DE3240401A1

DE3240401A1 - Drehteller fuer optische linsen

Info

Publication number: DE3240401A1
Application number: DE19823240401
Authority: DE
Inventors: Itaru Hachioji Tokyo Endo
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1983-05-19
Also published as: US4544236A; DE3240401C2

Description

Anwaltsakte: P 905 ^ OLYMPUS OPTICAL CO₀, LTD.

Tokio

Drehteller für optische Linsen

Die Erfindung betrifft einen Drehteller für optische Linsen (drehbare Linsenwechselvorrichtung), insbesondere eine solche Vorrichtung,, wobei ein Drehteller eine Reihe von Linsen trägt, die ver= schiedene Brennweiten (verschiedene Vergrößerungen) haben _s und der mittels eines von einem Detektor erfaßten Signales angehalten wird, so daß jegliche gewünschte Linse genau im Strahlengang positioniert werden kann·.

Als Stand der Technik sei beispielsweise auf JA-OS 36614/1981 . verwiesene Dieser Stand der Technik ist in Figur 1 wiedergegeben» Hierin erkennt man Linsen 1a, 1b und 1c von jeweils unterschied*- lich großer Brennweite (Vergrößerung)_β Ein Drehteller 2 ist um eine zentrale Achse drehbar gelagert und mit den Linsen la, Ib und 1c versehen» Eine eingeschnittene Platte 3, die gegenüber dem Drehteller 2 ein eigenes Element bildet, ist koaxial zum Drehteller 2 ebenfalls drehbar gelagert. Sie weist eine Verzahnung 3a auf ihrem äußeren Umfang auf» Die Verzahnung kämmt mit einem Ritzel 5 eines Antriebsmotors 4, Ein Verriegelungsstift 6 ist am Drehteller 2 befestigt und greift in einen Einschnitt 3b ein, der der Platte 3 zugeordnet ist, so daß eine relative Drehbewegung innerhalb eines gewissen Bereiches vorgenommen werden kann» Ein Fotosensor 7 erfaßt Einkerbungen 3c, entsprechend den Linsen 1a, 1b und 1c, im Flanschteil der Platte 3„ Dieser Sensor 7 ist derart angeordnet, daß er jeweilige Schlitze oder Einkerbungen gerade vor jenem Zeitpunkt zu erfassen vermag, bevor die den betreffenden Schlitzen 3c entsprechenden Linsen vorbestimmte Positionen erreichen. Ein Verriegelungsorgan 8 vermag in Nuten 2a einzugreifen, die dem Umfang des Drehtellers 2 eingeformt sind, und zwar ansprechend auf die jeweilige Linse 1a, 1b und 1c« Die

Verriegelungsvorrichtung 8 wird mittels einer Feder 9 im Uhrzeigersinne beaufschlagt. Sie ist derart angeordnet, daß bei Anhalten des Drehtellers 2 in einer Position des Eingreifens in Nut 2a die dieser Nut 2a entsprechende Linse genau positioniert wird. Wird Antriebsmotor 4 mittels eines Vergrößerungs-Umwandlungs-Signales angetrieben, so wird Platte 3 in Umlauf versetzt. Diese Rotation wird auf Drehteller 2 mittels des Verriegelungsstiftes 6 übertragen. Erfaßt Fotosensor 7 einen vorbestimmten Schlitz 3c, so wird Antriebsmotor 4 angehalten und Platte 3 wird gleichzeitig arretiert; Drehteller 2, der wie erwähnt auf einem bestimmten Bereich eine relative Drehbewegung auszuführen vermag, läuft zufolge dieser Trägheit innerhalb des Bereiches weiter um. Befindet sich Verriegelungsorgan 8 mit Nut 2a in Eingriff, so hält Drehteller 2 genau in einer vorbestimmten Position an.

Bei der vorgenannten Vorrichtung ist jedoch das folgende zu beachten: bevor die den jeweiligen Schlitzen 3c entsprechenden Linsen eine vorbestimmte Position einnehmen, erfaßt Fotosensor 7 die jeweiligen Schlitze 3c, um Motor 4 anzuhalten. Durch die Dreh-Trägheit des Drehtellers 2 und die Andrückkraft des Verriegelungselementes 8, die auf Feder 9 zurückgeht, wird Drehteller 2 positioniert. Die Verriegelungsposition des Verriegelungselementes 8, die Positionen der Nuten 2a des Drehtellers 2, die Positionen der Schlitze 3c der Platte 3 und die Erfassungsposition des Fotosensors 7 müssen jeweils genau definiert werden. Die Montage ist demzufolge schwierig und kritisch. Da ferner Fotosensor 7 im allgemeinen bis zu einem gewissen Maße eine Expansion des emittierten Lichtbündels hat und im Falle der Platte 3 langsam umläuft, nimmt das durch den Fotointerruptor zum Zeitpunkt des Erfassens erfaßte Lichtbündel langsam zu. Aus diesem Grunde und wegen der Fluktuation des Reflexionsfaktors des Lichtes fluktuiert die Erfassungspräzision. Insbesondere dann, wenn ein reflektierender Fotointerruptor als Detektorelement verwendet wird, wird das Licht diffus (gestreut), was die Genauigkeit beeinträchtigt .

BAD ORIGINAL

Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, einen Drehteller der eingangs genannten Gattung zu schaffen, wobei das genaue Positionieren der Positionsindizes, die mittels eines Detektors zu erfassen sind, und ein Einrastmechanismus zum Anhalten des Drehtellers in einfacher Weise durchführbar sind, und wobei die Fluktuation (Schwankungsbreite) der Erfassungsgenauigkeit des Detektors verringert wird«,

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Kombination der folgenden Merlanale gelösts ein Drehteller wird mit einer Anzahl von eingreifenden Teilen ausgerüstet, die entsprechend den jeweiligen Linsen angeformt sind und die mit einem Verriegelungselement zum Eingriff gelangen können, ferner wird eine Reihe von Positionsindizes entsprechend der jeweiligen, eingreifenden Teile angeordnet und mittels eines Detektors erfaßt, so daß beim Eingreifen des Verriegelungselementes mit einem der eingreifenden Teile zum Zwecke des Verriegeins des Drehtellers der Detektor in der Lage ist, eine der Positionsindizes zu ermitteln, um einen den Drehteller antreibenden Motor anzuhalten«

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die eingreifenden Teile als Nuten im Umfangsbereich des Drehtellers ausgebildet; die Positionsindizes sind licht-reflektierende Schlitze, die sich in axialer Drehrichtung des Drehtellers auf der Umfangsflache des Drehtellers erstrecken.

Die Positionsindizes lassen sich als Einkerbungen oder Einschnitte am Umfang des Drehtellers ausbilden»

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung dienen die eingreifenden Teile gleichzeitig als Positionsindizesj ferner ist ein Verriegelungselement derart angeordnet, daß es mit einem Detektor zusammenzuarbeiten vermag, so daß beim Eingreifen des Verriegelungselementes mit einem der eingreifenden Teile ein Signal aus dem

■ό Z 4 U 4 Ul

Detektor durch die Bewegung des Verriegelungselementes abgegeben wird, um den Antriebsmotor stillzusetzen. In diesem Falle lassen sich die eingreifenden Teile als Nuten im Umfangsbereich des Drehtellers ausbilden. Der Detektor kann ein Fotoelement wie beispielsweise ein Fotointerruptor der Reflexions- oder der Transmissions-Bauart sein.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt - wie bereits erwähnt - einen herkömmlichen Drehteller in perspektivischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehtellers, ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 2, wobei sich das Verriegelungselement gerade vor dem Eingreifen in eine Nut befindet.

Fig. 4 ist dieselbe Draufsicht wie Fig. 3, wobei jedoch das Verriegelungselement bereits in die Nut eingreift.

Die Figuren 5 bis 7 sind dieselben perspektivischen Darstellungen wie jene gemäß Fig. 2, jedoch andere Ausführungsformen der Erfindung wiedergebend.

Zunächst soll auf die Ausführungsform gemäß Fig. 2 eingegangen werden. Hierin erkennt man Objektivlinsen 11a, 11b und 11c jeweils unterschiedlicher Vergrößerungen. Ein Drehteller 12 ist um eine zentrale Achse drehbar gelagert und mit den genannten Linsen 11a, 11b und 11c ausgerüstet. Eine Antriebsplatte 13 ist als von Drehteller 12 getrenntes Bauteil ausgeführt und koaxial zum Drehteller 12 ebenfalls drehbar gelagert. Platte 13 hat eine Verzahnung 13a auf ihrem äußeren Umfang, die mit einem Ritzel 15

BAD ORIGIiMAL

eines Antriebsmotors 14 kämmt„ Ein Verriegelungsstift 16 ist auf Antriebsplatte 13 derart befestigt,, daß bei seinem Eingreifen in eine Einkerbung 12a, die am Umfang des Drehtellers 12 eingeformt ist, Drehteller 12 und Antriebsplatte 13 über einen bestimmten Bereich in Umlaufrichtung relativ zueinander eine Bewegung ausführen können. Es ist ferner ein Detektor 17 vorgesehen, beispielsweise ein Fotointerruptor des Reflexionstypus zum Erfassen licht-reflektierender Schlitze 12b_o Diese dienen als Positionsindizes und sind an Stellen angeordnet, die jeweils den Linsen 11a, 11b und 11c auf dem äußeren Umfang des Drehtellers 12 ent-= sprechen. Erreicht eine der genannten Linsen entsprechend dem betreffenden licht-reflektierenden Schlitz 12b eine vorbestimmte Position, so wird der betreffende licht-reflektierende Schlitz 12b erfaßt,, Im übrigen werden die übrigen Ümfangsf lächenteile 12c, also jene außerhalb der licht-reflektierenden Schlitze 12b, des Drehtellers 12, derart behandelt, daß sie in genügendem Maße nicht reflektierend sind» Ein Verriegelungselement 18 vermag mit den zuvor "eingreifende Teile" genannten Elementen, hier Nuten 12d, am äußeren Umfang des Drehtellers 12, "einzugreifen, ansprechend auf die jeweilige Linse 11a, 11b oder 11c_P Verriegelungs·= element 18 wird hierbei durch Feder 16 derart beaufschlagt, daß beim Anhalten des Drehtellers 12 in Eingriffsposition mit Nut 12d die der Nut 12d entsprechende Linse genau in der vorbestimmten Position gehalten wird.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ausführung beschrieben werden»- Fig. 3 zeigt, wie bereits erwähnt, das Verriegelungselement 18 in jener Position, in der es gerade kurz vor dem Einfallen in Nut 12d des Drehtellers 12 steht, wenn Drehteller 12 in der durch Pfeil angedeuteten Richtung verdreht wird« In dieser Position wird der licht-reflektierende Schlitz 12b vom Fotointerruptor 17 nicht erfaßt; Antriebsmotor 14 läuft demgemäß noch um„ Ist Verriegelungselement 18 dabei, in Nut 12d einzurasten, so wandert Drehteller 12 kurz vor der Antriebsplatte 13 in die vorbestimmte Position, und zwar aufgrund der besonderen Gestalt der Einkerbung

O /IH UH U I

12a des Drehtellers 12 und des Verriegelungsstiftes 16 der Antriebsplatte 13 und zufolge der Dreh-Trägheit des Drehtellers 12 und der auf Feder 19 berührenden Einrastkraft des Verriegelungselementes 18. Verriegelungselement 18 legt sich sodann perfekt in Nut 12 ein, so wie in Fig. 4 dargestellt, und die betreffende Linse wird genau positioniert. Zu diesem Zeitpunkt läuft Antriebsplatte 13 weiter um und folgt hierbei Drehteller 12. Sobald jedoch Drehteller 12 in der in Fig. 4 veranschaulichten Verriegelungsposition stillgesetzt ist, erfaßt Fotointerruptor 17 den lichtreflektierenden Schlitz 12b. Aufgrund dieses Detektorsignals wird Antriebsmotor 14 stillgesetzt und Antriebsplatte 13 hält ebenfalls an. Selbst dann, wenn zwischen dem Zeitpunkt des Erfassens des licht-reflektierenden Schlitzes 12b mittels Fotointerruptor 17 und dem Zeitpunkt des Anhaltens der Antriebsplatte 13 eine gewisse Zeitspanne liegen sollte, so wird diese von dem oben erwähnten Spielraum (aufgrund der besonderen Gestalt der Nut) aufgenommen. Demgemäß wird Drehteller 12 nicht aus der Verriegelungsposition herausb^wegt. .Im übrigen wird im Falle des vorgenannten Ausführungsbeispieles die Position durch Erfassen des reflektierten Lichtes ermittelt. Die Position kann natürlich auch durch eine Umkehrlogik (reverse logic) erfaßt werden, durch Vertauschen der reflektierenden und der nicht reflektierenden Teile gegeneinander.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform desselben Grundprinzips wie die oben gemäß Fig. 2 dargestellte Ausführungsformj lediglich der Mechanismus zum Erfassen der Position ist ein anderer. In diesem Falle besteht dieser Detektormechanismus aus einem fotoelektrischen Element, das als Fotointerruptor vom Transmissionstypus ausgebildet ist. Man erkennt ferner Einschnitte 12b' als Positionsindizes, entsprechend der jeweiligen Linse 11a, 11b, 11c, auf dem äußeren Umfang des Flanschteiles des Drehtellers 12. Die Arbeitsweise ist genau die gleiche wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, deshalb erübrigt sich eine weitere Erläuterung.

BAD ORIGMAL

Bei allen dargestellten Ausführungsformen umfaßt der Mechanismus zum Erfassen der Stopp-Position des Drehtellers 12 Eingriffsteile 12b bzw. 12b' und den Detektor 17 bzw» 17', den erstgenannten gegenüberliegend angeordnet. Dieser Mechanismus zum Erfassen der Stopp-Position kann jedoch auch aus den Eingriffsteilen 12d, dem Verriegelungselement 18 und dem Detektor 17 bzw« 17' gebildet sein, das letztgenannte dem Verriegelungselement 18 gegenüberliegend. Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei Ausführungsformen, die bezüglich dieser Ausbildung etwas voneinander abweichen. Bei diesen Ausführungsformen spielen nämlich die Nuten 12d die Rolle der Positionsindizes 12b bei den bereits erwähnten Äusführungsbeispielen. Verriegelungselement 18 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet,, wobei das freie Ende des einen Armes 18a mit dem Detektor derart zusammenarbeitet,, daß ein Motorhaltesignal abgegeben werden kann. Bei der in Fig_o 6 dargestellten Ausführungsform ist Hebelarm 18a des Verriegelungselementes 18 an seinem freien Ende mit einer reflektierenden Fläche versehen? Fotoelement 17 als Fotointerruptor der Reflexions-Bauart ist derart gestaltet und angeordnet, daß er dieser reflektierenden Fläche gegenüberliegt. Bei dem in Fig. 7 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird als Detektor ein Fotointerruptor 17' vom Transmissionstypus verwendet. -" . ' "

Greift bei diesen Ausführungsformen Verriegelungselement 18 einwandfrei in eine der Nuten 12d ein und wird die gewünschte Linse positioniert, so läuft Antriebsplatte 13 immer noch um. Wird jedoch Hebelarm 18a mit seinem freien Ende aus der durch die strichpunktierten Linien dargestellten Position in die durch die ausgezogenen Linien in den Figuren β und 7 dargestellten Positionen verbracht, so gibt Fotointerruptor 17, 17' ein Signal ab, wodurch Antriebsmotor 14 und Antriebsplatte 13 stillgelegt werden» Selbst wenn in diesem Falle eine zeitliche Verzögerung zwischen der Bewegung des Verriegelungselementes 18 bis zum Anhalten der Antriebsplatte 13 auftritt, so wird diese Verzögerung durch die Relativbewegung der Äntriebsplatte 13 zum Drehteller 12 absorbiert?

O L H U tf U I

Λ.

demzufolge bewegt sich Drehteller 12 dann nicht mehr, wenn er einmal angehalten ist.

Es ist auch möglich, Hebelarm 18a des Verriegelungselementes 18 derart zu gestalten, daß er dem Fotointerruptor 17, 17' dann gegenüberliegt, wenn Verriegelungselement 18 sich mit keiner der Nuten 12d in Eingriff befindet, und die Position durch eine Umkehrlogik erfaßt wird. Ist ferner der Abstand zwischen der Erfassungsposition am freien Ende des Hebelarmes 18a als Abstand zwischen dem Drehteller zur Drehachse des Verriegelungselementes 18 groß genug bemessen, so wird die Erfassungspräzision noch höher. Selbst wenn die Bewegung des Verriegelungselementes gering ist, ist ein ganz genaues Erfassen möglich.

Wie oben beschrieben, bedürfen die Eingriffsteile 12d des Drehtellers einer genauen Positionierung; es sind Indizes 12b zum Erfassen der Anhalteposition am Drehteller 12 angebracht. Deshalb wird das Positionieren einfach und ein genaues Positionieren zum Zeitpunkt der Montage ist nicht erforderlich. Wenn ferner die Drehzahl des Drehtellers sehr gering ist, läuft der Drehteller gerade vor dem Detektor bei hoher Drehzahl um, das heißt, Fotointerruptor 17, 17' erfaßt Positionsindex 12b. Demgemäß läßt sich eine genaue Stopp-Position im wesentlichen digital erfassen, ohne hierbei durch die Expansion des emittierten Lichtbündels aus dem Fotointerruptor und durch die Fluktuation des Reflexionsfaktors der Positionsindizes beeinträchtigt zu werden. Das genaue Positionieren des Detektors und des Mechanismus zum Verriegeln des Drehtellers wird höchst einfach; die Fluktuation der Erfassungsgenauigkeit wird merklich vermindert.

BAD ORIGINAL

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PATENTANSPRÜCHE

1. Dreheinrichtung (Revolver) mit einem Drehteller (12), der eine Reihe von Linsen (11a, 11b, 11c) verschiedener Vergrößerungen aufweist, ferner eine Anzahl von Eingriffsteilen (12d) entsprechend den jeweiligen Linsen, ferner mit einem Verriegelungselement (18), das mit den Eingriffsteilen derart in Eingriff bringbar ist, um den Drehteller zu verriegeln, ferner mit einer Antriebsplatte (13), die derart mit dem Drehteller in Wirkverbindung steht, daß sie um einen vorbestimmten Bereich relativ zu dem Drehteller verdrehbar ist, und mit einem Antriebsmotor (14) zum Antreiben der Antriebs= platte (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (12) eine Anzahl von Positionsindizes (12b, 12b', 12d) entsprechend den einzelnen Linsen aufweist, daß der Drehteller (12) ferner einen Detektor (17, 17') aufweist, der jegliche der genannten Anzahl von Positionsindizes zu erfassen vermag, um ein Signal zum Anhalten des Antriebsmotors (14) dann abzugeben, wenn das Verriegelungselement (18) mit einem der Eingriffsteile (12d) zum Eingriff gelangt, um den Drehteller (.12) zu verriegeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsteile als Nuten (12d) auf dem Umfang des Drehtellers (12) angeformt sind, daß die Positionsindizes als licht-reflektierende Schlitze (12b) ausgebildet sind, die sich in axialer Drehrichtung des Drehtellers (12) auf der Umfangsflache des Drehtellers (12) befinden, und daß der Detektor ein Fotointerruptor (17) vom Reflexionstypus ist, der derart angeordnet ist, daß er den lichtreflektierenden Schlitzen gegenüberzuliegen vermag.

3„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Eingriffsteile als Nuten (12d) auf dem Umfang des Drehtellers (12) die Positionsindizes als Einkerbungen (12b¹) am

Umfang des Drehtellers (12) ausgebildet sind, und daß der Detektor ein Fotointerruptor (17') vom Transmissionstypus ist, der derart gestaltet und angeordnet ist, daß er den Einkerbungen gegenüberzuliegen, vermag.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsteile als Nuten (12d) auf dem Umfang des Drehtellers (12) ausgebildet sind und gleichzeitig als Positionsindizes dienen, und daß der Detektor ein Fotointerruptor (17) vom Reflexionstypus ist, der derart gestaltet und angeordnet ist, daß er dem Verriegelungselement (18) gegenüberzuliegen vermag.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsteile als Nuten (12d) auf dem Umfang des Drehtellers

(12) ausgebildet sind und gleichzeitig als Positionsindizes dienen, und daß der Detektor ein Fotointerruptor (17¹) vom Transmiasionstypus ist und derart gestaltet und angeordnet ist, daß er dem Verriegelungselement gegenüberzuliegen vermag.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungslement als zweiarmiger Hebel (18) ausgebildet ist, und daß das Fotoelement derart gestaltet und angeordnet ist, daß es dem freien Ende eines Armes des zweiarmigen Hebels gegenüberzuliegen vermag.

27.10.1982 DrW/Stlr

BAD ORIGINAL