DE3049138A1

DE3049138A1 - Einrichtung zur fokussierung eines optischen systems

Info

Publication number: DE3049138A1
Application number: DE19803049138
Authority: DE
Inventors: Herbert 6336 Solms Machmerth
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Leica Microsystems Holdings GmbH
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1982-07-15
Also published as: JPS57130007A; US4439011A

Description

Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems, die im wesentlichen aus einem Führungsrohr und einem in oder auf diesem geführten, wenigstens Teile des optischen Systems enthaltenden Tubus besteht und bei welcher zur Fokussierung des optischen Systems Führungsrohr und Tubus durch eine in eine Linearbewegung umgewandelte Drehbewegung relativ gegeneinader verstellt werden.

Dazu ist es bekannt, das optische System in einer dem Fachmann unter dem Begriff "Schneckengang" geläufigen Einrichtung zu montieren, bei welcher ein Führungsrohr und ein Tubus über mehrgängige Trapez- oder Spitzgewinde entsprechender Steigung miteinander in Wirkverbindung stehen und manuell oder motorisch relativ zueinander bewegt werden können.

Nachteil einer solchen Einrichtung ist ihre hohe Gleitreibung zwischen Führungsrohr und Tubus, für deren

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Überwindung sowohl manuell als auch motorisch ein hoher Energieaufwand bei der Gegeneinanderverstellung erforderlich ist. Insbesondere für die motorische Fokussierung eines solchen Systems bedeutet dies die Erfordernis starker Motoren und Energieversorgungsquell η hoher Kapazität. Dies führt beispielsweise bei fotografischen Kameras zu relativ großen, unhandlichen Energieversorgungsbehältem.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Fokussierung optischer Systeme zu schaffen, die trotz Leichtgängigkeit eine sichere, weitestgehend spielfreie Funktion mit geringem "stick-slip-Effekt" in allen Lagen aufweist und die bezüglich Start und Stop leicht beherrschbar ist.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art gelirg; die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die beiden relativ gegeneinander zu verstellenden Bauteile der Einrichtung, wie an sich bei Kugelgewindespindeln bekannt, je mit einer schraubenförmig um die Drehachse des Bauteils gewendelten Führungsnut versehen sind, daß eines der Bauteile einen wenigstens zwei aufeinanderfolgende Windungen der Führungsnut verbindenden Rückführungskanal aufweist und daß das

von den beiden Anschlußstellen des Rückführungskanals begrenzte Stück der Führungsnut einschließlich des kackführungskanals mit Kugeln solcher Dicke gefüllt ist, daß die beiden gegeneinander zu verstellenden Bauteile nur über

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Kugeln miteinander in Verbindung stehen.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind ebenso Gegenstand weiterer Ansprüche wie die Verwendung von mit einem Kugelgewinde versehenen Bauteilen für die Realisierung einer Einrichtung zur leichtgängigen Fokussierung eines optischen Systems.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt und im Nachfolgaden näher beschrieben,
lü Es zeigen:

Fig. 1 in geschnittener perspektivischer Ansicht das Führungsprinzip eines Kugelgewindes zwischen zwei Rohren,

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit internem Rückführungskanal, und

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit externem Rückführungskanal .

In Fig. 1 sind ein Führungsrohr 1 und ein Tubus 2 je mit einer Führungsnut 3, 4 versehen, die um eine gemeinsame Drehachse 5 gewendetl sind. Das Führungsrohr 1 weist einen im Vergleich zur Führungsnut 3 tieferen,

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zwei aufeinanderfolgende Windungen der Führungsnut verbindenden Rückführungskanal 6 auf. Das von den Anschlußstellen 7, 8 dieses Rückführungskanals 6 begrenzte Stück der Führungsnut 3 sowie der Rückführungskanal 6 selbst sind mit Kugeln 9 solchen Durchmessers gefüllt, so daß Führungsrohr 1 und Tubus 2 nur über diese Kugeln 9 miteinander in Verbindung stehen.

Bei Verdrehung von Führungsrohr 1 und Tubus 2 gegeneinander werden die Kugeln 9 von einer Windung der Führungsnut 3 in die andere zurückgeführt. Da die Kugeln 9 den einzigen Kontakt zwischen Führungsrohr 1 und Tubus 2 bilden, ist die Reibung zwischen letzteren nahezu aufgehoben. Die Verdrehung zwischen Führungsrohr 1 und Tubus 2 erfolgt daher äußerst leichtgängig. 'Außerdem führt das fast vollständige Feh-len von Reibung dazu, daß kein "stick-slip"-Effekt auftritt (d. h. keine Haftreibung beim Anlaufen, kein unregelmäßiger Lauf bei langsamen linearen Bewegungen).

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das Führungsrohr 1 der Entfernungseinstellring eines fotografischen Objektivs. Er lagert in axialer Richtung unverschieblich, in radialer Richtung aber drehbar um die Drehachse 5 in einem (an einer nicht mitdargestellten fotografischen Kamera anrenkbaren) Kupplungsring 16. In seine Innenwand ist eine gewendelte traperzförmige Führungsnut 3 eingeschnitten.

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Die abbildende Optik des Objektivs, von der aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die in Fassungen 11, 12 gehalterten, hinteren Linsen 13, 14, 15 gezeigt sind, ist in einem Tubus 2 untergebracht, der auf seiner äußeren Mantelfläche eine entsprechende gewendelte und trapezförmige Führungsnut 4 samt Rückführungskanal 6 aufweist. Entfernungseinstellring 1 und Tubus 2 stehen über in die Führungsnuten 3, 4 sowie den Rückführungskanal 6 eingefüllte IC Kugeln 9 in Verbindung.

Zur Geradführung der abbildenden Optik ist der Tubus 2 an seinem hinteren Ende mit einem Schlitz 17 versehen, in welchen ein mit dem Kupplungsring 15 einstückiger Geradführungsstein 18 eintaucht. Bei Verdrehung des Einstellrings.1 zwingt dieser den Tubus sich in axialer Richtung zu bewegen.

Die in Fig. 3 dargestellte Variante unterscheidet sich vom in Fig. 2 Gezeigten dadurch, daß die Rückführung der Kugeln 9 mittels eines Rückführungsrohrs 19 erfolgt, welches am Einstellring 1 montiert ist. Dieses Rohr nimmt die die Führungsnuten 3, 4 füllenden Kugeln 9 am Ende der Nuten auf, führt sie um die Außenwand des Führungsrohrs 1 (Einstellrings) und leitet sie am Beginn der Führungsnuten 3, 4 wieder in diese ein.

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Der Vorteil dieser Variante liegt darin, daß die Kugeln ι angential ihre Laufbahn verlassen und an 'der Gegenseite wieder tangential ihrer Laufbahn zugeführt werden. Daraus resultiert aufgrund des äußer?t geringen zu überwindenden Widerstands ein noch verbesserter stossfreier und gleichmäßiger Lauf, der sowohl bei großen Steigungen und Mehrfachgewinden als auch bei Einfachgewinden und gebräuchlichen Steigungen gewährleistet ist.

Leerseite

Claims

.-':l·' I .·'·:*";; ·Α -140 / B 3036 Ansprüche

1. Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems, die im wesentlichen aus einem Führungsrohr und einem in oder auf diesem geführten, wenigstens Teile des optischen Systems enthaltenden Tubus besteht und bei welcher zur Fokussierung des optischen Systems Führungsrohr und Tubus durch eine in eine Linearbewegung umgewandelte Drehbewegung relativ gegeneinander verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden relativ gegeneinander zu verstellenden Bauteile (1, 2) der Einrichtung, wie an sich bei Kugelgewindespindeln bekannt, je mit einer schraubenförmig um die Drehachse (5) des Bauteils (1, 2) gewendeten Führungsnut (3, 4) versehen sind, dai3 eines der Bauteile (1, 2) einen wenigstens zwei aufeinanderfolgende Windungen der Führungsnut 3 verbindenden Rückführungskanal (6) aufweist und daß von den beiden Anschlußstellen (7, 8) des Rückführungskanals (6) begrenzte Stück der Führungsnut (3, 4) einschließlich des Rückführungskanals (6) mit Kugeln (9) solcher Dicke gefüllt ist, daß die beiden gegeneinander zu verstellenden Bauteile (1, 2") nur

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über Kugeln (9) miteinander in Verbindung stehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungskanal (6) am Tubus (2) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungskanal (6) am Führungsrohr (1) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungskanal (6) eine Form aufweist, die der arctan-Funktionskurve angenähert ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kugelrückführung ein externer Rückführungskanal· (19) vorgesehen ist.

6. Einrichtung zur Fokussierung eines optischen Systems, die im wesentlichen aus einem Führungsrohr und einem in oder auf diesem geführten, wenigstens Teile des optischen Systems enthaltenden Tubus besteht und bei welcher zur Fokussierung des optischen Systems Führungsrohr und Tubus durch eine in eine Linearbewegung umgewandelte Drehbewegung relativ gegeneinander verstellt werden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kugelgewindes derart, daß jedes der gegeineinander zu verstellenden Bauteile (1, 2) der Einrichtung je mit einer schraubenförmig um die

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Drehachse (5) des Bauteils (1, 2) gewendelten Führungsnut (3, 4) versehen ist und eines der Bauteile (1, 2) einen wenigstens zwei aufeinanderfolgende Windungen der Führungsnut (3, 4) verbindenden Rückführungskanal '6) aufweist, wobei das von den beiden Anschlußstellen (7, 8) des Rückführungskanals (6) begrenzte Stück der Führungsnut (3, 4) einschließlich des Rückführungskanals (6) mit Kugeln (9) solcher Dicke gefüllt ist, daß die beiden gegeneinander zu verstellenden Bauteile'(1, 2) nur über Kugeln (9) miteinander in Verbindung stehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kugelgewindes, bei welchem der Rückführungskanal (6) am Tubus (2) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kugelgewindes, bei welchem der Rückführungskanal (6)' am Führungsrohr (1) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kugelgewindes, für das ein externer Rückführungskanal (19) vorhanden ist.