DE69629982T2 - Zoomobjektiv ### - Google Patents

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zoom lens
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attached
borehole
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John George Rochester Weigand
Christopher John Rochester Kralles
Noel Leonard Rochester Reyner
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B27/00Photographic printing apparatus
    • G03B27/32Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
    • G03B27/34Means for automatic focusing therefor
    • G03B27/36Means for automatic focusing therefor by mechanical connections, e.g. by cam, by linkage
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer

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Description

  • Die Erfindung betrifft elektromechanische Antriebssysteme und insbesondere ein optisches Zoomobjektiv. Die Erfindung kann unter anderem in einem Fotolaborgerät, wie zum Beispiel einem Hochgeschwindigkeitsdrucker für fotografische Abzüge, Anwendung finden.
  • Es gibt Kameras, die auf ein und demselben Filmstreifen Bilder in mehr als einem Format aufnehmen können. So kann beispielsweise die Kodak Cameo-Kamera, wie jeweils gewünscht, Bilder im Standardformat oder im Panoramaformat aufnehmen (ein Merkmal, das häufig auch als „eingestreuter Kameraschwenk" bezeichnet wird).
  • Damit von entwickelten Filmen aus Kameras, die Bilder in zwei oder mehr Formaten aufnehmen können, mit Hochgeschwindigkeitsdruckern Abzüge hergestellt werden können, muss das Zoomobjektiv des Druckers für die Belichtung des Papiers in der Lage sein, zwischen Vergrößerungen für unterschiedliche Abzugsformate umzuschalten. Um eine hohe Produktivität zu erreichen oder aufrechtzuerhalten, muss das Objektiv eines elektromechanischen Antriebssystems eines Zoomobjektivs ohne mechanisches Klemmen oder übermäßigen Verschleiss der Bauteile mit hoher Geschwindigkeit und hohen Beschleunigungen arbeiten können. In einem mit hohem Durchsatz arbeitenden Fotolaborgerät muss ein Zoomobjektiv mehr als 80 Millionen Betätigungen aushalten können.
  • Typische Zoomobjektive für Hochgeschwindigkeitsdrucker werden von Nocken und Stößeln angetrieben, die für hohe Geschwindigkeiten und häufiges Umschalten nicht besonders geeignet sind. Antriebe mit Nocken und Stößeln sind teuer und verschleißanfällig.
  • Typische elektromechanische Antriebe mit einer Führungsschraube (Spindelan triebe) sind mechanisch zu stark eingespannt und erfordern teure Motorkupplungen und hochgenaue Bearbeitungen und Ausrichtungen.
  • Andere mechanische Lösungen leiden unter den gleichen Mängeln wie Antriebe mit Nocken und Stößeln. Zahnräder und Riemen sind für eine häufige Betätigung insofern nicht geeignet, als sie entweder zu schnell verschleißen oder häufig ausgetauscht werden müssen.
  • In hohem Maße wünschenswert ist die Schaffung eines präzise eingespannten Zoomobjektivs mit hoher Genauigkeit, das sich durch niedrige Herstellungskosten und einfache Montage auszeichnet und zudem so langlebig ist, dass es eine viele Millionen malige Betätigung ohne Ausfall von Bauteilen und wartungsfrei übersteht.
  • Die vorliegende Erfindung schafft zum einen ein Zoomobjektiv mit:
    zwei im Wesentlichen parallelen Führungsstangen;
    einem ersten, auf den beiden parallelen Führungsstangen verschiebbar gelagertem Schlitten;
    einem am ersten Schlitten befestigten Linsenelement;
    einer ersten Führungsschraube, die eine Längsachse aufweist und am Zoomobjektiv mittels eines ersten Lagerblocks derart befestigt ist, dass die Längsachse sich im Wesentlichen parallel zu den beiden Führungsstangen erstreckt, wobei der Lagerblock die Bewegung der ersten Führungsschraube entlang der Längsachse einschränkt;
    einer ersten, mit einem Gewinde versehenen Antriebskupplung, die derart in Schraubverbindung mit der ersten Führungsschraube steht, dass sie sich entlang der Achse der ersten Führungsschraube bewegen kann, wobei die erste, mit einem Gewinde versehene Antriebskupplung mit dem ersten Schlit ten derart verbunden ist, dass dieser entlang der beiden Führungsstangen bewegbar ist, wobei die erste, mit einem Gewinde versehene Antriebskupplung im Wesentlichen keinerlei axiales Spiel hat;
    einem ersten Motor mit einer Antriebswelle zum Antreiben der ersten Führungsschraube, wobei die Motorwelle mit dem ersten Lagerblock verbunden und am Zoomobjektiv mittels eines biegbaren Elements befestigt ist;
    einem zweiten, auf den beiden ersten parallelen Führungsstangen verschiebbar gelagerten Schlitten;
    einem am zweiten Schlitten befestigten zweiten Linsenelement;
    einer zweiten Führungsschraube, die eine Längsachse aufweist und am Zoomobjektiv mittels eines zweiten Lagerblocks derart befestigt ist, dass die Längsachse sich im Wesentlichen parallel zu den beiden Führungsstangen erstreckt, wobei der Lagerblock die Bewegung der zweiten Führungsschraube entlang der Längsachse einschränkt;
    einer zweiten, mit einem Gewinde versehenen Antriebskupplung, die derart in Schraubverbindung mit der zweiten Führungsschraube steht, dass sie sich entlang der Achse der zweiten Führungsschraube bewegen kann, wobei die zweite, mit einem Gewinde versehene Antriebskupplung mit dem zweiten Schlitten derart verbunden ist, dass dieser entlang der beiden Führungsstangen bewegbar ist, wobei die zweite, mit einem Gewinde versehene Antriebskupplung im Wesentlichen keinerlei axiales Spiel hat; und
    einem zweiten Motor mit einer Antriebswelle zum Antreiben der zweiten Führungsschraube, wobei die Motorwelle mit dem zweiten Lagerblock verbunden und am Zoomobjektiv mittels eines biegbaren Elements befestigt ist.
  • Die Erfindung schafft zum anderen einen Lagerblock zum Verbinden zweier axial ausgerichteter Wellen und zum Einspannen der Wellen entlang der Achse mit:
    einem ringförmigen Lagerblock mit einer Öffnung, die einen ersten ringförmigen Bohrlochabschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitt mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste und zweite Bohrlochabschnitt im Wesentlichen konzentrisch zueinander sind und der zweite Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser;
    einem ersten radialen Lager, das innerhalb des ersten ringförmigen Bohrlochabschnitts angeordnet ist, und einem zweiten radialen Lager, das innerhalb des zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitts angeordnet ist, wobei das erste und zweite radiale Lager innerhalb der Öffnung befestigt sind; und
    einem Wellenkupplungselement mit einem Flansch, der zwischen dem ersten und zweiten radialen Lager angeordnet ist, und einer Feder, die zwischen dem Flansch und dem zweiten radialen Lager derart angeordnet ist, dass sie eine Trennkraft zwischen dem ersten und zweiten radialen Lager ausübt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen teilweise im Schnitt dargestellten Aufriss eines erfindungsgemäß hergestellten Zoomobjektivs;
  • 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte vergrößerte Ansicht eines der in dem in 1 gezeigten Zoomobjektiv verwendeten Lagerblöcke;
  • 3 eine vergrößerte Ansicht eines der Antriebsmotoren, die dessen Befestigung an dem Zoomobjektiv verdeutlicht;
  • 4 eine Prinzipskizze eines Fotodruckers, in dem das in 1 dargestellte Zoomobjektiv Anwendung findet.
  • 13 zeigen ein erfindungsgemäß hergestelltes Zoomobjektiv 10. Das Zoomobjektiv 10 ist für ein Fotolaborgerät, insbesondere einen Hochgeschwindigkeitsdrucker für Fotos bestimmt, bei dem Bilder eines Filmnegativs auf lichtempfindliches Papier gedruckt werden. Ein Beispiel eines Hochgeschwindigkeitsdruckers, in dem ein erfindungsgemäßes Zoomobjektiv verwendet werden könnte, ist der von der Eastman Kodak Company vertriebene CLAS 35 Printer. Ein solches Gerät druckt bis zu etwa acht Bilder pro Sekunde auf lichtempfindliches Papier. Ein erfindungsgemäß hergestellter Drucker kann auch Filme mit Bildern unterschiedlichen Formats verarbeiten und von diesen Bildern Abzüge in unterschiedlichen Formaten herstellen (z. B. Panorama, Standard, Porträt usw.), selbst wenn sich das Abzugsformat von Bild zu Bild ändert. Ein solches Gerät muss daher extrem haltbar sein und trotzdem die zur Herstellung von Abzügen hoher Qualität erforderliche Genauigkeit aufweisen.
  • Das Zoomobjektiv 10 weist zwei im Wesentlichen parallel zueinander beabstandete Führungsstangen 14, 15 auf. Ein erster Linsenschlitten 16 ist mit linearen Lagern 18, 19, 20 verschiebbar auf den Führungsstangen 14, 15 gelagert. Der Linsenschlitten ist für die Halterung von Linsenelementen (nicht dargestellt) zum Projizieren eines Bildes auf ein lichtempfindliches Material ausgelegt. Die linearen Lager 18, 19, 20 sind auf dem Linsenschlitten 16 in Armabschnitten 22, 23, 24 angeordnet. Die linearen Lager 18, 19, 20 ermöglichen eine Verschiebung des Schlittens entlang der Achse der Führungsstangen 14, 15. Zum besseren Verständnis der folgenden Beschreibung ist in 1 unten ein Koordinatensystem x, y, z abgebildet. Die linearen Lager 18, 19, 20 schränken die Bewegung des Linsenschlittens 16 in fünf Richtungen ein. Sie verhindern eine Bewegung des Schlittens 16 entlang der x- und y-Achse und eine Drehung um die x-, y- und z-Achse. Eine Federvorspannung des Lagers 20 in dem Armabschnitt 24 ermöglicht eine Drehung des Lagers 20 in der Richtung θx, sodass dieses mit der Führungsstange 15 verbunden ist und nur eine Bewegung verhindert (nämlich eine Drehung um die z-Achse der Führungsstange 14). Diese Art der Einspannung berücksichtigt erhebliche Fluchtungstoleranzen der Führungsstangen. Die einzige verbleibende Einspannung des Linsenschlittens 16 wird durch das Antriebssystem 26 bewirkt. Das Antriebssystems bewegt den Linsenschlitten 16 entlang der z-Achse. Das Antriebssystem ist mit einer Führungsschraube 28 versehen, deren unteres Ende an einem an dem Rahmen 12 befestigten nachgiebigen Lagerblock 30 befestigt ist. Das obere Ende der Führungsschraube treibt eine Antriebsmutter 32 an, derart, dass die Mutter 32 sich entlang der Achse der Führungsschraube 28 bewegt. Die Antriebsmutter 32 ist an einem an dem Linsenschlitten 16 befestigten Antriebselement 34 befestigt. Wenn sich die Antriebsmutter 32 entlang der Achse der Führungsschraube 28 bewegt, bewegt sich der Linsenschlitten 16 infolgedessen entlang der Führungsstange 14 und bewegt somit den Linsenschlitten in der z-Richtung. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die Antriebsmutter 32 mit drei Schrauben 35 an dem Antriebselement 34 befestigt. An sich kann die Antriebsmutter 32 jedoch beliebig an dem Antriebselement 34 befestigt werden. Die Antriebsmutter 32 weist vorzugsweise keinerlei Spiel auf. Dies minimiert das Spiel zwischen dem Linsenschlitten und der Führungsschraube. Eine geeignete spielfreie Mutter wird von Kerk Motion Products, Inc. in Hollis, New Hampshire, USA angeboten. Eine typische spielfreie Mutter weist eine relative Nachgiebigkeit auf und ermöglicht daher nur zwei Bewegungen der Führungsschraube 28, nämlich die Winkelbewegungen um die x-Achse und die y-Achse. Diese Art der Verbindung verhält sich im Wesentlichen wie ein Kugelgelenk, das eine Schwenkbewegung der Führungsschraube 28 in einem kegelförmigen Raum zulässt.
  • Der in 2 dargestellte nachgiebige Lagerblock 30 umfasst zwei radiale Lager 36, 38, eine geteilte Wellenkupplung 40, zwei Klemmhülsen 42, 44, einen Federring 46, eine Unterlegscheibe 48, einen Lagerblock 50 und Befestigungselemente 52. Der Lagerblock 50 ist mit einem entsprechenden Befestigungselement (nicht dargestellt) an dem Rahmen 12 befestigt. Der Lagerblock 50 kann jedoch auf beliebige Weise zum Haltern des Rahmens 12 verwendet werden. Die radialen Lager 36, 38 weisen jeweils einen inneren Laufring 56 und einen äußeren Laufring 58 auf, die durch eine Vielzahl von Kugeln 60 miteinander verbunden sind, die in im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Abschnitten 62 im inneren Laufring 56 und im äußeren Laufring 58 aufgenommen werden. Die geteilte Wellenkupplung 40 weist einen zwischen den inneren Laufringen 56 der radialen Lager 36, 38 angeordneten ringförmigen Flansch 64 auf. Der Federring 46 und die flache Scheibe 48 sind nebeneinander zwischen dem Flansch 64 und einem der inneren Laufringe 56 angeordnet. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform liegen der Federring 46 und die Unterlegscheibe 48 zwischen dem Flansch 64 und dem inneren Laufring 56 des radialen Lagers 36. Die Feder 46 übt eine Kraft aus, die bestrebt ist, die inneren Laufringe 56 der Lager 36, 38 voneinander zu trennen. Der Lagerblock 50 ist mit einer Öffnung 49 versehen, die einen ersten ringförmigen Bohrlochabschnitt 66 mit einem Durchmesser D1 und im Anschluss daran einen zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitt 68 aufweist. Der erste und der zweite Bohrlochabschnitt verlaufen konzentrisch zueinander. Das Lager 38 ist im Bohrlochabschnitt 66 und das Lager 36 im Bohrlochabschnitt 68 angeordnet. Vorzugsweise ist der Durchmesser D1, wie in der Zeichnung gezeigt, so bemessen, dass der Außendurchmesser DO des äußeren Laufrings 58 des Lagers 38 mit direkter Berührung oder Presspassung in dem Bohrlochabschnitt 66 sitzt. Der Durchmesser D2 des zweiten ringförmigen Bohrlochs 68 ist größer als der Durchmesser D1, sodass der Außenumfang des äußeren Laufrings 58 des radialen Lagers 36 von dem Lagerblock 50 nicht eingespannt wird. Die Schrauben 52 halten die Lager 36, 38 in den Bohrlochabschnitten 66, 68. Die geteilte Wellenkupplung 40 hat einen Wellendurchmesser D3, der kleiner ist als der Innendurchmesser D4 der inneren Laufringe 56. Da der Außendurchmesser D0 des Laufrings 56 kleiner ist als der Durchmesser D2 des zweiten Bohrlochabschnitts 68, kann sich der Laufring 56 innerhalb der von dem Bohrlochabschnitt 68 gesetzten Grenzen frei entlang der Achse z-x der geteilten Wellenkupplung 40 bewegen. Wie bereits erwähnt, übt der Federring 46 eine axiale Kraft aus, die bestrebt ist, die radialen Lager 36, 38 voneinander zu trennen.
  • Die geteilte Wellenkupplung 40 weist einen oberen Abschnitt 70 und einen unteren Abschnitt 72 auf, die jeweils mit einem inneren Bohrloch 74 bzw. 76 versehen sind (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt). Die inneren Bohrlöcher 74, 76 sind zum Aufnehmen des Endes einer Welle ausgelegt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform nimmt das innere Bohrloch 74 des oberen Abschnitts 70 das untere Ende 75 der Führungsschraube 28 auf. Die Klemmhülse 42 ist mit Mitteln zum Festklemmen des Endes 75 der Führungsschraube 28 in dem inneren Bohrloch 74 versehen. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der obere Abschnitt 70 zu diesem Zweck mit einer Vielzahl von Schlitzen 77 versehen, sodass durch entsprechendes Festziehen einer durch die Öffnung 80 einführbaren Schraube (nicht dargestellt) der obere Abschnitt 70 klemmend am unteren Ende 75 der Führungsschraube 28 angreift. Eine ähnliche Klemmung ist am unteren Abschnitt 72 vorgesehen, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile und Funktionen bezeichnen. Der untere Abschnitt 72 nimmt die Antriebswelle 82 des Schrittmotors 84 auf. Die Welle 82 überträgt die Antriebskraft auf die nachgiebige Lagerkupplung 30.
  • 3 veranschaulicht die Befestigung des Schrittmotors 84 an dem Rahmen 12 mit einem Befestigungselement 88. Das Befestigungselement 88 stellt eine biegbare Verbindung zwischen dem Schrittmotor 84 und dem Rahmen 12 her. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform umfasst das biegbare Element 88 einen ersten Schenkel 92, dessen am weitesten entferntes Ende mit einer (in der x-Richtung verlaufenden) Schraube 93 am Rahmen 12 befestigt ist, einen zweiten biegbaren Schenkel 94 (der in der y-Richtung verläuft) und einen dritten (in der x-Richtung verlaufenden) Schenkel 96, an dem der Schrittmotor 84 mit zwei Befestigungselementen 98 befestigt ist. Natürlich kann der Schrittmotor 84 auch mit beliebigen anderen Mitteln an dem dritten Schenkel 96 befestigt werden. Der Lagerbock 88 weist eine gewisse Elastizität auf, sodass die Bewegung des Schrittmotors in fünf Richtungen eingeschränkt ist, eine Drehung um die z-Achse aber möglich ist. Die Welle 82 des Schrittmotors 84 kann sich um die z-Achse drehen.
  • Das Zoomobjektiv 10 weist einen zweiten Linsenschlitten 116 auf. Die Lagerung des Linsenschlittens 116 auf den Führungsstangen 14, 15 entspricht weitgehend der Lagerung des Linsenschlittens 16 auf den Führungsstangen 14, 15. Dabei wird der Linsenschlitten 116 mit Hilfe linearer Lager 118, 119, 120 gelagert und entlang der Führungsstangen 14, 15 bewegt. Ebenso ist der Linsenschlitten 116 mit Armabschnitten 122, 123, 124 versehen, an denen die linearen Lager 118, 119, 120 befestigt sind. Die Armabschnitte 122, 123, 124 des Schlittens 116 und die Armab schnitte 22, 23, 24 des Schlittens 16 sind so geformt, dass die Schlitten 16, 116 nicht miteinander in Berührung kommen. Wenn dies gewünscht wird, können aber auch für jeden Linsenschlitten getrennte Führungsstangen vorgesehen werden.
  • Für den Antrieb der Antriebsmutter 132 auf der Führungsschraube 128 ist ein Antriebssystem 126 vorgesehen. Das Antriebssystem 126 entspricht im Wesentlichen dem Antriebssystem 26. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Teile und Abläufe. Bei dieser Ausführungsform ist der Linsenschlitten 116 mit Linsenelementen (nicht dargestellt) versehen, die mit Linsenelementen (nicht dargestellt) des Linsenschlittens 116 fluchten. Die Linsenschlitten 16, 116 bewegen sich entlang der entsprechenden Führungsstangen so, dass die Linsenelemente in den beiden Schlitten für die jeweils erforderliche Vergrößerung und das jeweils erforderliche Format richtig zueinander beabstandet sind.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind außerdem Mittel zum Rekalibrieren und Überprüfen der Position eines jeden der beiden Schlitten 16, 116 bezüglich des Rahmens 12 vorgesehen. Zu diesem Zweck sind an den Schlitten 16, 116 Messskalen 140 bzw. 142 aus Glas befestigt. Die Skalen sind jeweils mit Markierungen für die Kennzeichnung einer senkrechten Position bezüglich der z-Achse versehen. Den Skalen 140, 142 sind jeweils lineare Sensoren 134 bzw. 136 zugeordnet. Die Sensoren 134, 136 liefern Informationen über die relative Position des jeweiligen Schlittens 16 bzw. 116. Diese Informationen werden zum Überprüfen und Rekalibrieren der Schlittenposition an eine Zentraleinheit übertragen.
  • 4 zeigt eine Prinzipskizze eines Fotodruckers 150 mit einem erfindungsgemäß hergestellten Zoomobjektiv 10. Der Fotodrucker kann auf einem fotografischen Film, beispielsweise einem 35 mm-Film, entwickelte Bilder auf lichtempfindliches Material 154 einer vorgegebenen Breite, beispielsweise ein lichtempfindliches Fotopapier, drucken. Dabei fördert ein Mechanismus 156 den fotografischen Film zu einem Druckfenster 158, wo das Bild mit dem durch das Zoomobjektiv 10 fallenden Licht einer Lichtquelle 160 auf das Fotopapier 154 belichtet wird. Das Zoomobjektiv ermöglich eine optimale Ausnutzung der vorgegebenen Breite des lichtempfindlichen Materials 154. Für den Transport des lichtempfindlichen Papiers 154 im Takt mit den durch den Film 152 belichteten Bildern in der branchenüblichen Weise sind ebenfalls geeignete Mittel vorgesehen. Mit einem entsprechenden Sensor kann vor dem Belichten des Films 152 im Fenster 158 das Format des auf dem Film vorhandenen Bildes bestimmt werden. Je nach Format wird daher das Zoomobjektiv 10 so eingestellt, dass auf dem lichtempfindlichen Material 154 das entsprechende Format belichtet wird. Der Sensor 162 bestimmt das jeweilige Format und überträgt diese Information an die CPU 164, die dann ihrerseits die Schrittmotoren 84 des Zoomobjektivs 10 unabhängig steuert. Durch Einschalten der Schrittmotoren 84 werden die Schlitten 16, 116 für die entsprechende Vergrößerung richtig positioniert. Lesekopfsensoren 134, 136 melden der CPU 164 die Position der Schlitten 16, 116 entlang der z-Achse. Wenn die Schlitten 16, 116 richtig positioniert sind, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Wenn dagegen die Lesekopfsensoren 134, 136 melden, dass die Schlitten 16, 116 nicht richtig positioniert sind, werden die Schrittmotoren 84 entsprechend eingeschaltet, bis sich die Schlitten 16, 116 an der richtigen Stelle befinden. Diese Information wird für künftige Bewegungen der Schlitten 16, 116 im Computer 164 gespeichert.
  • Die Erfindung schafft somit ein Zoomobjektiv, das sich durch niedrige Herstellungskosten, einfache Montage sowie eine genaue und schnelle Positionierung der Linse auszeichnet und zudem so langlebig ist, dass es eine viele Millionen malige Betätigung ohne Ausfall von Bauteilen und wartungsfrei übersteht.
  • Verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen sind möglich, ohne den Schutzumfang der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung zu verlassen.

Claims (6)

  1. Zoomobjektiv (10), gekennzeichnet durch zwei im wesentlichen parallele Führungsstangen (14, 15); einen ersten, auf den beiden parallelen Führungsstangen (14, 15) verschiebbar gelagerten Schlitten (16); ein am ersten Schlitten befestigtes erstes Linsenelement; eine erste Führungsschraube (28), die eine Längsachse aufweist und am Zoomobjektiv (10) mittels eines ersten Lagerblocks (30) derart befestigt ist, dass die Längsachse sich im wesentlichen parallel zu den beiden Führungsstangen (14, 15) erstreckt, wobei der erste Lagerblock (30) die Bewegung der ersten Führungsschraube (28) entlang der Längsachse einschränkt; eine erste, mit einem Gewinde versehene Antriebsmutter (32), die derart in Schraubverbindung mit der ersten Führungsschraube (28) steht, dass die Antriebsmutter (32) zur Bewegung entlang der Achse der ersten Führungsschraube (28) mit dem ersten Schlitten (16) derart verbunden ist, dass dieser entlang der beiden Führungsstangen (14, 15) bewegbar ist, wobei die Antriebsmutter im wesentlichen keinerlei axiales Spiel hat; einen ersten Motor (84) mit einer Antriebswelle (82) zum Antreiben der ersten Führungsschraube (28), wobei die Antriebswelle (82) des Motors mit dem ersten Lagerblock (30) verbunden und am Zoomobjektiv mittels eines biegbaren Elements (88) befestigt ist; einen zweiten, auf den beiden ersten parallelen Führungsstangen (14, 15) verschiebbar gelagerten Schlitten (116); ein am zweiten Schlitten befestigtes zweites Linsenelement; eine zweite Führungsschraube (128), die eine Längsachse aufweist und am Zoomobjektiv (10) mittels eines zweiten Lagerblocks (30) derart befestigt ist, dass die Längsachse sich im wesentlichen parallel zu den beiden Führungsstangen (14, 15) erstreckt, wobei der zweite Lagerblock (30) die Bewegung der zweiten Führungsschraube (128) entlang der Längsachse einschränkt; eine zweite, mit einem Gewinde versehene Antriebsmutter (132), die derart in Schraubverbindung mit der zweiten Führungsschraube (128) steht, dass die Antriebsmutter (132) zur Bewegung entlang der Achse der zweiten Führungsschraube (128) mit dem zweiten Schlitten (116) derart verbunden ist, dass dieser entlang der beiden Führungsstangen (14, 15) bewegbar ist, wobei die zweite Antriebsmutter im wesentlichen keinerlei axiales Spiel hat; und einen zweiten Motor (84) mit einer Antriebswelle (82) zum Antreiben der zweiten Führungsschraube (128), wobei die Antriebswelle des Motors (84) mit dem zweiten Lagerblock (30) verbunden und am Zoomobjektiv mittels eines biegbaren Elements (88) befestigt ist.
  2. Zoomobjektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen (12), auf dem der erste und zweite Lagerblock (30) gelagert ist, von denen ein Lagerblock (30) dazu verwendbar ist, die erste und zweite Führungsschraube (28, 128) mit dem ersten bzw. zweiten Motor (84) zu verbinden, wobei der erste und zweite Lagerblock (30) jeweils umfassen: einen ringförmigen Lagerblock (50) mit einer Öffnung (49), die einen ersten ringförmigen Bohrlochabschnitt (66) mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitt (68) mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste und zweite Bohrlochabschnitt (66, 68) im wesentlichen konzentrisch zueinander sind und der zweite Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser; ein erstes radiales Lager (36), das innerhalb des ersten ringförmigen Bohrlochabschnitts (68) angeordnet ist, und ein zweites radiales Lager (38), das innerhalb des zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitts (66) angeordnet ist, wobei das erste und zweite radiale Lager (36, 38) innerhalb der Öffnung (49) befestigt sind; und ein Wellenkopplungselement mit einem Flansch (64), der zwischen dem ersten und zweiten radialen Lager (36, 38) angeordnet ist, und eine Feder (46), die zwischen dem Flansch (64) und dem ersten und zweiten radialen Lager (36, 38) derart angeordnet ist, dass sie eine Trennkraft zwischen dem ersten und zweiten radialen Lager (36, 38) ausübt.
  3. Zoomobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenkopplungselement einen oberen (70) und einen unteren Abschnitt (72) aufweist, die jeweils ein inneres Bohrloch (74, 76) umfassen zum Aufnehmen des Ende einer Welle.
  4. Zoomobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere (70) und der untere Abschnitt (72) eine Vielzahl von Schlitzen (77) aufweisen, die sich in das Bohrloch (74, 76) erstrecken, und dass das Zoomobjektiv eine dem unteren (70) und dem oberen Abschnitt (72) des Wellenkopplungselements zugeordnete Hülse (42, 44) umfasst sowie Mittel zum Festklemmen der Hülse derart, dass eine im inneren Bohrloch (74, 76) des ersten und zweiten Abschnitts (70, 72) sitzende Welle festklemmbar ist.
  5. Zoomobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Lager (36, 38) jeweils einen inneren (56) und einen äußeren Laufring (58) aufweisen, wobei das erste Lager (36) innerhalb des ersten ringförmigen Bohrlochabschnitts (66) befestigt ist und das zweite Lager (38) einen äußeren Durchmesser hat, der kleiner ist als der zweite Durchmesser des zweiten ringförmigen Bohrlochs, derart, dass das zweite Lager (38) von den Seiten des zweiten ringförmigen Bohrlochabschnitts (68) nicht zusammendrückbar ist.
  6. Zoomobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zum erneuten Eichen der Position des Schlittens und dass die Mittel eine an jedem der Schlitten (16, 116) angebrachte lineare Messskala (140, 142) aufweisen, einen ortsfesten Sensor (134, 136) zum Ablesen der jeweiligen Messskala (140, 142) und eine CPU (164) zum Steuern der Bewegung des Motors (84) derart, dass die Position der Schlitten (16, 116) genau einstellbar ist.
DE69629982T 1995-06-30 1996-06-07 Zoomobjektiv ### Expired - Lifetime DE69629982T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62695P 1995-06-30 1995-06-30
US626 1995-06-30
US08/576,177 US5631776A (en) 1995-12-21 1995-12-21 Zoom lens apparatus and bearing block assembly
US576177 1995-12-21

Publications (2)

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