DE2925355C2 - - Google Patents
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- DE2925355C2 DE2925355C2 DE2925355A DE2925355A DE2925355C2 DE 2925355 C2 DE2925355 C2 DE 2925355C2 DE 2925355 A DE2925355 A DE 2925355A DE 2925355 A DE2925355 A DE 2925355A DE 2925355 C2 DE2925355 C2 DE 2925355C2
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein solches Varioobjektiv ist bekannt (DE-OS 23 56 331).
Bei diesem bekannten Varioobjektiv wird die Brennweite
innerhalb eines Brennweiteneinstellbereichs dadurch verstellt,
daß der Variator und der Kompensator relativ zueinander
längs der optischen Achse bewegt werden, wozu der
Variator einer ihm zugeordneten Bewegungsbahn folgt und der
Kompensator einer letzterem zugewandten Bewegungsbahn
folgt. Bei diesem bekannten Varioobjektiv ist zusätzlich
vorgesehen, daß der Kompensator längs der optischen Achse
relativ zu den anderen Linsengruppen bewegbar ist, um auf
diese Weise den Entfernungseinstellbereich bis in den
Makrobereich zu erweitern. Durch diese zusätzliche
Bewegungsmöglichkeit für den Kompensator wird die Brennweite
des Varioobjektivs allenfalls geringfügig geändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße
Varioobjektiv dahingehend zu verbessern, daß es einen
vergleichsweise großen Brennweiteneinstellbereich aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Varioobjektiv
gemäß dem Patentanspruch gelöst. Wenn - ausgehend von einem
Zustand, bei dem der Kompensator während der Brennweitenverstellung
der ersten Bewegungsbahn folgt, - die
Fokussierlinsengruppe und der Variator als eine Einheit
verschoben werden und außerdem die Bewegung des
Kompensators derart verändert wird, daß diese einer zweiten,
von der ersten Bewegungsbahn verschiedenen
Bewegungsbahn folgt, so kann dadurch der Brennweiteneinstellbereich
des Varioobjektivs derart geändert werden,
daß eine der Grenzen des geänderten Brennweiteneinstellbereichs
jenseits der vergleichbaren Grenze des
ursprünglichen Brennweiteneinstellbereichs liegt. Dies
heißt mit anderen Worten, daß im zweiten Brennweiteneinstellbereich
Werte der Brennweite einstellbar sind, die
im ersten Brennweiteneinstellbereich nicht erreichbar sind.
Auf diese Weise ist insgesamt eine Vergrößerung des
Brennweiteneinstellbereichs erzielt.
Bei der Erfindung ist ausgenutzt, daß es für den
Kompensator mehrere theoretisch mögliche Bewegungsbahnen
gibt, die gewährleisten, daß bei einer Brennweitenänderung
die Bildebene in konstanter Lage gehalten wird. Daß es mehrere
theoretisch mögliche Bewegungsbahnen gibt, ist an sich
bekannt durch die US-PS 39 72 591, auf die weiter unten
noch ausführlicher eingegangen werden wird.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Bewegungsbahnen der Linsengruppen eines zum
Stand der Technik gehörenden Varioobjektivs;
Fig. 2 die Bewegungsbahnen des Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen, aus dem zum Stand der Technik gehörenden
abgeleiteten Varioobjektivs;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Varioobjektivs, der insbesondere dessen
Fassung zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von Elementen der
Fassung gemäß Fig. 3; und
Fig. 5 eine Ansicht eines Elementes der Fassung gemäß Fig. 3.
Vor der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung
werden noch einige Ausführungen zum Stand der Technik
gemacht. Als Beispiel hierfür dient das Varioobjektiv gemäß
Ausführungsbeispiel 1 der US-PS 39 72 591. Die Daten dieses
Varioobjektivs werden später angegeben.
Fig. 1 zeigt die von jeder Linsengruppe dieses bekannten
Varioobjektivs während der Veränderung der Brennweite eingenommenen
Positionen. In der Zeichnung repräsentiert I
eine Fokussierlinsengruppe mit positiver Brechkraft, II
eine erste bewegbare Linsengruppe mit negativer Brechkraft,
die üblicherweise als Variator bezeichnet wird, III eine
zweite bewegbare Linsengruppe mit positiver Brechkraft, die
üblicherweise als Kompensator bezeichnet wird, und IV eine
Relaislinsengruppe.
l1 repräsentiert die lineare Bewegungsbahn der ersten
bewegbaren Linsengruppe II. l2 repräsentiert die nichtlineare
Bewegungsbahn der zweiten bewegbaren Linsengruppe
III. Die Funktion der ersten bewegbaren Linsengruppe II
besteht im wesentlichen darin, die Brennweite zu variieren;
die der zweiten bewegbaren Linsengruppe III im wesentlichen
darin, die Abweichungen der Bildebene zu kompensieren.
Die rechts der vertikalen Linie - diese Linie entspricht
der Position der Relaislinsengruppe IV - angegebenen Zahlen
geben die Brennweiten an den Endpositionen, nämlich der
Weitwinkelstellung und Telestellung, sowie an zwei zwischen
diesen Endpositionen liegenden Stellen wieder. Hierbei ist
die Brennweite durch gleichzeitige Bewegung der ersten und
zweiten bewegbaren Linsengruppe II und III von 7,238 mm bis
68,79 mm variierbar. Im Falle dieses Varioobjektivs gilt
entsprechend den Aussagen in der vorstehend genannten
Patentschrift, daß die Linsengruppe III zur Kompensation
der Bildebenenabweichung zwei theoretisch möglichen
Bewegungsbahnen folgen kann, wobei es zweckmäßig ist, die
Linsengruppe III zunächst entlang eines Abschnitts der
einen und dann entlang eines Abschnitts der anderen theoretisch
möglichen Bewegungsbahn zu bewegen, damit auch die
Linsengruppe III Teil hat an der Veränderung der Brennweite,
und zwar über den gesamten Brennweiteneinstellbereich.
Dem entspricht die Bewegungsbahn l2 sowohl
in Fig. 1 als auch in Fig. 2.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß
durch Veränderung der Bewegungsbahn der Linsengruppe III
der Brennweiteneinstellbereich verändert werden kann, wenn
zugleich die Bewegungsbahn der Linsengruppe II verschoben
wird, ohne ihren Verlauf zu verändern. Wenn in Fig. 2, die
für das Ausführungsbeispiel der Erfindung gilt, die
Fokussierlinsengruppe I und die erste bewegbare
Linsengruppe II nach vorne bewegt werden, wobei der Abstand
zwischen den Linsengruppen I und II unverändert bleibt, ist
eine zweite Bewegungsbahn für die zweite bewegbare
Linsengruppe III zur Änderung der Brennweite ohne
Veränderung der Lage der Bildebene auch dann realisierbar,
wenn die Brechkraft jeder Linsengruppe, die Form bzw. der
Verlauf der Bewegungsbahn der ersten bewegbaren
Linsengruppe II und die Position der Relaislinsengruppe IV
unverändert bleiben. In Fig. 2 geben die Bezugszeichen I′
und II′ die Positionen der Linsengruppen I und II nach der
zur Änderung des Brennweiteneinstellbereichs erfolgten
Verschiebung wieder. Mit dem Bezugszeichen l1, ist die
durch diese Verschiebung der Linsengruppe II und ihrer
Bewegungsbahn l1 erhaltene Bewegungsbahn bezeichnet. Die
Bezugszeichen S und t geben zweiten Bewegungsbahnen der
Linsengruppe III wieder. Diese Kurven sind so festgelegt,
daß das infolge der Verschiebung der Linsengruppen I und II
bewegte Zwischenbild des Objektes in die unveränderte
Bildebene abgebildet wird. Die Position für die
Fokussierlinsengruppe I und die Bewegungsbahn für die erste
bewegbare Linsengruppe II nach der Verschiebung werden
dadurch erhalten, daß diese Linsengruppen um 5,95 mm vorgeschoben
werden. Bei einer Bewegung gemäß der zweiten
Bewegungsbahn S ist der Brennweiteneinstellbereich in
Richtung zu größeren Brennweiten verschoben, wobei sich die
Brennweite im Bereich von 26,6 mm bis 82,9 mm ändert. Im
Falle der zweiten Bewegungsbahn t ist der Brennweiteneinstellbereich
zu kürzeren Brennweiten verschoben, wobei
sich die Brennweite von 6,5 mm bis 31,5 mm ändert.
Demgemäß kann der Brennweiteneinstellbereich dadurch geändert
werden, daß gleichzeitig die Fokussierlinsengruppe I
und die erste bewegbare Linsengruppe II nach vorne bewegt
sowie die zweite bewegbare Linsengruppe III längs der zweiten
Bewegungsbahn S oder t bewegt wird.
Die numerischen Angaben über die Brennweite im oben wiedergegebenen
Beispiel beziehen sich auf eine Verschiebung von
5,95 mm. Eine größere Verschiebung wird hauptsächlich durch
mechanische Behinderung zwischen der zweiten bewegbaren
Linsengruppe III und der Relaislinsengruppe IV in der Weitwinkelstellung
begrenzt. Demgemäß würde eine Beseitigung
dieser Begrenzung eine Vergrößerung der Verschiebung
ermöglichen, so daß auch die Änderung des Brennweiteneinstellbereichs
vergrößert werden könnte.
Im folgenden werden die Daten für das aus der US-PS 39 72 591,
Ausführungsbeispiel 1, bekannte Varioobjektiv angegeben.
Dieses Varioobjektiv dient zugleich als Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Hierbei sind
ri: Krümmungsradius der Linsenoberfläche,
di: Dicke der Linse oder des Luftspaltes,
ni: Brechungsindex, und
νi: Abbesche Zahl.
ri: Krümmungsradius der Linsenoberfläche,
di: Dicke der Linse oder des Luftspaltes,
ni: Brechungsindex, und
νi: Abbesche Zahl.
Brennweite: 7,238 bis 68,79 mm
Brennweiteneinstellverhältnis: 9,504
Bildfeld: 54,2° bis 5,8°
Brennweiteneinstellverhältnis: 9,504
Bildfeld: 54,2° bis 5,8°
Hierbei stehen r1 bis r6 für die Fokussierlinsengruppe I,
r7 bis r11 für die erste bewegbare Linsengruppe II, r12 bis r16
für die zweite bewegbare Linsengruppe III, r17 bis r33 für die
Relaislinsengruppe IV und r20 und r21 für einen Strahlaufteiler
zur Abspaltung des Sucherstrahlenbündels.
In Fig. 3 ist ein Beispiel für eine Fassung des Varioobjektivs
gezeigt. Die Bezugszeichen
I, II, III und IV bezeichnen die Fokussierlinsengruppe, die
erste bewegbare Linsengruppe, die zweite bewegbare Linsengruppe
und die Relaislinsengruppe in der oben wiedergegebenen
Reihenfolge. Gemäß Fig. 3 ist eine ortsfeste Linsenfassung 10
mit dem Kamerakörper verbunden. Eine Linsenfassung 11 ist längs
der optischen Achse beweglich angeordnet, wobei Außenabschnitte
11a und 11b der beweglichen Linsenfassung 11 in Gleiteingriff
mit Innenabschnitten 10a und 10b der ortsfesten Linsenfassung 10
stehen. Die Fokussierlinsengruppe I ist in einer Fokussierlinsenfassung
12 befestigt. Ein an einem Teil der Fokussierlinsenfassung
angeformter Gewindeabschnitt 12a steht in
Eingriff mit einem Gewindeabschnitt 11c, der an der beweglichen Linsenfassung
11 angeformt ist. Hierdurch ist eine Entfernungseinstellung
durch Drehung der Fokussierlinsenfassung 12 möglich.
Ferner ist ein Führungszylinder 13 mit darin ausgeformtem
linearen Führungsschlitz 13a vorgesehen. Durch diesen wird
die translatorische Bewegung der ersten bewegbaren Linsengruppe
II geführt. Der Führungszylinder 13 steht in Eingriff
mit der beweglichen Linsenfassung 11 derart, daß er um die optische
Achse drehbar ist.
Ein erster Führungsstift 35 steht in Eingriff mit der ersten
beweglichen Linsengruppe II sowie mit dem Führungsschlitz 13a
und einem geraden Führungsschlitz 11d, welcher in der beweglichen
Linsenfassung 11 vorgesehen und parallel zur optischen Achse
ausgerichtet ist.
Ein innerer Führungszylinder 14 und ein äußerer Führungszylinder
15 bilden gemeinsam einen kombinierten Führungszylinder.
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung des kombinierten
Führungszylinders 14, 15. Die beiden Führungszylinder 14 und 15
stehen miteinander derart in Gleiteingriff, daß sie aufeinander
verschiebbar sind. Der innere Führungszylinder 14 weist eine
Führungsnut 16 in Richtung der optischen Achse auf. In die Führungsnut
16 greift eine an der Innenseite des äußeren Führungszylinders
angeformte Nase 17 ein. Hierdurch ist der äußere Führungszylinder
15 in Richtung der optischen Achse auf dem inneren
Führungszylinder 14 verschiebbar, wobei beide Führungszylinder
14 und 15 als Einheit um die optische Achse
drehbar sind.
Ferner sind zwei Führungsöffnungen 18 und 19 vorgesehen.
Eine gekrümmte Seitenwand 18a in der Führungsöffnung 18
bildet gemeinsam mit einer gekrümmten Seitenwand 19a in der
Führungsöffnung 19 einen nicht-linearen Führungsschlitz, welcher
der Bewegungsbahn l2 gemäß Fig. 2 entspricht. Eine gekrümmte
Seitenwand 18b bildet gemeinsam mit einer gekrümmten Seitenwand
19b einen Führungsschlitz, der der Bewegungsbahn S entspricht.
Ein Vorsprung 20 zur Bewegung des äußeren Führungszylinders
15 ist in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene vorgesehen
und an der Seitenwand des äußeren Führungszylinders
15 angeordnet.
Ein zweiter Führungsstift 21 ist mit der zweiten bewegbaren
Linsengruppe III verbunden. Er steht in Eingriff mit dem aus den
Führungsöffnungen 18 und 19 gebildeten Führungsschlitz und einem
geraden Führungsschlitz 10c. Der gerade Führungsschlitz 10c ist in der
ortsfesten Linsenfassung 10 vorgesehen und parallel zur optischen
Achse ausgerichtet.
Nachfolgend wird eine Einrichtung erläutert,
mittels welcher der bewegliche Führungszylinder 11 und der
äußere Führungszylinder 15 jeweils um einen bestimmten vorgegebenen
Betrag bewegbar sind, um hierdurch die Linsengruppen I
und II um einen vorgegebenen Betrag vorzuschieben und die Linsengruppe
III längs der zweiten Bewegungsbahn zu bewegen.
Ein Antriebsstift 22 dient zur Bewegung des äußeren Führungszylinders
15. Der Antriebsstift weist an seinem einen Ende
eine Nut auf, die in einer zur optischen Achse vertikalen Ebene
liegt. In diese Nut greift der Vorsprung 20 des äußeren Führungszylinders
15 ein. Bei einer translatorischen Bewegung des
Antriebsstiftes 22 in Richtung der optischen Achse wird auch
der äußere Führungszylinder 15 in dieser Richtung bewegt. Gleichzeitig
ist der äußere Führungszylinder 15 frei um die optische
Achse drehbar. An der beweglichen Linsenfassung 11 ist ein Vorschubstift
23 befestigt. Ein Stellring 24 dient zur Änderung
des Brennweiteneinstellbereiches. Am Stellring 24 ist ein Führungszylinder
25 mit Führungsschlitzen 25a und 25b vorgesehen. Hierdurch
sind die translatorischen Bewegungen der beweglichen Linsenfassung
11 und des äußeren Führungszylinders 15 steuerbar. Der Antriebsstift
22 und der Vorschubstift 23 greifen in einen geraden
Führungsschlitz 10d ein. Der gerade Führungsschlitz 10d ist in der ortsfesten
Linsenfassung 10 vorgesehen und parallel zur optischen
Achse ausgerichtet. Demgemäß
führt eine Drehung des Stellringes 24 um einen gewissen
vorgegebenen Betrag - bis zu einem Anschlag - dazu, daß die
Linsengruppen I und II um einen vorgegebenen Betrag vorgeschoben
werden. Gleichzeitig wird hierbei die Linsengruppe III um einen
vorgegebenen Betrag derart bewegt,
daß sie der zweiten Bewegungsbahn folgt.
Nachstehend wird eine Einrichtung zum Drehen des Führungszylinders
13 und des aus den Zylindern 14 und 15 bestehenden
kombinierten Zylinders erläutert. Am Führungszylinder 13 ist ein
großes Zahnrad 26 befestigt, das in Eingriff mit einem Antriebszahnrad
27 steht. Ein Lager 28 für das Antriebszahnrad 27 ist
an der beweglichen Linsenfassung 11 mittels eines Verbindungsteiles
29 befestigt. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das Antriebszahnrad.
Gemäß dieser Figur weist das Antriebszahnrad 27 ein
Rundloch 27a auf, welches mit einer Drehwelle 30 in Eingriff
steht. Ferner ist eine Keilnut 27b vorgesehen. Die Drehwelle 30
wird von einem Antrieb 31 angetrieben. Sie weist eine Feder 30a
auf, welche in Eingriff mit der Keilnut 27b des Antriebszahnrades
27 steht. Der Eingriff zwischen der Drehwelle 30 und dem
Antriebszahnrad 27 ist so ausgebildet, daß eine Drehung der
Antriebswelle 30 zu einer Drehung des Antriebszahnrades 27
führt, wobei das Antriebszahnrad 27 in Richtung der optischen
Achse mit der beweglichen Linsenfassung 11 verschiebbar ist.
Ein großes Zahnrad 32 treibt die Führungszylinder 14 und 15 an;
es steht in Eingriff mit einem Antriebsritzel 33, das an der
Drehwelle 30 befestigt ist.
Nachstehend wird die Arbeitsweise des geschilderten Ausführungsbeispiels
erläutert. Zunächst wird die Fokussierlinsenfassung
12 gedreht, um die Linsengruppe I in die richtige Position
zu bringen und das gewünschte Objekt scharf abzubilden.
Danach wird der Antrieb 31 in Betrieb gesetzt, um das
Antriebszahnrad 27 und das Antriebsritzel 33 derart zu drehen,
daß die großen Zahnräder 26 und 32 so gedreht werden, daß der
Führungszylinder 13 und der kombinierte Führungszylinder aus den Führungszylindern 14 und
15 gedreht werden. Daraufhin werden die von den Führungsschlitzen
13a und 18a gesteuerten ersten und zweiten Führungsstifte 35
und 31 in den geraden Führungsnuten 11d und 10c bewegt, um die
Linsengruppen II und III längs den Bewegungsbahnen l1 und l2
zu bewegen und dadurch eine Veränderung der Brennweite herbeizuführen.
Um ferner den Brennweiteneinstellbereich verändern zu können, wird der
Stellring 24 gedreht. Hierdurch werden der Antriebsstift 22 und
der Vorschubstift 23 in Richtung des Objektes vorgeschoben,
wobei der gerade Führungsschlitz 10d und die Führungsschlitze 25a und
25b den Betrag der translatorischen Bewegung steuern. Daraufhin
wird der mit dem Antriebsstift 22 in Eingriff stehende äußere
Führungszylinder 15 gegen das Objekt bewegt. Gleichzeitig wird
der Führungsstift 21 der Linsengruppe III gegen das Objekt bewegt,
und zwar solange, bis der Führungsstift 21 zwischen den
gekrümmten Seitenwänden 18b und 19b eingreift. Der Vorschubstift
23 erteilt der beweglichen Linsenfassung 11 eine translatorische
Bewegung vorgegebener Größe in Richtung des Objektes.
Hierbei wird das Antriebszahnrad 27 längs der Drehwelle 30 verschoben.
Beim Start des Antriebs 31 werden der Führungszylinder 13
und der kombinierte Führungszylinder aus den Führungszylindern 14 und 15 gedreht, so daß
die Linsengruppe II eine translatorische Bewegung längs der Bewegungsbahn
l1′ und die Linsengruppe III eine translatorische Bewegung
längs der Bewegungsbahn S ausführen. Hierdurch wird der Brennweiteneinstellbereich
versetzt bzw. verändert.
Falls das von der zweiten bewegbaren Linsengruppe
III ausgehende Strahlenbündel so gebündelt werden kann,
daß der Abstand zur Bildebene lang genug ist,
kann auf die Relaislinsengruppe IV verzichtet werden.
Ferner ist es möglich, die Fokussierlinsengruppe I in
einen feststehenden und einen beweglichen Teil derart aufzuteilen,
daß die Strahlenbündelung durch Bewegung des bewegbaren
Teiles vorgenommen wird. Dabei wird allerdings die
Bewegungsbahn der zweiten bewegbaren Linsengruppe III etwas
komplizierter.
Claims (1)
- Varioobjektiv, mit einer Fokussierlinsengruppe, mit einem Variator und einem Kompensator, die zur Brennweitenverstellung relativ zueinander längs der optischen Achse bewegbar sind, wobei der Kompensator längs einer ersten Bewegungsbahn verstellbar ist und zusätzlich relativ zu den anderen Linsengruppen längs der optischen Achse bewegbar ist, und mit einer die Linsengruppen tragenden Objektivfassung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Brennweiteneinstellbereichs des weiteren die Fokussierlinsengruppe (I) und der Variator (II) als eine Einheit entlang der optischen Achse bewegbar sind und daß der Kompensator (III) derart entlang der optischen Achse bewegbar ist, daß er bei geändertem Brennweiteneinstellbereich einer zweiten, zur ersten Bewegungsbahn (l2) unterschiedlichen Bewegungsbahn (S oder t) folgt.
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ID=27302066
Family Applications (1)
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Country Status (2)
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- 1979-06-22 DE DE19792925355 patent/DE2925355A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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