DE2533825C3 - Entfernungseinstellung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite - Google Patents

Entfernungseinstellung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite

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Description

Die Erfindung betrifft eine Entfernungseinstellung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite mit feststehendem Frontglied bzw. -gruppe und einem Relaissystem.
Zur Entfernungseinstellung für den normalen Einstellbereich bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite wird vorzugsweise das Frontglied verschoben. Die dabei notwendig« 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.
ίο Bei motorischer Entfernungseinstellung wikt das hohe Gewicht des Frontgiiedes 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 unvermeidbare KJimaempfindlichkeit
Es sind auch Objektive bekannt, bei denen zur Entfernungseinstellung im Makrobereich das erste und
M zweite optische Schiebeglied unabhängig von der Brennweitenvariation verschoben wird. Diese Objektive benötigen zur Entfernungseinstellung im normalen Entfernungseinstellbereich eine Verschiebung des Frontgliedes, beispielsweise DE-AS 20 29 254. Weiter hin ist ein Objektiv bekannt, bei dem die Entfernungs einstellung mit dem zweiten optischen Schiebeglied erfolgt, welches auch bei einer Brennweitenänderung mit dem ersten optisshen Schiebeglied zur Kompensation der dabei auftretenden Schnittweitenänderung des Gesamtobjektivs benutzt wird. Dieses Entfernungseinstellprinzip erfordert für jede Brennweiteneinstellung eine andere Kornpensationsbewegung des zweiten optischen Schiebegliedes. 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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gemeinsame axiale Verschiebung um gleiche Weglängen zweier optischer Schiebeglieder, die auch zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienen und eine gleichzeitige axiale Verschiebung einer dem optischen Schiebeglied nachgeordneten Linsengruppe, wobei bei näherungsweise afokalem Strahlengang die Kompensationsbewegung der Linsengruppe gegenüber der axialen Bewegung der optischen Schiebeglieder abweichend ist, und daß in jeder Phase
so der Entfemungseinttellung eine Änderung der Brennweite durch alleinige axiale Verschiebung der optischen Schiebeglieder unter Aufrechterhaltung der Schnittweitenkonstanz einstellbar ist, und daß in jeder Phase der Brennweitenänderung eine Änderung der Einstellent fernung mit gleichzeitiger axialer Verschiebung der optischen Schiebeglieder und der nachgeordneten Linsengruppe ebenfalls unter Aufrechterhaltung der Schnittweitenkonstanz durchführbar ist, wobei grundsätzlich die optischen Schiebeglieder bei allen Entfer- nungseinstellungen den gleichen Bewegungsgesetzen zur Brennweitenänderung unterliegen.
In den Ansprüchen 2, 3 und 4 sind bevorzugte Ausführungen der Erfindung angegeben. Die Zeichnung veranschaulicht schematisch Ausfüh-
*>"> rungsbeispiele einer Entfernungseinstellung durch Innenfokussierung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite nach der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 ein symbolhaft dargestelltes Objektiv in zwei
unterschiedlichen Entfernungseinstellungen,
F i g. 2 ein symbolhaft dargestelltes Objektiv in zwei unterschiedlichen Brennweiteneinstellungen,
F i g. 3 ein Objektiv mit einem afokalen Bereich innerhalb des Objektivs bei einer unendlichen Objektentfernung,
F i g. 3a ein Objektiv nach F i g. 3 bei einer endlichen Objektentfernung,
F i g. 4 eine Seitenansicht eines die optischen Schiebeglieder aufnehmenden Kurventubus und eines die Linsengruppe aufnehmenden Tubus mit entsprechenden Verstellmitteln zur gemeinsamen Verstellung,
F i g. 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 F i g. 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 festangeordnet-« positives Frontglied ist mit 1 und ein ebenfalls festangeordnetes positives Relaissystem mit 5,6 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 F i g. 1 ist der Verstellweg der optischen Schiebeglieder 2 und 3 und der Linsengruppe 4 von einer ersten Entfernung zu einer zweiten Entfernung dargestellt Die Linsengruppe 4 muß zur Erzielung der Brennweitenunabhängigkeit eine Kompensationsbewegung ausführen. Die Bewegung der Linsengruppe 4 ist nicht linear von der Entfernungseinstellung abhängig. Eine Blende ist mit B und eine Bildebene mit O' bezeichnet
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung kann diese Kompensationsbewegung auch von einem vorderen Teil 5 des Relaissystems ausgeführt werden. In diesem Fall bleibt die Linsengruppe 4 in Ruhestellung.
Die Fig.2 zeigt die Verstellweje der optischen Schiebeglieder 2 und 3 bei der Brennweitenänderung. Die Linsengruppe 4 bleibt bei diesem Vorgang fest
Das Objektiv nach F i g. 3 und 3a weist einen afokalen Bereich 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 mit den optischen Schiebegliedern 2 und 3 bei der Entfernungseinstellung verschoben werden. Aus den F i g. 3 und 3a ist zu ersehen, daß bei der Abbildung der Bildebene in den Objektraum zwischen dem optischen Schiebeglied 2 und dem Frontglied 1 ein Zwischenbild entsteht. Der Abstand dieses Zwischenbildes in bezug auf den ersten Scheitel des ersten optischen Schiebegliedes 2 bleibt bei allen Stellungen der optischen Schiebeglieder 2 und 3 aufgrund der Brennweitenvariation (F i g. 2) und bei allen gemeinsamen Verschiebungen der optischen Schiebeglieder 2 und 3 und der Linsengruppe 4 zur Entfernungsänderung (F i g. 3, Objektentfernung unendlich, F i g. 3a, Objekt in endlicher Entfernung) erhalten.
Die Größe 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 Entfernungseinstellung benutzt werden würde.
In F i g. 4 ist eine konstruktive Ausführung für eine Entfernungseinstellung nach F i g. 1 dargestellt Ein Kurventubus 7, der in an sich bekannter Weise mit entsprechenden Führungsnuten für die Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz ausgelegt ist, nimmt 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 Führungsseil 17 eingreift Die Pfeile zeigen die entsprechenden Drehricirtungen 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 Brennweitenemstellrings 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 5 ersetzt werden.
In F i g. 5 ist eine mechanische Ausführung dargestellt, die sich besonders für ein Objektiv nach F i g. 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 F i g. 4 dargestellten unterscheidet Dieser Kurventubus nimmt außer den beiden optischen Schiebegliedern 2 und 3 auch noch die Linsengruppe 4 mit auf. Diese einfache Lösung ist dadurch möglich, daß alle drei die gleiche Weglänge in axialer Richtung während der Entfernungseinstellung zurücklegen müssen. Der Führungsring 14 dient in diesem Fall dazu, die axiale Lage der Linsengruppe 4 in bezug auf den Kurventubus 7 bei Drehung des Kurventubus 7 unverändert zu lassen, ohne daß die Linsengruppe 4 mitgedreht wird.
Durch Anbringen einer Führungsnut 15 für die Brenuweitenverstellung und dea Führungsringes 14 für die Entfernungseinstellung am Kurventubus 7 scwie eine entsprechende Ausgestaltung des Entfei nungseinstellrings 10 und Brennweiteneinstellrings 16 können die Funktionen von außen getrennt voneinander betätigt werden.
F i g. 6 stellt ein Funktionsdiagramm für den motorischen Antrieb der Versehiebeglieder dar, bei dem keine mechanischen Steuerkurven zur Anwendung kommen. Die Brennweiteneinstellung erfolgt folgendermaßen: bi Über einen Eingang E1 kommt ein der Sollbrennweite entsprechendes Sigr.al, durch das ein Motor Ml das optische Schiebeglied 2 antreibt Ein Meßfühler MFi meldet die Bewegung an eine Speicher- und Steuerein-
heil 51, über die ein Motor Ml so angetrieben wird, daß die bildseitige Schnittweite konstant gehalten wird. Ein Meßfühler MF2 liefert ein Rückkopplungssignal an die Speicher- und Steuereinheit 51, mit dessen Hilfe über diese 51 und den Motor 2 die genaue Sollage des optischen Schiebegliedes 3 geregelt werden kann. 51 und 5 2 sind Speicher für Daten der Kurvenführung.
Die Entfernungseinstellung erfolgt folgendermaßen: Über einen Eingang E 2 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 5 2, über die durch additive Antriebssignale die Motoren Mi und M2 zusätzlich so angetrieben werden, daß ohne wesentliche Brennweitenänderung die gewünschte Entfernung eingestellt wird.
Im Fall eines afokalen Strahlenganges innerhalb des
Objektivs hinter der Linsengruppe 4 wird die Speicherund Steuereinheit 52 nicht benötigt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen, brennweitenunabhängigen Entfernungseinstellung bestehen in einer höheren Resthelligkeit, einer Verbesserung der Korrektur, der Bewegung geringerer Masse zur Entfernungseinstellung, einer Verringerung der Klimaempfindlichkeit und einer Verringerung der Frontglieddurchmesser gegenüber Objektiven mit Frontlinsen-Entfernungseinstellung.
Das feststehende Frontglied gestattet die Ausführung besonders stabiler Aufnahmevorrichtungen für Vorsatzfilter, Vorsatzlinsen und am Frontglied befestigter Kompendien zur Einblendung von z. B. Filmtiteln. Die sichtbare Auswirkung unvermeidlicher Fionigiied/entrierfehlcr durch Drehen des Frontgliedes bei der F.ntfernungseinstellung wird vermieden.
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Claims (4)

Patentansprüche:
1. Entfernungseinstellung bei Objektiven mit veränderbarer Brennweite mit feststehendem Frontglied und einem Relaissystem, gekennzeichnet durch eine gemeinsame axiale Verschiebung um gleiche Weglängen zweier optischer Schiebeglieder (2 und 3), die auch zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienen und eine gleichzeitige axiale Verschiebung einer dem optischen Schiebeglied (3) nachgeordneten Linsengruppe (4 oder 5), wobei bei näherungsweise afokalem Strahlengang die Kompensationsbewegung der Linsengruppe (4 oder 5) gegenüber der axialen Bewegung der optischen Schiebeglieder (2 und 3) abweichend ist, und daß in jeder Phase der Entfernungseinstellung eine Änderung der Brennweite durch alleinige axiale Verschiebung der optischen Schiebeglieder (2 und 3) unter Aufrechterhaltung der Schnittweitenkonstanz einstellbar ist, und daß in jeder Phase der Brennweitenänderung eine Änderung der Einstellentfernung niit gleichzeitiger axialer Verschiebung der optischen Schiebeglieder (2 und 3) und der nachgeordneten Linsengruppe (4 bzw. 5) ebenfalls unter Aufrechterhaltung der Schnittweitenkonstanz durchführbar ist, wobei grundsätzlich die optischen Schiebeglieder (2 und 3) bei allen Entfernungseinstellungen den gleichen Bewegungsgesetzen zur Brennweitenänderung unterliegen.
2. Entfernungseinstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Brennweitenvariation und Schnittweitenkonstanz dienenden optischen Schiebtglieder (2 und 3) in einem Kurventubus (7) und die Linsengr-uppe (-.' bzw. S) in einem Kurventubus (8) untergebracht sind, die mit einem Entfernungseinstellring (10) übt- ein Gewinde (11) 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 ausführt
3. Entfernungseinstellung nach Anspruch 1, 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 (10) über das Gewinde (11) und die Zahnstange (12) erfolgt
4. 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 LinsengRippe (4 bzw. 5) in einem Speichermedium (Si bzw. 52) enthalten ist und von dort bei jedem Einstellvorgang abrufbar ist.
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