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Objektiv veränderlicher Brennweite und Blendeneinstellmechanis-
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mus für ein derartiges Objektiv Die Erfindung betrifft ein Objektiv
veränderlicher Brennweite und einen Blendeneinstellmechanismus für ein derartiges
Objektiv, wobei der Blendeneinstellmechanismus während der Verstellung der Brennweite,
dem sogenannten Zoomen, in axialer Richtung entlang des Objektivgehäuses bewegt
wird.
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Wenn der die (Blenden-) Öffnung festlegende Blendeneinstellmechanismus
zusammen mit einer Objektivgruppe während einer Verstellung der Brennweite bewegt
wird, ändert sich, von der Filmebene her gesehen, die Größe der Austrittsöffnung,
die ein Bild der begrenzenden Blende bzw. Blendenöffnung ist, die durch die nachfolgenden
Elemente gebildet ist. Da die Größe der Austrittsöffnung sich auf die Belichtung
bezieht, muß die Blende
bzw. die Blendenöffnung als Funktion einer
Brennweiten Gnderung für eine richtige Belichtung entsprechend geändert werden.
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Die Blendenzahl oder der F-Wert, der die relative Öffnung bzw.
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das Öffnungsverhältnis kennzeichnet, kann als der halbe Sinus des
Winkels festgelegt werden, der durch eine Linie festgelegt ist, die vom Rand der
Austrittsöffnung zu der Achse auf der Biidebene und der optischen Achse gezogen
ist. Wenn sich folglich die Austrittsöffnung in axialer Richtung bewegt, muß sich
die Blende im Durchmesser ändern, um eine konstante relative Öffnung bzw. ein konstantes
Öffnungsverhältnis zu schaffen.
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Diese Schwierigkeit ergibt sich nicht bei Objektiven, welche feste
bzw. festgelegte Blenden und feste bzw. feststehende Elemente haben, die der Blende
folgen. Diese Schwierigkeit wird bei Zoom- oder Varioobjektiven mit einer etwas
kürzeren Brennweite hingenommen, welche verschiedene maximale relative offnungen
bzw. Öffnungsverhältnisse an verschiedenen Enden des Einstell- oder Zoom-Bereichs
aufweisen. Es sind bereits verschiedene Mechanismen vorgeschlagen worden, um die
Schwierigkeit beim Ändern der relativen Öffnung beim Verstellen der Brennweite zu
überwinden; derartige Mechanismen sind jedoch sehr kompliziert, arbeiten nicht ruhig
und gleichmäßig und ändern für eine Betrachtung und eine Belichtungsmessung nicht
die Blende bei der niedrigsten Blendenzahl bzw. dem niedrigsten F-Wert (der maximalen
relativen Öffnung).
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Gemäß der Erfindung ist daher ein verbesserter und vereinfachter Mechanismus
für ein Objektiv veränderlicher Brennweite geschaffen,
bei welchem
der Blendenmechanismus bewegt wird und der Blendendurchmesser als Funktion der Brennweite
geändert wird, um eine konstante relative Öffnung bzw. ein konstantes Öffnung verhältnis
sowohl bei voller Blende (d.h. bei voll geöffneter Blende) und bei einer ausgewählten
kleineren relativen Blendenöffnung beizubehalten.
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Der Abblendmechanismus eines Objektivs für eine einäugige Spiegelreflexkamera
weist im allgemeinen ein drehbares Blendensteuerteil auf, das die Blendenlamellen
verschwenkt, um eine entsprechende Öffnung festzulegen. Ein Blendenanschlagteil
ist gewissermaßen mit dem Steuerteil verbunden und kann an einem Sperrteil anliegen,
welches eine Drehbewegung des Steuerteils in einem Grad begrenzt, der durch die
gewählte relative Öffnung bzw. das gewählte Öffnungsverhältnis festgelegt ist. Das
Steuerteil wird mittels eines Mechanismus gedreht, der im allgemeinen einen Stab
aufweist, der mit dem Abblendteil in der Kamera verbunden ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Objektiv veränderlicher
Brennweite, ein sogenanntes Zoom-Objektiv, mit einem Blendenhalterungsteil, welches
zusammen mit dem Ändern der Brennweite bewegt wird, eine Anschlagfläche oder eine
Kante auf, die zusammen mit dem Blendeneinstellring als Funktion der gewahlten Blendenzahl
einstellbar ist und zusammen mit einem Blendenanschlagteil, das mit dem Blendensteuerteil
verbunden ist eine Eingriffsstellung festlegt. Wenn das Blendensteuerteil gedreht
wird, um die Blende auf eine ausgewählte Blendenzahl bzw. einen
ausgewählten
F-Wert abzublenden, liegt das Blendenanschlagteil an der Anschlagkante oder -fläche
an einer Stelle an, welche die Blendengröße festlegt und die Blendenzahl bzw. den
f-Wert unabhängig von der Brennweite konstant hält. Außerdem ist der zum Abblenden
vorgesehene Stab, der sich von dem Blendensteuerteil nach rückwärts erstreckt, mit
einer Steuerkante versehen, die an einem feststehenden Teil so anliegt, daß das
Blendensteuerteil gedreht wird, um die Blendenöffnung als Funktion der Brennweite
zu ändern, wenn das Objektiv für eine Betrachtung und Belichtungsmessung in der
Brennweite verstellt wird, bevor für eine Belichtung die Blende entsprechend abgeblendet
wird.
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Gemäß der Erfindung ist somit ein Mechanismus zum Ändern der Blendenöffnung
eines Objektivs veränderlicher Brennweite, eines sogenannten Zoom-Objektivs geschaffen,
wobei der Blendeneinstellmechanismus zusammen mit dem Verstellen der Brennweite,
dem sogenannten Zoomen, und als Funktion der Brennweite bewegt wird, um eine konstante
ausgewählte relative Öffnung bzw. ein kon-Vcstantes ausgewähltes Öffnungaverhältnisses
über dem Ver.stellbereich aufrechtzuerhalten.
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Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungaform der Erfindung eine
Einrichtung zum Ändern der Blendenöffnung eines Zoom-Ob3ektivs, d.h. eines Objektivs
veränderlicher Brennweite, geschaffen, wobei der die Blende festlegende Mechanismus
zusammen mit dem Verstellen der Brennweite, dem sogenannten Zoomen, bewegt wird,
so daß die Austrittsöffnung des Objektivs von der Bildebene her gesehen eine konstante
Lichtmenge für eine ausgewählte
relative Öffnung durchläßt. Ferner
ist gemäß der Erfindung ein Mechanismus zum Verstellen der Brennweite und zum Scharfeinstellen
für ein Zoom-Objektiv, d.h. ein Objektiv veränderlicher Brennweite, geschaffen.
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Gemäß der Erfindung ist somit ein Mechanismus für ein Objektiv veränderlicher
Brennweite, ein sogenanntes Zoom-Objektiv geschaffen, bei welchem der die Blende
festlegende Mechanismus in axialer Richtung des Objektivs bewegt wird und die Stellung
der Austrittsöffnung ändert, wobei der Mechanismus die Öffnung zusammen mit einer
sich ändernden Brennweite ändert, um eine konstante relative Öffnung bei voller
(relativer) Blende beizubehalten, und er ferner das Abblenden des Blendeneinstellmechanismus
als Funktion der gewählten relativen Blendenöffnung und der Brennweite vorbestimmt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht eines Objektivs gemäß der Erfindung; Fig. 2
eine perspektivische Ansicht von auseinandergezogenen Teilen des Objektivs derFig.
1; Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung des Blendeneinstellmechanismus
des Objektivs der Fig. 1;
Fig. 4a eine Ansicht in der Ebene der
Linien 4a - 4a in Fig. 1, in welcher ein Blendenbetätigungsstab wiedergegeben ist;
Fig. 4b eine der Fig. 4a ähnliche Ansicht eines weiteren Blendenbetätigungsstabes;
Fig. 5 eine Ansicht in der Ebene der Linien 5-5 der Fig. 1; Fig. 6a und 6b etwas
schematisch Ansichten von Teilen des Abblendmechanismus des Objektivs der Fig. 1;
und Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines weiteren Blendeneinstellmechanismus
gemäß der Erfindung.
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Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen der großen Klarheit
und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen Bezug genommen.
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Ein Objektiv 10 gemäß der Erfindung wird nunmehr zuerst anhand der
Fig. 1 und 2 beschrieben. Das Objektiv 10 weist eine Hauptfassung 11 mit einem hinteren
zusätzlichen Fassungsteil 12 auf.
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In der Fassung 12 ist ein Ring 13 zum Einstellen der relativen Öffnung
drehbar gehaltert, der durch einen Stift 14 mit einem Blendenring 15 verbunden ist.
Der Mechanismus zum Einstellen der relativen Öffnung bzw. des Öffnungsverhältnisses
wird später noch beschrieben.
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Sin Ring 16 zum Betätigen des Zoom-Objektivs ist drehbar an der Fassung
11 gehaltert und nimmt einen Stift 17 in einem axialen Schlitz 18 auf, welcher durch
einen Seitenschlitz 19 in der Fassung 11 vorsteht und in einem Verstellring 20 des
Objektivs aufgenommen ist. Der Verstellring 20 ist mit einem Innengewinde versehen
und nimmt ein Tragteil 21 auf, das (auf seiner Außenseite) dazu passende Gewindegänge
aufweist. Eine Drehbewegung des Tragteils 21 ist beispielsweise durch einen Stab
22 verhindert, der durch das Teil hindurch vorsteht und an einer Stelle 23 an der
Fassung 11 oder 12 befestigt ist.
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Weitere Einrichtungen können vorgesehen sein, um nur eine lineare
Bewegung des Tragteils 21 sicherzustellen. Das Tragteil 21 trägt einen die Blende
festlegenden Einstellmechanismus 24 und eine hintere Objektivgruppe 25.
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Der Verstellring 20 ist an der Stelle 26 in die Fassung 11 eingeschraubt,
dreht sich beim Drehen des Rings 16 und bewegt sich in axialer Richtung. Ein Stift
27, der von einem Ring 28 getragen wird, erstreckt sich in einen Steuerkurvenschlitz
29 in dem Verstellring 20. Ein zweiter Stift 30 im Ring 28 steht in einen axialen
Schlitz 31 in der Fassung 11 vor.
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Wenn daher, wie vorstehend beschrieben, der Steuerring 16 des Zoom-Objektivs
gedreht wird, dreht sich der Ring 20 und schiebt das Halteteil in axialer Richtung
auf den dazu passenden Gewindegängen in einem Verhältnis vor, das durch die Steigung
der Gewindegänge festgelegt ist. Wenn sich der Verstellring 20 dreht, bewegt sich
der Ring 28 in axialer Richtung 31 mit einer
Geschwindigkeit und
in einer Richtung, die durch die Umrißlinie des Steuerkurvenschlitzes 29 bestimmt
sind.
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Eine Eintellfassung 32 ist an einer Stelle 33 auf den Ring 28 geschraubt
und bewegt sich zusammen mit dem Ring 28 während des Verstellens der Brennweite,
dem sogenannten Zoomen, in axialer Richtung. Die Einstellfassung 32 trägt eine Fassung
34 für eine vordere negative Objektivgruppe 35. Ein Stift 36 steht von der Einstellfassung
32 aus über einen seitlichen Schlitz 39 im Gehäuse 11 in einen axialen Schlitz 37
in eix.em Einstellring 38 vor. Auf diese Weise kann die Objektivgruppe 35 zum Scharfeinstellen
durch Drehen des Ringes 38 in axialer Richtung bewegt werden.
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Bei Drehen des Steuerrings 16 des Zoom-Objektivs bewegen sich Objektivgruppen
25 und 35 mit Geschwindigkeiten, die durch die verschiedenen Gewindegänge und die
Kurvensteuerschlitze vorbestimmt sind. Derartige Bewegungen und Verschiebungen hängen
von dem optischen Aufbau der Objektivgruppen zu puppen ab. Ein Objektiv, welches
in dem vorbeschriebenen Mechanismus verwendet werden kann, ist in der am gleichen
Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereichten Patentanmeldung P (Anwaltsakte 27
729) der Anmelderin beschrieben. In dieser Patentanmeldung ist der optische Aufbau
eines Objektivs beschrieben, bei welchem eine Linsenanordnung 25 zum Vergrößern
der Brennweite in axialer Richtung nach vorne bewegt wird, während eine Linsenanordnung
35 bewegt wird, um den Brennpunkt beizubehalten.
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Wenn das Tragteil 21 sich zusammen mit dem die Blende festlegenden
Mechanismus 24 und mit der Linsenanordnung 25 in axialer Richtung bewegt, ändert
sich die Lage der Austrittsöffnung, was zu einer Änderung der relativen Öffnung
bzw. des Öffnungsverhältnisses führt, wenn kein Blendenausgleich vorgesehen ist.
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In Fig. 1 und 3 weist ein Blendeneinstellmechanismus 24 einen feststehenden
Ring 40 mit einer Anzahl Blendenlamellen 41 auf, die schwenkbar an dem Ring gehaltert
sind( und von denen in Fig. 3 nur eine dargestellt ist). Die Lamellen 41 sind auch
mit einem Blendensteuerring 42 verbunden, so daß durch ein Drehen des Rings 42 die
durch die Lamellen 41 festgelegte Blende bestimmt wird. Dies ist eine übliche Ausführungsform.
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Der Blendensteuerring 42 weist einen Einschnitt 43 auf, welcher einen
Stift 44 am unteren Ende eines Verbindungsteils 45 aufnimmt, das an seinem oberen
Ende über einen Bolzen 46 und einen Abstandshalter 47 an dem Tragteil 21 schwenkbar
gehaltert ist.
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Das Verbindungsteil 45 weist einen sich nach rückwärts erstreckenden
Arm 48 auf, welcher angeordnet ist, um mit einer Steuer-oder Anschlagfläche 50 an
einem von dem Blendenring 15 vorstehenden Arm 51 zusammenzusarbeiten. Die Unterseite
50 des Arms 51 ist als Funktion der Brennweite in axialer Richtung entsprechend
angepaßt. Wenn ein Ansatz 49 an der Unterseite 50 anliegt, bestimmt der Berührungspunkt
die Blende des Objektivs als Funktion der Brennweite und hält eine konstante ausgewählte
relative Öffnung (die Blendenzahl oder den f-Wert) über dem Brennweitenbereich des
Objektivs aufrecht. Eine Feder 53 spannt
den Steuerring 42 über
das Verbindungsteil 45 in Richtung auf eine voll geöffnete Blendenstellung hin vor,
welche, wie nachstehend noch beschrieben wird, als Funktion der Brennweite bestimmt
wird. Wenn der Ring 42 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegen sich, wie
in Fig. 3 dargestellt ist, die Blendenlamellen 41 in eine Anschlagstellung, welche
durch die Winkelstellung der Anschlagfläche 50 und den Arm 51 festgelegt ist.
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Ein zum Abblenden vorgesehener Stab 60 ist fest mit dem Blendensteuerring
42 verbunden und erstreckt sich von diesem aus nach rückwärts. Der Stab 60 weist
eine Steuerfleche 61 auf, welche normalerweise an einer feststehenden Fläche in
der Fassung 11, die beispielsweise durch einen Stift 62 dargestellt ist, anliegt.
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Bei voll geöffneter Blende ist eine konstante relative (Blenden3 Öffnung
durch die Steuerfläche 61 festgelegt, die durch die Feder 53 gegen den Stift 62
gedrückt wird. Wenn sich das Tragteil 21 in axialer Richtung bewegt, dreht die Steuerfläche
61, an welcher der Stift 62 anliegt, den Steuerring 42, um die durch die Lamellen
41 festgelegte Blende als Funktion der Brennweite zu verändern.
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Hierdurch wird auch der Ansatz 49 etwas gedreht, um einen sich axial
bewegenden Zwischenraum ein entsprechendes Spiel mit der Oberfläche 50 aufrechtzuerhalten,
wo es erforderlich ist. Wie in Fig. 4a dargestellt, kann die Steuerfläche 61 die
Blende zusammen mit bzw. bezüglich der Brennweite verkleinern, während die Steuerfläche
61a in Fig. 4b die Blende zusammen mit bzw. bezüglich der Brennweite vergrößern
kann. Die Form der Steuerfläche auf dem Stab 60 wird durch die optischen Parameter
des Objektivs systems bestimmt und kann erforderlichenfalls linear oder gebogen
sein.
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Das freie Ende 63 des Stabs 60 steht bei einer Schulter 64 eines Abblendringes
65 vor, der durch eine Feder 66 vorgespannt ist.
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Die Feder 66 ist stärker als die Feder 53. Der Ring 65 hat einen Arm
67, der normalerweise mit einem Arm 68 eines Kameraabblendmechanismus 69 in Eingriff
steht bzw. an diesem anliegt. Wie dargestellt, weist der Kameraabblendmechanismus
einen Ring 70 auf, der durch eine Feder 71 vorgespannt ist. Der Ring 70 wird durch
die Feder 71 im Uhrzeigersinn gedreht (wie in Fig. 3 dargestellt ist), wenn der
Kameraverschluß ausgelöst wird, oder gerade davor, und ist beispielsweise irgendein
herkömmlicher Kameraabblendmechanismus. Hierdurch wird der Abblendring 65 ausgelöst
bzw. freigegeben. Die Schulter 64 kommt an dem Stab 60 in Anlage, dreht den Steuerring
72, verschwenkt das Verbindungsteil 45, bis der Ansatz 49 an dem Anschlagteil, der
Unterseite bzw. -fläche 50, anliegt und blendet den die Blende festlegenden Mechanismus
auf eine vorbestimmte, relative Öffnung ab. Die Feder 66 ist so gewählt, daß sie
etwas schwächer ist als die Feder 71. Auf diese Weise wird die gewählte relative
Öffnung bzw. Blende beibehalten.
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Wie dargestellt, legt die axiale Stellung des Ansatzes 49 bebezüglich
der Fläche 50 die endgültige Blendengröße oder -abmessung als Funktion der Brennweite
fest, da die Fläche 50 in axialer Richtung als Funktion der Brennweite entsprechend
angepaßt und ausgelegt ist.
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Das Ende 63 des Stabs 60 weist einen veränderlichen bzw. vorstellbaren
Zwischenraum
bzw. ein entsprechendes Spiel L bezüglich der Schulter 64 auf, um die Blende zusammen
mit der Brennweite einstellen zu können, um eine konstante ausgewählte relative
(Blenden-)Öffnung beizubehalten. Wenn das Tragteil 21 in axialer Richtung bewegt
wird, um die Brennweite zu ändern, erfolgt eine leichte Drehbewegung des Stabs 60,
des Steuerrings 42 und des Ansatzes 49.
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In Fig. 6a ist durch ein Ausführungsbeispiel die Beziehung zwischen
dem Ansatz 49 und der Fläche 50 bei einer mittleren ausgewählten relativen (Blenden-)Öffnung
gezeigt, wobei sich der Arm 48 in der Stellung für eine vollständig geöffnete Blende
befindet. Die Stellung des Arms 48 und des Steuerrings 42 wird durch die Steuerfläche
des Stabs 60 als eine Funktion der Brennweite bei voller relativer (Blenden-)Öffnung
geändert. Jedoch ist es die Winkelstellung der Fläche 50, welche die gewählte abgeblendete,
relative Öffnung festlegt. Wenn der Blendenring 65 freigegeben wird, bewegt sich
der Ansatz 49 entlang der Linie M, bis er an der Fläche 50 anliegt, wodurch die
Blende auf die gewählte Blendenzahl oder den entsprechenden f-Wert abgeblendet wird.
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Wenn das Objektiv bei einer vollen (d.h. ganz geöffneten) Blende benutzt
werden soll, würde die Fläche 50 bezüglich des Ansatzes 49 so nahe in eine entsprechende
Lage gebracht, daß nur ein (kleiner) Zwischenraum bzw. ein entsprechendes Spiel
für den Ansatz 49 bleiben würde, um sich in axialer Richtung ohne ein Verbinden
bzw. Anliegen zu bewegen oder um eine leichte gleitende
Berührung
zu haben. In diesem Fall wiirde sich während einer Änderung der Brennweite oder
während eines Verstellvorgangs, dem sogenannten Zoomen, der Blendensteuerring 42
unter der Wirkung des Stabs 60 etwas drehen, um die eingestellte Beziehung des Ansatzes
49 bezüglich der der Brennweite angepaßten Fläche 50 beizubehalten.
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In Fig. 6b ist ein Ausführungsbeispiel eines Rings 51 und einer Fläche
50 bei einer kleineren relativen (Blenden) Öffnung dargestellt. Hierbei ist zu beachten,
daß der Ansatz 49 sich weiter entlang der Linie N von der Stellung bei voller (ganz
geöffneter) Blende weg bewegt, bevor er die Fläche 50 berührt, welche den Anschlag
für die ausgewählte relative Öffnung festlegt, so daß sich auf diese Weise eine
kleinere Blende ergibt, die durch den Blendenmechanismus 24 festgelegt ist.
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Wenn es sich bei der Kamera um eine Ausführungsform handelt, die zum
Messen der Belichtung abzublenden ist, ist die Arbeitsweise dieselbe, nur wird die
Blende zuerst abgeblendet, wenn das Meßsystem betätigt wird, und nicht erst unmittelbar
vor der Belichtung. In Abhängigkeit von den mechanischen Einrichtungen der Kamera
kann die Blende dann erforderlichenfalls wieder auf einen voll geöffneten Blendenwert
zurückgestellt werden.
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Eine weitere Ausführungbform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt,
wobei die Bezugszeichen, die denen in Fig. 3 entsprechen, die gleichen Teile bezeichnen.
Ein Blendenring 15 weist einen von diesem vorstehenden Arm 75 mit einem Steuerschlitz
76 auf, der in ihm als Funktion der Brennweite festgelegt ist. Ein Anschlagteil
in
Form eines Ringes 77 ist an dem Tragteil 21 drehbar gehaltert und legt eine entsprechend
angepaßte Anschlagfläche oder -kante 78 fest. Ein Arm 79 erstreckt sich nach rückwärts
von dem Ring 77 aus und weist einen in den Steuerschlitz 76 vorstehenden Mitnehmer
80 auf. Der Hing 77 dreht sich bei einer Axialbewegung des Teils 21 etwas mit und
bringt die Fläche 78 als Funktion der Brennweite sowie der gewählten relativen (Blenden-)Öffnung
in eine bestimmte Stellung. Ein Hebel 81 ist an der Stelle 82 an dem Teil 21 schwenkbar
gelagert und trägt an seinem einen Ende einen Stift 83, der in den Einschnitt 43
des Blendensteuerrings 42 eingreift. Ein Anschlagstift 84 steht von dem anderen
Ende des Hebels 81 zur Fläche 78 hin vor. Die Abblendstellung der Blende ist durch
die Lage der Fläche 78 festgelegt. Der Hebel 81 und der Blendensteuerring 82 sind
zu der offenen Stellung hin durch eine Feder 85 vorgespannt, und die Feder 85 ist
bestrebt, den Stab 60 mit dem Stift 61 (62) in Anlage zu bringen. Bei einer Zunahme
der Brennweite (wenn der Ring 77 vorwärts bewegt wird), wird der Ring 77 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht (wie in Fig. 7 dargestellt), und die Fläche 78 wird an
dem Anschlagstift 84 als Funktion der Brennweite in eine bestimmte Stellung gebracht.
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Wenn das Objektiv bei einer vollautomatischen Kamera verwendet werden
soll und der Blendenwählring auf automatisch oder in eine äquivalente Stellung gebracht
ist, kann die Verbindung zwischen dem Wählring 13 und dem Blendenring 15 trennbar
ausgeführt werden und die Abblend-Einstellung des Blendenrings 15 wird durch eine
wahlweise Steuerung der Kamera vorgenommen.
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Patentansprüche