DE2533825A1 - Entfernungseinstellung bei objektiven mit veraenderbarer brennweite - Google Patents

Entfernungseinstellung bei objektiven mit veraenderbarer brennweite

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Description

Jos. Schneider & Co., Optische Werke, Bad Kreuznach
"Entfernungseinstellung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite"
Die Erfindung betrifft eine Entfernungseinstellung durch Innenfokussierung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite.
Zur Entfernungseinstellung fUr den normalen Einstellbereich bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite wird vorzugsweise das Frontglied verschoben. Die dabei notwendige Verschiebung gegen die Lichtrichtung vergrössert die Objektivbauhöhe, wodurch es zur Vignettierung der schiefen Bündel kommt. Diese kann nur durch Vergrössern des Frontglieddurchmessers verbunden mit einer Steigerung des Gewichts vermieden werden.
Neben der Vignettierung macht in besonderem Masse auch die durch die Frontgliedverschiebung beeinträchtigte Korrektur eine aufwendigere Frontgliedgestaltung notwendig.
Bei motorischer Entfernungseinstellung wirkt das hohe Gewicht des Frontgliedes störend.
Bei der Verschiebung von Frontglied oder Relaissystem muss das angrenzende Luftvolumen merklich geändert werden. Das ist nur dann hinreichend schnell möglich, wenn entsprechend grosse Öffnungen nach aussen vorgesehen werden. Die Folge davon ist eine unvermeidliche Klimaempfindlichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verschieben mehrerer optischer Linsengruppen im Innern eines Objektivs mit veränderbarer Brennweite die genannten Nachteile Üblicher Entfernungseinstellungen zu verringern. Weiterhin soll die Entfernungseinstellung brennweitenunabhängig sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgenäss gelöst durch eine gemeinsame Verschiebung der zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebeglieder und der auf diese optischen Schiebeglieder folgenden Linsengruppe, wobei diese Linsengruppe zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit während des Einstellvorganges eine Kompensationsbewegung ausfuhrt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine gemeinsame Verschiebung der zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebeglieder und einer Linsengruppe, die durch eine feststehende Linsengruppe von den zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebegliedern getrennt ist, wobei diese Linsengruppe zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit während des Einstellvorganges eine Kompensationsbewegung ausfuhrt.
Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Vorhandensein eines afokalen Bereichs zwischen den Varioteil und dem Relaissystem alle optischen Schiebeglieder und Linsengruppen zwischen dem festangeordneten Frontglied und dem afokalen Bereich gemeinsam um gleiche Weglängen in axialer Richtung bewegbar sind.
In den Ansprüchen 4, 5 und 6 sind weitere bevorzugte Ausfuhrungen der Erfindung angegeben.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch Ausfuhrungsbeispiele einer Entfernungseinstellung durch Innenfokussierung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite nach der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 ein symbolhaft dargestelltes Objektiv in zwei unterschiedlichen Entfernungseinstellungen,
Fig. 2 ein symbolhaft dargestelltes Objektiv in zwei unterschiedlichen Brennweiteneinstellungen,
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Fig. 3 ein Objektiv nit einem afokalen Bereich innerhalb des Objektivs bei einer unendlichen Objektentfernung,
Fig.3a ein Objektiv nach Fig. 3 bei einer endlichen Objektentfernung,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines die optischen Schiebeglieder aufnehmenden Kurventubus und eines die Linsengruppe aufnehmenden Tubus mit entsprechenden Verstellmitteln zur gemeinsamen Verstellung,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines die optischen Schiebeglieder und die Linsengruppe aufnehmenden Kurventubus mit Verstellmitteln,
Fig. 6 ein Funktionsdiagramm für motorischen Antrieb der optischen Schiebeglieder und der zu verschiebenden Linsengruppen.
In den Figuren 1, 2 und 6 sind die einzelnen Linsenglieder durch dünne Linsen angedeutet.
Es handelt sich bei dem beispielsgemässen Objektiv mit veränderbarer Brennweite um ein Objektiv, das fünfgliedrig aufgebaut ist. Ein festangeordnetes positives Frontglied ist mit 1 und ein ebenfalls festangeordnetes positives Relaissystem mit 5 bezeichnet· Zwischen diesen beiden Gliedern bzw. Gruppen befinden sich ein zur Brennweitenvariation dienendes optisches Schiebeglied 2 und ein zum Konstanthalten der Schnittweite dienendes optisches Schiebeglied 3. Eine Linsengruppe 4, die während des Brennweitenverstellvorganges feststeht, dient während des Entfernungseinstellvorganges als Kompensationsglied.
In der Fig. 1 ist der Verstellweg der optischen Schiebeglieder 2 und 3 und der Linsengruppe 4 von einer ersten Entfernung zb einer zweiten Entfernung dargestellt. Die Linsengruppe 4 muss zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit eine Kompensationsbewegung ausfuhren. Die Bewegung der Linsengruppe 4 ist nicht linear von der Entfernungseinstellung abhängig. Eine Blende ist mit B und eine Bildebene mit 0* bezeichnet. .
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__ A —
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung kann diese Kompensationsbewegung auch von einen vorderen Teil 5a des Relaissystems ausgeführt werden. In diesem Fall bleibt die Linsengruppe 4 in Ruhestellung.
Die Fig. 2 zeigt die Verstellwege der optischen Schiebeglieder 2 und 3 bei der Brennweitenänderung. Die Linsengruppe 4 bleibt bei diesem Vorgang fest.
Das Objektiv nach Fig. 3 und 3a weist einen afokalen Bereich 6 auf. Der Strahlengang hinter der Linsengruppe 4 ist afokal. In diesem Fall sind die Verhältnisse besonders günstig, denn unter dieser Voraussetzung kann die Linsengruppe 4 wie starr gekoppelt nit den optischen Schiebegliedern 2 und 3 bei der Entfernungseinstellung verschoben werden. Aus den Fig. 3 und 3a ist zu ersehen, dass bei der Abbildung der Bildebene in den Objektraum zwischen den optischen Schiebeglied
2 und dem Frontglied ein Zwischenbild entsteht. Der Abstand dieses Zwischenbildvs in bezug auf den ersten Scheitel des ersten optischen Schiebegliedes 2 bleibt bei allen Stellungen der optischen Schiebeglieder 2 und 3 aufgrund der Brennweitenvariation (Fig. 2) und bei allen gemeinsamen Verschiebungen der optischen Schiebeglieder 2 und
3 und der Linsengruppe 4 zur Entfernungsänderung (Fig. 3, Objektentfernung unendlich, Fig. 3a, Objekt in endlicher Entfernung) erhalten.
Die Grosse der notwendigen Verschiebung der optischen Schiebeglieder 2, 3 und der Linsengruppe 4 ist allein von der Brennweite des Frontgliedes 1 abhängig und gleich gross wie eine Verschiebung des Frontgliedes 1, wenn dieses zur Entfernungsein«tellung benutzt werden wUrde.
In Fig. 4 ist eine konstruktive Ausfuhrung für eine Entfernuijgeeinstellung nach Fig. 1 dargestellt. Ein Kurventubus 7, der in an sich
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bekannter Weise mit entsprechenden FUhrungsnuten fUr die Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz ausgelegt ist, ninnt die optischen Schiebeglieder 2 und 3 auf. Ein zweiter Kurventubus 8 dient zur Aufnahme der Linsengruppe 4 und ist starr mit einem Entfernungseinstellring 10 verbunden, dieser ist Über ein Gewinde 11 mit einer Zahnstange 12 verbunden. Die Zahnstange 12 greift mit einer Nut 13 in einen Führungsring 14 ein. In dem zweiten Kurventubus 8 ist eine Führungsnut enthalten, die einen vorberechneten Kurvenverlauf für die Kompensationsbewegung für die Linsengruppe 4 aufweist. Im Kurventubus 7 ist eine Führungsnut 15 eingebracht, in die ein mit einem Brennweiteneinstellring 16 starr verbundener Führungsstift 17 eingreift. Die Pfeile zeigen die entsprechenden Drehrichtungen an.
Wird der Entfernungseinstellring 10 betätigt, dann dreht sich der Kurventubus 8 mit und die Linsengruppe 4, die in der nicht dargestellten Führungsnut gleitet, wird in axialer Richtung bewegt, gleichzeitig verschiebt die Zahnstange 12 mit Hilfe des Gewindes 11 und der Nut 12 in dem Führungsring 14 den Kurventubus 7 in axialer Richtung.
Bei einer Betätigung des Brennweiteneinstellrings 16 wird der Kurventubus 7 um seine eigene Achse verdreht und die optischen Schiebeglieder 2 und 3 führen die notwendigen Bewegungen aus, wobei die Linsengruppe 4 ortsfest bleibt.
Die Linsengruppe 4, die mit Hilfe des Kurventubus 8 axial verschoben wird, kann in bezug auf die Funktion durch die Linsengruppe 5a ersetzt werden.
In Fig. 5 ist eine mechanische Ausführung dargestellt, die sich besonders für ein Objektiv nach Fig. 3 eignet. Es handelt sich hier um einen einzigen Kurventubus. Dieser wird ebenfalls mit 7 bezeichnet, da er sich in seiner Konstruktion nicht von dem in Fig. 4 dargestellten unterscheidet. Dieser Kurventubus nimmt ausser den beiden optischen
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Schiebegliedern 2 und 3 auch noch die Linsengruppe 4 »Π auf. Diese einfache Lösung ist dadurch Möglich, dass alle drei die gleiche Weglänge in axialer Richtung während der Entfernungseinstellung zurücklegen Bussen. Der Führungsring 14 dient in diesen Fall dazu, die axiale Lage der Linsengruppe 4 bei Drehung des Kurventubus 7 in bezug auf den Kurventubus 7 unverändert zu lassen, ohne dass die Linsengruppe 4 nitgedreht wird.
Durch Anbringen einer Führungsnut 15 für die Brennweitenverstellung und des FUhrungsringes 14 für die Entfernungseinstellung am Kurventubus 7 sowie eine entsprechende Ausgestaltung des Entfernungseinstellrings 10 und Brennweiteneinstellrings 16 können die Funktionen von aussen getrennt voneinander betätigt werden.
Fig. 6 stellt ein Funktionsdiagramm for den notorischen Antrieb der Verschiebeglieder dar, bei dem keine mechanischen Steuerkurven zur Anwendung kommen. Die Brennweiteneinstellung erfolgt folgendermassen: über einen Eingang El kommt ein der Sollbrennweite entsprechendes Signal, durch das ein Motor Mi das optische Schiebeglied 1 antreibt. Ein Messfühler MFI meldet die Bewegung an eine Speicher- und Steuereinheit SI, Über die ein Motor M2 so angetrieben wird, dass die bildseitige Schnittweite konstant gehalten wird. Ein Messfühler MF2 liefert ein Rückkopplungssignal an die Speicher- und Steuereinheit SI, mit dessen Hilfe Über diese Si und den Motor 2 die genaue Solllage des optischen Schiebegliedes 3 geregelt werden kann. SI und S2 sind Speicher fUr Daten der Kurvenführung.
Die Entfernungseinstellung erfolgt folgendermassen: über einen Eingang E2 wird ein der Sollentfernung entsprechendes Signal eingegeben, durch das ein Motor 3 die Linsengruppe 4 bzw. 5a antreibt. Ein Messfühler MF3 meldet die Bewegung an die Speicher- und Steuereinheit S2, Über die durch additive Antriebssignale die Motoren Mi und M2 zusätzlich so angetrieben werden, dass ohne wesentliche Brennweitenänderung die gewünschte Entfernung eingestellt wird.
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Im Fall eines afokalen Strahlenganges innerhalb des Objektivs hinter
der Linsengruppe 4 wird die Speicher- und Steuereinheit S2 nicht benötigt.
Die Vorteile der erfindungsgemässen, brennweitenunabhängigen Entfernung»- einstellung bestehen in einer höheren Resthelligkeit, einer Verbesserung der Korrektur, der Bewegung geringerer Masse zur Entfernungseinstellung, einer Verringerung der Klimaempfindlichkeit und einer Verringerung der Frontglieddurchnesser gegenüber Objektiven nit Frontlinsen-Entfernungseinstellung.
Das feststehende Frontglied gestattet die Ausfuhrung besonders stabiler Aufnahnevorrichtungen für Vorsatzfilter, Vorsatzlinsen und am Frontglied befestigter Kompendien zur Einblendung von z.B. Filatiteln. Die sichtbare Auswirkung unvermeidlicher Frontgliedzentrierfehler durch Drehen des Frontgliedes bei der Entfernungseinstellung wird vermieden.

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    BSBSSSSBSSSSSSSSS=SSSSSSSBSSB ΐ
    Iy Entfernungseinstellung durch Innenfokussierung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Verschiebung der zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebeglieder (2 und 3) und der auf diese optischen Schiebeglieder (2 und 3) folgenden Linsengruppe (4), wobei diese Linsengruppe (4) zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit während des EinstellVorganges eine Kompensationsbewegung ausfuhrt.
  2. 2. Entfernungseinstellung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Verschiebung der zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebeglieder (2 und 3) und einer Linsengruppe (5a), die durch eine feststehende Linsengruppe (4) von den zur Brennweitenvariation und Schnittweiten-
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    konstanz dienenden optischen Schi«begliedern (2 und 3) getrennt ist, wobei diese Linsengruppe (5a) zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit während des Einstellvorganges eine Kompensationsbewegung ausfuhrt.
  3. 3. Entfernungseinstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines afokalen Bereichs (6) zwischen dem Varioteil (l) und dem Relaissystem (5) alle optischen Schiebeglieder (2 und 3) und Linsengruppen (4) zwischen dem festangeordneten Frontglied (l) und dem afokalen Bereich (6) gemeinsam um gleiche Weglängen in axialer Richtung bewegbar sind.
  4. 4. Entfernungseinstellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebeglieder (2 und 3) in einem Kurventubus (7) und die Linsengruppe (4 bzw. 5a) in einem Kurventubus (8) untergebracht sind, die mit einem Entfernungseinstellring (1O) Über ein Gewinde (ll) und eine Zahnstange (12) getrieblich verbunden sind und dass der Kurventubus (7) während des Einstellvorganges in Längsrichtung verschiebbar ist und der eine Führungsnut (9) aufweisende Kurventubus (8) eine drehende Bewegung ausfuhrt.
  5. 5. Entfernungseinstellung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Schiebeglieder (2 und 3) und die Linsengruppe (4) in dem Kurventubus (7) untergebracht sind und die Verschiebung des Kurventubus (7) in Längsrichtung durch Drehung des Entfernungseinstellringes (lO) Über das Gewinde (ll) und die Zahnstange (12) erfolgt.
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  6. 6. Entfernungseinstellung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den notwendigen Verstellweg der optischen Schiebeglieder (2 und 3) und der Linstngruppe (4 bzw. 5a) in einem Speichermedium (SI bzw. 52) enthalten ist und von dort bei jedem Einstellvorgang abrufbar ist.
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