DE2259723A1

DE2259723A1 - Verstelleinrichtung fuer varioobjektive mir extrem grossem brennweitenbereich

Info

Publication number: DE2259723A1
Application number: DE2259723A
Authority: DE
Inventors: Heinz Koerpert
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1972-12-06
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2209944B1; JPS52169339U; FR2209944A1; DD105904A5; SU656553A3; DE2259723B2; JPS4990528A; JPS5330334U; GB1437619A; US3896466A

Description

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

"Verstelleinrichtung für Vario-Objektive mit extrem großem Brennweitenbereioh."

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für Vario-Objektive mit extrem großem Brennweitenbereich zur Steuerung τοπ im Vario-Objektiv.verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen, durch die eine Brennweitenänderung bei gleichzeitiger Konstanthaltung des Bildortes bewirkt wird.

Bei diesen Objektiven, die sich aus feststehenden und mindestens zwei verschiebbar .angeordneten optischen Wirkungsgruppen zusammensetzen, legen die letzteren untersehielLiche Verstellwege zurück und weisen unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten während des Einstellvorganges auf; Dabei kann der Bewegungsvorgahg ein nichtlinearer und/oder linearer sein* wobei Umkehrbewegungen ausgeführt werden können_o

Bei den bekannten Vario-Objektiven sind die verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen in einem Variatorteil untergebracht, der die Kurvenführungen für diese optis©h®a Wirkungsgruppen enthält und somit den Bewegungsablauf ausfüllet.

Um bei diesen Vario-Objektiven die Endbrennweitea au verlängern, werden dem Vario-Objektiv Tele-Hegative nachgesetzt, die auch unter der Bezeichnung Range-Extender bekannt sind. Pur die Verwendung derartiger Zusatz-Optiken ist es erforderlich, das Vario-Objektiv von der Kamera abzunehmen· oder es auf einem entsprechenden Schlitten verschiebbar zu montieren»

Eine andere bekannte Möglichkeit zur Verlängerung der Endbrennweite besteht im Auswechseln von Optikteilen, die beispielsweise mit Hilfe -eines Revolverkopfes in den optisc hen Strahlengang des Vario-Objektivs eingeschwenkt werden*

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Auch, ist ein Vario-Obj ektiv bekannt, bei dem zur Erreichung einer größeren Endbrennweite zusätzlich zu der Verschiebung τοπ zwei optisc-hen Wirkungsgruppen der mittlere Systemteil des ortsfesten hinteren Linsensystems (Relaissystem) zwischen zwei vorbestimmten Einstellagen verschiebbar ist.

Diese aufgeführten Maßnahmen ergeben lediglich eine Bereichsverlagerung, bei der die Brennweiten des Variο-Objektivs um einen bestimmten Faktor verändert werden. Eine Vergrößerung des Brennweitenbereichs und ein kontinuierliches, stufenloses Durchfahren des gesamten Brennweitenbereichs (unterer und oberer Einstellbereich) ist nicht möglich. Die Vergrößerungeänderung kann also nur stufenweise durchgeführt werden.

Aus diesem Grunde muß der Bildaufnahme- bzw. Bildübertragungsablauf während des Wechselns der Optikteile unterbrochen werden. Dieser Umstand wird - insbesondere bei Live-Sendungen des Fernsehens - als sehr störend empfunden.

Ebeneo ist bei mancherlei technischen Anwendungen die stufenweise Änderung des Variationsbereichs für den Abbildungsmaßstab im Sinne eines rationellen Arbeitsablaufe häufig von erheblichem Nachteil. Auch wirkt sich die Verwendung von Zusatz-Optiken in bekannter "Weise nachteilig auf die Bildqualität aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung für Vario-Objektive mit extrem großem Brennweitenbereich (beispielsweise 1:30) und hoher relativer öffnung (Ii1,7} 1:2,0) zu schaffen, die ein kontinuierliches, stufenloses Durchfahren über den gesamten Brennweitenbereich ermöglicht«

Dieee Aufgabe wird erfinduiigsgemäß dadurch gelöst, daß das Vario-Objektiv mindestens zwei Variatorteile aufweist, in welchen jeweils mindestens zwei axial verschiebbare οptischa Wirkungsgruppen angeordnet sind, die nach vorbestimmten Gesetzmäßigkeiten durch entsprechende in den Variatorteilen eingebrachte Kurvenführungen unterschiedliche Verschiebewege während dee Verstellvorganges zurücklegen, wobei die Drehung der beidtn Tariatorteile durch einen zentralen Antrieb über an eich bekannte Mitnehmer- und Übersetzungselemente erfolgt.

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In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Antrieb für die beiden Variatorteile von einer gemeinsamen Welle erfolgte

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch Zwischenschalten eines Umlaufgetriebes jeweils nur ein Variatorteil in Aktion ist.

Auch können auf den Variatorteilen Steuerspuren mit Ausnehmungen angeordnet sein, die zur Sperrung der Drehbewegung des einen bzw. des anderen Variatorteils dienen.

Nach einem weiteren speziellen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die in den Variatort eil en liegenden Kurvenführungen für die erste und zweite verschiebbar angeordnete optische Wirkungsgruppe am Bereieh'sen&e bzw.. für die dritte und vierte verschiebbar angeordnete optische Wirkungsgruppe am Bereichsanfang mit auslaufenden Steigungen versehen sind.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der" Erfindung sind an einer im Vario-Objektiv angeordneten Blende Mitnehmerelemente angebracht, in die Übertragungselemente eingreifen, welche durch den Antrieb für die Variatorteile antreibbar sind und der Blende zur Beeinflussung der relativen öffnung ' eine Zusatzbewegung erteilen₉ wobei die Mitnehmerelement® auf einem Blendenteil aufgebracht sein können^ der einem Blendendrehring axial gegenüberliegt»

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Zusatzbewegung zur Veränderung des Blendendurchmessers der Bl-ende abhängig von der jeweiligen Brennweite ist. .

Ein® bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß bei einer motorischen Verstellung der Blende der Istwert der Brennweite durch einen Istwertgeber erfaßbar und einer Steuerelektronik aufschaltbar ist.

Schließlich ist es Bestandteil der Erfindung, daß der Antrieb für die Variatorteile und/oder für die Blende motorisch erfolgt.

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In der Zeichnung sind schematisch zwei zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt (teilweise) durch ein Varioobjektiv mit Verstelleinrichtung,

Pig. 2 eine Seitenansicht eines Vario-Objektivs mit einer anderen Verstelleinrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-B in Fig. 2.

In der Pig. 1 ist ein Vario-Objektiv mit zwei Variatorteilen 1 und 2 dargestellt, die jeweils zwei Kurvenführungen 3 und 4 bzw. 5 und 6 zur Verstellung von optischen Gliedern enthalten. Die Kurvenführungen 3» 4, 5 und 6 weisen untereinander unterschiedliche KurvensteigL— ungen auf. Das Vario-Objektiv setzt sich aus vier feststehenden optischen Wirkungsgruppen 7, 8, 9 und 10 und aus vier verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen 11, 12, 13 und 14 zusammen. Die optischen Wirkungsgruppen 11 und 12 sind in dem ersten Variator 1 und die optischen Wirkungsgruppen 13 und 14 in dem zweiten Variator 2 zum Zwecke der Brennweitenänderung verschiebbar angeordnet.

Zwischen den beiden Variatorteilen 1 und 2 ist innerhalb der feststehenden optischen Wirkungsgruppen 8 und 9 eine Blende angeordnet, die aus Blendenlamellen 15, Blendendrehring 16 und einem Blendenkörper 17 besteht.

Von einem den Getriebeeingang bildenden Zahnrad 18 werden zwecks Minimierung des Aufwandes und zur Verringerung der Umkehrspanne der erste Variatorteil 1 über ein Zahnrad 19 und der zweite Variatorteil 2 über ein Zahnrad 20 in Drehung versetzt. Die Zahnräder 19 und 20 sind auf einer Welle 21 festangeordnet. Das Zahnrad 19 greift in einen auf dem ersten Variatorteil 1 aufgebrachten Zahnkranz 22 und das Zahnrad 20 in einen auf dem zweiten Variatorteil 2 aufgebrachten Zahnkranz 23 ein. Die Fassungen der verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen 11, 12, 13 und 14 weisen Mitnehmerelemente auf, die in die Kurvenführungen 3, 4, bzw. 5» 6 eingreifen.

Die Getriebeauslegung erfolgt unter den Bedingungen der stetigen Brennweitenänderung, der Empfindlichkeitskriterien sämtli-

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eher beweglicher Wirkungsgruppen, den Änderungsfaktoren beider Variatorteile sowie der gemeinsamen Zentrale, so daß ein kontinuierliches Überstreichen des gesamten Brennweitenbereichs optimal gegeben ist.

Der üblichen Verstellbewegung der Blende - Verdrehung des Blendendrehrings 16 - durch manuelle oder motorische Verstelleinrichtungen wird eine Zusatzbewegung überlagert, die abhängig von der jeweiligen Brennweite ist und der Beeinflussung der relativen Öffnung dient. Diese Zusatzbewegung erfolgt gleichfalls von der Welle 21 über Zahnräder 28 und 29. Das Zahnrad 28 ist auf der Welle 21 festangeordnet. Das Zahnrad 29 greift in einen, auf dem Blendenkörper 17 angebrachten Zahnkranz 30 ein, so daß die Zusatzbewegung von dem überlicherweise feststehenden Blendenkörper 17 ausgeführt wird.

In Pig. 2 ist eine Verstelleinrichtung dargestellt, bei der während des Verstellvorgangs jeweils nur ein Variatorteil 1 oder 2 in Aktion ist, während der andere 1 bzw· 2 in seiner End- oder Anfangsstellung verharrt. Dies wird durch Zwischenschalten eines aus einem Zahnrad 31ι einer Kreuzwelle 32 und einem Zahnrad 33 bestehenden Differentialgetriebes erreicht.. Hierdurch wird der für die kinematische Antivalenzschaltung erforderliche Preiheitsgrad geschaffen, wobei der ständige Zahnradeingriff als Voraussetzung für die stetige Verstellbewegung erhalten bleibt.

Die Kreuzwelle 32 des Differentialgetriebes ist mit der Welle 21 festverbunden, so daß der Energiefluß von dem Zahnrad 31 bei stillstehender Kreuzwelle 32 auf das Zahnrad 33 und damit auf den Zahnkranz 22 des ersten Variatorteils 1 erfolgt. Bei stillstehendem Zahnrad 33 erfolgt der Energiefluß von dem vom Zahnrad 18 angetriebenen Zahnrad 31 mit halber Drehzahl auf die Kreuzwelle 32 und somit auf die Welle 21 und das Zahnrad 20. Durch die getriebliche Verbindung des Zahnrads 20 mit dem Zahnkranz 23 des zweiten Variatorteils 2 wird dieser in Drehung versetzt.

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Biese Art dee Antriebe iet vofteilhaft, da jeweils nur zwei verschiebbar angeordnete optische Wirkungsgruppen 11 und 12 oder 13 und 14 bewegt werden, wodurch die mit jeder bewegten optischen Wirkungsgruppe einhergehenden, unvermeidbaren Lagefehler und Erschütterungen auf das Minimum beschränkt bleiben·

Eine Sperrung in Form eines Rastgesperres, bestehend aus Hebeln 34 und 35, einer Welle 36 und Holllcörpern 37 und 38, verhindert, daß der jeweilige stillgesetzte Variatorteil 1 oder vorzeitig aus der durch Anschläge 39 und 40 definierten Anfangs- bzw. Endposition bewegt wird, indem die Eollkörper 37 und 38 in entsprechende Ausnehmungen 41 und 42. (Pig. 3) der auf den Variatorteilen 1 und 2 angeordneten Steuerspuren 43 bzw. 44 einrasten.

Die geforderte stetige Brennweitenänderung bedingt eine Aufteilung der eingangsseitigen Getriebedrehwinkel auf beide Variatorteile 1 und 2 unter Berücksichtigung ihrer Anteile am gesamten Variationsbereich sowie des vorgegebenen .Änderungsgesetzes der Brennweite mit dem Getriebedrehwinkel.

Da im ersten Variatorteil 1 die relative öffnung über den Brennweiten-Variationsbereich bei vertretbarem Aufwand und im Rahmen der geforderten Dimensionen konstant gehalten werden kann, iet es sinnvoll» die Blende in Abhängigkeit der Brennweite des durch die verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen 13 und 14 gebildeten Variatorteils 2 zu verstellen.

Bei Vario-Objektiven, bei denen die Verstellung der Blende motorisch erfolgt, ist es zweckmäßig und vorteilhaft, wenn die Position der Brennweite des zweiten Variators 2 durch einen Istwertgeber, beispielsweise durch ein in geeigneter Weise angebrachtes Potentiometer, erfaßt und dem Sollwert aufgeschaltet wird, so daß bei Veränderung der Brennweite die relative öffnung erhalten bleibt bzw. beeinflußt wird.

Der besonder Vorteil der Verstelleinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Verstellung der verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen durch einen zentralen

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Antrieb erfolgt, -wodurch ein kontinuierliches, stufenlos es Durchfahren über den gesamten Brennweitenbereich ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß mit dem Antrieb für die verschiebbar angeordneten optischen ■Wirkungsgruppen gleichzeitig die erforderliche Zusatzbewegung der Blende durchführbar ist. " .

Claims

Pat entansprüche

Verstelleinrichtung für Vario-Objektive mit extrem großem Brennweitenbereich zur Steuerung von im Vario-Objektiv verschiebbar angeordneten optischen Wirkungsgruppen, durch die eine Brennweitenänderung bei gleichzeitiger Konstanthaltung des Bildortes bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Variο-Objektiv mindestens zwei Variatorteile (1 und 2) aufweist, in welchen jeweils mindestens zwei axial verschiebbare optische Wirkungsgruppen (11, 12 bzw. 13, 14) angeordnet sind, die nach vorbestimmten Gesetzmäßigkeiten durch entsprechende in den Variatorteilen (l und 2) eingebrachte Kurvenführungen (3, 4, 5$ 6) unterschiedliche Verschiebewege während des Verstellvorganges zu- " rücklegen, wobei die Drehung der beiden Variatorteile (1 und 2) durch einen zentralen Antrieb über an sich bekannte Mitnehmerund Übersetzungselemente erfolgt·
2.) Verstelleinrichtung für Vario-Objektive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die beiden Variatorteile (l und 2) von einer gemeinsamen Welle (21) erfolgt.
3.) Verstelleinrichtung für Variο-Objektive nach-Anspruch oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß durch Zwischenschalten eines Umlaufgetriebes (31, 32 und 33) jeweils nur ein Variatorteil (l oder 2) in Aktion ist.

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4.) Verstelleinrichtung für Variο-Objektive nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerspuren (43, 44) mit Ausnehmungen (41, 42) auf den Variatorteilen (1, 2) zur Sperrung der Drehbewegung des einen bzw. des anderen Variatorteiles (1 bzw. 2) angeordnet sind.
5.) Verstelleinrichtung für Variο-Objektive nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die in den Variatorteilen (1 und 2) liegenden Kurvenführungen (3, 4 bzw. 5» 6) für die erste und zweite verschiebbar angeordnete optische Wirkungsgruppe (ll und 12) am Bereichsende bzw. für die dritte und vierte verschiebbar angeordnete optische Wirkungsgruppe (13 und 14) am Bereichsanfang mit auslaufenden Steigungen versehen sind.
6.) Verstelleinrichtung für Variο-Objektive nach einem der Ansprüche 1 bis 3_} dadurch gekennzeichn et, daß an einer im Variο-Objektiv angeordneten Blende (15* 16, 17) Mitnehmerelemente (30) angebracht sind, in die Übertragungselemente (28, 29) eingreifen, welche durch den Antrieb für die Variatorteile (l und 2) antreibbar sind und der Blende zur Beeinflussung der relativen öffnung eine Zusatzbewegung erteilen.
7.) Verstelleinrichtung für Vario-Objektive nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerelemente (30) auf einem BLendenkörper (17) aufgebracht sind, der einem Blendendrehring (16) axial gegenüberliegt.
8.) Verstelleinrichtung für Vario-Objektive nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbewegung zur Veränderung des Blendendurchmessers der Blende (15, 16, 17) abhängig von der jeweiligen Brennweite ist.

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9·) Verstelleinrichtung für Vario-Objektive nach. Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß bei einer motorischen Verstellung der Blende (151 16, 17) der Istwert der Brennweite durch einen Istwertgeber erfaßbar und einer Steuerelektronik aufschaltbar ist.
10.) Verstelleinrichtung für Vario-Objektive nach, einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch. gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Variatorteile (l und 2) und/oder für die Blende (15, 16, 17) motorisch erfolgt. ·

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