spannungen ist (F i g. 4). Es ist nachdem das Handrad angehalten wird. Somit wird, auch möglich, ein solches Potentiometer als Teil wenn das Handrad A angehalten wird, dem Motor G 25 einer Gegentaktschaltung in den Verstärker einzuvon dem zweiten Tachogenerator G¹ aus sofort eine bauen. Ferner kann das Potentiometer bei Wechselhohe Gegenspannung zugeführt, wodurch der Motor strombetrieb durch eine veränderliche Reaktanz erf ast augenblicklich anhält. setzt werden. F i g. 5 zeigt beispielsweise ein Wechsel-

Das Potentiometer wird über das Getriebe L, L¹ Stromsystem, das im wesentlichen analog zu der von dem Vario-Steuerglied derart angetrieben, daß 30 Anordnung nach F i g. 2 arbeitet. Hierbei liegen die bei maximaler äquivalenter Brennweite die Ausgangs- Steuerwicklungen B², G⁷ und G⁸ der Tachogeneraspannung des zweiten Tachogenerators G¹ eine maxi- toren B bzw. G¹ und des Motors G an einer gemeinmale Wirkung hat, die bei verminderten äquivalenten samen Wechselstromquelle. Die Ausführungsformen Brennweiten fortschreitend abnimmt. Dies hat zur nach den Fig. 3 bis 5 benötigen keine weitere Be-Folge, daß bei einer gegebenen Größe der Drehung 35 Schreibung, und für entsprechende Teile sind in diedes Handrades A nur eine geringe Bewegung des sen Figuren dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 bewegbaren Objektivteils F² bei maximaler äqui- verwendet. In den Fig. 2 bis 5 und in weiteren valenter Brennweite erzeugt wird und daß diese Figuren zeigt die gestrichelte Linie G⁴, daß die AbBewegung fortschreitend zu dem Ende des Ver- triebswelle G³ des Motors G mit der Antriebswelle G² änderungsbereichs der Brennweitenverstellung hin, 40 des Tachogenerators G¹ starr verbunden ist.
das einem Minimum der äquivalenten Brennweite --Bei der abgewandelten, mit Gleichstrom arbeitenentspricht, zunimmt. Bei einem Objektiv mit einem den S^ervorrichtung nach Fig. 6 ist die oben beVerhältnis der maximalen äquivalenten Brennweite schriebene Servoeinrichtung durch eine analoge Einzur minimalen äquivalenten Brennweite von beispiels- richtung ersetzt, die einen Gleichstrommotor G mit weise zehn ist das entsprechende Verhältnis der $5, umkehrbarer Drehrichtung enthält, der in einem Tiefenschärfe zwischen den beiden Enden des Ver- Zweig einer Brückenschaltung liegt, die außerdem Stellbereichs ungefähr hundert; da aber Veränderung Widerstände M und eine Kompensationsinduktanz M¹ gen der Empfindlichkeit der Scharfeinstellung über für den Motor aufweist. Ein Verstärker/¹ hat einen einen ziemlich großen Bereich zulässig sind, ■wird· das positiven und einen negativen Eingang, denen posi-Potentiometer K gewöhnlich so ausgebildet; daß_; es 50 tive und negative Ausgangssignale von dem ersten Tiefenschärfenänderungen nur- teilweise _?ausgleich% Tachogenerator B sowie negative und positive Rückum diese Empfindlichkeit innerhalb-; dieser~<annehinh kopplungssignale von den beiden einander gegenbaren Grenzen zu halten. ; ·:;;;·; :C überliegenden Ecken der Brückenschaltung G, M Das Vorhandensein des -Potentiometers K- im und M¹ zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Rückkopplungskreis der Servoeinrichtung bedeutet, 55 Verstärkers 7¹ gelangt zu der dritten Ecke der daß zwischen der Stellung des bewegbaren Objektiv- Brückenschaltung, während die vierte Ecke der teils F² und der Stellung des Handrades A kein vor- Brücke geerdet ist. Bei dieser Anordnung entspricht her festlegbares Verhältnis besteht, da die Verstell- die dem Verstärker 7¹ zugeführte Rückkopplungsbewegung des Handrades zum Zwecke der Scharf- spannung der elektromotorischen Gegenkraft des einstellung zu jedem Zeitpunkt von der Stellung des 60 Motors G, die von dessen Drehzahl abhängt. Das Vario-Steuergliedes abhängt. Dies ist jedoch nicht Potentiometer zur Einstellung der Empfindlichkeit nachteilig, da es gewöhnlich nicht notwendig ist, eine ist beispielsweise, wie durch die gestrichelten Linien Entfernungsskala für das Handrad vorzusehen, wenn angedeutet ist, so ausgebildet, daß es als Spannungsder Kameramann mit einem Kontrollschirm arbeitet. teiler zwischen der Ausgangsspannung des Tachö-Es ist jedoch festzustellen, daß es, abgesehen von 65 generators B und der Rückkopplungsspannung der anderen Vorteilen, die Verwendung einer die Ge- Brückenschaltung G, M und M¹ wirkt. In Anbetracht schwindigkeit steuernden Servoeinrichtung statt einer der beiden Eingänge des Verstärkers 7¹ ist das die Lageeinstellung steuernden Servoeinrichtung ist, Potentiometer in zwei Teile K¹, K² aufgeteilt. Bei

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dieser Ausführungsform ist die dem Motor zu- die der in Verbindung mit den vorhergehenden geführte Spannung, wenn die Potentiometerteile Figuren beschriebenen Einrichtung ähnlich ist, und K¹, K² fest eingestellt bleiben, wie oben beschrieben, für entsprechende Teile sind die gleichen Bezugsproportional zu der Differenz zwischen zwei Span- zeichen vorgesehen. Bei allen diesen unterschiedlichen nungen, die ihrerseits proportional zu den Geschwin- 5 Ausführungsformen hängt die Geschwindigkeit des digkeiten des zur Scharfeinstellung dienenden Hand- für die Fokussierung bewegbaren Objektivteils F² von rades A und des bewegbaren Objektivteils F² sind, so der Stellung ab, in die der Handhebel N aus seiner daß diese Ausführungsform eine spannungsabhängige Nullstellung heraus gebracht wurde, und die tatsäch-Vorrichtung darstellt, die in der gleichen Art wirkt, liehe Lageänderung dieses bewegbaren Objektivteils wie die Servoeinrichtung der vorher beschriebenen io wird nicht nur durch die Stellung, in die der Hand-Ausführungsform, hebel gebracht wurde, sondern auch durch die Zeit-

Die vorstehend an Hand der F i g. 6 beschriebene spanne bestimmt, während der der Hebel in dieser Ausführungsform stellt ein Beispiel einer Reihe von Stellung gehalten wird. Das bewegbare Objektivmöglichen Lösungen dar, bei denen eine Rückkopp- teil F² wird praktisch gleichzeitig mit der Freigabe lungsschaltung verwendet wird, um dem Motor G 15 des Handhebels N und dessen selbsttätige Rückkehr eine Korrekturspannung zuzuführen, ohne daß die in die Nullstellung angehalten.

Verwendung eines zweiten Tachogenerators erfor- Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind derlich ist. Außerdem können gewünschtenfalls an einander insofern ähnlich, als die Übertragung zwi-Stelle einer einzigen Steuereingangsspannung für den sehen dem Steuerglied A oder N zur Scharfeinstel-Motor, die von der Ausgangsspannung des ersten 20 lung und dem hierdurch gesteuerten bewegbaren Tachogenerators und von der Rückkopplungsspan- Objektivteil F² mit Hilfe elektrisch gespeister, die nung abgeleitet ist, die beiden letztgenannten Span- Geschwindigkeit steuernder Vorrichtungen erfolgt nungen verstärkt und dazu verwendet werden, zwei und die Empfindlichkeitssteuervorrichtung durch gesonderte Steuerströme für einen Motor zu erzeugen, einen veränderbaren elektrischen Widerstand K (oder der beispielsweise als Motor mit konstantem Anker- 25 gegebenenfalls eine Reaktanz bei einem Wechselstrom und zwei Steuerfeldwicklungen ausgebildet ist. Stromsystem) gebildet wird.

In diesem Fall werden die beiden Ströme in dem Bei einer weiteren Ausführungsform der Steuer-Motor miteinander verglichen und wird ein korrigie- vorrichtung ist in der Übertragung für die Scharfrendes Drehmoment auf die Abtriebswelle ausgeübt. einstellung eine Stelleinrichtung in Form eines Ge-Bei dieser Ausführungsform kann, wie bei anderen 30 schwindigkeitsregelgetriebes vorgesehen, beispiels-Ausführungsformen, das zur Empfindlichkeitseinstel- weise in der bekannten Bauart mit Kugeln und lung dienende Potentiometer in den Stromkreis jeder Scheiben. Der Antrieb des bewegbaren Objektivteils der beiden Steuereingangsspannungen eingeschaltet durch das Steuerglied für die Scharfeinstellung kann werden. in diesem Fall entweder durch die oben beschrie-

Bei einer weiteren Ausführungsform der Steuer- 35 benen Übertragungsvorrichtungen ohne das Potentiovorrichtung ist das Handrad zur Scharfeinstellung meter oder auch durch eine die Lageneinstellung an der Rückseite der Kamera D (s. Fi g. 7) durch steuernde Übertragungsvorrichtung erfolgen, wobei einen Handhebel N ersetzt, der von einer Null-Ruhe- das Regelgetriebe bei einem derartigen Antrieb Vorstellung aus, in die er mittels einer Feder iV¹ vor- zugsweise zwischen der Abtriebswelle und dem begespannt ist, nach beiden Seiten verschiebbar ist. 40 wegbaren Objektivteil liegt. Bei einer zweckmäßigen Ferner ist der erste, bei den vorher beschriebenen Ausführungsform einer die Lageneinstellung steuern-Ausführungsformen durch das Handrad angetriebene den Übertragungsvorrichtung sind für einen solchen Tachogenerator durch ein Potentiometer P ersetzt Fall ein von dem der Fokussierung dienenden Hand-(F i g. 8), das einen bewegbaren Abgriff P¹ aufweist. rad oder Hebel angetriebenes Potentiometer und Dieser bewegbare Abgriff P¹ ist mit dem Handhebel N 45 eine Servoeinrichtung vorgesehen, die eine Rückgekuppelt. Das Potentiometer P wird von einer kopplungs- oder Korrekturspannung liefert, die nicht zweckentsprechenden Wechsel- oder Gleichstrom- von der Geschwindigkeit, sondern der Lage des bequelle gespeist und hat eine geerdete Mittelanzap- wegbaren Objektivteils abhängt. Derartige die Lagenfung, so daß sein Ausgangssignal in Vorzeichen und einstellung steuernde Servoeinrichtungen sind beGröße von der Stellung des bewegbaren Abgriffs so kannt, so daß diese abgewandelte Ausführungsform abhängt und in der Nullstellung des Handhebels N keiner weiteren Erläuterungen bedarf.
Null ist, da der bewegbare Abgriff dann an der ge- Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der erdeten Mittelanzapfung anliegt. Die Ausgangsspan- die Stelleinrichtung die Form eines Geschwindigkeitsnung des Potentiometers P wird einer Vorrichtung regelgetriebes hat und bei der rein mechanische Überzugeführt, welche die Geschwindigkeit und Bewe- 55 tragungsvorrichtungen zwischen dem der Scharfgungsrichtung des bewegbaren Objektivteils entspre- einstellung dienenden Handrad^ und dem für die chend dieser Spannung steuert, beispielsweise der Scharfeinstellung bewegbaren Objektivteil F² sowie oben beschriebenen, die Geschwindigkeit steuernden zwischen dem Vario-Steuerglied L² und den für die Servoeinrichtung. Die Empfindlichkeitssteuervorrich- Brennweitenveränderung verstellbaren Objektivteilen tung ist in Gestalt eines von dem Vario-Steuerglied 60 F³ vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform gesteuerten Potentiometers (oder gegebenenfalls einer treibt das Vario-Steuerglied L² das Vario-Getriebe L, veränderlichen Reaktanz bei einem Wechselstrom- L¹ unmittelbar über eine umlaufende Übertragungssystem) in der einen oder anderen der obenerwähn- welle oder ein Kabel L^s an und betätigt außerdem ten Formen vorgesehen. Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen eine Schnecke Q, die Schneckenräder Q¹ antreibt, die drei unterschiedliche Möglichkeiten der Anordnung 65 ihrerseits eine schräggestellte Zahnstange Q² eine des Potentiometers K. Bei allen diesen Ausführungs- Gleitbewegung ausführen lassen. Die Zahnstange Q² formen wird das zur Fokussierung bewegbare Ob- trägt das Zwischenteil R eines Regelgetriebes bejektivteil durch eine Servoeinrichtung angetrieben, kannter Ausbildung mit zwei entgegengesetzt um-

laufenden Kegeln R¹, R², so daß das effektive Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Kegeln R¹ und R² von der Stellung des zwischen ihnen gleitenden Zwischenteils R abhängt. Der Antriebskegel R¹ wird über eine umlaufende Übertragungswelle oder ein Kabelt² unmittelbar durch das Fokussierungshandrad A angetrieben, während der getriebene Kegel R² über ein Zwischengetriebe H¹ das Vario-Getriebei? antreibt. Bei dieser Ausführungsform ist die Empfindlichkeit der Scharfeinstellung von der Stellung des Vario-Steuergliedes und damit von der jeweils eingestellten äquivalenten Brennweite des Objektivs abhängig. Das Geschwindigkeitsregelgetriebe ist so ausgebildet, daß es die scheinbare Empfindlichkeit der Scharfeinstellung bei Veränderung der äquivalenten Brennweite des Objektivs näherungsweise konstant hält, wobei die gesteigerte Tiefenschärfe bei kleineren äquivalenten Brennweiten durch die größere Bewegung des bewegbaren Objektivteils kompensiert wird, die bei einer bestimmten Bewegung der Scharfeinstellvorrichtung erfolgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Steuervorrichtung wird eine hydraulische Übertragung benutzt und ist die Empfindlichkeitsstellvorrichtung mit einer Taumelplatte versehen, deren Winkel in bekannter Weise verändert werden kann. Die Taumelscheibe ist mit dem Vario-Steuerglied mechanisch gekuppelt, um eine Veränderung der Empfindlichkeit der Scharfeinstellung entsprechend der Veränderung der äquivalenten Brennweite des Objektivs zu erhalten.

Eine abgewandelte Ausführungsform mit hydraulischer Übertragung ist schematisch in Fig. 12 dargestellt. Sie dient außerdem als Beispiel für eine Ausführungsform, bei der die der Fokussierungsvorrichtung für die Scharfemstellung zugeordnete Stellvorrichtung stufenweise statt stetig arbeitet, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Potentiometer der oben beschriebenen Ausführungsformen durch eine Vorrichtung ersetzt wird, mit der Widerstände umgeschaltet werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 arbeitet eine von dem m'cht gezeigten Steuerglied zur Scharfeinstellung gesteuerte Pumpe S auf die Kolben einer Reihe von Zylindern und KoI-ben S² bzw. S³, wobei die Zylinder S² hydraulisch parallel geschaltet und die Kolben S³ mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie sich miteinander bewegen. Jeder der Zylinder S², mit Ausnahme des ersten, ist mit einer Nebenschlußleitung S¹ versehen, welche den Eingang des Zylinders mit dem anderen, vom Einlaß abliegenden Zylinderende auf der Seite des Kolbens S^s verbindet. Die Kolben sind mit einem Glied H² mechanisch gekuppelt, das das zur Fokussierung bewegbare Objektivteil F² antreibt. Das Über-Setzungsverhältnis dieses Systems wird dadurch verändert, daß ein oder mehrere Zylinder S² außer Betrieb gesetzt werden. So weist der Einlaß jedes Zylinders S² (mit Ausnahme des ersten) ein Umschaltventil T auf, das von dem Vario-Steuerglied L² gesteuert wird. Für diesen Zweck treibt das Vario-Getriebe L, L¹ ein Zwischengetriebe L³ für einen Nocken T¹ an, der mit sämtlichen Umschaltventilen T mechanisch derart gekuppelt ist, daß der Nocken T¹ während der Brennweitenveränderung die Ventile T nacheinander betätigt. Jedes Ventil T hat zwei Stellungen. In der einen ist die zugehörige Zylinder-Kolben-Kombination S², S³ eingeschaltet, in der anderen ausgeschaltet. In der ersten Stellung verbindet das Ventil T den Zylindereinlaß mit der Pumpe 5 und die Nebenschlußleitung S¹ mit der Rückflußleitung, während das Ventil in der zweiten Stellung die Zuleitung von der Pumpe und die Rückflußleitung sperrt und den Zylinder S² dadurch unwirksam macht, daß es die beiden Zylinderenden über die Nebenschlußleitung verbindet. Bei dieser Ausführungsform betätigt der von dem Vario-Steuerglied L² angetriebene Nocken T bei einer Brennweitenveränderung von einer kleinen äquivalenten Brennweite zu einer großen äquivalenten Brennweite die Ventile T¹ nacheinander, so daß eine steigende Anzahl der Zylinder S² außer Betrieb gesetzt und hierdurch die Scharfemstellung bei einer geeigneten Empfindlichkeit innerhalb der verhältnismäßig weit auseinanderliegenden zulässigen Grenzen gehalten wird.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für ein Objektiv mit Objektivgliedern, die mit Hilfe eines Vario-Steuergliedes zwecks kontinuierlicher Änderung der äquivalenten Brennweite des Objektivs in einem vorbestimmten Brennweitenbereich unter Konstanthaltung der Bildebene bewegbar sind, bei dem ein Teil des Objektivs mit Hufe eines Fokussierungs-Steuerglieds auf unterschiedliche Gegenstandsentfernungen einstellbar ist und bei dem die Bewegung dieses Objektivteils den der Brennweiteneinstellung dienenden Relativbewegungen der Objektivglieder derart überlagerbar ist, daß die Bewegungen für die Brennweiteneinstellung dadurch unbeeinflußt bleiben, dadurch gekennzeichnet, daß die sich ändernde Empfindlichkeit der Fokussierungs-Steuerung imBrennweiteneinstellbereich ohne gegenseitige Beeinflussung der Bewegungen der Objektivglieder (F³) bzw. -teile (F²) für Brennweiteneinstellung und Fokussierung mindestens teilweise durch eine Stelleinrichtung (K oder K^x, K? oder R, R¹, R² oder Γ) kompensiert ist, die bei Bewegung des Vario-Steuergliedes (L²) das effektive Übersetzungsverhältnis in der Übertragung zwischen dem Fokussierungs-Steuerglied (A oder N) und dem von diesem gesteuerten bewegbaren Objektivteil (F²) ändert.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Bewegung des zwecks Fokussierung bewegbaren Objektivteils (F²), die sich aus einer beliebigen Betätigung des Fokussierungs-Steuergliedes (A oder N) ergibt, durch die Stelleinrichtung (K oder K¹, K² oder R, R¹, R² oder T) entsprechend der von dem Vario-Steuerglied (L²) vorgegebenen Stellung innerhalb des Brennweiteneinstellbereichs bestimmt ist und vom kleinsten Wert bei größter Brennweite zum größten Wert bei kleinster Brennweite progressiv annimmt,

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (F, G, G\ J oder Q\ Q², R, R¹, R² oder S², S³, T, T*), die in Verbindung mit der Stelleinrichtung (K oder K\ K² oder R, Ri, R² oder T) die Geschwindigkeit des zwecks Fokussierung bewegbaren Objektivteils (F²) in Abhängigkeit von der

(A

Stellung des Fokussierungs-Steuergliedes
oder N) bestimmt.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung von der Fokussierungs-Steuerung (N, P) auf das von dieser gesteuerte Objektivteil (F²) elektrisch erfolgt und die auf die Stellung des Fokussierungs-Steuergliedes (N) ansprechende Einrichtung als ein Potentiometer (P) ausgebildet ist, das eine seiner Einstellung im wesentlichen proportionale Ausgangsspannung abgibt und dessen bewegbarer Abgriff (P¹) in Richtung auf eine Null-Ruhestellung vorgespannt ist, bei der die Ausgangsspannung Null ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung von dem Fokussierungs-Steuerglied (A) auf das hiervon gesteuerte Objektivteil (F²) über eine Einrichtung (B, G, G¹, J oder B, G, M, M¹, J) erfolgt, die auf die Geschwindigkeit der Bewe- ao gung des Fokussierungs-Steuergliedes anspricht und zusammen mit dem Vario-Steuerglied (L²) die Geschwindigkeit des angetriebenen Objektivteils (F²) steuert.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung von der Fokussierungs-Steuerung (A, B) auf das hiervon gesteuerte Objektivteil (F²) elektrisch ist und die auf die Geschwindigkeit des Fokussierungs-Steuergliedes (A) ansprechende Einrichtung als Tachogenerator (B) ausgebildet ist, der eine seiner Drehzahl näherungsweise proportionale Ausgangsspannung abgibt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des angetriebenen Objektivteils (F²) durch eine Einrichtung (G, G¹, J oder F, M, M¹, J) bestimmt ist, die auf die Ausgangsspannung des von dem Vario-Steuerglied (L²) gesteuerten Tachogenerators (B) oder Potentiometers (P) anspricht.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Geschwindigkeit des angetriebenen Objektivteils (L²) bestimmende Einrichtung als Servoeinrichtung ausgebildet ist, die einen das angetriebene Objektivteil (L²) antreibenden Elektromotor (G) mit umkehrbarer Drehrichtung und einen zweiten Tachogenerator (G¹) aufweist, der durch den Motor (G) angetrieben wird und dessen Ausgangsspannung zusammen mit der Ausgangsspannung des ersten Tachogenerators (B) oder des Potentiometers (P) die Motordrehzahl steuert.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Verstärker (/), der eine oder mehrere Steuereingangsspannungen, die von den beiden Ausgangsspannungen der beiden Tachogeneratoren (B, G¹) oder des Potentiometers (P) und des zweiten Tachogenerators (G¹) über eine Schaltung mit einem von dem Vario-Steuerglied (L²) betätigten Potentiometer (K) abgeleitet werden, verstärkt, wonach die verstärkten Spannungen dem Motor (G) zur Regelung seiner Drehzahl zugeführt werden.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Steuereingangsspannung für den Motor von einer verstärkten Spannung gebildet wird, die aus der Differenz zweier Spannungen abgeleitet ist, von denen die eine durch eine der beiden Ausgangsspannungen gebildet wird, die von den beiden Tachogeneratoren (B, G¹) oder dem Potentiometer (P) und dem zweiten Tachogenerator (G¹) herkommen, während die andere der beiden Spannungen über das von dem Vario-Steuerglied (L²) betätigte Potentiometer (K) von der anderen Ausgangsspannung abgeleitet ist.

11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung aus einem mittels des Vario-Steuergliedes (L²) gesteuerten Regelgetriebe (R, Ri₁R²) besteht.

12. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Geschwindigkeit des angetriebenen Objektivteils (F²) bestimmende Einrichtung einen Elektromotor (G) mit umkehrbarer Drehrichtung aufweist, der den angetriebenen Objektivteil (F²) antreibt, und daß eine oder mehrere Steuereingangsspannungen, die verstärkt und zur Drehzahlsteuerung an den Motor (G) angelegt werden, von der Ausgangsspannung des Tachogenerators (B) oder Potentiometers (P) und einer Spannung abgeleitet sind, die aus einem mit der Motorwicklung oder einer der Motorwicklungen verbundenen Rückkopplungsschaltung stammt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1127 703;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 833 097;
österreichische Patentschrift Nr. 215 695;
USA.-Patentschrift Nr. 3 059 534.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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