DE2346398C3 - Verstellbare Einrichtung für Linsensysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Einrichtung für Linsensysteme gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine verstellbare Einrichtung für Linsensysteme ist bereits aus der DE-OS 20 48 393 bekannt, bei der die Nocken der Halterungen in praktisch der gleichen Richtung verschoben werden, um eine Bewegung der jeweiligen Optiken zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, bei einer Einrichtung der genannten Art eine präzise gegeneinander gerichtete Bewegung der Nocken der Halterungen zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden diejenigen Kraftkomponenten gegeneinander aufgehoben, die Fehler bezüglich der Genauigkeit der Linsenposition beispielsweise beim Zoom-Betrieb hervorrufen können. Durch die Anordnung von Federn werden außerdem auf beide Halterungen in der gleichen Richtung wirkende Kräfte ausgeübt, so daß die Halterungen stets in Eingriff mit dem Einstellring stehen.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 eine Ansicht des Einstellrings, und

Fig.3 ein Diagramm zur Darstellung der Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt, wobei diese Einrichtung bei einem Zoom-Linsenmechanismus, zur Anwendung kommt, der eine Fokussierungslinse aufweist.

In der Zeichnung kennzeichnet das Bezugszeichen 1 eine Fokussierungslinse, 2 eine Linse mit variabler Vergrößerungswirkung, 3 eine Korrekturlinse und 4 eine Abbildungslinse. Mit 5 wird eine justierbare zylindrische Linsenfassung bezeichnet, welche dazu djent, die Fokussierungslinse in Richtung der optischen Achse zu verschieben. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet einen drehbaren Zoom-Betätigungsring. Mit 7 ist eine Halterung bezeichnet, die die Linse 2 für variable Vergrößung hält, und mit 8 eine Halterung der Korrekturlinse 3, wobei beide Halterungen 7 und 8 in entsprechende Führungseinrichtungen 9 und 10 derart eingefügt sind, daß sie in Richtung der optischen Achse verschoben werden können. Auf diesen Halterungen 7 und 8 sind jeweils stiftförmige Nocken 11 und 12 gehaltert. Die Nocken sind in die Nockenausnehmungen 6a und 6b des obenerwähnten Zoom-Betätigungsrings 6 eingefügt. Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet eine die Führungseinrichtung 9 umgebende Spiralfeder, die zusammengedrückt ist und an dem Fixierteil des Zooni-Linsenmechanismus mit ihrem rechten Ende

.20 anliegt. Die Spiralfeder i3 liegt mit ihrem linken Ende derart an der Halterung 7 an, welche die Linse für variable Vergrößerung hält, daß die Halterung 7 jeweils in Richtung des Pfeiles F der Zeichnung gepreßt wird. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine die Führungs-

•25 richtung 10 umgebende Spiralfeder. Diese Spiralfeder 14 ist mit ihrem rechten F.nde an der Halterung 8 befestigt. Sie steht ferner jeweils in gestrecktem Zustand mit dem Fixierteil des Zoom-Linsenmechanismus mi; ihrem linken Ende in Berührung, und zwar derart, daß durch sie auf die Korrekturlinse 3 jeweils eine Druckkraft in Richtung des Pfeiles Fder Zeichnung ausgeübt wird. Da die Führungseinrichtungen 9 und 10 mit einer Überzugsschicht aus öl versehen sind, oder da sie außen poliert sind, so daß die Halterungen 7, 8 glatt gleiten können, besteht die Gefahr, daß die Oberfläche der Führungseinrichlungen 9 und 10 das von dem photographischen Objekt kommende Licht reflektiert. Die Oberfläche der erwähnten Spiralfedern 13 und 14, welche die Führungseinrichtungen 9 und 10 umgeben, sind daher chemisch behandelt, um zu vermeiden, daß die Führungseinrichtungen 9 und 10 das von dem photographischen Objekt kommende Licht reflektieren.

F i g. 2 zeigt den Zoom-Betätigungsring 6 von F i g. 1

in abgewickeltem Zustand, wobei die Spiralfedern 13 und 14 sowie die anderen Teile weggelassen sind. Die Nockenausnehmungen 6a und 6b für die Bewegung der Linse 2 für variable Vergrößerung und der Korrekturlinse 3 längs der optischen Achse sind so ausgebildet, daß sie sich, wie aus der Zeichnung ersichtlich, schneiden. Die Nocken 11 und 12 sind hierbei bezüglich ihrer Lage zu den Linsen 2 und 3 an dem Ende d°r Weitwinkeliieite angeordnet. Die Spiralfedern 13 und 14 üben jeweils; eine Kraft auf die Nocken 11 und 12 an den Halterungen 7 und 8 in Richtung auf die Oberfläche der linken Wandungen der Nockenausnehmungen 6a und 6b aus; dieü bedeutet, daß die Spiralfeder 14, die im Bereich der Lagerung der Führungseinrichtung 10 an der Linsenfassung 5 befestigt ist, eine Zugkraft auf die Halterung 8 ausübt, während die Spiralfeder 13 die im Bereich der Lagerung der Führungseinrichtung 9 fest angeordnet ist, eine Druckkraft auf die Halterung 7 ausübt. Die Wirkungsweise der die Zwangskraft auf die Nocken 11 und !2 ausübenden Spiralfedern 13, 14 ist analytisch in Fig. 2 dargestellt. Wenn sich die Linse 2 und die K.orrekturlinse 3, die im folgenden als Zoom-Linsen bezeichnet werden, auf der Weitwinkelseite befinden, sind die Nocken 11 und 12 den Kräften ausgesetzt, welche in Richtung des Pfeiles Fvon F i g. 1

wirken und von den Spiralfedern 13 und 14 hervorgerufen sind. Diese Kräfte lassen sich durch die Kräfte ausdrücken, welche die Nocken Il und 12 auf die linken Wandungsoberflächen der Nockenausnohmungen 6a und 66 bzw. auf die Berührungspunkte Pund Q ausüben, und zwar in Richtung des Pfeiles F. Diese Kräfte sind mit Fi und F₂ bezeichnet. Welche von diesen Kräften F, und F₂ größer ist als die andere, hängt von der Anpreßkraft der obenerwähnten Spiralfeder 13 sowie der Zugkraft der Spiralfeder 14 ab. In der Zeichnung ist als Beispiel der Fall dargestellt, bei dem die Kraft F, größer ist als die Kraft F₂, wobei hierbei berücksichtigt ist, daß bei einer Bewegung der Nocken von der Weitwinkelseite auf die Teleseite die auf den Nocken 11 ausgeübte Druckkraft Fi allmählich zunimmt, während die Zugkraft, welche auf den Nocken 12 wirkt, allmählich abnimmt. Wenn man diese Kräfte Fi und F₂ in Komponenten zerlegt, von denen die eine senkrecht zur Oberfläche der Wandungen der Nockenai/snehmungen an den Berührungspunkten Pund Qder Nocken Jl und 12 mit den Wandungen der Nockenausnehmungen verläuft, erhält man für die Kraft Fi die Komponenten Zi und /, und für die Kraft F₂ die Komponenten Z₂' und Z₂ wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Von diesen Komponenten sind F,' und Z₂ die senkrecht zu den Wandungen der Nnckenausnehmungen verlaufen, diejenigen Kräfte, weluic die Nockenausnehmung _-n durch die Nocken U und 12 ausgesetzt sind. Diese Nockenausnehmungen können sich hierbei lediglich in Ebenen drehen, die senkrecht zur optischen Achse verlaufen. Eine Bewegung in Richtung der optischen Achse können sie jedoch nicht durchführen, da sie an beiden Seiten derart fixiert sind, daß Kräfte, die größenmäßig gleich den vorher erwähnten Komponenten f\ und Z₂' sind, in entgegengesetzter Richtung zu denen der Komponenten auftreten, so daß der Einfluß der Komponenten Zi' und Z₂' vermieden werden kann. Auf diese Weise können jedoch die Komponenten Zi und /"2, eine Drehung des Zoom-Befestigungsrings 6 an den Kontaktpunkten P und Q bewirken, nicht vermieden werden. Wenn beide Kräfte F, und F₂ eine Wirkung in Richtung des Pfeiles F, wie in der Zeichnung gezeigt, ausüben, wirkt die Komponente Z₂ nach oben, während die Komponente Zi nach unten wirkt — jeweils in Richtung der Zeichnung gesehen —, so daß sich die beiden Komponenten gegenseitig aufheben. Die Gegenkräfte zu den Komponenten Zi' und Z₂', weiche die Oberfläche der Wandungen von den Nockenausnehmungen auf die Nocken 11 und 12 ausüben, wirken gemäß den Pfeilen F," und Z₂". Wenn keine Spiralfeder vorgesehen ist, übt der Zoom-Betätigungsring 6 eine Kraft aus, welche versucht, diesen Ring in Richtung der Komponente Zi mittels des Nockens 11 zu drehen. Wenn des weiteren ein Spiel zwischen der Nockenausnehmung 6a und dem Nocken 11 vorhanden ist, bleibt selbst am Ende des Zoom-Betriebs die Kraft Zi erhalten, welche versucht, den Zoom-Betätigungsring 6 in die Richtung der Komponente Zi zu drehen, so daß ein Fehler zwischen dem Nocken ί 1 und der Nockenausnehmung auftritt. Ein derartiger Fehler vermindert die Genauigkeit des Zoom-Betriebs, was unerwünscht wäre. Das gleiche würde gelten für den Fall, in dem die Spiralfeder 14 vorhanden ist, die Spiralfeder 13 jedoch nicht, da eine Drehkraft, wie bei Z₂, nach wie vor vorhanden bleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Spiralfedern 13 und 14 derart angeordnet, daß die Kraftkomponenten Zi und Z₂, welche dazu führen könnten, den Zoom-Betätigungsring 6 mit den Nockenausnehmungen 6a und 6b als Lageeinstelleinrächtung zu drehen, sich gegenseitig kompensieren, so daß es möglich ist, die verbleibenden Drehkräfte auf minimale Werte zu reduzieren. Dies gilt für den Fall, in dem die Zoom-Linsen 2 und 3 auf der Weitwinkelseite angeordnet sind, indem während des Zoom-Betriebs die obenerwähnten Drehkräfte Zi und Zj sich, wie in F i g. i gezeigt, ändern. Die Abszisse zeigt die Abhängigkeit der Brennweile der Zoom-Linse (von der Seite mit dem stärksten Weitwinkel W bis zur Teleseite T), während entlang der Ordinate die Änderung der Kräfte Zi und f> aufgezeichnet ist, welche versuchen, die Zoom-Linsen 2 und 3 zu drehen.

Die Spiralfeder 13, welche die Linse 2 in Richtung der optischen Achse drückt, liefert eine Kompressionskraft. Sie wird allmählich zusammengepreßt, wenn die Linse 2 von der Weitwinkelseite zu der Teleaufnahmeseite derart bewegt wird, daß die Kraft F, ebenfalls zunimmt, wobei die Drehkraft Zi als Komponente derart zunimmt, wie dies in Fig. J gezeigt ist. Andererseits wird die Korrekturlinse 3 von der Weitwinkelseite zu der Teleaufnahmeseite längs der Nockenausnehmung 6b bewegt, wobei die Kraft, mit der die Spiralfeder 14 die J5 Korrekturlinse 3 zieht, allmählich abnimmt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Kräfte beider Spiralfedern sind derart gewählt, daß beide Linien, welche die Änderungen der beiden Drehkräfte wiedergeben, sich während der Durchführung des Zoom-Betriebs kreuzen. Während des Zoom-Betriebs wirkt die Differenz zwischen den Drehkräften Zi und Z₂ auf den Zoom-Betätigungsring 6, um diesen zu drehen. Aus diesen Gründen ist es natürlich erwünscht, daß die Differenz so klein wie möglich wird. Da es jedoch unvermeidbar ist, daß Drehkräfte Zi und Z₂ auftreten, soll der Einfluß der Drehkräfte Zi und Z₂ so klein wie möglich gehalten werden. Zu diesem Zweck wird eine solche Anordnung getroffen, daß beide Drehkräfte gegeneinander wirken und sich gegenseitig kompensieren. F_w- und f_T in F i g. 3 zeigen die Differenz zwischen den beiden Drehkräften auf der äußersten Weitwinkelseite sowie auf der äußersten Teleaufnahmeseite.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann nicht nur bei

Zoom-Objektiven verwendet werden, sondern auch bei jeglichen Ausrüstungen, die zu einer Justierung der

Lage der Optiken dienen, welche relativ zueinander beweglich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verstellbare Einrichtung für Linsensysteme, mit zwei Nockenausnehmungen zur Kontrolle der Bewegung jeweils einer zugeordneten Halterung in Richtung der optischen Achse, bei der jede Halterung eine Optik trägt und die Halterungen über eine Federeinrichtung von einem Einstellring aufgenommen sind und bei der der Einstellring die beiden Nocken tragenden Halterungen durch die Nockenausnehmungen verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung zwei Federn (13, 14) enthält, daß jede Feder (13, 14) eine Kraft (F' bzw. F2) auf die zugeordnete Halterung (7 bzw. 8) in einer zur optischen Achse parallelen Richtung ausübt, so daß die Nocken (11, 12) der Halterungen (7, 8) in Berührung mit der jeweiligen Nockenausnehmung (6a, 6b) stehen, daß bei der Verschiebung der beiden Halterungen durch den Einsteliring in zueinander entgegengesetzten Richtungen an den Nocken (II, 12) Kraftkomponenten (f\. h) erzeugt werden, die in zur optischen Achse senkrechter Richtung wirken und sich gegenseitig aufheben.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (13,14) mattiert sind.