DE2458893C2

DE2458893C2 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE2458893C2
Application number: DE2458893A
Authority: DE
Inventors: Haruo Sakai Osaka Abe; Mitsuaki Osaka Horimoto; Tohru Matsui; Kayoshi Osaka Tsujimoto
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-12-12
Publication date: 1986-03-20
Also published as: JPS5092127A; DE2458893A1; US3972056A; JPS5647533B2

Description

lieh verbunden, so daß die Drehbewegung des Elektromotors 26 auf den Variosteuerring \b übertragen werden kann, um diesen in die eine oder andere Richtung zu drehen, abhängig von der Schaltung des beweglichen Kontaktstücks des Umkehrschalters 28.

Die Laufbild-Kamera, auf die das beschriebene Varioobjektiv aufgesetzt ist, umfaßt ein Prisma 5, das einen halbdurchlässigen Spiegel 5a aufweist Das Prisn-a 5 ist in der optischen Achse angeordnet und teilt mit Hilfe des halbdurchlässigen Spiegels das eintretende Licht in zwei Lichtanteile auf, wobei der eine Lichtanteil der Fokalebene 16 der Kamera, auf welcher das Bild eines zu fotografierenden Objekts fokussiert wird, zugeleitet wird, während der andere Lichtanteil zu einer im folgenden zu beschreibenden Sucheranordnung geleitet wird.

Die Sucheranordnung umfaßt ein Prisma 6 mit einem halbdurchiässigen Spiegel 6a, der derart angeordnet ist, daß er den genannten zweiten Lichtanteil in zwei Unteranteile aufteilt, wobei der eine Untei anteil durch eine Linse 32 einem fotoempfindlichen Element 11 zugeführt wird, während der andere Unteranteil der Sichres Auges 17 des Fotografierenden über eine Linse 31, eine Spiegelanordnung, die zwei Spiegel 7 und 33 umfaßt, und ein Sucherokkular, das zwei im Abstand voneinander befindliche Linsen 8 und 9 umfaßt, zugeführt wird. Die Linsen 10 und 32 bewirken, daß die lichtempfangende Oberfläche des fotoempfindlichen Elements 11 sich in der optisch konjugierten Lage zu der Fokalebene 16 der Kamera befindet.

Das fotoempfindliche Element 11 bildet einen Teil einer im folgenden zu beschreibenden automatischen Fokussiervorrichtung. Die automatische Fokussiervorrichtung arbeitet nach dem Verfahren der Analyse der Frequenz eines Ausgangssignals des fotoempfindlichen Elements !1, das in Abhängigkeit eines pulsierenden Lichtstroms erzeugt wird, der durch einen Lichtunterbrecher, z. B. einen Schlitz, auf das fotoempfindliche Element 11 fällt Dieses Verfahren nutzt, wie bekannt, die Tatsache aus, daß die räumliche Frequenz eines Bilds einen Maximalwert einnimmt, wenn dieses scharf eingestellt worden ist

Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt einen Steuerschaltkreis 12, der in Abhängigkeit des elektrischen Ausgangssignals des fotoempfindlichen Elements 11 ein Ausgangssignal erzeugt, das den Abgleich oder die Verschiebung der Bildebene des Varioobjektivs in bezug auf die Fokalebene 16 anzeigt, und einen drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor 13, der in Abhängigkeit von der Polarität des Ausgangssignals des Steuerschaltkreises 12 in die eine oder andere Drehrichtung geschaltet und abgeschaltet wird, wenn die Bildebene des Varioobjektivs in bezug auf die Fokalebene 16 der Kamera abgeglichen ist.

Die automatische Fokussiervorrichtung kann beliebig aufgebaut sein und z. B. den Gegenständen der vorbekannten US-Patente 29 99 436, 34 95 913 und 35 11 155 entsprechen.

Der Elektromotor 13 ist über seine Antriebswelle mit einer Getriebeschnecke 14 verbunden, die in Eingriff mit einer Zahnstange la steht, die auf der Objektivfassung ί befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist, um die gesamten Linsengruppen 2,3,4 und 15 axial in die entsprechende Richtung zu bewegen und dadurch die Bildebene des Varioobjektivs mit der Fokalebene 16 der Kamera in Abgleich zu bringen. Falls aufgrund der Betätigung des Variosteuearings \b entweder automatisch durch den Elektromotor 26 oder von Hand, die Bildebene des Varioobjektivs durch eine Verschiebung nicht mehr in Abgleich mit der Fokalebene 16 der Kamera besteht, dient die automatische Fokussiervorrichtung dazu, daß ihr Kontrollsteuerkreis 12 den Elektromotor 13 betätigt um eine Kompensation dieser BiIdverschiebung zu bewirken. Aufgrund dessen kann der Fokussier- und Vario-Betrieb gleichzeitig durchgeführt werden.

Der gezeigte Steuerschaltkreis 12 umfaßt einen Ein-Aus-Schalter 12a, der in Reihe mit der Spannungsquelle ίο 126 geschaltet ist Dieser Schalter 12a kann von Hand geschlossen werden, wenn ein Variobetrieb nicht gewünscht wird, und wird in Abhängigkeit der Bewegung der Handhabe Ic geschlossen, wenn der Variobetrieb durchgeführt wird. In jedem Fall wird, wenn die Bildver-Schiebungskompensation beendet ist der Schalter 12a geöffnet um eine Belastung der Spannungsquelle \2b zu vermeiden. Der Schalter 12a kann derart ausgebildet sein, daß er vor der Bewegung der Handhabe ic sogar dann von Hand geschlossen wird, wenn ,=ίη Variobetrieb gewünscht wird

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß solange das Bild des zu fotografierenden Objekts nicht auf der Fokalebene 16 der Kamera, in welcher sich der Film befindet, fokussiert ist der Elektromotor 13 die Objektivtassung 1 und damit die gesamten Linsengruppen 2, 3, 4 und 15 verschiebt, um die Bildebene des Varioobjektivs in Abgleich mit der Brennebene 16 der Kamera zu bringen.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Varioobjektivs für eine einäugige 35 mm Spiegelreflex-Kamera. Das Bezugszeichen 4' bezeichnet eine Kombination der Hauptlinsengruppen 4 und 15 gemäß Fig. 1, und das Bezugszeichen \d bezeichnet einen manuell betätigbaren Fokussierring. Die automatische Fokussierung zum Zweck der Kompensation einer Bildverschiebung, die sich bei der Änderung der Brennweite des Varioobjektivs ergibt wird im wesentlichen in der gleichen Weise durch eine automatische Fokussiervorrichtung der vorstehend beschriebenen Konstruktion bewirkt. Da das Varioobjektiv gemäß F i g. 2 für eine 35 mm Reflex-Kamera oder einer ähnlichen Stehbild-Kamera gedacht ist, ist keine automatische Vario-Vorrichtung vorgesehen.

Gemäß Fig.2 umfaßt die Sucheranordnung einen schwenkbaren Spiegel 18, ein pentagonaies Prisma 21 und eine Okkularlinse 22, die zusammen einen Hauptteil des optischen Systems einer bekannten Reflex-Kamera zusammen mit dem Varioobjektiv bilden. Zwischen dem Spiegel 18 und dem pentagonalen Prisma 21 ist eine Kondensorlinse 19 mit einem halbdurchlässigen Spiegel

so 20 angeordnet Gemäß der Sucheranordnung von F i g. 2 ist keine Fresnel-Linse oder eine andere FokussierschHb-s, auf ucr das Bild durch das optische System des Varioobjektivs projiziert wird, vorgesehen. Das durch das optische System des Varioobjektivs erzeugte und nachfolgend durch den schwenkbaren Spiegel 18 in Richtung auf das pentagonale Prisma 21 gespiegelte Bild wird jedoch in Form eines räumlichen Bilds in einer imagnären Ebene It ausgebildet, die konjugiert zu der Brennebene 16 der Kamera ist. Das räumliche Bild wird nachfolgend durch das pentagonale Prisma 21, anschließend durch die Okkularlinse 22 und schließlich durch die Augenlinse des Auges 17 des Fotografierenden projiziert, wodurch das räumliche Bild auf der Netzhaut 17a des Auges 17 fokussiert wird. Das auf diese Weise auf der Netzhaut 17a fokussierte reale Bild wird anschließend zu der Kondensorlinse auf demselben optischen Weg, auf dem das räumliche Bild der Netzhaut 17a des Auges 17 zugeführt worden ist, zurückreflektiert. Der

halbdurchlässige Spiegel 20 der Kondensorlinse 19, der im Winkel zu der imaginären Ebene 16' angeordnet ist, leitet das Bild, das auf die imaginäre Ebene 16' projiziert worden ist, nachdem es durch die Netzhaut 17a des Auges 17 reflektiert worden ist, durch ein lichtumleitendes Prisma 23 und eine Kondensorlinse 24 auf die lichtempfangende Oberfläche des fotoempfindlichen Elements 11. Während das Prisma 23 den Strahlenweg des eintretenden Lichts von dem halbdurchlässigen Spiegel 20 zu dem fotoempfindlichen Element umlenkt, fokussiert die Linse 24 auf der lichtempfangenden Oberfläche des fotoernpfindlichen Elements 11 das Bild, das durch den halbdurchlässigen Spiegel 20 der Kondensorlinse 19 reflektiert worden ist.

Bei dem in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die automatische Fokussiervorrichtung, die das fotoempfindliche Element umfaßt, durch das Varioobjektiv getragen. Während das Prisma 23 und die Linse 24 entweder kameraseitig oder varioobjektivseitig angeordnet sein können, muß beachtet werden, daß während des Betriebs der automatischen Fokussiervorrichtung, d. h. während der axialen Bewegung der Objektivfassung 1, die Lagebeziehung des fotoempfindlichen Elements U, des Prismas 23 und der Linse 24 in bezug auf die Lage des halbdurchlässigen Spiegels 20 sich nicht ändern darf.

Während der halbdurchlässige Spiegel 20 der Kondensorlinse 19 im Winkel angeordnet ist, um eine Reflektion des von dem Auge 17 des Fotografierenden zurückkommenden Bilds auf das fotoempfindliche Element 11 zu bewirken, kann er auch, wie in Fig.3 gezeigt, derart angeordnet sein, daß das Bild, das durch den schwenkbaren Spiegel 18 reflektiert worden ist, zu dem fotoempfindlichen Element 11 reflektiert wird, ohne durch das pentagonale Prisma 21 zum Auge 17 geiangt zu sein.

Ob die Kondensorlinse 19 gemäß Fig.2 oder 3 ausgebildet ist, wird die axiale Bewegung der Objektivfassung 1. d. h. der gesamten Linsengruppen 2, 3 und 4', vorzugsweise durch schraubenlinienförmige Drehung, bewirkt. Aufgrunddessen ist anstelle der Getriebeschnecke-Zahnstangen-Anordnung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zur Anwendung gelangt, eine der Übertragungsanordnung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 im Zusammenhang mit der automatischen Vario-Vorrichtung zur Anwendung gelangt, ähnliche Übertragungsanordnung vorgesehen. Diese Anordnung umfaßt ein Ritzel 14, das auf der Welle des Elektromotors 13 angeordnet und in Eingriff mit einem Zwischenzahnrad 25 steht, das mit einem auf der äußeren Oberfläche der Objektivfassung 1 ausgebildeten Schraubteil kämmt Das Varioobjektiv ist derart ausgebildet, daß, wenn die Objektivfassung 1 um die optische Achse gedreht wird, sie sich gleichzeitig, geführt durch eine schraubenförmige Nockenanordnung (nicht gezeigt), axial bewegen kann, während sie sich gleichzeitig bewegt. Diese Übertragungsanordnung ist vorteilhaft, da die axiale Bewegung der gesamten Linsengruppen 2,3 und 4' zur Bildverschiebungskompensation benutzt werden kann, wenn auch die automatische Fokussiervorrichtung mit Ausnahme des fotoempfindlichen Elements 11 und seiner zugehörigen optischen Elemente 23 und 24 durch das Varioobjektiv zur gemeinsamen Bewegung getragen wird.

Anstelle der axialen Bewegung der gesamten Linsengruppe zur Kompensation der Bildverschiebung, die aus der Einstellung des Variosteuerrings, d.h. der Bewegung der Variolinsengruppe 3, resultiert, können eine oder alle Hauptlinsengruppen 4 und 5 axial bewegt werden. F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die gesamten Hauptlinsengruppen 4 und 15 gemeinsam axial bewegt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig.4 sind die Hauptlinsengruppen 4 und 15 auf einem gemeinsamen Linsenträger 40 angeordnet, der axial innerhalb der Objektivfassung verschieblich ist. Auf der Außenseite des gemeinsamen Linsenträgers 40 ist eine sich axial erstreckende Zahnstange 40a angeordnet, mit der die Getriebeschnecke 14 kämmt. Auf diese Weise werden während des Betriebs des Elektromotors 13 zur Einstellung der richtigen Fokussierung nur die Hauptlinsengruppen 4 und 5 axial bewegt, um die Bildverschiebung, die aus der Einstellung des Variosteuerrings \b resultiert, zu kompensieren.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 kann nur eine der Haupiiinsengruppcfi 4 und 15 zur Kompensation der Bildverschiebung axial bewegt werden. Die Anordnung zur axialen Bewegung der Hauptlinsengruppe 4 ist im wesentlichen ähnlich der Anordnung nach F i g. 4. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 muß jedoch die Hauptlinsengruppe 15 hinter dem Prisma 5 und vor der Fokalebene 16 der Kamera angeordnet werden. Die axiale Bewegung der Hauptlinsengruppe 4, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 durchgeführt wird, erfordert eine entsprechende Bewegung der Kondensorlinse 10 oder der Kombination der Linsen 311 und 32.

Gemäß dem Aus'ührungsbeispicl nach Fig.6 wird nur die Frontlinsengruppe 1 zur Kompensation der Bildverschiebung axial bewegt. Auch dieses Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 arbeitet zufriedenstellend in im wesentlichen ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Selbstverständlich sind Abwandlungen der beschriebenen A.usführungsbeispiele möglich. So können die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1, 4, 5 und 6 mit jeder beliebigen Art einer einäugigen Spiegelreflex-Ka-

mera zur Anwendung gelangen. Umgekehrt kann die Anordnung nach Fig. 2 in gleicher Weise mit einer Laufbild- Kamera zur Anwendung gelangen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Da ein komplizierter Mechanismus, wie der nichtli- Patentansprüche: neare Nocken usw, nicht erforderlich ist, ist die Objek tivfassung von bemerkenswert einfacher Konstruktion.

1. Varioobjektiv mit einer längs der optischen Die elektrische Steuerung ermöglicht nicht nur die Achse zum Verändern der Brennweite des Objektivs 5 Kompensation der Brennpunktverschiebung, die aus bewegbaren Variatorlinsengruppe und mit einer der Verschiebung der Variatorlinsengruppe resultiert, Kompensationseinrichtung zum Ausgleich der sondern auch die Eliminierung der Brennpunktvprschiedurch Bewegung der Variatorlinsengruppe bewirk- bung, die sich aus der Änderung des Objektgegenstanten Abweichung der Bildebene von der Brennebene, des ergibt. Somit werden keine Fokussiereinrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Korn- io benötigt Gemäß der Erfindung wird die Anzahl der pensationseinrichtung einen Antrieb (13) zum Bewe- erforderlichen beweglichen Linsengruppen auf zumingen mindestens eines Teiles des Objektivs und eine dest zwei reduziert, wenn ein Vergleich der vorgenann-Einrichtung (11,12) zum Erfassen der Abweichung ten US-PS erfolgt

der Bildebene von der Brennebene (16) für die elek- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den

trische Steuerung des Antriebs (13) zum Reduzieren 15 Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausfüh-

der Abweichung aufweist, wodurch die Bildebene rungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

trotz der Veränderung der Brennweite und des Ob- F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Vario-

jektabstandf.s in der Brennebene verbleibt Objektivs für eine 8 mm Laufbild-Kamera, das eine au-

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch ge- tomatische Fokussiervorrichtung gemäß einem Ausfühkennzeichnet, daß der Antrieb eine Einrichtung (13, 20 rungsbeispiel der Erfindung aufweist,

14, la; 13, 14, 25) zum Verschieben des gesamten F i g. 2 einen schema tischen Längsschnitt eines Vario-

Objektivsumfaßt(Fig. 1 und2). Objektivs für eine einäugige 35mm Spiegelreflex-Ka-

3. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch ge- mera, das eine automatische Fokussiervorrichtung gekennzeichnet daß ein bewegliches Teil (4,15; 4) des maß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung Objektivs auf der Bildseite der ¥ariatorlinsengruppe 25 enthält,

(3) angeordnet ist (F i g. 4 und 5). F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Modifika-

4. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch ge- tion einer Kondensorlinse, die in der Sucheranordnung kennzeichnet daß ein bewegliches Teil (2) des Ob- gemäß F i g. 2 angeordnet ist, und

jektivs auf der Objektseite der Variatorlinsengruppe F i g. 4 bis 6 der Fig. 1 entsprechende Ansichten, die

(3) angeordnet ist. 30 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.

In den Figuren sind gleiche Teile stets mit den glei-

chen Bezugszeichen bezeichnet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel eines Varioobjektivs für eine 8 mm Laufbild-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv ge- 35 Kamera zeigt umfaßt das dargestellte Varioobjektiv ei-

mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ne Objektivfassung 1, die einen Zoomsteuerring löauf-

Herkömmlicherweise wurde die automatische Ver- weist, der als Brennweiteneinstciiring bezeichnet werschiebung des Objektivs als Ganzes oder eines Teiles den kann. Innerhalb der Objektivtussung 1 sind eine desselben zum Kompensieren einer Verschiebung der Frontlinsengruppe 2, eine Variolinsengruppe 3 und Bildebene wie folgt gesteuert Entsprechend der her- 40 Hauptlinsengruppen 4 und 15 angeordnet. Jede dieser kömmlichen Anordnung ist ein Nocken vorgesehen, Linsengruppen 2,3,4 und 15 kann zumindest aus einer welcher in einem nichtlinearen Verhältnis zu einem Linse bestehen. Die Zoomlinsengruppe ist betrieblich Nocken zum Steuern der Verschiebung der Variatorlin- mit dem Variosteuerring \b derart gekuppelt, daß eine sengruppe steht, so daß die Linsenverschiebung zum Drehung des Variosteuerrings IZ? um die optische Achse Kompensieren der Verschiebung der Bildebene in Erwi- 45 des Varioobjektivs eine axiale Bewegung der Variolinderung auf die Verschiebung der Variatorlinsengruppe sengruppe bev/irkt, wodurch die Brennweite des Varioüber die mechanische Zuordnung dieser Nocken be- Objektivs verändert wird. Zur manuellen Betätigung des wirkt wird. Beispielsweise entsprechend der US-PS Zoomsteuerrings 1 b weist dieser eine radial nach außen 36 63 093 ist es allgemeine Praxis, daß zum Kompensie- stehende Handhabe Ic auf. Andererseits kann die Dreren der Verschiebung der Bildebene ein Teil der Linsen- 50 hung des Zoomsteuerrings 1 b auch durch eine automatigruppe, mit Ausnahme der Variatorlinsengruppe, im ge- sehe Variovorrichtung bewirkt werden, die im folgensamten Linsensystem durch die oben angegebene Zu- den beschrieben wird. Die automatische Variovorrichordnung der Nocken bewegt wird. tung umfaßt einen drehrichtungsumkehrbaren Elektro-

Weiterhin ist es bekannt, daß ein Teil der Linsengrup- motor 26, der in Reihe mit einer Spannungsquelle 27, pen, welcher für die zuvor beschriebene Kompensation 55 z. B. einer Batterie, über einen Umkehrschalter 28 verbewegt wird, als »Kompensator« bezeichnet wird, bunden ist. Der Umkehrschalter 28 weist ein bewegli-

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Vario- ches Kontaktstück auf, das wahlweise zwischen einer objektiv zu schaffen, welches eine entlang einer opti- ersten und einer zweiten AN-Lage über eine neutrale sehen Achse bewegbare Variatorlinsengruppe und eine oder AUS-Lage hin und her bewegbar ist, wobei bei Kompensationseinrichtung umfaßt, wobei insbesondere 60 Schaltung des beweglichen Kontaktstücks in die erste die Kompensationseinrichtung dahingehend verbessert AN-Lage der Elektromotor 26 in die eine Drehrichtung werden soll, daß das Varioobjektiv leicht hergestellt geschaltet ist, bei Schaltung des beweglichen Kontaktwerden kann, ohne daß im wesentlichen eine Bildver- Stückes in die zweite AN-Lage der Elektromotor 26 in Schiebung vermieden werden muß, die ansonsten bei die andere Drehrichtung geschaltet ist, und der Motor der Einstellung oder Änderung der Brennweite eintritt. 65 bei Schaltung des beweglichen Kontaktstücks in die

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die AUS-Lage der Elektromotor 26 abgeschaltet ist.

Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 Der Elektromotor 26 ist mit dem Variosteuerring 16

"^olAcl mittels eines Ritzels 29 und eines Zahnrads 30 getrieb-