DE4104548A1 - Zoomobjektivtubus - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zoomobjektiv
tubus, insbesondere einen Mechanismus zum Nachjustieren
der Brennweite des Zoomobjektivtubus bei der Montage
einer Kamera.
Im allgemeinen wird die Justierung des Brennpunktes
eines Zoomobjektives bei der Montage einer Kamera in
zwei Schritten wie folgt durchgeführt: Einem ersten
Schritt für eine Zoom-Justierung, bei welchem das Zoom
objektiv so einjustiert wird, daß der Scharfpunkt (in-
focus-Position) durch eine Zoombetätigung nicht verän
dert wird, und einem zweiten Schritt für eine Brennwei
ten-Nachjustierung, bei welchem der Scharfpunkt, der
durch eine Zoombetätigung nicht verändert wurde, so
einjustiert wird, daß er mit der Filmschichtebene zu
sammenfällt. Die Brennweiten-Nachjustierung wird im
folgenden einfach Nachjustierung genannt. Die Zoom-Ju
stierung, d. h. der erste Schritt, wird gewöhnlich so
durchgeführt, daß eine erste Linsengruppe entlang der
optischen Achse verstellt wird; die Nachjustierung,
d. h. der zweite Schritt, wird dadurch ausgeführt, daß
alle Linsengruppen entlang der optischen Achse ver
stellt werden.
Herkömmlicherweise wird die Nachjustierung durch Ver
stellen eines Kulissenringes ausgeführt, durch den die
Stellungen aller Linsengruppen entlang der optischen
Achse bestimmt werden; wenn jedoch die Zoombetätigung
automatisch erfolgt, d. h. über einen in einem Zoomob
jektivtubus angeordneten Motor sowie eine Batterie
durchgeführt wird, treten folgende Probleme auf. Um den
Motor und die Batterie innerhalb des Zoomobjektivtubus
zu installieren, muß der Kulissenring eine Ausnehmung
bekommen, in welcher der Motor und die Batterie ange
ordnet werden können. Wenn eine derartige Ausnehmung
nicht vorgesehen ist, müssen der Motor und die Batterie
außerhalb des Kulissenringes angeordnet werden, so daß
die Abmessungen des Zoomobjektivtubus sich vergrößern.
Die Ausnehmung muß andererseits groß genug sein, um si
cherzustellen, daß der Kulissenring mit dem Motor und
der Batterie über den gesamten Drehbereich des Kulis
senringes, d. h. von der Tele-Endlage bis zur Weitwin
kel-Endlage nicht kollidiert. Als Folge davon verrin
gert sich die mechanische Festigkeit des Kulissenrin
ges, so daß dieser leicht verformt werden kann. Wenn
der Kulissenring verformt wird, werden nicht nur die
Positionen der Linsengruppen ungenau, sondern es ergibt
sich auch eine Änderung des Verstell-Drehmomentes, so
daß eine ruckfreie Verstellung des Objektivtubus nicht
mehr möglich ist, und daß darüberhinaus bei einer elek
trischen Zoombetätigung die Motorgeschwindigkeit bzw.
Zoomverstellgeschwindigkeit während des Zoomvorganges
schwankt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Zoomobjektivtubus zu schaffen, bei welchem eine
Nachjustierung ohne jede Verformung des Kulissenringes
ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch
1 beschriebenen Merkmale gelöst.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben
sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Beschrei
bung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenba
rung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten
ausdrücklich verwiesen wird. In der Zeichnung sind Aus
führungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im
folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zoom
objektivtubus gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht eines in einen
Zahnkranz eingreifenden Justierrin
ges;
Fig. 3 eine Abwicklung eines Justierringes
sowie eines inneren stationären Zy
linders, mit einer Blickrichtung auf
den Justierring entsprechend den
Pfeilen III in Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Justier
scheibe und den damit verbundenen Um
laufstift;
Fig. 5 in einer Längssschnittdarstellung
einen wesentlichen Teil eines Zoom
objektivtubus in einer anderen Ausge
staltung.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand der
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
genauer beschrieben.
Wie Fig. 1 zeigt, sind ein innerer stationärer Zylinder
12 und ein äußerer stationärer Zylinder 13 so mit einem
Kupplungsring 11 verbunden, daß diese Teile eine Bau
einheit bilden. Ein Kulissenring 14 ist auf einer äuße
ren Umfangsfläche des inneren stationären Zylinders 12
drehbar gelagert; ein Linsenverstellring 15 ist auf
einer äußeren Umfangsfläche des Kulissenringes 14 auf
gepaßt, welcher drei Kulissennuten A, B und C aufweist.
Ein Scharfeinstellring 16 ist über ein Schraubverstell
gewinde H (Helicoid) auf einer Außenfläche des Linsen
verstellringes 15 angeordnet; ein erster Linsenrahmen
17, mit welchem eine erste Linsengruppe L1 verbunden
ist, ist in den Scharfeinstellring 16 eingeschraubt.
Der erste Linsenrahmen 17 wird durch Verdrehen relativ
zum Scharfeinstellring 16 in Richtung der optischen
Achse verstellt, wodurch eine Zoom-Justierung ausge
führt wird. Der Scharfeinstellring 16 ist mit einer Ma
denschraube 18 versehen.
Ein zweiter Linsenrahmen 19, mit welchem eine zweite
Linsengruppe L2 verbunden ist, sowie ein dritter Lin
senrahmen 20, mit welchem eine dritte Linsengruppe L3
verbunden ist, sind jeweils in den inneren stationären
Zylinder 12 an dessen Innenumfangsfläche anliegend ein
gesetzt. Ein Stift b ist mit dem zweiten Linsenrahmen
19 und ein Stift c mit dem dritten Linsenrahmen 20 ver
bunden. Ein Stift a ist am Linsenverstellring 15 befe
stigt. Diese Stifte a, b und c greifen in die Kulissen
nuten A, B und C des Kulissenringes 14 sowie jeweils
unabhängig voneinander in geradlinige, am inneren sta
tionären Zylinder 12 ausgebildete Führungsnuten ein.
Wenn der Kulissenring 14 verdreht wird, werden infolge
der gewählten (nicht dargestellten) Form der Kulissen
nuten A, B und C der Linsenverstellring 15 (und damit
die erste Linsengruppe L1), der zweite Linsenrahmen 19
(und damit die zweite Linsengruppe L2) und der dritte
Linsenrahmen 20 (und damit die dritte Linsengruppe L3)
geradlinig in Richtung der optischen Achse verstellt,
wodurch ein Zoomvorgang ausgeführt wird. Wenn anderer
seits der Scharfeinstellring 16 verdreht wird, dann
führt in Abhängigkeit von der Form des Schraubverstell
gewindes H der Scharfeinstellring 16 (und damit die
erste Linsengruppe L1) eine Drehverschiebung entlang
der optischen Achse aus und bewirkt damit einen Scharf
einstellvorgang. Wenn bei der oben beschriebenen Anord
nung eine Position des Kulissenringes 14 in Richtung
der optischen Achse feinjustiert wird, werden auch die
Positionen aller Linsengruppen, d. h. der ersten, der
zweiten und der dritten Linsengruppe L1 bis L3 in Rich
tung der optischen Achse präzise eingestellt.
Der Kulissenring 14 ist mit einem Handbetätigungsstift
21 versehen, welcher in einen Schlitz 23 eingreift, der
an einem manuellen Zoomverstellring 22 ausgebildet ist
und sich in Richtung der optischen Achse erstreckt. Der
manuelle Zoomverstellring 22 ist drehbar auf einer
Außenumfangsfläche des äußeren stationären Zylinders 13
gelagert. Wenn der manuelle Zoomverstellring 22 ver
dreht wird, bewirkt der Handbetätigungsstift 21, daß
der Kulissenring 14 sich zusammen mit dem manuellen
Zoomverstellring 22 dreht.
Ein Zahnkranz 24 ist am hinteren Ende des Kulissenrin
ges 14 angesetzt und mit einem Justierring 25 gekup
pelt, welcher auf einer Außenfläche eines hinteren Ab
schnittes des inneren stationären Zylinders 12 gelagert
ist, wie weiter hinten genauer beschrieben wird. Der
Justierring 25 ist mit einem Schlitz 26 versehen, wel
cher sich in Richtung der optischen Achse erstreckt;
der innere stationäre Zylinder 12 trägt eine Führungs
schraube 27, die in den Schlitz 26 eingreift. Der Ju
stierring 25 ist demnach gegenüber dem inneren statio
nären Zylinder 12 in Richtung der optischen Achse ver
schiebbar, ein Verdrehen des Justierringes 25 gegenüber
dem inneren stationären Zylinder 12 ist jedoch unter
bunden.
Am vorderen Ende des Justierringes 25 sind, wie Fig. 2
zeigt, radiale Vorsprünge 28 mit vorgegebenen Winkelab
ständen über den Umfang des Justierringes 25 verteilt
angeordnet. Der Zahnkranz 24 hat eine Innenringnut 29,
in die die radialen Vorsprünge 28 eingreifen und umlau
fen können, sowie Ausnehmungen 30, durch die die radia
len Vorsprünge 28 in die Ringnut 29 eingeführt werden
können. Da die radialen Vorsprünge 28 in die Ringnut 29
eingreifen, sind demnach der Zahnkranz 24 und der Ju
stierring 25 so miteinander verbunden, daß sie gegen
einander verdrehbar sind, jedoch in Richtung der opti
schen Achse als eine Baueinheit verschiebbar sind.
Die radialen Vorsprünge 28, die Ausnehmungen 30 und die
Ringnut 29 sind so ausgebildet und zueinander ausge
richtet, daß im gesamten Verstellbereich von der Tele-
Endlage bis zur Weitwinkel-Endlage die radialen Vor
sprünge 28 und die Ausnehmungen 30 nicht miteinander
zur Deckung kommen. Außerdem ist die Drehung des Kulis
senringes 14 in der Tele-Endlage sowie der Weitwinkel-
Endlage durch Eingriff des Handbetätigungsstiftes 21 in
einen Schlitz 13a begrenzt, welcher im äußeren statio
nären Zylinder 13 ausgebildet ist und sich in Umfangs
richtung des äußeren stationären Zylinders 13 von einem
der Tele-Endlage entsprechenden Punkt bis zu einem der
Weitwinkel-Endlage entsprechenden Punkt erstreckt.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Justierring 25 mit einer
Durchbrechung 31 größeren Durchmessers sowie mit einem
Langloch 32 versehen, welches sich in Umfangsrichtung
des Justierringes 25 erstreckt und mit der Durchbre
chung 31 in Verbindung steht. Der innere stationäre Zy
linder 12 hat eine Lagerungsausnehmung 33 an der glei
chen Stelle in Richtung der optischen Achse, an der
auch die Durchbrechung 31 größeren Durchmessers ange
ordnet ist. Eine Justierscheibe 34 ist drehbar in der
Lagerungsausnehmung 33 angeordnet. Die Justierscheibe
34 trägt einen Umlaufstift 35, welcher gegenüber dem
Zentrum der Justierscheibe 34 um einen Betrag "e" ver
setzt angeordnet ist, wie Fig. 4 zeigt; der Umlaufstift
35 greift in das Langloch 32 ein. Wie Fig. 1 zeigt, ist
an der Innenseite des rückwärtigen Endes des äußeren
stationären Zylinders 13 eine Motormontageplatte 37
vorgesehen; an der Motormontageplatte 37 ist ein Motor
38 für den Verstellantrieb des Kulissenringes 14 zum
Zwecke einer Zoombetätigung befestigt. Die Drehbewegung
des Motors 38 wird über ein Getriebe 39 auf ein Ritzel
40 übertragen. Das Ritzel 40 kämmt mit einer Verzahnung
24a, die an einer Außenfläche des Zahnkranzes 24 ausge
bildet ist.
Der innere stationäre Zylinder 12 ist mit einer Ausneh
mung 41 (Fig. 1) und der Justierring 25 mit einer Aus
nehmung 42 (Fig. 3) versehen. Der Motor 38 ist in den
Ausnehmungen 41 bzw. 42 angeordnet. Die Ausnehmung 42
erstreckt sich annähernd über 4/5 der axialen Länge des
Justierringes 25. Es ist demnach nicht erforderlich,
auch am Kulissenring 14 eine Ausnehmung vorzusehen, in
welcher der Motor 38 angeordnet werden kann.
Der äußere stationäre Zylinder 13 ist mit Zugangsöff
nungen 43 und 44 versehen, deren Anordnung der Anord
nung des Umlaufstiftes 35 bzw. der Führungsschraube 27
entspricht. Die Zugangsöffnungen 43 und 44 sind durch
einen Abdeckzylinder 45 abgedeckt, welcher auf das
rückwärtige Ende des äußeren stationären Zylinders auf
gesetzt ist und mit dem der manuelle Zoomverstellring
22 in Eingriff gelangt, so daß dieser in axialer Rich
tung festgelegt ist.
Bei einem Zoomobjektivtubus mit dem beschriebenen Auf
bau werden eine Zoom-Justierung sowie eine Nachjustie
rung in folgender Weise ausgeführt:
Zuerst wird eine Zoom-Justierung in einer Weise ausge
führt, daß der erste Linsenrahmen 17 gegenüber der Ma
denschraube 18 so verdreht wird, daß eine Scharfpunkt
lage bei einer Zoombetätigung nicht verändert wird.
Nach dieser Zoom-Justierung wird die Madenschraube 18
angezogen. Sodann wird der Umlaufstift 35 gedreht, um
die Position des Justierringes 25 in Richtung der opti
schen Achse zu justieren. Diese Verdrehung des Umlauf
stiftes 35 ermöglicht es, den Justierring 25 in Rich
tung der optischen Achse maximal um das Doppelte seines
Exzentermaßes "e" zu verstellen, welches dem Abstand
zwischen den Mittelpunkten der Justierscheibe 34 und
des Umlaufstiftes 35 entspricht. Da die am vorderen
Ende des Justierringes 25 ausgebildeten radialen Vor
sprünge 28 in die Ringnut 29 des Zahnkranzes 24 ein
greifen, wird der Zahnkranz 24 in Richtung der opti
schen Achse zusammen mit dem Justierring 25 als eine
Baueinheit verstellt; dementsprechend werden alle Lin
sengruppen L1 bis L3 entlang der optischen Achse ver
stellt. Die Positionen der Linsengruppen L1 bis L3 be
züglich der optischen Achse werden durch die jeweilige
Position des Zahnkranzes 24 bezüglich dieser optischen
Achse bestimmt, so daß die Nachjustierung in einer
Weise durchgeführt werden kann, daß der Scharfpunkt mit
der Filmschichtseite zusammenfällt.
Wenn die Nachjustierung beendet ist, wird die Führungs
schraube 27 angezogen und der Justierring 25 auf diese
Weise mit dem inneren stationären Zylinder 12 fest ver
bunden. Es sei bemerkt, daß die Breite der Verzahnung
24a des Zahnkranzes 24 ausreichend dimensioniert ist,
um einen Eingriff des Ritzels 40 mit der Verzahnung 24a
beim Nachjustierungsvorgang in jedem Fall aufrechtzuer
halten.
Wenn die beschriebenen Justierungen beendet sind, kann
wegen des Eingriffes der radialen Vorsprünge 28 in die
Ringnut 29 der Kulissenring 14 entlang der optischen
Achse nicht mehr verstellt, sondern nur noch um die op
tische Achse verdreht werden.
Es kann demnach eine Motorzoombetätigung über den Motor
38 sowie eine manuelle Zoombetätigung unter Verwendung
des manuellen Zoomverstellringes 22 ruckfrei ausgeführt
werden. Da der Kulissenring 14 keine Ausnehmung zur
Aufnahme des Motors 38 hat, die die Festigkeit des Ku
lissenringes 14 vermindern würde, wird die Möglichkeit
einer Verformung des Kulissenrings 14 und eine damit
einhergehende Fehlpositionierung der Linsengruppen
sowie Schwankungen der Zoomverstellgeschwindigkeit des
Motors 38 ausgeschaltet. Da der Justierring 25 nur zum
Zwecke der Nachjustierung in Richtung der optischen
Achse verstellt wird und nach dieser Justierung mit dem
inneren stationären Zylinder 12 fest verbunden wird,
ist die Länge der Ausnehmung 42 in Richtung des Umfan
ges des Justierringes 25 kurz, so daß das Problem der
Festigkeit bzw. einer nachteiligen Wirkung auf diese
Festigkeit nicht auftritt.
Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung, bei welchem der Zahnkranz 24 mit
einer an dessen Innenseite ausgebildeten Verzahnung 24b
versehen ist, mit welcher das Ritzel 40 im Eingriff
ist. Die Verzahnung 24a beim ersten Ausführungsbeispiel
und die Verzahnung 24b beim zweiten Ausführungsbeispiel
können auch direkt am Kulissenring 14 ausgebildet sein.
Der Mechanismus zum Verstellen des Justierringes 25 in
Richtung der optischen Achse kann in unterschiedlicher
Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann der Ju
stierring 25 in einer vorgegebenen Position mittels
einer Justiervorrichtung (adjusting jig) mit einem an
ihrem Ende angeordneten versetzten Stift fixiert werden
oder indem der Justierring 25 in Richtung der optischen
Achse verstellbar angeordnet und von Hand verstellt
wird.
Wenn auch die vorliegende Erfindung bei den oben be
schriebenen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit
einem Zoomobjektivtubus mit elektrischem Antrieb ver
wendet wird, so kann sie doch auch bei einem Zoomobjek
tivtubus Anwendung finden, bei welchem statt des Motors
38 und der Batterie andere Bauteile im Objektivtubus
angeordnet werden.
Claims (9)
1. Zoomobjektivtubus, bei welchem die Positionen
aller Linsengruppen entlang der optischen Achse
durch die Position eines Kulissenringes in Rich
tung der optischen Achse bestimmt werden, welcher
drehbar auf einem stationären Zylinder gelagert
ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der stationäre Zylinder (12) mit einem Ju stierring (25) versehen ist derart, daß der Ju stierring (25) relativ zum stationären Zylinder (12) entlang der optischen Achse verstellbar ist, und
- - daß der Justierring (25) und der Kulissenring (14) so miteinander verbunden sind, daß der Ju stierring (25) und der Kulissenring gegeneinander verdrehbar sind, in Richtung der optischen Achse jedoch fest miteinander verbunden und gemeinsam verschiebbar sind.
2. Zoomobjektivtubus nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichet, daß der Kulissenring (25) mit einem Zahn
kranz (24) versehen ist, wobei der Zahnkranz (24)
und der Justierring (25) so miteinander verbunden
sind, daß der Justierring (25) und der Kulissen
ring (14) relativ zueinander verdrehbar sind, in
Richtung der optischen Achse jedoch fest mitein
ander verbunden und gemeinsam verschiebbar sind.
3. Zoomobjektivtubus nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Justierring (25) entlang seinem
Außenumfang in vorgegebenen Winkelabständen Vor
sprünge (28) trägt, und daß der Zahnkranz (24)
eine Ringnut (29) hat, in die die Vorsprünge so
eingreifen, daß sie in dieser Ringnut (29) umlau
fen können, sowie Ausnehmungen (30), durch die die
Vorsprünge (28) in die Ringnut (29) einführbar
sind.
4. Zoomobjektivtubus nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorsprünge (28), die Ausnehmun
gen (30) und die Ringnut (29) so ausgebildet sind,
daß im gesamtem Verstellbereich von der Tele-End
lage bis zur Weitwinkel-Endlage die Vorsprünge
(28) und die Ausnehmungen (30) nicht zur Deckung
kommen.
5. Zoomobjektivtubus nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (24)
an einer Außenumfangsfläche mit einer Verzahnung
(24a) versehen ist, und daß über diese Verzahnung
(24a) die Drehbewegung eines Motors (38) für den
Verstellantrieb der Linsengruppen (L1, L2, L3) auf
den Zahnkranz (24) übertragbar ist.
6. Zoomobjektivtubus nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (24)
an einer Innenumfangsfläche mit einer Verzahnung
(24b) versehen ist, und daß über diese Verzahnung
(24b) die Drehbewegung eines Motors für den Ver
stellantrieb der Linsengruppen auf den Zahnkranz
(24) übertragbar ist.
7. Zoomobjektivtubus nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Justierring
(25) einen in Richtung der optischen Achse verlau
fenden Schlitz (26) hat, und daß der stationäre
Zylinder (12) eine Führungsschraube (27) trägt,
die in den Schlitz (26) eingreift, so daß der Ju
stierring (25) in Richtung der optischen Achse ge
genüber dem stationären Zylinder (12) verschieb
bar, seine Verdrehung gegenüber dem stationären
Zylinder (12) jedoch unterbunden ist.
8. Zoomobjektivtubus nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß der Justierring
(25) eine Durchbrechung (31) mit größerem Durch
messer und ein in Umfangsrichtung des Ju
stierringes (25) verlaufendes, mit der Durchbre
chung (31) größeren Durchmessers in Verbindung
stehendes Langloch (32) hat, daß der stationäre
Zylinder (12) an der gleichen Stelle entlang der
optischen Achse, an der die Durchbrechung (31)
größeren Durchmessers liegt, eine Lagerungsausneh
mung (33) hat, in welcher eine Justierscheibe (34)
angeordnet ist, welche an einer gegenüber ihrem
Mittelpunkt versetzten Stelle einen Umlaufstift
(35) trägt, der in das Langloch (32) eingreift.
9. Zoomobjektivtubus nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß der Justierring
(25) mit einer Ausnehmung (42) versehen ist, in
welcher ein Motor (38) zum Verstellen des Kulis
senringes (14) für die Zoombetätigung angeordnet
ist.
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