DE2144941A1 - Vario-Objektiv - Google Patents

Description

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DR-ING WOLFF H BARTFI*; ■ lange strasse

UK. HN^. WULf-r, H. ÜAKIfcLb, TELERON= (0711)296310und297295

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD /144^41. telex,0722312 DIPL.-PHYS. ViOLFF

Unser Zeichen 123 23O/84O9kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Vario-Objektiv

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ORIGINAL INSPECTCD

PATENTANWÄLTE 7 STUTTGART 1

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, '. , ASSESS

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD £Ι*»Ηα*Μ telex. 0722312 DIÜL.-PHYS. WOLFF

Die Erfindung betrifft ein Vario-Objektiv, insbesondere für Kameras mit geknicktem, zu einem Bildsucher führenden Strahlengang, mit einem Vario-Teil, das eine Frontlinse unS/SS-t ihr zusammenwirkende Linse, von denen eine zur Scharfeinstellung auf verschiedene Objektentfemungen längs der optischen Achse verstellbar ist, ein Fahrglied zum Verändern der Vergrößerung und ein Kompensierglied zum Aufrechterhalten der Scharfeinstellung aufweist, sowie einem feststehenden Teil mit mindestens einem feststehenden Glied.

Vario-Objektive sind in erster Linie für Laufbildkameras mit einem Reflexsucher bestimmt. Die meisten bekannten Varioobjektive, insbesondere solche für Laufbildkameras, nehmen ein unerwünscht hohes Maß an Raum ein, um für eine Relativbewegung von Objektivglieder genügend Platz zu schaffen. Diese Schwierigkeit tritt dadurch auf, daß die größte Abmessung solcher Objektive gewöhnlich einer der größeren Kameraabmessungen hinzugerechnet werden muß, so daß die Kamera unförmig oder unhandlich wird. Laufbildkameras sind im allgemeinen in dieser Weise ausgebildet, damit die optische Achse des Objektivs quer zur Blendenöffnung oder zum Filmfenster der Kamera verläuft, die bzw. das gewöhnlich parallel zur kürzesten Abmessung der Kamera angeordnet ist. Eine auf einem eigenen Vorschlag beruhende Kamera ist quaderförmig ausgebildet, wobei ihre kürzeste Abmessung ihre Tiefenabmessung ist, die sich von der Bedienungsperson nach vorn erstreckt. Um eine solche ümorientierung der Karaeraabmessungen vornehmen zu können, ist das Filmfenster in einer quer zur Bildebene des Kameraobjektivs verlaufenden Ebene angeordnet, so daß ein geknickter Strahlengang erforderlich ist. Eine Knickung des Strahlenganges hat den zusätzlichen Vorteil, die größte Abmessung des Objektivs zu verkürzen, van sie mit der ver—

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kürzten Tiefenabmessung der Kamera vergleichbar zu machen. Die Scharfeinstellung der bekannten Vario-Objektive auf verschiedene Objektentfernungen ist im allgemeinen durch eine Bewegung der Frontlinse erfolgt. Da dies erfordert/ daß die Frontlinse des Systems beweglich ist, müssen die Linsenfassungen groß sein, so daß sie viel Platz beanspruchen. Außerdem können sie nicht vollständig gegen Staub und Feuchtigkeit abgedichtet v/erden. Diese Stoffe sind in jedem optischen System unerwünscht und sind insbesondere in Varioobjektiven schädlich, da diese viele bewegliche Teile enthalten. Ein bekanntes Vario-Objektiv beispielsweise weist eine feststehende Frontlinse und ein dahinterliegendes bewegliches Fahrglied auf, wobei die Scharfeinstellung auf verschiedene Objektentfernungen durch eine Verschiebung des Fahrgliedes längs der optischen Achse durchgeführt wird. Dies geschieht jedoch auf Kosten einer Veränderung des Fahrbereiches, wenn das Objektiv scharf eingestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Varioobjektiv mit großem Bildfeldv/inkel zu schaffen, dessen Fahrbereich sich nicht ändert, wenn eine Scharfeinstellung auf verschiedene Objektentfernungen erfolgt und das zum eigenen Schütze und zum Schütze des Inneren der es aufnehmenden Kamera gegen das Eindringen von schädlichen Stoffen, wie Staub und Feuchtigkeit, abgedichtet ist.

Diese Aufgabe ist, ausgehend von einem Vario-Objektiv der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frontlinse als Zerstreuungslinse und die mit ihr zusammenwirkende Linse als Sammellinse ausgebildet ist und beide Linsen ein umgekehrtes Teleglied bilden und daß die Zerstreuungslinse feststehend und die Sammellinse verstellbar ist. Durch die feststehende Frontlinse wird erreicht, daß ein Abdichten des Objektivs ohne weiteres im ausreichenden

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Maße möglich ist. Da äie Zerstreuungslinse und die Sammellinse des Telegliedes im Abstand zueinander angeordnet sind, der nur zur Scharfeinstellung auf verschiedene Objektentfernungen durch Verschieben der Sammellinse etwas schwankt, besteht die Möglichkeit, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfinöungsgemäßen Vario-Objektives im Strahlengang zwischen den beiden Linsen des umgekehrten Telegliedes einen Spiegel anzuordnen. Mit Hilfe des Spiegels kann der Strahlengang einmal geknickt v/erden. Wenn gemäß der bevorzugten Ausführungsform zusätzlich im Strahlengang zwischen dem Kom-" pensierglied und dem feststehenden Glied ein vorzugsweise halbdurchlässiger zweiter Spiegel angeordnet iet, mit dem eine zweite Knickung des Strahlenganges herbeigeführt wird, ist nicht nur die Abmessung des Objektivs in einer bestimmten Richtung vorteilhafterweise sehr kurz, sondern es eröffnet sich auch die Möglichkeit, eine das Vario-Objektiv aufnehmende Kamera mit einer kleinen Tiefenabmessung zu versehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vario-Objektives ist als feststehendes Glied einfach ein po- · sitives Triplett vorgesehen.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines durch die Zeich- f nung dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Vario-Objektivs im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Strahlengangs

der Ausfuhrungsform und

Fig. 2 eine teilweise abgebrochen und schematisch dargestellte perspektivische Ansicht der Ausführungsform in Verbindung mit einer Kamera.

Die Ausführungsform des erfxndungsgemäßen Vario-Objektivs weist einen Vario-Teil I bis III und einen feststehenden Teil (B, IV) auf. Der Vario-Teil ist aus einem umgekehrten Teleglied

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I, einem längs der optischen Achse L bev/eglichen Fahrglied II zum Verändern der Vergrößerung des Bildes und einem einstellbaren Kompensierglied III gebildet, das die Scharfeinstellung aufrechterhält, wenn das Pahrglied II eingestellt wird. Hinter dem Vario-Teil I bis III befindet sich ein Teilungswürfel B, mittels dem ein Teil des vom Vario-Teil erhaltenen Lichtes einem in Fig. 2 dargestellten Reflexsucher zugeführt wird, und ein feststehendes Glied IV des Systems, mittels dem in der Bildebene einer Kamera ein Bild entworfen werden kann, in die das Objektiv eingebaut ist. Das vornliegende Teleglied I besteht aus einer ganz vorn liegenden konvexkonkaven Linse 1 und einer relativ weit von dieser entfernt liegenden bikonvexen Linse 2. Dieses umgekehrte Teleglied I schafft Platz für einen Spiegel M, der die optische Achse L des Objektivs um 90 abknickt. Da umgekehrte Teleglieder sich durch eine verhältnismäßig kurze Brennweite auszeichnen, die gleich oder kürzer ist als die Schnittweite, sorgt das Teleglied I auch für einen relativ großen Bildfeldwinkel, ohne daß sich der Linsendurchmesser merklich vergrößert. Die Linse ist in einer bestimmten Entfernung zum.feststehenden Glied IV angeordnet, so daß das gesamte Objektiv gegen Staub, Feuchtigkeit und andere schädliche Stoffe abgedichtet werden kann. Zusätzlich macht es die feststehende Frontlinse 1 möglich, eine Kamera zu schaffen, deren Vorderseite glatt ist. Die Linse 2 kann in axialer Richtung bewegt werden, damit das Objektiv auf verschiedene Objektentfernungen einstellbar ist, Daher kann die Frontlinse 1 an einem festen Ort eingebaut sein. Eine Bewegung der Linse 2 zum Scharfeinstellen des Objektivs verändert bemerkensv/erterweise den Fahrbereich des Objektivs nicht.

Die Vergrößerung des von dem Teleglied I entworfenen Bildes wird durch axiale Bewegung des Fahrgliedes II verändert, das

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aus einem lufteinschließenden Duplett besteht, welches eine zerstreuende, nach vorn konvexe,konvex-konkave Linse 3 und eine schwächer zerstreuende,_nach vorn konkave, konvex-konkave Linse 4 aufweist, derern Ränder sich berühren.

Das Kompensierglied IH ist ein gekittetes Duplett mit einer nach vorn konvexen,zerstreuenden, konvex-konkaven Linse 5 und einer nach vorn konvexen,sammelnden, bikonvexen Linse Die Glieder II und III sind für einander entgegengesetzte

" geradlinige Bewegungen längs der optischen Achse L mechanisch gekoppelt, so daß bei einer Bewegung des Fahrgliedes II zum Verändern der Vergößerung sich auch das Kompensierglied III zur Aufrechterhaltung des Brennpunktes bewegt. Zwischen den GliedernIi und III ist eine Blende D angeordnet, der nicht dargestellte Mitel zugeordnet sind, die zum Einstellen der Blendenöffnung in Abhängigkeit von der Verschiebung der Glieder II und III dienen. Da die Glieder II und III zwischen dem Spiegel M und dem Teilungswürfel B angeordnet sind, können sie zur Veränderung der Vergrößerung bewegt v/erden, ohne daß Sammelspiegel stören. Demnach weist das Objektiv einen zweifach geknickten Strahlengang auf, ohne daß die

) axiale Ausdehnung des Systems merklich verlängert ist. Die beiden Knickungen ermöglichen es, daß die größte Abmessung des Systems verkleinert wird.

Verschiedene Arten von Linsen können in dem oben beschriebenen Vario-Teil I bis III verwendet werden. Bei der Ausführungsform ist als feststehendes Glied IV ein einfaches lufteinschließendes Triplett vorgesehen, das eine vordere plankonvexe Linse 7 und eine hintere bikonvexe Linse 9 als Sam-

k mellinsen sowie eine dazwischen angeordnete bikonave Linse 8 als Zerstreuungslinse aufweist.

Aus folgender Tabelle gehen die Daten der bevorzugten Ausführüngsform im einzelnen hervor:

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2H49A1

Linse Nr.

RADII (nun)

Dicken (t) und Abstände (S) {mm)

1.50

1.64

1.50

1.50

Blende D
5
6

eilungsv/ür-

1.72
1.66

1.49
1.69
1.62
1.61

67.0

60.1

67.0

67.0

29.3 50.8

57.4 56.2 36.6 58.8

R₄=-103.6 R₅= 51.8 R₆= 9.27 R₇=-19.4 R₈=-54.8

R₉= 16.4 R₁₀= 7.92 R_n=-62.9

= 13.2

R₁₃= -267.8 ₁₄= -19.3

R₁₅= 9.56 R₁₆= 12.9

=-33.4

t = 3.48 1

S= 36.02

>= 2.73

S₂= 3.06 to 13.28 t₃= 0.90 S₃= 2.17 t₄= 2.92

^S5

= 17.74 to 7.52 = 7.2 to 1.53

-= 0.97 -= 4.37

S= 2.02 to 7.67 ο

t_B= 11.13 S-^= . 85 t_?= 2.58

S= 0.93 ο

tg= 2.73 S₉= 0.83 t = 2.96

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In der vorstehenden Tabelle sind die einzelnen Linsen von vorn nach hinten mit 1 bis 9, entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 1, durchnumeriert. K-ist der Brechungsindex für das jeweilige .Linsenmaterial und die Natrium-D-Linie des Spektrums. V ist der Zerstreuungsindex für jede der Linsen. R, t und S geben die Krümmungsradien, die Dicken längs der optischen Achse bzw. die Abstände der Linsen an, wobei als Indizes die Bezugszahlen der Linsen verwendet sind. Das durch die obige Tabelle chrakterisierte Vario-Objektiv hat eine konstante Schnittweite von 7 mm und eine Gesamtlänge von 105,6 mm. Es ist durchaus für Blendenöffnungen bis zu wenigstens f/2,7 korrigiert. Die entsprechende Brennweite schwankt zwischen 9,95 mm und 22,42 mm. Fig. 2 zeigt die Ausführungsform in Verbindung mit einer Kamera. Das von einer das Objekt darstellenden Szene ausgehende Licht wird von der Linse 1 des Telegliedes I auf den Spiegel M geworfen, der bezüglich der Ebene der Linse 1 unter einem Winkel von 45 angeordnet ist. Der Spiegel M wirft das Licht

-o Ebene,

auf die Linse 2, die mit ihrer Ebene unter 90 bezüglich der / der Linse 1 angeordnet ist, so daß die optischen Achsen der Linsen 1 und 2 senkrecht aufeinanderstehen, d.h. der Spiegel erzeugt eine erste Knickstelle im System.

Die Linse 2 besitzt eine Ringfassung 20, die in einer Tragplatte 22 der Kamera gelagert ist» Die Ringfassung 20 ist mit, einem Schraubgewinde 23 versehen und ist in Abhängigkeit von ihrer Drehung zum Einstellen des Objektivs auf verschiedene Objektentfernungen axial beweglich. Das Fahrglied II und das dahinterliegende Kompensierglied III sind je in einem Tubus 24 bzw. 26 untergebracht, die an Gleitstangen 28 für eine Verschiebung entlang der optischen Achse L des System verschieblich gelagert sind.

Um die Relativbewegung der Glieder II und III zu steuern, besitzt die Kamera einen Fahrmechanismus, der in irgendeiner

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bekannten Weise ausgestaltet sein kann. Der in Fig. 2 dargestellte Fahrmechanismus weist einen Verbindungshebel 30 auf, der zwischen seinen Enden an einem Zapfen 32 schwenkbar gelagert ist vnd mit seinem einen Arm 34 drehbar an einer Hülse 36 gelagert ist, die an dem Tubus 24 befestigt ist. Der andere Arm 38 des Verbindungshebels 30 ist drehbar an einer Hülse 37 gelagert, die an dem Tubus 26 befestigt ist, damit die Glieder II und III geradlinig und gegeneinander bewegt werden können. Demnach wird die Relativbewegung dieser Glieder durch die Lage des festen Zapfens 32 bezüglich der Enden des Verbindungshebels 30 bestimmt. Durch einen schwenkbar an einer Achse 42 gelagerten Kniehebel 40 wird die Bewegung auf die Glieder II und III übertragen. Der Kniehebel 40 weist an seinem einen Ende eine schlitzartige Ausnehmung 44 auf, die einen an der Hülse 37 befestigten Zapfen 46 aufnimmt. Ferner ist der Kniehebel 40 an seinem anderen Ende mit einer Schiebetaste 48 versehen, die zur Betätigung durch eine Bedienungsperson von der Außenseite der Kamera her greifbar ist. Das Kameragehäuse ist dementsprechend mit einer Aussparung 50 versehen, so daß die Schiebetaste 48 nicht über dessen Oberfläche hinauszustehen braucht.

In Abhängigkeit von der bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 2 vertikalen Bewegung der Schiebetaste 48 schwenkt der Kniehebel 40 und drückt die Hülse 37 auf einer der Gleitstangen 28 mit Hilfe der durch/Ausnehmung 44 und den Zapfen 46 hergestellten Verbindung nach vorn. Eine derartige horizontale Verschiebung der Hülse 37 wird durch den Verbindungshebel 30 auf die Hülse 36 übertragen, die in der entgegengesetzten Richtung nach hinten gedrückt wird, wenn der Verbindungshebel 30 um seinen festen Zapfen 32 gedreht wird. Die Abmessungen des Verbindungshebels 30 sind so gewählt, daß die Scharfeinstellung im g-*nzen Fahrbereich im wesentlichen beibehalten wird. Wie oben erwähnt, ist zwischen den Gliedern II

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und III eine verstellbare Blende D angeordnet. Bemerkenswerterweise sind alle beweglichen Teile des Objektivs zwischen den zwei Knickstellen des Strahlengangos angeordnet, so daß die Ausgestaltung der Mittel zum Bewegen der verschiedenen Objektivteile verxnfacht v/erden kann.

Der Teilungswürfel B ist hinter dem Kompensierglied III angeordnet, um einen Teil des vom Vario-Teil I bis III empfangenen Lichtes entlang einer Achse L¹ auf einen Reflexsucher der Kamera zu übertragen und um den restlichen Teil dieses Lichtes durch das feststehende Glied IV auf die Bildebene der Kamera zu reflektieren. Der Teilungswürfel B besteht aus zv/ei Prismen 52 und 54, die mit einer spiegelnden Grenzfläche 56 versehen sind, welche jenen Teil des einfallenden Lichtes durchläßt und den restlichen Teil des Lichtes unter einem Winkel von 90° reflektiert. Demnach bewirkt der Teilungswürfel B die zweite Knickstelle im optischen System. Das vom Teilungswürfel unreflektiert durchgelassene Licht gelangt durch eine Übertragungslinse 58 und wird von einem Prisma 60 auf ein Umkehrprisma 62 reflektiert, das seinerseits ein aufrechtstehendes Bild durch einen Sucherrahmen 64 und ein Okular 66 sendet. Dadurch, daß im vorderen Teil des Objektivs eine erste Knickstelle vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, in eine mit diesem Objektiv versehene Kamera eine kompakte Prismenanordnung zum Erzeugen des Sucherbildes aufzunehmen, da nur drei zusätzliche Knickstellen im Suchersystem erforderlich sind.

Ersichtlich stellt die Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Vario-Objektivs ein raumsparendes Objektiv dar, das sich gut dazu eignet, um in eine Kamera mit geringer Tiefe eingebaut zu werden, wobei das optische System von verhältnismäßig einfachem Aufbau ist und es zusätzlich möglich macht, einen einfachen Reflexsucher zu verwenden.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   l.yVario-Objektiv, insbesondere für Kameras mit geknicktem, zu einem Bildsucher führenden Strahlengang, mit einem Vario-Teil, das eine Frontlinie und eine mit ihr zusammenwirkenden Linse, von denen eine zur Scharfeinstellung auf verschiedene Objektentfernungen längs der optischen Achse verstellbar ist, ein Fahrglied zum Verändern der Vergrößerung und ein Kompensierglied zum Aufrechterhalten der Scharfeinstellung aufweist, sowie einem feststehenden Glied, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontlinie als Zerstreuungslinse (1) und die mit ihr zusammenwirkende Linse als Sammellinse (2) ausgebildet ist und beide Linsen (1, 2) ein umgekehrtes Teleglied (I) bilden und daß die Zerstreuungslinse (1) feststehend und die Sammellinse verstellbar ist.

   2. Vario-Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen den beiden Linsen (1, 2) des umgekehrten -ele-"*edes (I) ein Spiegel (M) angeordnet ist.

   3. Vario-Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen dem Kompensierglied (III) und dem feststehenden Glied (IV) ein vorzugsweise halbdurchlässiger zweiter Spiegel (56) angeordnet ist.

   4. Vario-Objektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spiegel (56) durch einen Teilungswürfel (B) gebildet ist, der den durchgehenden Teil des vom Kompensierglied (III) empfangenen Lichts auf das feststehende Glied (IV) und den reflektierten restlichen Teil dieses Lichts auf den Bildsucher der Kamera überträgt.

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   Jl

   5. Vario-Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als feststehendes Glied (IV) ein positives Triplett(7, 8, 9) vorgesehen ist.

   6. Vario-Objektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß das Fahrglied (II) zwei lufteinschließende Zerstreuungslinsen (3, 4) und das Kompensierglied (III) eine Zerstreuungslinse (5) und eine mit ihr verkittete Sammellinse (6) aufweist, dass zwischen dem Fahrglied (II) und dem Kompensierglied (III) eine Blende (D) angeordnet ist und daß folgende Größen gelten:

   - 12 -

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   21U841

   Linse Nr. N H 1.50 2 1.64 3 1.50 4 1.50 Blende D 5 1.72 6 1.66 ■"eilungsv/iir-
   _Bfel 1.49 7 1.69 8 1.62 9 1.61

   RADII (mn)

   Dicken (t) und Abstände (S) (mm)

   67.0

   60.1

   67.0

   67.0

   29.3 50.8

   57.4 56.2 36.6 58.8

   _L= 35.6 R₂= 24.1 R₃= 32.6

   R₄=-103.6 ■ R₅= 51.8 R₆= 9.27 R₇=-19.4 R_ß=~54.8

   R_g= 16.4 R₁₀= 7.92

   ^Rll⁼"⁶²·⁹

   = -1 Q

   ,R₁₅- 9.56 R₁₆= 12.9 R₁₇=-33.4

   t = 3.48 S₁= 36.02

   ^U2= 2.73

   S₂= 3.06 to 13.28 t₃= 0.90 S₃= 2.17 t₄= 2.92 S,= 17.74 to 7.52 S₅= 7.2 to 1.53 t₅= 0.97 t_r= 4.37

   S= 2.02 to 7.67

   t_B= 11.13 S₇= .85 t₇= 2.58

   S= 0.93 ο

   t₈= 2.73 S= 0.83

   t₉= 2.96

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