DE4221721A1 - Varioobjektivfassung fuer eine wasserdichte und/oder wasserbestaendige kamera - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Varioobjektiv­ fassung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Varioobjektivfassung kann in wasserdichten und/oder wasserbeständigen Kameras verwendet werden.

Es ist eine wasserdichte Kamera bekannt, die den Ein­ tritt von Wasser in die Kamera verhindert und mit der Bilder im flachen Wasser aufgenommen werden können. Ferner ist eine wasserbeständige Kamera bekannt, die das Eindringen von Wassertropfen oder Regentropfen in die Kamera verhindert.

Bei der Entwicklung einer wasserdichten und/oder was­ serbeständigen Kamera, mit der eine Brennweitenver­ stellung ausgeführt werden kann (Zoomkamera) und die eine bewegliche Linsenfassung hat, die sich in Richtung der optischen Achse der Kamera bewegt, ist es erforder­ lich, eine wasserdichte Verbindung zwischen der beweg­ lichen Linsenfassung und der Öffnung herzustellen, die im vorderen Bereich einer stationären Linsenfassung ausgebildet ist. Diese stationäre Linsenfassung ist am Kamerakörper befestigt oder in einer Vorderwand des Kamerakörpers so ausgebildet, daß die bewegliche Lin­ senfassung aus der stationären Linsenfassung herausge­ führt kann oder in die stationäre Linsenfassung zurück­ gezogen werden kann. Eine Möglichkeit zum Herstellen einer wasserdichten Verbindung besteht darin, ein Dichtelement, beispielsweise einen O-Ring, zwischen der beweglichen Linsenfassung und der stationären Linsen­ fassung anzuordnen. Bei einer solchen Lösung muß die bewegliche Linsenfassung sehr glatt sein, idealerweise sollte die Umfangsfläche der beweglichen Linsenfassung keine Formabweichung haben, so daß der O-Ring in engem Kontakt zur Außenfläche der beweglichen Linsenfassung gehalten wird.

Bei einer bekannten Varioobjektivfassung mit einer beweglichen Linsenfassung, die mit einem Bewegungs- Rahmen verbunden ist, so daß sie längs der optischen Achse mittels einer Antriebsnockeneinrichtung bewegbar ist, sind der Rahmen und die bewegbare Linsenfassung miteinander beispielsweise durch Schrauben verbunden. Wenn die Schrauben angezogen werden, um den Rahmen mit der beweglichen Linsenfassung zu verbinden, kann die bewegliche Linsenfassung in radialer Richtung wegen einer Änderung der radialen Abmessungen zwischen der beweglichen Linsenfassung und dem beweglichen Rahmen am Verbindungspunkt verzogen werden. Dieses Problem ist bei einer nicht wasserdichten und/oder nicht wasser­ beständigen Zoomkamera unbedeutend. Bei einer wasser­ dichten und/oder wasserbeständigen Kamera jedoch führt ein Verziehen oder eine Gestaltabweichung der Außen­ fläche der beweglichen Linsenfassung zu einer Verringe­ rung der Wasserdichtheit zwischen dem O-Ring und der Außenfläche der beweglichen Linsenfassung, denn die Außenfläche der beweglichen Linsenfassung ist die Fläche, mit der der Innenumfang des O-Rings in Gleit­ kontakt steht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Varioobjektivfassung für eine wasserdichte und/oder wasserbeständige Kamera anzugeben, mit der eine Brennweitenverstellung unter Beibehaltung der Wasserdichtheit der Varioobjektivfas­ sung ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist die bewegliche Linsenfassung nicht direkt am Bewegungs-Rahmen befestigt, so daß die bewegliche Linsenfassung nicht verzogen werden kann. Demgemäß kann eine zuverlässige Wasserdichtheit der Varioobjektivfassung realisiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt einer Seitenan­ sicht einer Kamera, die eine Varioob­ jektivfassung nach der Erfindung hat,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdar­ stellung einer beweglichen Linsen­ fassung, eines Ringelements und eines Halterahmens (Bewegungs-Rahmen) einer ersten Linsengruppe,

Fig. 3 einen Querschnitt der Vorderansicht der Verbindung zwischen der bewegli­ chen Linsenfassung, dem Ringelement und dem Halterahmen der ersten Lin­ sengruppe,

Fig. 4 einen Querschnitt einer Seitenan­ sicht, in der der Verbindungsab­ schnitt der beweglichen Linsenfas­ sung, des Ringelements und des Hal­ terahmens zu sehen ist,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung ei­ nes Antriebsnockenzylinders, und

Fig. 6 eine perspektivische Explosionszeich­ nung einer beweglichen Linsenfassung, eines Ringelements und einer Halte­ vorrichtung nach einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist in einem Teilquerschnitt eine Kamera dar­ gestellt, bei der die Varioobjektivfassung gemäß der Erfindung verwendet wird. Das bei diesem Ausführungs­ beispiel eingesetzte Brennweitenverstellsystem stimmt im wesentlichen mit dem in der japanischen Patentanmel­ dung Nr. 63-2 42 099 gezeigten überein.

In Fig. 1 ist eine erste Linsengruppe 1 dargestellt, die um einen relativ geringen Betrag bewegt werden kann. Außerdem ist eine Linsengruppe 2 vorgesehen, die um einen relativ großen Betrag bewegt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Linsen­ gruppen 1 bzw. 2 aus jeweils einer einzigen Linse. Es ist anzumerken, daß jede Linsengruppe auch mehrere Linsen umfassen kann.

Ein wasserdicht aufgebauter Kamerakörper 30 hat eine bewegliche Linsenfassung 15, die in Richtung der opti­ schen Achse bewegbar ist. In Fig. 1 ist die Linsenfas­ sung 15 in der kürzesten Abbildungsstellung bei einer Brennweitenverstellung dargestellt. Die bewegbare Lin­ senfassung 15 hat ein Schutzglas 7, das in ihrem vorde­ ren Bereich wasserdicht angeordnet ist, um das in ihr enthaltene Objektiv mit Hilfe eines O-Rings 9 und eines Fixierrings 19 vor Wasser zu schützen. Ein Haltering 8 verhindert, daß sich der O-Ring 9 in Richtung des Inne­ ren bewegt. Hinter dem Schutzglas 7 ist die erste Lin­ sengruppe 1 angeordnet und fest mit einer Halterung 3 verbunden. Diese Halterung 3 hat auf ihrer hinteren Außenfläche einen schraubenförmigen Abschnitt 3a, der in einen schraubenförmigen Abschnitt 5a einer Autofo­ kuseinheit 5 eingreift, die oberhalb der ersten Linsen­ gruppe 1 vorgesehen ist. Auf der Rückwand des Kamera­ körpers ist ein luftdurchlässiges, wasserundurchlässi­ ges Filter 31 in einem Luftaustauschdurchlaß 41 vorge­ sehen, das Luft abhängig von der Bewegung der bewegba­ ren Linsenfassung 15 und der daraus resultierenden Änderung des Luftvolumens des Hohlraums der stationären Linsenfassung durchläßt. Die erste Linsengruppe 1 wird in Richtung der optischen Achse bewegt, so daß die Scharfeinstellung abhängig vom Betrieb der Autofokus­ einheit 5 ausgeführt wird. Diese Autofokuseinheit 5 betätigt einen Betätigungsstift 5b, so daß dieser um die optische Achse in eine durch die Kamera-Objekt- Distanz definierte vorgegebene Position gedreht wird. Dadurch wird ein Eingreifteil 6 verdreht, das mit dem Betätigungsstift 5b in Eingriff steht, wodurch die erste Linsengruppe 1 verschoben wird.

Die Autofokuseinheit 5 ist fest mit einem ersten Lager­ rahmen 13 (Bewegungs-Rahmen) für die erste Linsengrup­ pe 1 verbunden. Dieser Lagerrahmen 13 ist mit der be­ wegbaren Linsenfassung 15 über ein Ringelement 14 ver­ bunden, das als Zwischenglied dient. Die Verbindung zwischen der bewegbaren Linsenfassung 15 und den Lager­ rahmen 13 mittels des Ringelements 14 wird weiter unten erläutert.

Drei Löcher 13d sind in die Außenfläche im hinteren Abschnitt des ersten Lagerrahmens 13 eingelassen. In jedem Loch 13d ist ein Führungsstift 18 vorgesehen, der aus ihm hervorragt. Die Führungsstifte 18 greifen in drei gerade Nuten 19a ein, die in einem Montagerahmen 19 eingelassen sind und parallel zur optischen Achse verlaufen. Der Montagerahmen 19 ist am Kamerakörper 30 befestigt. Die oberen Enden der Führungsstifte 18 grei­ fen in drei Nockennuten 20b ein, die auf der inneren Umfangsfläche eines Antriebsnockenrings 20 ausgebildet sind. Dieser Antriebsnockenring 20 hat auf seiner Außenumfangsfläche eine Außenzahnung 20a. Diese Außen­ zahnung 20a steht in Eingriff mit einem Antriebsrit­ zel 21, auf das die Drehantriebskraft eines Antriebs­ motors 40 mittels einer Welle 22 übertragen wird.

Durch die oben angegebene Anordnung wird Antriebsener­ gie vom Antriebsmotor 40 über die Welle 22, das An­ triebsritzel 21, den Antriebsnockenring 20, die Füh­ rungsstifte 18, den ersten Lagerrahmen 13 und das Ring­ element 14 auf die bewegbare Linsenfassung 15 übertra­ gen, so daß sich diese in Richtung der optischen Achse bewegt. Ein Dichtelement 23 ist auf der inneren Um­ fangsfläche einer stationären Linsenfassung 30′ vorge­ sehen, die vom Vorderteil des Kamerakörpers 30 hervor­ ragt. Das Dichtelement 23 wird mit der äußeren Umfangs­ fläche der bewegbaren Linsenfassung 15 in Kontakt ge­ bracht, so daß Wassertropfen oder Sandkörner nicht in den Kamerakörper 30 gelangen.

Der im hinteren Bereich der Linsenfassung 15 angeordne­ te Lagerrahmen 13 hält eine zweite Linsengruppe 2. Die­ se Linsengruppe 2 wird von einem zweiten Lagerrahmen 4 fest gehalten, der durch einen linearen Führungsmecha­ nismus (nicht dargestellt) geführt ist, so daß er in Richtung der optischen Achse linear bewegbar ist. Der zweite Lagerrahmen 4 wird in Richtung einfallender Strahlen auf der optischen Achse durch eine Spiralfe­ der 11 vorgespannt, die als Vorspannvorrichtung dient.

Die Spiralfeder 11 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerrahmen 13 bzw. 4 in einem zusammengedrück­ ten Zustand angeordnet.

Der in Fig. 5 dargestellte Antriebsnockenzylinder 12 ist innerhalb des ersten Lagerrahmens 13 am hinteren Ende angeordnet und bewegt die zweite Linsengruppe 2 in Richtung der optischen Achse relativ zum ersten Lager­ rahmen 13. Eine Nockenfläche 12a des Antriebsnocken­ zylinders 12 greift in den Führungsstift 4a ein, der vom zweiten Lagerrahmen 4 absteht, so daß der Bewe­ gungsbereich des zweiten Lagerrahmens 4 in rückwärtiger Richtung der optischen Achse begrenzt ist. Eine An­ schlagplatte 17 (Fig. 1) ist am rückwärtigen Ende des ersten Lagerrahmens 13 befestigt und verhindert eine Bewegung des Antriebsnockenzylinders 12 in axialer Richtung.

Der einstückig mit dem zweiten Lagerrahmen 4 ausgebil­ dete Führungsstift 4a greift in eine gerade Nut 13b ein, die auf der inneren Umfangsfläche des ersten La­ gerrahmens 13 vorgesehen ist und parallel zur optischen Achse verläuft. Ein Führungsstift 25 ist im hinteren Abschnitt des Antriebsnockenzylinders 12 ausgebildet. Dieser Führungsstift 25 erstreckt sich durch eine im ersten Lagerrahmen 13 ausgebildete Umfangsnut (nicht dargestellt) und greift in eine Nockennut ein, die an einer anderen Stelle als die Nockennut 20b auf der inneren Umfangsfläche des Antriebsnockenrings 20 ausge­ bildet ist (nicht dargestellt). Mit Hilfe dieser Anord­ nung wird durch Drehen des Antriebsnockenrings 20 eine Brennweitenverstellung gleichzeitig mit dem Drehen des Antriebsnockenzylinders 12 ausgeführt, wobei die zweite Linsengruppe 2 in Richtung der optischen Achse bewegt wird.

In Fig. 2 ist in einer perspektivischen Explosionsdar­ stellung die bewegbare Linsenfassung 15, das Ringele­ ment 14 sowie der erste Lagerrahmen 13 dargestellt. Aus Gründen der Vereinfachung wurden verschiedene Teile des Lagerrahmens 13 nicht dargestellt. Das Ringelement 14, das zur Verbindung der bewegbaren Linsenfassung 15 und des ersten Lagerrahmens 13 verwendet wird, besteht aus synthetischem Kunstharz oder einem Spritzgußmaterial und ist elastisch in radialer Richtung deformierbar. Drei hervorstehende Absätze 14a sind auf der Innenflä­ che des Ringelements 14 in gleichen Abständen um den Umfang herum ausgebildet. In der Mitte eines jeden Absatzes 14a sind Gewindelöcher 14b eingelassen. Eine Umfangsnut 13a ist auf dem äußeren Umfang des Lager­ rahmens 13 zusammen mit drei Ausnehmungen 13c ausgebil­ det, in die die Absätze 14a eingreifen können. Die Lin­ senfassung 15 hat drei Löcher 15a, in die Schrauben 16 zum Verbinden der Linsenfassung 15 mit dem Ringele­ ment 14 eingesetzt werden können. Nachdem alle Teile einschließlich des Ringelements 14 am Lagerrahmen 13 installiert sind, wird die Linsenfassung 15 auf den Lagerrahmen 13 gesteckt. Anschließend werden die Schrauben 16 durch die Löcher 15a in der Linsenfas­ sung 15 hindurchgesteckt und mit den im Ringelement 14 vorgesehenen Gewindelöchern 14b verschraubt, so daß die Linsenfassung 15 mit dem Lagerrahmen 13 verbunden wird. In Fig. 3 ist in einem Querschnitt die Frontansicht der Linsenfassung 15, des Ringelements 14 sowie des ersten Lagerrahmens 13 zu sehen, die sämtliche durch die Schrauben 16 verbunden sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zum festen Verbin­ den der Linsenfassung 15 mit dem Lagerrahmen 13 die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise angewendet. Ge­ mäß Fig. 4 weicht die Mitte eines jeden Loches 15a von der Mitte des jeweiligen Gewindelochs 14b in Richtung der optischen Achse um einen vorgegebenen Abstand voneinander ab. Demgemäß werden, wenn die Linsenfas­ sung 15 fest mit dem Ringelement 14 durch die Schrau­ ben 16 verbunden wird, das rückwärtige Ende 15b der Linsenfassung 15 und die Fläche B des ersten Lagerrah­ mens 13 gegeneinander gepreßt, wobei ein vorderes Ende 14c des Ringelements 14 und eine Fläche A des ersten Lagerrahmens 13 ebenfalls gegeneinander gepreßt werden. Auf diese Weise können die Linsenfassung 15 und der Lagerrahmen 13 fest miteinander verbunden werden. Darüber hinaus ist es möglich, ein in Richtung der optischen Achse aufgrund einer ungenauen Verbindung zwischen der Linsenfassung 15 und dem Lagerrahmen 13 auftretendes Spiel zu eliminieren. Es ist darauf hinzu­ weisen, daß die Zahl der Schrauben 16, der Löcher 15a, der Gewindelöcher 14b, der Absätze 14a sowie der Aus­ nehmungen 13c nicht auf drei beschränkt ist, sondern beispielsweise größer als drei sein kann.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel werden hexagonale Muttern 51 als Verbin­ dungselemente anstelle des Ringelements 14 nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Ein erster Lager­ rahmen 13′ für eine erste Linsengruppe hat drei Ausneh­ mungen 50, deren jeweilige Gestalt den hexagonalen Mut­ tern 51 entspricht und die in gleichen Abständen um den Umfang des ersten Lagerrahmens 13′ angeordnet sind. Die Muttern 51 werden in die entsprechenden Ausnehmun­ gen 50 eingesetzt. Nachdem sämtliche notwendigen Teile am Lagerrahmen 13′ installiert sind, wird die beweg­ bare Linsenfassung 15 auf den Lagerrahmen 13′ gesteckt. Dann werden die Schrauben 16 in die Löcher 15a gesteckt und mit den Muttern 51 verschraubt, so daß die Linsen­ fassung 15 mit dem Lagerrahmen 13′ verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die feste Verbindung zwischen der Linsenfassung 15 und dem Lagerrahmen 13′ auf gleiche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, die Mitte eines jeden Loches 15a′ weicht von der entsprechenden Mitte des Gewindelochs der Mutter 51 in Richtung der optischen Achse um einen vorgegebenen Abstand ab.

Beim vorgenannten Ausführungsbeispiel werden die hexa­ gonalen Muttern als Zwischenglied verwendet. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch Muttern mit einer anderen Gestalt als Zwischenglied verwendet werden können.

Die Varioobjektivfassung nach der vorliegenden Erfin­ dung kann auch für einen Kamerakörper verwendet werden, deren Varioobjektivfassung lösbar am Kamerakörper be­ festigt ist.

Bei den vorgenannten zwei Ausführungsbeispielen wird die bewegbare Linsenfassung 15 längs der optischen Achse in Übereinstimmung mit der Anordnung der Füh­ rungsstifte 18 nach vorne und hinten bewegt. Diese Füh­ rungsstifte 18 sind im ersten Lagerrahmen 13 bzw. 13′ ausgebildet und stehen gleitend mit den auf der inneren Umfangsfläche des Antriebsnockenrings 20 ausgebildeten Nockennuten 20b im Eingriff. Es ist jedoch auch mög­ lich, die Führungsstifte 18 auf der beweglichen Linsen­ fassung 15 vorzusehen.

Claims (15)

1. Varioobjektivfassung für eine wasserdichte und/ oder wasserbeständige Kamera, mit einer in Rich­ tung der optischen Achse bewegbaren Linsenfassung, einer Öffnung, innerhalb der die Linsenfassung be­ wegbar ist, und mit einem Bewegungs-Rahmen, an dem die Linsenfassung befestigt ist und der zusam­ men mit der Linsenfassung in Richtung der opti­ schen Achse bewegbar ist, und mit einem zwischen der Linsenfassung und dem Rahmen angeordneten Zwi­ schenglied, dadurch gekennzeichnet, daß die be­ wegliche Linsenfassung (15) am Rahmen (13, 13′) unter Verwendung des Zwischenglieds (14, 51) be­ festigt ist.

2. Varioobjektivfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine stationäre Linsenfassung (30′) an einem Kamerakörper (30) befestigt ist, und daß die Öffnung im Vorderteil der stationären Linsenfassung (30′) ausgebildet ist.

3. Varioobjektivfassung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Dicht­ element (23) in der Öffnung angeordnet ist, und daß die innere Umfangsfläche des Dichtelements (23) an den Außenumfang der beweglichen Linsenfas­ sung (15) angepaßt ist.

4. Varioobjektivfassung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Dichtelement (23) vorgesehen ist, dessen äußerer Umfang am Innenumfang der stationären Linsenfassung befe­ stigt ist und dessen Innenumfang an den Außenum­ fang der beweglichen Linsenfassung (15) angepaßt ist.

5. Varioobjektivfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwi­ schenglied ein im wesentlichen C-förmiger Ring (14) ist, der in radialer Richtung deformierbar ist.

6. Varioobjektivfassung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Rahmens (13) eine Umfangsnut ausgebildet ist, die mit dem Ring (14) im Eingriff steht.

7. Varioobjektivfassung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) am Innenumfang der Linsenfassung (15) durch ein Verbindungsmittel befestigt ist.

8. Varioobjektivfassung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel mehrere Schrauben (16) umfaßt.

9. Varioobjektivfassung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innen­ seite der Umfangsnut mehrere Ausnehmungen ausge­ bildet sind, und daß der Ring (14) auf seinem Innenumfang hervorragende Absätze (14a) hat, die den Ausnehmungen (13c) entsprechen und mit diesen in Eingriff gebracht werden können.

10. Varioobjektivfassung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absätze (14a) jeweils ein Gewindeloch (14b) haben, in welche Schrauben (16) einschraubbar sind, um den Ring (14) mit der Lin­ senfassung (15) zu verbinden.

11. Varioobjektivfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied mehrere Mut­ tern (51) vorgesehen sind.

12. Varioobjektivfassung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenumfang des Rah­ mens (13′) Aufnahmelöcher (50) entsprechend den Muttern (51) vorgesehen sind, in die die Muttern (51) einsetzbar sind.

13. Varioobjektivfassung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern (51) mit dem Innenumfang der Linsenfassung (15) durch Schrau­ ben (16) verbunden sind.

14. Varioobjektivfassung für eine wasserdichte und/ oder wasserbeständige Kamera mit einer in Richtung der optischen Achse in einer in einem Kamerakörper ausgebildeten Öffnung bewegbaren Linsenfassung, mit einem Bewegungs-Rahmen, der mit dem hinteren Teil der Linsenfassung verbunden ist, und mit einem zwischen der Linsenfassung und dem Rahmen angeordneten Zwischenglied, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zwischenglied an der Linsenfassung mittels Schrauben befestigt ist, und daß das Zwischenglied bündig in den Rahmen (13) eingepaßt ist, wobei es zusammen mit dem Rahmen (13) in Richtung der optischen Achse bewegbar ist.

15. Varioobjektivfassung für eine wasserdichte und/ oder wasserbeständige Kamera, mit einer in Rich­ tung der optischen Achse bewegbaren Linsenfassung, und mit einem in die Innenumfangsfläche der Lin­ senfassung eingepaßten und durch Schrauben an dieser befestigten Ringelement, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bewegungs-Rahmen (13) vorgese­ hen ist, in das das Ringelement (14) bündig ein­ gepaßt ist, und daß das Ringelement (14) zusammen mit dem bewegbaren Rahmen (13) in Richtung der optischen Achse bewegbar ist.