DE2611318C3 - Elektromagnetisch angetriebene optische Lamelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch angetriebene optische Lamelle aus einem lichtundurchlässigen Material, die einen sich parallel zu der Lamellenebene erstreckenden Permanentmagneten aufweist

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf eine optische Lamelle, wie beispielsweise eine Verschlußlamelle bzw. einen Verschlußvorhang oder eine Blendenlamelle, um Lichtstrahlen in optischen Geräten, wie beispielsweise photographischen Kameras, Filmkameras, holographischen Kameras usw., zu unterbrechen; insbesondere bezieht die Erfindung sich auf eine optische Lamelle, die durch eine elektromagnetische Kraft angetrieben wird, um in optischen Geräten einen Lichtdurchgang zu öffnen oder zu verschließen.

Die allgemeine Entwicklung beim Kamerabau geht dahin, die Zahl der Einzelteile zu verringern, da sich auf diese Weise das Gewicht der Kamera und ihre Größe reduzieren lassen.

Unter dem Gesichtspunkt der Vereinfachung ist es jedoch nicht zweckmäßig, die verschiedenen Mechanismen in der Kamera nur durch mechanische Antriebsein= richtungen anzutreiben. Zur Steuerung des Verschlußmechanismus und des Blendenmechanismus werden deshalb elektrische Steuereinrichtungen verwandt, bei der eine Belichtungssteuerschaltung vorgesehen ist.

Aus der DE-PS 12 33 714 ist eine elektromagnetisch angetriebene optische Lamelle bekannt, wie sie eingangs angegeben ist. Diese bekannte Lamelle ist mit einem hebelartigen Fortsatz versehen, der zur Anordnung eines Permanentmagneten dient Der Permanentmagnet ist dabei so angeordnet, daß sein einer Endabschnitt über den hebelartigen Fortsatz hinausragt und sich mit seinem freien Ende zwischen die beiden einander unmittelbar gegenüberliegenden Pole eines Elektromagneten erstreckt, durch den sie angetrieben wird. Es kann davon ausgegangen werden, daß es ·. ich bei

ίο dieser optischen Lamelle um eine solche handelt, die aus einem Metallblech, also einem blattförmigen Metallstück, mit einer Dicke von ungefähr 0,04 mm hergestellt ist und eine schwarze, matte bzw. glanzlose Beschichtung trägt, um Oberflächenreflektion zu verhindern.

Pne solche Metallamelle weist jedoch den Nachteil auf, daß die Oberflächenbeschichtung leicht durch die scharfen Ränder einer benachbarten Lamelle zerkratzt werden kann; dies gilt insbesondere dann, wenn die Lamelle in einer Blende verwendet wird, die mehrere Blendenlamellen aufweist Das abgekratzte Beschichtungsmaterial kann auf die Oberfläche des Objektivs in der Kamera fallen, so daß sich die Qualität der Abbildung verschlechtert Außerdem treten Schwierigkeiten bei der Beschichtung der Oberfläche der Lamelle mit dem schwarzen, matten Material auf, da die Lamelle unter Umständen nur einige zehn Mikron dick sein kann. Weiterhin hsi die Metallamelie ein großes Gewicht, da die spezifische Dichte des für die Lamelle verwendeten Materials bis zu 7,0 betragen kann. Eine Metallamelle ist deshalb nicht gut für elektromagnetische Antriebe geeignet

Aus der DE-PS 12 56 536 ist eine Blendeneinrichtung bekannt deren Blendenlamellen aus einem polymeren Kunststoff bestehen. Die Bewegung dieser Blendenla mellen erfolgt Ober zusätzliche Stellglieder. Die Möglichkeit eines direkten, elektromagnetischen Antriebes dieser Kunststofflameilen wird in dieser Patentschrift nicht angesprochen. In Richter & Voss, Bauelemente der Feinmechanik, 1952, sind Hinweise darüber enthalten, wie Metallteile mit Kunststoff verbunden werden können. Dabei wird jedoch stets so vorgegangen, daß nur ein Teil des Metallteils von Kunststoff umschlossen wird, wie z. B. ein Schraubenzieher mit einem Griff aus einem

Kunststoffmaterial.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Lamelle der eingangs genannten Art, wie beispielsweise eine Verschlußlamelle bzw. einen Verschlußvorhang oder eine Blendenlamelle derart weiter-

5C- zubilden, daß sie durch eine geringe elektromagnetische Kraft angetrieben werden kann, möglichst steif ist und auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Permanentmagnet blattförmig ausgebildet und mit mehreren durchgehenden Löchern versehen ist und daß die Lamelle aus einem Kunststoffmaterial besteht, in dem der blattförmige Permanentmagnet angeordnet ist, wobei das Kunststoffniaterial auf der einen Seite des blattförmigen Permanentmagneten durch die in diesem vorgesehenen Löcher hindurch mit dem Kunststoffmaterial auf dessen anderer Seite verbunden ist.

Die erfindungsgemäße optische Lamelle weist ein geringes Gewicht auf, da sie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, so daß zu ihrem Antrieb nur eine geringe elektromagnetische Kraft erforderlich ist. Dadurch ergibt sich für ihren Antrieb ein geringer Stromverbrauch. Dadurch, daß der Permanentmagnet blattförmig ausgebildet und in dem Kunststoffmaterial

der Lamelle angeordnet ist, dient der Permanentmagnet nicht nur zur elektromagnetischen Bewegung der Lamelle, sondern er trägt auch zu deren Steifigkeit beL Ein weiterer Beitrag zur Festigkeit der Lamelle wird dadurch geliefert daß der Permanentmagnet mit Löchern ausgebildet ist, so daß auch im Bereich des Permanentmagneten selbst das Kunststoffmaterial auf dessen beiden Seiten durch diese Löcher hindurch miteinander verbunden ist Dadurch, daß der blattförmige Permanentmagnet in der Kunststofflamelle selbst angeordnet ist, weist die optische Lamelle nach der Erfindung keine scharfen Ränder auf, so daß keine Gefahr besteht, daß die Oberflächen anderer Lamellen verkratzt werden. Da der blattförmige Permanentmagnet in das Kunststoffmaterial eingebettet ist, sind keine besonderen Befestigungsmittel erforderlich, so daß die optische Lamelle nach der Erfindung mit geringen Kosten und einfach hergestellt werden kann.

Vorzugsweise wird der blattförmige Permanentmagnet in einer optischen Lamelle aus Kunststoffmaterial vorgesehen, die Ruß enthält, wodurch die Lamelle lichtundurchlässig gemacht wird. Ferner wird der blattförmige Permanentmagnet zweckmäßigerweise derart in der Kunststofflamelle angeordnet bzw. in die Lamelle eingegossen, daß sich der Permanentmagnet in der Mitte der Dickenabmessung der Kunststoffteile befindet; dies heißt, daß der Abstand des Permanentmagneten zur Vorderfläche und zur Rückfläche des Kunststoffs gleich ist Auf diese Weise hat die optische Lamelle keine scharfen Ränder, so daß keine Gefahr besteht, daß die Oberflächen anderer Lamellen verkratzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der blattförmige Permanentmagnet der optischen Lamelle auf seinen beiden Oberflächen mit mehreren Vorsprüngen von gleicher Höhe versehen, um das Einbringen des blattförmigen Permanentmagneten in der Mitte der Dickenabmessung der Kunststofflamel-Ie zu erleichtern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine optische Lamelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig.2 einen Schnitt längs Linie II-II durch die in F i g. 1 gezeigte optische Lamelle;

F i g. 3 eine Draufsicht auf den blattförmigen Magneten, der in der in den F1 g. 1 und 2 gezeigten optischen Lamelle angeordnet ist;

Fig.4 eine Draufsicht auf eine optische Lamelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig.5 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Verschlusses fifr eine Kamera, wobei die in Fig.4 gezeigte optische Lamelle verwendet wird;

F i g. 6 einen longitudinalen Schnitt längs Linie VI-VI durch den in F i g. 5 gezeigten Verschluß; und

Fig.7 eine Draufsicht auf ein Beispiel für eine elektromagnetisch angetriebene Blende, bei der eine weitere Ausführungsforrn der optischen Lamelle nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Eine Ausführungsform der optischen Lamelle nach der vorliegenden Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt. Die optische Lamelle 1 hat eine rechtwinklige Form und wird als vordere oder hintere Verschlußiamelle eines Schlitzverschlusses eingesetzt. Im einzelnen besteht die optische Lamelle 1 aus einem blattförmigen Permanentmagneten 10, der in die Mitte der Dickenabmessung eines blattförmigen Kunststoffmaterials 2 eingegessen bzw. eingeschlossen ist Der blattförmige Permanentmagnet 10 hat eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 0,2 mm.

Der Permanentmagnet 10 weist eine größere Zahl von durchgehenden Löchern 11 und Vorsprüngen 12 mit gleicher Höhe auf. Mittels der durchgehenden Löcher 11 wird das Kunststoff material auf einer Seite des blattförmigen Magneten 10 mit dem Kunststoffmaterial auf seiner anderen Seite verbunden, so daß der blattförmige Permanentmagnet 10 sicher in dem blattförmigen Kunststoffmaterial 2 gehalten und die Lamelle 1 verstärkt bzw. versteift wird. Darüberhinaus läßt sich mittels der durchgehenden Löcher 11 das Gesamtgewicht der Lamelle 1 verringern. Die Vorsprünge 12 sind auf beiden Seiten des blattförmigen Permanentmagneten 10 vorgesehen und dienen als Abstandsstücke, um den blattförmigen Permanentmagneten 10 in der Mitte der Dickenabmessung des blattförmigen Kunststoffmaterit. i 2 zu fixieren, wenn die Kunststofflamelle 1 zusammen nit dem blattförmigen Permanentmagneten 10 vergossen wird. Da die Höhe aller Vorsprünge 12 gleich ist befindet sich der blattförmige Permanentmagnet 10 genau in der Mitte der Dickenabmessung des blattförmigen Kunststoffmaterials 2. Dadurch lassen sich Verwerfungen bzw. Verformungen oder Verkrümmungen des blattförmigen Kunststoff materials 2 vermeiden, die sonst bei Temperaturänderungen aufgrund unterschiedlicher Dicke des Kunststoffmaterials auf einer Seite des blattförmigen Permanentmagneten 10 und auf der anderen Seite auftreten können.

Das blattförmige Kunststoffmaterial 2 besteht aus thermoplastischen Harzen, wie beispielsweise Polyazetal, Polykarbonat Polyester usw, die schwarze Pigmente, wie beispielsweise Ruß bzw. Carbon Black enthalten; als Alternative hierzu können aushärtbare Harze verwendet werden, wie beispielsweise Phenolharze vom Resol Typ, Kondensationsharze von Xylol und Phenol, Dialylphthalat-Harze, Epoxydharze und Harze aus ungesättigtem Polyester, die schwarze Pigmente, wie beispielsweise Ruß bzw. Carbon Black enthalten. Da die Lamelle auch etwas starr bzw. steif sein muß, kann bei Bedarf auch eine Verstärkung aus einem Stoff- bzw. Tuchmaterial in das Kunststoffmaterial eingearbeitet werden; dazu können beispielsweise Kohlenstoffasern oder Hartgummi verwendet werden. Obwohl bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform die durchgehenden Löcher 11 und Vorsprünge 12 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, können sie als Alternative hierzu auch willkürlich und statistisch verteilt angeordnet werden. Außerdem ist die Form der durchgehenden Lc.;her 11 und Vorsprünge 12 nicht auf die in den F i g. 2 und 3 dargestellte Ausgestaltung beschränkt.

Bei der Herstellung der oben beschriebenen optischen Lamelle kann ein blattförmiger Permanentmagnet verwendet werden, der durch ein Stanzverfahren auf die gewünschte Form gebracht worden ist; dieser Permanentmagnet wird durch ein Spritzgußverfahren zusammen mit einem polymeren Material, das schwarze Pigmente und eine Verstärkung aus einem Stoff- bzw. Textilmaterial enthält, so vergossen, daß sich der Permanentmagnet in der Mitte des polymeren Materials befindet; als Alternative hierzu kann der blattförmige Permanentmagnet zusammen mit zwei Kunststoffblättern als Laminat hergestellt werden, wobei der blattförmige Permanentmagnet zwischen diesen beiden

Kunststoffblättern angeordnet ist. Wenn die optische Lamelle als Verschlußlamelle bzw. Verschlußvorhang oder Blendenlamelle bzw. Blendensektor eingesetzt wird, sollte die Oberfläche der Lamelle bearbeitet werden, damit sie zur Vermeidung von Oberflächenreflektionen eine rauhe Oberfläche erhält.

Es ist auch möglich, zunächst einen Magneten aus einem großen, blattförmigen Material herzustellen, das eine Reihe von durchgehenden Löchern aufweist; anschließend wird der blattförmige Magnet zwischen zwei thermoplastischen Blättern angeordnet, wonach die thermoplastischen Blätter erwärmt werden, um das thermoplastische Blatt auf einer Seite des blattförmigen Permanentmagneten mit dem thermoplastischen Blatt auf der anderen Seite durch die Löcher des blattförmigen Magneten zu verbinden; dann werden die großen Kunststoffblätter, zwischen denen der blattförmige Magnet angeordnet ist, zu mehreren Lamellen bzw. Vorhängen zerschnitten. In diesem Fail liegt der blattförmige Magnet an den Schneidrändern der Lamelle frei. In dieser Beschreibung wird ein solcher blattförmiger Permanentmagnet, der zwischen zwei Blättern bzw. Flächengebilden aus einem Kunststoffmaterial angeordnet ist, als »eingegossen« bzw. »eingeschlossen« bezeichnet.

Eine Ausführungform eines Verschlusses, bei dem die Lamelle nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, soll nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die F i g. 4 bis 6 beschrieben werden. Wie in F i g. 4 dargestellt ist, weist eine Verschlußlamelle 20 gemäß dieser Ausführungsform an einem Ende einen V-förmigen ausgeschnittenen Bereich 21 auf und ist in der Nähe ihres anderen Endes mit einem eingegossenen blattförmigen Permanentmagneten 22 versehen. Der blattförmige Permanentmagnet 22 ist in der longitudinalen Richtung magnetisiert. Die Verschlußlamelle 20 hat den gleichen Aufbau, wie er oben unter Bezugnahme süf d;c F i g. 1 bis 3 beschrieben wurde.

In den Fig.5 und 6 ist ein Beispiel für einen Guillotineverschluß dargestellt, bei dem die in Fig.4 gezeigte Verschlußlamelle verwendet wird. Zwei Verschlußlamellen 31 und 32 sind verschiebbar in einem Verschlußrahmen 30 angebracht, so daß sie an zwei Fühningsnuten 33 bzw. 34 entlang geführt werden können. Wenn der Verschluß geschlossen ist, werden die beiden Verschlußlamellen 31 und 32 mittels einer Federanordnung (nicht dargestellt) in Anlage an Anschlägen 31a und 32a gehalten, wie in Fig.5 dargestellt ist. In die erste Verschlußlamelle 31 ist ein Permanentmagnet 35 eingegossen, während in die zweite Verschlußlamelle 32 ein Permanentmagnet 36 eingegossen ist Eine erste Spule 37 ist stationär rund um die erste Verschlußlameüe 31 vorgesehen, während eine zweite Spule 38 stationär rund um die zweite Verschlußlamelle 32 vorgesehen ist. Wenn die erste Spule 37 erregt wird, überwindet die erste Verschlußlamelle 31 die Kraft der Federanordnung mittels einer elektromagnetischen Kraft, die zwischen der ersten Spule 37 und dem in der ersten Verschlußlamelle 31 getragenen Permanentmagneten 35 erzeugt wird, und wird nach links bewegt Wenn die zweite Spule 38 erregt wird, wird die zweite Verschlußlamelle 32 in ähnlicher Weise nach rechts bewegt. Durch Erregen der Spulen 37 und 38 werden also die Verschlußlamellen 31 und 32 in die Richtung verschoben, daß ein Lichtdurchgang bzw. Filmfenster geöffnet wird; dadurch kann ein Film in der Kamera belichtet werden. Nachdem Öffnen des Verschlusses werden die VerschluBlamellen 31 und 32 mittels der Kraft der Federanordnung durch die Entregung der Spulen 37 und 38 geschlossen. Die Verschlußgeschwindigkeit bzw. Belichtungszeit läßt

ίο sich einstellen, indem die Zeitspanne gesteuert wird. während der die Spulen 37 und 38 erregt sind. Um eine äußerst hohe Verschlußgeschwindigkeit zu erhalten, werden die Spulen 37 und 38 in der umgekehrten Richtung erregt, wenn die Verschlußlamellen 31 und 32

ι s geschlossen werden sollen. Bei der obigen Ausfuhrungsform ist es möglich, die Länge des Hubs der Verschlußlamellen unter Verwendung einer stufenförmigen Kurvenscheibe bzw. Steuerkurve oder einem ähnlichen Element zu steuern, uas sieh in der Bewegungbahn der Verschlußlamcllen befindet; dadurch kann die Größe der öffnung eingestellt werden, die durch die weggeschnittenen Bereiche 3ib und 32b der Verschlußlamcllen 31 und 32 gebildet wird.

Im folgenden soll eine elektromagnetisch angetriebc-

ne Blende, bei der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, im ein/einen unter Bezugnahme auf F i g. 7 beschrieben werden. Bei dieser Ausführujigsform weist eine elektromagnetisch angetriebene Blende 40 eine erste Blcndenlamclle 41 und eine zweite Blendenlamelle 51 mit abgerundeten, weggeschnittenen Bereichen 41.1 o/w. 51a auf. so daß eine runde öffnung 50 gebildet wird; rund um die erste Blendenlamelle 41 ist eine stationäre erste Spule 42 vorgesehen, während rund um die zweite Blendenlamel-

J5 Ie 51 eine zweite, stationäre Spule 52 vorgesehen ist. In die Blendenlamellen 41 bzw. 51 sind Permanenimagnetc 43 bzw. 53 eingebaut, beispielsweise eingegossen. Die Lamellen 41 und 51 sind drehbar auf Schwenkzapfen 44 und 54 gelagert, so daß die Größe der öffnung 50 variiert werden kann, die durch die weggeschnittenen Bereiche 41a und 51a der Lamellen 41 und 51 gebildet wird. Die erste Blendenlamelle 41 wird durch die Kraft einer Feder 45 in Richtung des Uhrzeigersinns vorgespannt bzw. gedrückt und gegen den Uhrzeiger sinn durch eine elektromagnetische Kraft gedreht, die zwischen dem Permanentmagneten 43 und der ersten Spule 42 erzeugt wird. In ähnlicher Weise wird die zweite Blendenlamelle 51 durch die Kraft einer Feder 55 gegen den Uhrzeigersinn vorgespannt bzw. gedrückt

so und durch die zweite Spule 52 im Uhrzeigersinn gedreht. Werden die Spulen 42 und 52 erregt so überwinden die Blendenlamellen 41 und 51 die Kräfte der Federn 45 und 55 und drehen sich, um die Größe der öffnung 50 zu verringern. Wenn die zwischen dem Magneten und der Spule erzeugte elektromagnetische Abstoßungskraft mit der Kraft der Feder ausgeglichen ist, wird die Bewegung der Blendenlamellen beendet, die Blendeniamellen halten also an. Da die erzeugte elektromagnetische Kraft von der Größe des durch die Spulen fließenden elektrischen Stroms abhängt, kann die Größe der öffnung 50 durch Steuerung der Größe des elektrischen Stroms eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch angetriebene optische Lamelle aus einem lichtundurchlässigen Material, die einen sich parallel zu der Lamellenebene erstreckenden Permanentmagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (10) blattförmig ausgebildet und mit mehreren durchgehenden Löchern (11) versehen ist und daß die Lamelle (1) aus einem Kunststoffmaterial (2) besteht, in dem der blattförmige Permanentmagnet (10) angeordnet ist, wobei das Kunststoffmaterial auf der einen Seite des blattförmigen Permanentmagneten (10) durch die in diesem vorgesehenen Löcher (11) hindurch mit dem Kunststoffmaterial auf dessen anderer Seite verbunden ist.

2. Optische Lamelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der blattförmige Permanentmagnet yo) in der Mitte der Dickenabmessung der optischen Lamelle (1) befindet.

3. Optische Lamelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (10) auf seinen beiden Seiten mit Vorsprüngen (12) von gleicher Höhe versehen ist

4. Optische Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Harz verwendet wird.

5. Optische Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial ein aushärtbares Harz verwendet wird.

6. Optische Lamelle iiach ebem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoffmaterial als schwarzes Pig». ;nt Ruß zugesetzt ist.