DE2334555C3 - Objektivblende - Google Patents

Description

a) das Riter mit zunehmender optischer Dichte einen Abschnitt (10) eines in der optischen Eintrittsöffnung für das Licht angeordneten weiteren Filters (15) mit konstanter optischer Dichte WJdet (F i g. 2 bis 7),

b) der Abschnitt (1?) kreisi- jgsektorförmig ausgebildet und konzentrisch um die Schwenkachse (c) des Filters angeordnet « und den Abstand der Schwenkachse zur optischen Achse als mittleren Radius hat und

c) die Breite des Abschnitts (10) mindestens so groß ist. daß damit die Lichtdurchtrittsöffnung bei optimal kleiner Irisblendenöffnung abgedeckt wird.

2. Objektivblende nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (10, 15) und die Irislamellen (7) mit dem Steuerring (6) so gekoppelt sind, daß bei dessen Drehung um einen anschließenden dritten Winkel (as) der erste Filterbereich (10) mit seinem optisch dichtesten Teil unbeweglich in der Lichtdurchtrittsöffnung stehenbleibt und die Irislamellen progressiv bis zum völligen Schließen der Lichtdurchtrittsöffnung zugehen.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Objektivblende für kinematographische Kameras oder Fernsehkameras, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegeben ist.

Eine Objektivblende dieser Art ist in dem DE-GM 917 beschrieben. Bei dieser bekannten Objektivblende vollzieht sich der Übergang von einer größten Blendenöffnung zu einer kleinsten Blendenöffnung in zwei Phasen. Dabei gehen in der ersten Phase die Irislamellen bis zum Erreichen einer optimalen öffnung progressiv zu, während das Filter noch keine Wirkung auf den Lichtdurchtritt ausübt. In der zweiten Phase dagegen verharren die Irislamellen unbeweglich in ihrer am Ende der ersten Phase erreichten Stellung, während das Filter vor der verbliebenen Blendenöffnung in den Lichtweg eingeschwenkt und ggf. im Sinne zunehmender optischer Dichte verschoben wird.

Bei einem solchen Aufbau und Betrieb einer Objektivblende unterscheiden sich nun aber die beiden Betriebsphasen voneinander nicht nur durch die jeweils wirksame Blendenöffnung, sondern auch durch die von den Lichtstrahlen jeweils zu durchlaufende optische Weglänge. In der zweiten Phase mit Wirksamkeit des Filters enthält der Strahlenweg nämlich mit dem Filter auf jeden FaD und unabhängig von dessen Lichtdurchlässigkeit einen Wegabschnitt, dessen optische Länge größer ist als die der entsprechenden, während der ersten Phase vom Licht zu durchlaufenden Luftstrecke. Die Einschaltung des Filters bedeutet also auf jeden Fall und unabhängig von dessen jeweiliger optischer Dichte eine Verlängerung der optischen Länge des vom Licht zu durchlaufenden Weges. Die damit verbundene Unstetigkeit im Lichtdurchgang äußert sich dann aber zwangsläufig auch in einer Verschlechterung der Bildqualität während des Obergangs von einer Betriebsphase der Objektivblende zur anderen. Diese Beeinträchtigung der Bildqualität wird um so ausgeprägter, als während der Einschwenkung des Filters in den Strahlengang dieses zunächst nur einen Teil des Strahlungsquerschrjtts überdeckt, so Jaß dementsprechend zunächst auch nur ein Teilbereich des erzeugten Bildes von der mit der Einschaltung des Filters hervorgerufenen Verlängerung der optischen Weglänge betroffen ist

Bei einer anderen bekannten und in dem DE-GM 1966 062 beschriebenen Objektivblende ähnlichen Aufbaus ist ständig ein festes Filter im Bereich der optischen Achse in den Strahlengang eingefügt. Ausgehend von der vollen Blendenöffnung vollzieht sich die Verminderung des hindurchgelassenen Lichtstroms durch eine Verschwenkung eines beweglichen Blendengliedes. Dabei wird in einer ersten Phase der Durchtrittsquerschnitt für aas Licsit durch die trompetenförmige Ausbildung eines in diesem beweglichen Blendenglied enthaltenen Schlitzes bewirkt, während in einer zweiten Phase ein zusätzliches bewegliches Filter in den Strahlengang des Lichts eingefügt wird. In einer dritten Phase schließlich kommt es zu einer gegenseitigen Überlagerung des festen Filters mit diesem beweglichen Filter. Alle drei Phasen im Verlauf der Schließbewegung werden durch ein und denselben Hebel gesteuert, d ir jedoch in diesen drei Phasen wegen der Unterschiede in der Gesetzmäßigkeit für die Änderung der durch die Blende hindurchgehenden Lichtmenge jeweils unterschiedliche Winkelverschiebungen erfahren muß.

Auch eine solche Ausbildung und Steuerung einer Objektivblende führt zu zwei Unstetigkeiten in der Beeinflussung des Lichtdurchgangs, nämlich einer ersten Unstetigkeit beim Eintritt des beweglichen Filters in die feste Blendenöffnung und einer zweiten Unstetigkeit bei Beginn der gegenseitigen Überlagerung des beweglichen Filters einerseits und des festen Filters andererseits. Durch diese Unstetigkeiten kommt es wiederum zu Beeinträchtigungen der Bildqualität bei jedem Übergang von einer Betriebsphase der Objektivblende zur anderen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Objektivblende der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß bei ihrem Betrieb jegliche Unstetigkeiten im Lichtdurchgang vermieden bleiben, wobei eine

kontinuierliche Oberdeckung eines Variationsbereichs für die Beleuchtungsstärke möglich sein soll, der einer Beleuchtungsänderung im Verhältnis von etwa 1 zu einer Million entspricht

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Objektivblende, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Objektiv- to blende ergibt sich eine vollkommene Stetigkeit in der Änderung der durchgehenden Lichtmenge nicht nur durch die Verwendung eines Riters mit in semen verschiedenen Bereichen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit, sondern auch durch die unabhängige Anordnung dieses Filters gegenüber den damit zusammenwirkenden IrisIameHen, die eine Verringerung des Durchtrittsquerschnitts für das Licht ermöglichen. Dabei lassen sich sowohl das bewegliche Filter als auch die Irislamellen von einem einzigen drehbaren Steuerring her betätigen, für den ober seinen gesamten Drehbereich hinweg ein konstantes Verhältnis zwischen seinem Verdrehungswinkel einerseits und der dadurch bewirkten Änderung im durchgelassenen Licht andererseits gegeben ist, da die zwischen diesem Steuerring einerseits und dem beweglichen Filter bzw. den Irislamellen andererseits eingefügten Koppelglieder eine entsprechende Berücksichtigung des Einflusses der IrisIameHen bzw. des Filters auf den Lichtdurchtritt ermöglichen.

Weiterhin führt die Verwendung eines Filters mit abgetönter Lichtdurchlässigkeit zu der vorteilhaften Möglichkeit einer Gewährleistung stets gleicher optischer Weglängen für das durch die Blende hindurchgehende Licht, da beispielsweise die Stärke des das bewegliche Filter bildenden bzw. tragenden Glases über die gesamte Filterfläche hinweg konstant gehalten werden kann, wobei das durch die Blende hindurchgehende Licht bei voller Blendenöffnung einen transparenten Abschn.it dieses Glases durchstrahlt, während *o beim Wirksamwerden des Filters selbst die Helligkeit des Lichts durch eine beispielsweise progressiv zunehmende Graufärbung dieses Glases abgeschwächt wird, die vom Licht zu durchquerende Glasstärke jedoch die gleiche bleibt

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht Es zeigt

F i g. I einen Axialschnitt durch das Gehäuse einer Objektivblende mit auseinundergezogener Darstellung von deren einzelnen Teilen und

F i g. 2 bis / Draufsichten auf die Irislamellen und das Filter der Objektivblende von F i g. 1 in verschiedenen Betriebsstellungen, wobei F i g. 2 und 3 die Verhältnisse bei voller Blendenöffnung, F i g. 4 und 5 die Verhältnisse am Ende der ersten Phase des Schließvorgangs und Fig.6 und 7 die Verhältnisse am Ende der zweiten Phase des Schließvorgangs wiedergeben.

Die in F i g. 1 mit auseinandergezogener Stellung ihrer verschiedenen Teile dargestellte Objektivblende besitzt ein Gehäuse 1, das zwei verschiedene Hohlräume la und \b aufweist die durch einen Quersteg mit einer zentralen Öffnung Ic voneinander getrennt sind. Der Hohlraum la nimmt drei Irislamelllen 7 auf, von denen jede einen Schwenkzapfen Tc besitzt, der in eine M Öffnung im Quersteg des Gehäuses 1 eingreift pnd auf diese Weise eine Schwenkachse für die jeweilige Irislamelle 7 bildet Außerdem ist jede Irislamelle 7 mit einem Steuerzapfen Td versehen, der in einen entsprechenden Schlitz 11 in einem Steuergitter 2 eingreift Dieses Steuergitter 2 sitzt beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Objektivblende selbstverständlich ebenfalls in dem Hohlraum la des Gehäuses 1. In gleicher Weise nimmt der Hohlraum 16 des Gehäuses 1 eine als Träger für ein Filter mit einem ersten kleinen Abschnittt 10 mit zunehmender optischer Dichte und ein weiteres Filter 15 mit konstanter optischer Dichte dienende Lamelle 8 auf, die fiber einen Gelenkzapfen 8c am Quersteg des Gehäuses angelenkt ist und durch ein Steuergitter 3 betätigbar ist, das einen Schlitz 13 aufweist, in den ein Steuerzapfen 8</ an der Lamelle 8 eingreifen kann.

Jedes der beiden Steuergitter 2 und 3 ist über Zapfen 5 bzw. 4 mit einem einzigen und gemeinsamen Steuerring 6 verbunden, der eine gemeinsame Betätigung beider Steuergitter 2 und 3 ermöglicht Die Darstellung in F i g. 1 ist eine einfache und schematisch gehaltene Wiedergabe des Aufbaus einer Objektivblende, und es ist bei dieser Darstellung keu.erlei besonderes Gewicht auf die relative Lage der verschiedenen Zapfen 7a 7dl 8c und Sd gelegt die je nach der jeweiligen Ausführungsform variieren kann.

Bei Betrachtung der Darstellung in F i g. 2 und 3 sieht man zunächst aus Fig.3, daß die Schlitze 11 im Steuergitter 2 eine Bewegung der IrisIameHen 7 mit Hilfe des Steuerrings 6 ermöglichen. Die Darstellung zeigt weiter, daß jede der IrisIameHen 7. von denen in der Zeichnung nur eine einzige gezeigt ist über ihren Gelenkzapfen 7c im Quersteg des Gehäuses 1 an einer eine Anlenkachse bildenden Stelle c gelagert ist und die Steuerzapfen Td der IrisIameHen 7 jeweils an deren Außenumfang liegen.

In der Darstellung in Fig.2 und 3 ist die Objektivblende mit voller öffnung gezeigt, die IrisIameHen 7 liegen daher völlig außerhalb der zentralen öffnung Ic im Quersteg des Gehäuses 1. Wird nun der Steuerring 6 so betätigt daß er die beiden Steuergitter 2 und 3 im Sinne der in F i g. 2 und 3 eingetragenen Pfeile verdreht, so schreiben die Schlitze 11 im Steuergitter 2 den Steuerzapfen Td der IrisIameHen 7 einen solchen Weg vor, daß während eines ersten, einem Winkel a I entsprechenden Abschnitt dieser Drehung die I: islameilen 7 progressiv zugehen und die Blendenöffnung verkleinern, während die Lamelle 8 keine Bewegung vollführt und das weitere Filter 15 die Blendenöffnung stets voll überdeckt Das Ende des Drehwinkels a I entspricht der optimal kleinen Blendenöffnung, die erreichbar ist ohne daß Beugungserscheinungen zu befürchten sind. Be· Fortführung der Drehung des Steuerrings 6 über den Winkel a I hinaus zeigt die Darstellung in F i g. 3, dab der Schlitz 11 im Steuergitter 2 Konzentrisch zur optischen Achse verläuft die IrisIameHen 7 also bei dieser weiteren Drehung unbeweglich bleiben und der Durchmesser der verbleibenden Blendenöffnung sich nicht ändert Dagegen nimmt nun der Schlitz 13 im Steuergitter 3 die Lamelle 8 in Richtung auf das Zentrum der Blende hin mit und das Filter 10 trit' progressiv vor die Blendenöffnung. Die Breite dieses Filter 10 ist so bemessen, daß sie den Durchmesser der am Ende des Drehwinkels a 1 für den Steuerring 6 erreichten Blendenöffnung um ein Geringes übersteigt und er wird durch zwei Kreisbogenabschnitte begrenzt, die ihren Mittelpunkt an der die An|enkachse bezeichnenden Stelle c und den Abstand dieser Anlenkachse von der optischen Achse zum Mittelwert für ihre Radien haben.

Wenn zum progressiven Schließen der Objektivblende die beiden Steuergitter 2 und 3 mittels des Steuerrings 6 betätigt werden* so kommt es durch die Mitnahme der in die Schütte il im Steuergitter 2 eingreifenden Steuerzapfen Td der Irislamellen 7 s (Fig.3) zu deren progressivem Zugehen. Auf diese Weise kommt man bei Verdrehung des Steuerrings 6 um einen Drehwinkel β 1 zu einer Blendenöffnung mit dem kleinsten Durchmesser- der mit Rücksicht auf die Beugungserscheinungen noch isulässig ist ι ο

Während dieser Drehung des Steuerrings 6 um den Drehwinkel a 1 verläuft der Schlitz 13 im Steuergitter 3 konzentrisch zur optischen Achse der Objektivblende, und daher bleibt die Lamelle 8 unbeweglich stehen. Am Ende der Verdrehung des Steuerrings 6 um den is Drehwinkel a 1 wird auf diese Weise die in F i g. 4 und 5 dargestellte Stellung erreicht, bei der die Irislamelle 7 bis auf eine kleine Blendenöffnung (beispielsweise //22) geschlossen sind und dieser kleinen Blendenöffnung nur der Teil des Filters 10 mit abgestufter Lichtdurchlässigkeit gegenübersteht der nahezu vollkommen lichtdurchlässig ist.

Wird die Drehung des Steuerrings 6 weiter fortgesetzt so verdrehen sich auch die Steuergitter 2 und 3 weiter, und man erkennt, daß über einen Drehwinkel al die Schlitze 11 im Steuergitter 2 konzentrisch zur optischen Achse verlaufen, so daß die Irislamellen 7 die Blendenöffnung auf ihrem am Ende des Drehwinkels a I erreichten Durchmesser halten. Dagegen führt die Form des Schlitzes 13 im Steuergitter 3 bei dessen weiterer Verdrehung auf den Drehwinket a 2 zu einer Verschiebung der Lamelle 8, durch die nach und nach immer lichtundurchlässigere Abschnitte des Filters 10 vor die Blendenöffnung treten. Die Darstellung in F i g. 6 und 7 gibt die Verhältnisse wieder, die nach einer Verdrehung des Steuerrings 6 um den Drehwinkei a 2 erreicht sind, und man sieht, daß in dieser Lage die verbleibende Blendenöffnung immer noch groß genug ist um störende Beugungserscheinungen auszuschließen, jedoch durch den optisch dichtesten Teil des Filters 10 stark verdunkelt wird.

In dem in der Zeichnung dargestellten Sonderfall sieht man weiter, daß eine fortgesetzte Verdrehung der Steuergitter 2 und 3 über den Steuerring 6 um einen kleinen Drehwinkel a 3, bei der die Lamelle 8 wiederum unbeweglich stehenbleibt weiterhin den optisch dichtesten Teil des Filters JO in der optischen Achse der Objektivblende hält während gleichzeitig die Irislamellen 7 ihre Schließbewegung bis zu völligem Schließen der Blende wieder aufnehmen. so

Bemerkt sei, daß bei einer in dieser Weise ausgebildeten Objektivblende für den Fachmann keinerlei Schwierigkeiten bestehen, die Schütze in den Steuergittern so zu konstruieren, daß sich die Drehwinkel a 1 und β 2 je nach den gestellten Aufgaben variieren lassen. So können diese Schlitze ohne weiteres so festgelegt werden, daß der jeweilige Drehwinkel für den Steuerring 6 eine lineare Funktion der durch die Objektivblende hindurchgehenden Lichtmenge wird; dabei ist selbstverständlich die Gesetzmäßigkeit für die Änderung der Lichtdurchlässigkeit des Filters 10 zu berücksichtigen.

In gleicher Weise kann es von Vorteil sein, die Drehung der Lamelle 8 um die deren Anlenkachse c bezeichnende Stelle auf dem Quersteg des Gehäuses 1 beginnen zu lassen, bevor die durch die Irislamellen 7 begrenzte Blendenöffnung die zulässige Minimalgröße vollständig erreicht hat. um eine etwaige Stufe in dem Zusammenhang zwischen der Lichtdurchlässigkeit der Objektivblende einerseits und der Drehung des Steuerrings 6 andererseits auszuschließen.

Die in F i g. 1 bis 7 dargestellte und in Verbindung damit oben beschriebene Ausführungsform bietet offensichtlich den Vorteil, daß sich bei ihr der optische Weg für das Licht beim Übergang von der Öffnungsverkleirvirung durch die Irislamellen 7 zur Helligkeitsvermindering durch das Filter 10 nicht ändert Es liegt nämlicii das Filter entweder mit seinem vollständig lichtdurchlässigen weiteren Filter 15 oder mit seinem in der Lichtdurchlässigkeit abgestuften Abschnitt 10 ständig im Lichtweg.

Das bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete Filter 10 mit abgetönter Lichtdurchlässigkeit weist eine optische Dichte auf. die rasch und progressiv in quasi linearer Weise von nahezu vollständiger Lichtdurchlässigkeit bis zur Dichte 4 im dunkeisten Bereich variiert: Dies enispfiehi dem Äquivalent für 13 Teilungen der normalen Blendenskala. Man sieht daher, daß selbst bei Verwendung einer durch Lamellen begrenzten Blendenöffnung mit Variierbarkeit zwischen f/2 und ^22, also einer Variierbarkeit über sieben Normblendenstellungen hinweg, die Verwendung des Filters in der zweiten Phase des Schließvorg^ngs zu diesen sieben Normblendenstellungen noch das Äquivalent für dreizehn weitere Blendeneinstellungen hinzufügt Es ist daher auf diese Weise möglich, eine Lichtkompensation zu erreichen, die zwanzig Blendeneinstellungen auf der normalen Blendenskala entspricht also einem Helligkeitsverhältnis von 1 :1 000 000 äquivalent ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Objektivblende für kinematographische Kameras oder Fernsehkameras mit einem Gehäuse, in dem mindestens eine Irislamelle und ein in die Lichtdurchtrittsöffnung bewegbares, auf einem unabhängigen Träger angeordnetes Filter mit in einer Richtung kontinuierlich zunehmender optischer Dichte jeweils um eine zur optischen Achse parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert sind und die Irislamelle und das Filter gemeinsam mit einem drehbaren Steuerring getrieblich verbunden sind, wobei der Steuerring um mindestens zwei aufeinanderfolgende Drehwinkel drehbar ist, so daß bei seiner Drehung aus der Stellung größter Lichtdurchlässigkeit um einen ersten Winkel die Irislamellen von einer größten Blendenöffnung bis auf eine optimal kleine öffnung verschwenkbar sind, bei der die Abbildungsfehler durch Lichtbeugung noch zu vernachls5«jgen sind, und bei einer Drehung um einen zweiten Winkel bei optimal kleiner Irisblendenöffnung das Filter in der Richtung zunehmender optischer Dichte in die Lichtdurchtrittsöffnung verschwenkbar ist dadurch gekennzeichnet, daß