DE2460074C3

DE2460074C3 - Linsenvorrichtung in Projektions-Kopiergeräten mit veränderlicher Vergrößerung

Info

Publication number: DE2460074C3
Application number: DE2460074A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyokawa Aichi Ikeda (Japan)
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1980-11-27
Also published as: BE823407A; DE2460074B2; BR7410689D0; NL7416201A; US3936150A; FR2255628A1; CA1023984A; AU7654074A; FR2255628B1; ES433201A1; DE2460074A1; JPS5092238U; USRE30231E; GB1468306A

Description

Die Erfindung betrifft eine Linsenvorrichtung mit veränderlicher Vergrößerung und betrifft im besonderen eine Linsenvorrichtung mit veränderlicher Vergrößerung, bei welcher in Reproduktionsapparaten die veränderliche Vergrößerung dadurch erreicht wird, daß die Linsen für die veränderliche Vergrößerung senk

recht zur optischen Achse verschoben werden.

Derartige Linsen mit veränderlicher Vergrößerung werden in Reproduktionsapparaten verwendet, um die Größe des zu reproduzierenden Bildes zu verändern.
Es sind Linsensysteme für veränderliche Vergrößerung bei Reproduktionsapparaten bekannt Bei einem bekannten System wird eine veränderliche Vergrößerung erreicht, indem man einen Spiegel und eine Linse verschiebt Ein weiteres bekanntes System {DE-AS 12 97 981) verwendet zum Erreichen einer veränderlichen Vergrößerung eine zusätzliche Sammellinse. Es ist ebenso bekannt, eine veränderliche Vergrößerung mittels Zoom-Linsen zu erreichen. Auch ist es möglich, zum Erreichen einer veränderlichen Vergrößerung variable Vergrößerungslinsen in Serie, d. h. in einer Reihe nebeneinander, anzuordnen und mittels dieser Linsen in ihrer Gesamtheit durch Verschiebungen die Veränderung der Vergrößerung zu bewirken.

Keine der genannten Arten arbeitet jedoch vollkommen zufriedenste/lend. Bei der zuerst erwähnten Vorrichtung ist eine gemeinsame Verschiebung von Spiegel und Linse erforderlich, was konstruktionsmäßig recht aufwendig ist. Bei Abweichungen der Linsen von den ursprünglich festgelegten Werten kommt es zu einer Unausgeglichenheit zwischen sphärischer Aberration und Astigmatismus oder zu einer Zunahme von Coma-Aberration. Bei der zweiten erwähnten Vorrichtung tritt bei Vergrößerung eine chromatische Aberration auf, und im Zusammenhang damit nimmt der Astigmatismus zu. Bezüglich der dritten Vorrichtung ist zu bemerken, daß ein kontinuierliches Zoom sehr kostspielig ist und es bei einem Stufen-Zoom häufig zu Schwierigkeiten in der Regelung kommt. Die vierte Ausführungsform ist konstruktionsmäßig einfach. Da die jeweilige Linse entsprechend dem Vergrößerungsverhälinis zum Einsatz kommt, tritt kein Linsen-Aberrationsproblem auf. Bei einer veränderlichen Vergrößerung unter Verwendung von drei Linsen in einer Reihe nebeneinander muß allerdings Raum zur Unterbringung von fünf Linsen für die veränderliche Vergrößerung in Richtung senkrecht zur optischen Achse zur Verfugung stehen, wobei sich innerhalb des begrenzten Raumes eines Reproduktionsapparates eine Reihe verschiedener Schwierigkeiten hinsichtlich der Unterbringung der Linsen ergeben.

In den DE-AS 11 19 108 und 11 76195 sind bereits Linsenanordnungen beschrieben, die raumsparend sind, jedoch ist die Raumeinsparung bei Anordnung der Linsen auf einer kreisförmigen Träger- bzw. Haltevorrichtung noch nicht optimal.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zur veränderlichen Vergrößerung der vierten Art zu schaffen, bei welcher die Schwierigkeiten hinsichtlich der Unterbringung der Linsen nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Linsenauswahlvorrichtung in Projektions-Kopiergeräten mit veränderlicher Vergrößerung mit drei Linsen von jeweils verschiedenen Brennweiten gelöst, von denen jede zwischen einer zurückgezogenen Stellung abweichend von der optischen Achse und einer Arbeitsstellung auf der optischen Achse verschiebbar ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise durch die Verwendung der Einzellinsen in dem Drei-Linsen-System für eine veränderliche Vergrößerung eine vorzügliche optische Leistungsfähigkeit erreicht. Da es sich um eine veränderliche Vergrößerung handelt, indem man die Linsen gegeneinander verschiebt, ist ein

Raum für drei Linsen ausreichend, wohingegen für die Erlangung von veränderlichen Vergrößerungen mit drei Linsen nach dem Stand der Technik ein Raum von fünf Linsen erforderlich war. Durch die Zwischenschaltung eines Anpaßgetriebes in Form einer Verschiebung durch eine Feder wird weiter in vorteilhafter Weise erreicht, daß lediglich zwei Antriebsmittel genügen, wodurch sich ein kompaktes und konstruktionsmäßig vereinfachtes Gerät mit einer veränderlichen Vergrößerung errpht

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erklärende Skizze der grundsätzlichen Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung für eine veränderliche Vergrößerung,

Fig.2 eine darstellende Ansicht des optischen Systems unter Verwendung der erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung für eine veränderliche Vergrößerung in einer Reproduktionsvorrichtung,

Fig.3 eine Ansicht des Linsenauswahlsystems in Richtung der optischen Achse L-L'.

F i g. 4 eine Aufsicht der Vorrichtung von F i g. 3,

F i g. 5 ein Diagramm des Regelschaltkreises des Linsensystems für eine veränderliche Vergrößerung.

F i g. 1 zeigt schematisch das Prinzip der vorliegenden Erfindung. Zwei Linsen 1 und 2 sind zwischen entsprechenden zurückgezogenen Postitionen S2 und St verschiebbar, wobei ein gegebener Abstand zwischen den Linsen eingehalten wird. Diese Linsen bewegen sich auf Führungen, die im rechten Winkel zu einer bestimmten optischen Achse L-L' angeordnet sind. Unter der Wirkung einer Feder 6 ist eine dritte Linse 3 entweder an einen oder beide Anschläge 4 bzw. 5 angeschlagen, welche an entsprechenden Haltern (siehe Fig. 3 und 4) der vorher erwähnten Linsen 1 und 2 befestigt sind, so daß die Linse 3 aus einer zurückgezogenen Postition 5b zu einer Betriebsposition S5 auf der optischen Achse L-L' verschoben werden kann. Die Achse L-L'hl eine räumliche Bezugsachse, mit welcher die Hauptachsen der Linsen 1, 2 oder 3 ausgerichtet sind, wenn die entsprechenden Linsen in ihrer Betriebsposition sind. Die Linse 1 kann beispielsweise eine einfache Linse (x 1), Linse 3 beispielsweise eine erste Reduklionslinse (x 0.785) und Linse 3 beispielsweise eine zweite Reduktionslinse (x 0,647) sein.

Wenn die Linse 2 sich in die zurückgezogene Stellung

54 und Linse 1 sich in die Betriebsstellung 5Ί bewegt, verschiebt sich die Linse 3 infolge des Anschlags 4 gegen die Spannung der Feder 6 in die zurückgezogene Stellung S_b, wodurch nur die Linse 1 sich in der Arbeitsposition Si befindet.

Ähnlich hält, wenn die Linse 1 in die zurückgezogene Stellung 52 und die Linse 2 in die Betriebsstellung Sj auf die Bezugsachse /--/.'verschoben werden, der Anschlag 5 die Linse 4 in ihrer zurückgezogenen Stellung St-Wenn jedoch die Linse 1 und die Linse 2 beide in die zurückgezogene Stellung 5? bzw. Sa verschoben werden, wird die Linse 3 durch die Feder 6 in die Arbeitsstellung

55 verschoben.

Es soll nun ein ReD.v»' ktionsgerät beschrieben werden, bei welchem das oben ausgeführte Prinzip verwendet wird, wobei zur Variierung der Vergrößerung bzw. Verkleinerung drei Einzellinsen in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse verschoben werden können, wobei ausreichend Raum für die drei Linsen vorhanden ist und es weiter möglich ist, die drei Linsen mit zwei Antriebsvorrichtungen zu bewegen, was konstruktiv einfach durchzuführen ist.

In Fig.2 ist mit der Bezugsziffer 14 eine Glasplatte gezeigt, auf welcher ein Originaischnftstück Dangeordnet werden kann; mit den Bezugsziffern 15,15' sind Lampen bezeichnet, die die untere Oberfläche des

01 iginalschriftstückes beleuchten; mit der Bezugsziffer 16 ein erster Spiegel zur Bildwendung an der optischen Achse und mit der Bezugsziffer 17 ein zweiter Spiegel zur Reflexion der durch eine -der LinLen 1, 2 oder 3 für die veränderliche Vergrößerung bzw. Verkleinerung fokussieren Bildes vorgesehen. Mit der Bezugsziffer 18 ist ein lichtempfindliches Teil bezeichnet, auf welchem ein latentes Bild ausgebildet wird, das mit dem Bild des Originalschriftstückes D übereinstimmt Das Bild des Originalschriftstückes, das von den Lampen 15, 15' beleuchtet wird, wird durch den Spiegel 16 reflektiert und nach Durchgang durch eine der drei Linsen 1,2 oder 3 unter Zwischenschaltung des zweiten Spiegels 17 auf dem lichtempfindlichen Teil 18 abgebildet Die Linsen 1,

2 und 3 können so eingestellt werden (s. F i g. 2), daß die optische Achse X der Linse 1, die optische Achse Vder Linse 2 und die optische Achse Z der Linse 3 parallel sind, und irgendeine der Linsen in die Betriebsposition verschoben werden kann, wobei die optische Achse derjenigen Linse mit einer entsprechenden Bezugsachse ausgerichtet ist, welche nicht mit den Bezugsachsen zusammenfällt, die zu den anderen Linsen gehören. Die Bezugsachse ist so angeordnet, daß

(a) ein Ende A des Originalschriftstückes D mit einer üblichen Bezugslinie A' auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 18 zusammenfällt, unabhängig davon, welche Linse 1, 2 oder 3 ausgewählt wurde, und daß

(b) das andere Ende B des Originalschriftstückes D mit einer Bezugslinie B'. B" oder B'" auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 18 zusammenfällt, abhängig davon, welche Linse ausgewählt wurde.

Andererseits können die Linsen 1, 2 und 3 so eingestellt werden, daß die Hauptachsen jeder Linse mil einer einzigen Bezugsachse L-L'(s. Fig. 1) ausgerichtet sind, wenn die Linse in ihrer Betriebsposition angeordnet ist.
In der Vorrichtung Fist die Linse 1 und ihr Halter 11 (die Kombination der Linse soll als Linsenanordnung bezeichnet werden) freigleitend auf Schienen 7 und 8 (s. F1 g. 3, 4) angebracht, wobei die Schienen von den Seitenwänden der Vorrichtung Tgehalten werden. Die Linse 1 ist durch ein Befestigungsglied 19 an einem hin- und herbeweglichen endlosen Draht 20 befestigt, der über Riemenscheiben 21 und 21' läuft, wobei eine dieser Riemenscheiben (21) durch einen umkehrbaren Motor M\ angetrieben wird. Die Schiene 7 (s. Fig. 2) berührt die Unterseite der Linsenhalterung 11 von der Linse 1, während die Schiene 8 durch ein Führungsloch in der Halterung 11 verläuft.

Linse 2 und ihr Halter 12 und Linse 3 und ihr Halter 13 (s. F i g. 3,4) sind freigleitend auf den Schienen 9 und 10 angebracht, die von den Seitenwänden der Vorrichtung Γ gehalten werden. Die Linse 2 ist durch das Halteglied 22 an den Draht 23 befestigt, welcher über die Riemenscheiben 24 und 24' verläuft, wobei eine dieser Riemenscheiben (24) durch einen umkehrbaren Motor Mi angetrieben wird. Die Linse 3 ist mit einer Spannfeder 6 verbunden, die ihrerseits an einem Ende der Vorrichtung T befestigt ist. Die Linse 3 wird normalerweise durch die Feder 6 gegen die Seiten der ersten und zweiten Linse 1 und 2 gedruckt Dabei

verläuft die Schiene 9 durch die Führungslöcher, die in den Haltern 12 und 13 ausgebildet sind. Die Schiene 10 greift in den oberen Teil der Halterungen 12 und 13 ein (s. Fig. 2).

In den Fig.3 und 4 sind die oben erwähnten Anschläge 4 und 5 gezeigt, und Mikroschaller MS'-1, MS-2, M5-3 und MS-4 (die durch eine nicht gezeigte Vorrichtung getragen werden), sind vorgesehen, um festzustellen, ob die Linsen 1 und 2 in den jeweiligen zurückgezogenen Stellungen 52 und Si bzw. den gewählten Arbeitsstellungen S\ und Sj angelangt sind. Diese Mikroschalter sind mit einem Schaltkreis (s. F i g. 5) verbunden, um die Motoren Mi und Mi ein- bzw. auszuschalten.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Vorrichtung T unter Bezugnahme auf den Schaltpian (s. Fig.5) beschrieben werden. SlV-I, SW-2 und SW-3 sind für die Betätigung der Linsen 1, 2 und 3 auswählende Schalter, welche über entsprechende Knöpfe (nicht gezeigt) betrieben werden. Diese Schalter werden verwendet, um eine Spannungsquelle mit dem Motor 1 und/oder Motor 2 zu verbinden.

In F i g. 5 ist ein Schaltzustand gezeigt, der vorhanden ist, wenn die Linse 2 durch Betätigung eines geeigneten Druckknopfes ausgewählt wurde, um von der zurückgezogenen Position Si in die Betriebsposition S3 bewegt zu werden. In diesem Moment befindet sich die Linse 1, welche vorher ausgewählt wurde in ihrer Betriebsposition Si; die Linse 3 befindet sich in der zurückgezogenen Postition Sj₁; die Mikroschalter MS-I und MS-2 sind geöffnet; die Mikroschalter MS-2 und MS-3 sind geschlossen. Der Schalter SlV-2. der durch die Betätigung des obenerwähnten Druckknopfcs geschlossen wurde, schaltet den Motor M2, der sich in einer normalen Drehrichtung dreht, da der Strom über den Mikroschalter MS-2 zu dem Motor M2 in der durch den Pfeil N' angezeigten Richtung fließt, um die Linse 2 in ihre Betriebsposition S3 zu bewegen. Der Motor Mi dreht sich rückwärts, da der Strom durch den Mikroschalter MS-3 und den Schalter SW-3b zu dem Motor M] in einer durch den Pfeil R angezeigte Richtung fließt, um die Linse 1 in die zurückgezogene Position S2 zu verschieben. Wenn die Linse 1 an der zurückgezogenen Postition S2 und die Linse 2 in ihrer Betriebsposition S3 angekommen ist, öffnen sich die « Mikroschalter MS-2 und MS-3, woraufhin die Motoren M\ und M2 abgeschaltet werden.

Um die Linse 3 als nächstes in ihre Betriebsposition S₅ zu verschieben, wird ein entsprechender Druckknopf (nicht gezeigt) gedrückt, um die Kontakte der Schalter SW-3<i und SW-Zb zu bewegen. Der Mikroschalter MS-I ist geschlossen, da die ausgewählte Linse 2 sich an ihrer Betriebsstellung befindet, wie oben beschrieben. Der Motor M2 dreht sich, da der Strom durch den Schalter SlV-3a und den Mikroschalter MS-I zu dem Motor in der durch den Pfeil R' angezeigten Richtung fließt, rückwärts, um die Linse 2 in die zurückgezogene Stellung Sa zu bewegen, wo sie den Mikroschalter MS-I öffnet und dadurch den Motor M2 abschallet. Wenn die Linse 2 sich in die zurückgezogene Stellung St bewegt, wird die Linse 3 in die Betriebsstellung S5 durch Wirkung der Feder 6 verschoben, indem sie der Linse folgt, wenn letztere sich von der Betriebsposition S₁ wegbewegt.

Wird darauffolgend der Schalter SlV-I ausgewählt (geschlossen), um die Linse 1 in ihre Betriebsposition zu verschieben, bewirkt das Auswählen (Schließen) des Schalters SlV-I, daß sich der Motor in der normalen Richtung dreht, da der Strom über den Schaller SW-I und den geschlossenen Mikroschalter MS-4 zu dem Motor Mi in der durch den Pfeil N angezeigten Richtung fließt. Wenn die Linse 1 in der Arbeitsstellung anlangt, wird der Mikroschalter MS-4 geöffnet und der Motor Mi abgeschaltet.

Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, verwendet die Vorrichtung T entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Linsen verschiedener Vergrößerungsfähigkeit, die in solcher Weise in Betriebspositionen verschoben werden können, daß eine vorzügliche optische Leistungsfähigkeit erhalten wird. Da drei Linsen gegeneinander verschoben werden, um eine veränderliche Vergrößerung zu erhalten, indem man die Vorrichtung verwendet, ist ein Raum für drei Linsen und deren Halter in beiden Positionen ausreichend, wohingegen für die Erlangung von veränderlicher Vergrößerung mit drei Linsen nach der bekannten Vorrichnung ein Raum entsprechend der Breite von fünf Linsen erforderlich war, um irgendeine der drei Linsen auszuwählren. Weiter werden nur zwei Antriebsvorrichtungen (Motorantriebsvorrichtungen) verwendet, um drei Linsen zu verschieben, da eine der Linsen durch eine Feder verschoben wird, wodurch sie den anderen Linsen in der Weise, die oben beschrieben wurde, folgt. Durch diese Anordnung wird eine in der Gesamtgröße kompakte Vorrichtung und ein einfaches Gerät geschaffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Linsenauswahlvorrichtung in Projektions-Kopiergeräten mit veränderlicher Vergrößerung mit drei Linsen von jeweils verschiedenen Brennweiten, von denen jede zwischen einer zurüekgezogenen Stellung abweichend von der optischen Achse und einer Arbeitsstellung auf der optischen Achse verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, da3 die erste (1) und die zweite Linse (2) selbständig zwischen der zurüekgezogenen Stellung (52, 54) und der Arbeitsstellung (Si, S3) verschiebbar angeordnet ist, und daß durch Verschiebung der ersten (t) und/oder zweiten Linse (2) eine Folgevorrichtung (4, 5, 6) betätigbar ist, durch welche die Verschiebung der dritten Linse (3) in ihre bzw. aus ihrer Arbeitsstellung (S5) bewirkbar ist, wodurch jeweils eine der drei Linsen die Arbeitsstellung einnehmen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgevorrichtung (4,5,6) aus einer Feder (6) besteht, die einerseits am Gehäuse und andererseits an der dritten Linse (3) befestigt ist, sowie aus zwei Anschlüssen (4,5).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgevorrichtung (4, 5, 6) einen mit der ersten Linse (1) verbundenen Anschlag (4) aufweist, dei mit der dritten Linse (3) in Wirkverbindung steht, um die dritte Linse (3) in der zurüekgezogenen Stellung (S_b) zu halten, wenn die erste Linse (1) in der Arbeitsstellung (Si) ist, und daß die Folgevorrichtung (4, 5,6) ebenfalls einen mit der zweiten Linse (2) verbundenen Anschlag (5) aufweist, der mit der dritten Linse (3) in Wirkverbindung steht, um die dritte Linse (3) in der zurüekgezogenen Stellung (S₆) zu halten, wenn die zweite Linse (2) in der Arbeitsstellung (£3) ist, und daß Antriebsvorrichlungen (Mi, M2) jeweils mit der ersten (1) und der zweiten Linse (2) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichlungen (Mi, M2) der ersten (1) und der zweiten Linse (2) elektrisch gekoppelt sind und derart miteinander gleichzeitig betiitigbar sind, daß in einem Fall die erste Linse (1) in die Arbeitsstellung (S\) und die zweite (2) in die zurückgezogene Stellung (S₄) verschiebbar sind, und andernfalls die zweite (2) in die Arbeitsstellung (S3) und die erste (1) in die zurückgezogene Stellung (S2) verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstellung die Hauptachse (X. Y, Z) jeder Linse mit der Hauptachse der anderen nicht zusammenfällt,

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstellung die Hauptachse (L-L') jeder Linse mit der Hauptachse der anderen zusammenfällt.