Die Erfindung betrifft eine Nockenanordnung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie verhindert ein
Neigen bzw. eine Lageänderung eines Objektivtubus rela
tiv zu einer optischen Achse beim Verstellen des
Varioobjektivs, insbesondere in einer Kamera mit einem
in das Varioobjektiv eingebauten Verschluß.
Eine Nockenanordnung
dieser Art ist aus der US 4 411 498 bekannt.
Bei einer solchen Konstruktion, deren Prinzip auch in der DE 27 12 051 beschrieben ist, wird bei einem langen Be
wegungsbereich der vorderen Linsengruppe die Ein
griffslänge zwischen dem vorderen Objektivtubus und dem
Nockenring am vorderen Ende des Bewegungsbereichs
unzureichend, so daß der vordere Objektivtubus ge
neigt oder relativ zur optischen Achse verkantet werden
kann, wodurch die optische Achse verfälscht wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte
Nockenanordnung für ein Varioobjektiv insbesondere mit
langem Bewegungsbereich der vorderen Linsengruppe bzw.
ihres Tubus anzugeben, bei der während der Bewegung der
vorderen Linsengruppe beim Einstellen des Objektivs
keine Verfälschungen der optischen Achse auftreten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan
spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge
genstand der Unteransprüche.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß eine Lageände
rung des vorderen Objektivtubus durch eine erhöhte
Zahl von Nockenbahnen und darin geführter Stifte am
vorderen Objektivtubus und am Nockenring verhindert
werden kann. Zu diesem Zweck hat der Nockenring eine
größere Anzahl von Nockenbahnen für die vordere Linsen
gruppe als für die hintere Linsengruppe. Der vordere
Objektivtubus hat eine entsprechende Anzahl Stifte, die
in den Nockenbahnen für die vordere Linsengruppe ge
führt sind, so daß kein Neigen oder Verkanten des
vorderen Objektivtubus bzw. der vorderen Linsengruppe
möglich ist.
Ferner ist mindestens eine Nockenbahn für den
hinteren Tubus zwischen den Nockenbahnen für den
vorderen Tubus angeordnet. Dadurch ergibt sich ein
besonders kompakter Objektivaufbau, was gleichfalls
zu einer stabileren Führung der beweglichen Elemente
beiträgt.
Der stationäre Tubus hat mindestens eine gerade
Führungsbahn. Der vordere Objektivtubus hat mindestens
einen Stift, der durch die ihm zugeordnete Nockenbahn
für die vordere Linsengruppe hindurch in die gerade
Führungsbahn ragt. Ferner ist mindestens ein Stift in
der der vorderen Linsengruppe zugeordneten Nockenbahn
geführt, ragt aus dieser jedoch nicht heraus.
Mit dieser Anordnung kann der Raum im Bereich
derjenigen Nockenbahn wirksam genutzt werden, in der
der Stift geführt ist, welcher nicht aus der Nockenbahn
der vorderen Linsengruppe herausragt. Beispielsweise
kann eine Codeplatte zur Brennweitenangabe an diesem
Stift angeordnet sein. Dadurch kann die Brennweite
entsprechend der Winkelverstellung des Nockenrings
festgestellt werden.
Vorzugsweise sind mehr als zwei Nockenbahnen für die
vordere Linsengruppe vorgesehen. Sie haben auf dem
Nockenring vorzugsweise zueinander gleiche Winkelab
stände.
Es ist auch möglich, am Nockenring ein Schubelement
vorzusehen, mit dem er bewegt wird, um die hintere
Brennweite einzustellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand der Figuren beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 und 2 Längsschnitte des Hauptteils einer
Kamera mit Varioobjektiv und Zentral
verschluß in unterschiedlichen Be
triebsstellungen und
Fig. 3 eine Abwicklung eines Nockenrings der
in Fig. 1 und 2 gezeigten Kamera.
In den Figuren ist eine Kamera mit Zentralverschluß und
einem Varioobjektiv mit veränderlicher Vergrößerung
dargestellt, das eine vordere Linsengruppe L1 und eine
hintere Linsengruppe L2 hat. Die vordere Linsengruppe
L1 dient auch als Scharfeinstellglied. Ein Kameragehäu
se 10 und ein stationärer Tubus 14 an dessen Vordersei
te sind die stationären Elemente der Kamera. Das Ge
häuse 10 hat eine Führung 12, die in den stationären
Tubus 14 hineinragt, und einen innnere und eine äußere
Schiene 10a und 10b, die hinter der Führung 12 angeord
net sind und den nicht dargestellten Film führen. Das
Gehäuse 10 und der stationäre Tubus 14 sind durch ein
Außengehäuse 16 abgedeckt.
Ein Nockenring 20 ist am Innenumfang des stationären
Tubus 14 drehbar angeordnet. Der Nockenring 20 hat drei
Nockenbahnen 20a, längs denen die vordere Linsengruppe
L1 in Richtung der optischen Achse bewegt werden kann,
und eine Nockenbahn 20b, längs der die hintere
Linsengruppe L2 in Richtung der optischen Achse bewegt
werden kann (Fig. 3). Die drei Nockenbahnen 20a haben
vorzugsweise untereinander gleichen Winkelabstand.
In dem Nockenring 20 ist ein vorderer Tubus 21 für die
vordere Linsengruppe L1 in Richtung der optischen Achse
beweglich gehalten. Am hinteren Ende des vorderen Tubus
21 ist eine Abschirmplatte 22 befestigt. In dem
vorderen Tubus 21 unbeweglich sind mindestens zwei
zueinander parallele Führungsschienen 23 angeordnet.
Diese sind mit ihren vorderen Ende an einem Flanschteil
21a befestigt, das vom vorderen Ende des vorderen Tubus
21 nach innen ragt. Ihre hinteren Enden sind mit der
Abschirmplatte 22 verbunden. Ein hinterer Tubus 24 für
die hintere Linsengruppe L2 ist auf den
Führungsschienen 23 gelagert und kann in Richtung der
optischen Achse bewegt werden.
Wie bereits ausgeführt, hat der Nockenring 20 drei Füh
rungsbahnen 20a für die vordere Linsengruppe und eine
Führungsbahn 20b für die hintere Linsengruppe, in denen
die vordere Linsengruppe L1 und die hintere Linsengrup
pe L2 längs vorbestimmter Linien geführt werden können,
die durch die Profile der Nockenbahnen bestimmt sind.
Der vordere Tubus 21 hat drei Stifte 21b, die in den
Nockenbahnen 20a für die vordere Linsengruppe L1
laufen.
Zwei Stifte 21b ragen durch die jeweilige Nockenbahn
20a der vorderen Linsengruppe L1 hindurch und sitzen in
geradlinigen Führungsbahnen 14a, die in Richtung der
optischen Achse laufen und in dem stationären Tubus 14
vorgesehen sind. Der dritte Stift 21b ist in der ihm
zugeordneten Nockenbahn 20a so angeordnet, daß er durch
diese nicht hindurchragt. Deshalb kann der vordere
Tubus 21 ohne eine Drehung nur in Richtung der opti
schen Achse bewegt werden, denn die ersten beiden
Stifte 21b laufen in den geradlinigen Führungsbahnen
14a. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in den
drei Nockenbahnen 20a für die vordere Linsengruppe L1,
deren Zahl größer als diejenige der Nockenbahnen 20b am
Nockenring 20 für die hintere Linsengruppe L2 ist.
Ferner ist wichtig, daß die drei Stifte 21b an dem
vorderen Tubus 21 sitzen und daß einer dieser Stifte
21b nicht über die ihm zugeordnete Nockenbahn 20a der
vorderen Linsengruppe L1 hinausragt.
Der hintere Tubus 24 hat einen Stift 24a, der durch
eine Öffnung 21c des vorderen Tubus 21 hindurchragt und
in der Nockenbahn 20b der hinteren Linsengruppe L2 am
Nockenring 20 sitzt. Der Stift 24a ist der besseren
Klarheit wegen in derselben Schnittebene wie der Stift
21b dargestellt, tatsächlich liegen sie jedoch in un
terschiedlichen Ebenen, so daß diese Schnittdarstellung
nicht der Wirklichkeit entspricht.
Der Nockenring 20 wird mit einem nicht dargestellten
Antriebsmotor über ein gleichfalls nicht dargestelltes
Getriebe gedreht. Bei seiner Drehung wird der vordere
Tubus 21 mit der vorderen Linsengruppe L1 in Richtung
der optischen Achse bewegt, wobei die Nockenbahnen 20a
und die geradlinigen Führungsbahnen 14a zur Wirkung
kommen, so daß der hintere Tubus 24, der durch seine
Führung an den Führungsschienen 23 nicht gedreht werden
kann, und damit die hintere Linsengruppe L2 durch die
Funktion der Nockenbahn 20b gleichfalls in Richtung der
optischen Achse bewegt werden. Die vordere Linsengruppe
L1 und die hintere Linsengruppe L2 werden gemeinsam
bewegt, und gleichzeitig wird ihr räumlicher Abstand
zueinander verstellt, um die Brennweitenänderung zu
erzielen.
Der Flanschteil 21a des vorderen Tubus 21 trägt eine
Verschlußeinheit 25, die an ihrem Innenumfang über
Gewinde 25a und 26a mit einem Haltering 26 für die
vordere Linsengruppe L1 verbunden ist, so daß diese mit
dem Haltering 26 festsitzt.
Die Verschlußeinheit 25 dreht einen Antriebsstift 25b
über einen Winkel, der einem Objektabstand entspricht.
Dieser wird mit einer Entfernungsmeßeinrichtung (nicht
dargestellt) festgestellt. Der Antriebsstift 25b öffnet
und schließt einen Verschlußsektor 25c der Verschluß
einheit 25 entsprechend einem mit einem nicht dar
gestellten Fotometer abgegebenen Lichtmeßsignal. Der
Antriebsstift 25b wird dauernd durch einen Arm 26b
beaufschlagt, der an dem Haltering 26 sitzt, so daß bei
Drehung des Antriebsstiftes 25b der Haltering 26 in
Richtung der optischen Achse entsprechend der
Winkelverstellung des Arms 26b bewegt wird und eine
Scharfeinstellung erzielt wird. Eine zylindrische
Abdeckung 27 ist an dem Außenumfang der Verschluß
einheit 25 befestigt.
Der hintere Tubus 24 wird durch Schraubenfedern 34 auf
den Führungsschienen 23 dauernd in seine hinterste
Stellung gedrückt.
Zwischen dem Nockenring 20 und dem stationären Tubus 14
ist ein hinterer Einstellmechanismus angeordnet, der
als Hauptelement ein Schubelement 30 hat, welches am
Außenumfang des Tubus 14 befestigt ist und sich in
Richtung der optischen Achse bewegt. Dadurch entsteht
eine leichte Bewegung des Nockenrings 20 in Schub
richtung. Das dem Kameragehäuse zugewandte Ende 30a des Schubelements 30
ragt durch eine Umfangsöffnung 14b des stationären
Tubus 14 hindurch und sitzt in einer Umfangsbahn 20c
des Nockenrings 20.
Das Schubelement 30 hat zwei parallele Führungs
öffnungen 30b (s. Fig. 3), die in Richtung der optischen Achse
liegen, sowie eine in Umfangsrichtung liegende Öffnung
30c. In jeder Führungsöffnung 30b ist eine Stell
schraube 31 angeordnet, die in den stationären Tubus 14
eingeschraubt ist. Ein exzentrischer Stift 32, der am
stationären Tubus 14 drehbar ist, sitzt in der in Um
fangsrichtung liegenden Öffnung 30c. Das Schubelement
30 wird somit an den Führungsöffnungen 30b mit den
Stellschrauben 31 in Richtung der optischen Achse
geführt. Es kann in einer gewünschten Stellung durch
Anziehen der Stellschrauben 31 festgesetzt werden.
Ferner kann es in Richtung der optischen Achse mit der
in Umfangsrichtung liegenden Öffnung 30c und dem
exzentrischen Stift 32 verstellt werden, so daß die
Drehung des exzentrischen Stiftes 32 eine Bewegung des
Schubelements 30 und des Nockenrings 20 in Richtung der
optischen Achse bewirkt. Dadurch werden die vordere
Linsengruppe L1 und die hintere Linsengruppe L2
gemeinsam in Richtung der optischen Achse bewegt, um
die hintere Einstellung (hintere Brennweite) zu
bewirken. Die Wechselwirkung zwischen dem Schubelement
30 und dem Nockenring 20 kann auch durch die am
Schubelement 30 vorgesehenen Öffnungen und durch darin
geführte Vorsprünge des Nockenrings 20 realisiert
werden.
Am Außenumfang des Nockenrings 20 ist eine Brennweiten-
Codeplatte 35 zur Feststellung der Brennweite befe
stigt. Sie liegt nur über der Nockenbahn 20a, aus der
der Stift 21b nicht herausragt. Die beiden anderen
Nockenbahnen 20a und 20b sind also nicht durch die
Codeplatte 35 abgedeckt.
Die Codeplatte 35 hat eine isolierende Unterlage 35a
und einen darauf ausgebildeten länglichen Leiter 35b.
Dieser hat vier bandartige Abschnitte in Richtung der
optischen Achse, die jeweils begrenzte Leiterabschnitte
bilden, welche einen vorbestimmten Umfangsabstand zu
einander haben. Dadurch sind mehrere Codes verwirk
licht, die jeweils in Richtung der optischen Achse lie
gen und einen vorbestimmten Umfangsabstand zueinander
haben. Jeder Code erzeugt ein Signal, das eine
diskontinuierliche (stufenartig begrenzte) Brennweite
des Varioobjektivs angibt.
Eine Kontaktbürste 36 ist an dem stationären Tubus 14
vorgesehen und liegt der Codeplatte 35 zur Code
auswertung gegenüber. Auf diese Weise kann die je
weilige Brennweite des Varioobjektivs bei unterschied
lichen Winkelstellungen des Nockenrings 20 mit der
Codeplatte 35 und der Kontaktbürste 36 festgestellt
werden.
Die Verschlußeinheit 25 ist mit einem flexiblen Schal
tungsträger 40 verbunden, der die verschiedenen Signale
der Entfernungsmeßvorrichtung und des Fotometers vom
Kameragehäuse zur Verschlußeinheit 25 überträgt. Der
Schaltungsträger 40 besteht in bekannter Weise aus
einer flexiblen Kunstharzunterlage, auf der elektrische
Leiter gegenseitig isoliert ausgebildet sind. Er ist an
seinem hinteren Ende mit einer zentralen Ver
arbeitungseinheit (CPU) im Kameragehäuse 10 verbunden.
Der mit der Verschlußeinheit 25 verbundene flexible
Schaltungsträger 40 liegt in einem ringförmigen Raum
zwischen dem vorderen Tubus 21 und dem hinteren Tubus
24 und erstreckt sich bis zur Führung 12 des Kamera
gehäuses 10, wobei er ein an der Abschirmplatte 22
befestigtes Umlenkelement 50 erreicht. Er wird in
diesem so gebogen, daß er seine Orientierung ändert und
den Bereich der Verschlußeinheit 25 erreicht, wo er
wiederum nach rückwärts gebogen wird. Dann ragt er in
den Raum, der durch den vorderen Tubus 21 und die
Führung 12 begrenzt ist, und wird durch ein Fenster 22a
der Abschirmplatte 22 über dem Umlenkelement 50 nach
außen geführt. Der flexible Schaltungsträger 40 liegt
ferner in einem ringförmigen Raum, der durch den
Nockenring 20 und die Führung 12 gebildet ist, so daß
er in das Kameragehäuse 10 durch ein Fenster 10c ge
langt, das am Grundteil des Kameragehäuses 10
vorgesehen ist. Die Teile des flexiblen Schaltungs
trägers 40, die in dem Umlenkelement 50 und im Be
reich der Verschlußeinheit 25 gebogen werden, sind ein
unbeweglicher gebogener Abschnitt 40a und ein
beweglicher gebogener Abschnitt 40b.
Das Umlenkelement 50 hat einen als Führung
dienenden Führungsplattenabschnitt 51 und einen zylindrischen
Abschnitt 52, der quer zur Längsrichtung des Führungs
plattenabschnitts 51 liegt, so daß es in der Draufsicht
J-förmig ist.
Das Umlenkelement 50 ist an der Abschirmplatte 22 so
befestigt, daß der Führungsplattenabschnitt 51 parallel
zur optischen Achse liegt. Der flexible Schaltungs
träger 40 wird in dem zylindrischen Abschnitt 52 längs
des Führungsplattenabschnitts 51 eingeführt, so daß er
sich um einen Stift 53 wickelt und seine Richtung
ändert, um dann in Vorwärtsrichtung zu liegen.
Die Funktion des vorstehend beschriebenen Vario
objektivs wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2
erläutert.
Bei der kürzesten Brennweite, bei der die vordere und
die hintere Linsengruppe L1 und L2 ihre hintersten
Stellungen einnehmen, so daß die Abdeckung 27 am weite
sten in das Außengehäuse 16 zurückgezogen ist, wie es
in Fig. 1 gezeigt ist, überlappen die Abdeckung 27 und
der vordere Tubus 21 den Nockenring 20 über eine aus
reichende Länge. Deshalb ist dann ein Verkanten der Ab
deckung 27 und der vorderen Linsengruppe L1 gegenüber
der optischen Achse nicht möglich, so daß eine
Verfälschung der Lage der beiden Linsengruppen L1 und
L2 nicht gegeben ist.
Der flexible Schaltungsträger 40 ist an dem unbewegli
chen gebogenen Abschnitt 40a, dem beweglichen ge
bogenen Abschnitt 40b und in dem Ringraum zwischen dem
vorderen Tubus 21 und dem hinteren Tubus 24 dreimal
gebogen. Der Führungsplattenabschnitt 51 führt den
flexiblen Schaltungsträger 40 so, daß der der optischen
Achse am nächsten liegende Abschnitt nicht in die
optische Achse hineingelangt.
Wird das Objektiv verstellt, so wird der Nockenring 20
gedreht, wodurch der vordere Tubus 21 und der hintere
Tubus 24 über die Stifte 21b in den Nockenbahnen 20a
und den Stift 24 in der Nockenbahn 20b in Vorwärtsrich
tung bewegt werden. Die vordere Linsengruppe L1 und die
hintere Linsengruppe L2 werden vorbewegt, während ihr
räumlicher Abstand zueinander entsprechend den Profilen
der Nockenbahnen 20a und 20b geändert wird. Dadurch er
gibt sich die Variation der Brennweite.
Da die Verschlußeinheit 25 sich gemeinsam mit dem vor
deren Tubus 21 vorwärts bewegt, entfernt sie sich vom
Kameragehäuse 10. Da sich aber das Umlenkelement 50 zu
sammen mit dem vorderen Tubus 21 bewegt, bewegt sich
auch der unbewegliche gebogene Abschnitt 40a des Schal
tungsträgers 40 gemeinsam mit dem vorderen Tubus 21, so
daß keine Abstandsänderung zwischen der Verschlußein
heit 25 und dem unbeweglichen gebogenen Abschnitt 40a
eintritt. Der bewegliche gebogene Abschnitt 40b wird
dadurch entsprechend der Bewegung des vorderen Tubus 21
in Vorwärtsrichtung bewegt.
Fig. 2 zeigt die größtmögliche Objektivlänge, wobei
der vordere Tubus 21 in seiner vordersten Stellung ist
und die Abdeckung 27 am weitesten vorsteht. Die Abdec
kung 27 liegt vor dem Nockenring 20, und nur der
vordere Tubus 21 wird von dem Nockenring 20 gehalten.
Da aber zwei von drei Stiften 21b des vorderen Tubus 21
in den entsprechenden Nockenbahnen 20a des Nockenrings
20 und in der geraden Führungsbahn 40a des stationären
Tubus 14 geführt sind, ist die Möglichkeit einer uner
wünschten Verlagerung oder Neigung des vorderen Tubus
21 gegenüber der optischen Achse sehr gering. Dadurch
kann die Neigung der Abdeckung 27 gleichfalls verhin
dert werden, und eine Verfälschung der optischen Achse
der vorderen und hinteren Linsengruppe L1 und L2 ist
nicht möglich.
Da einer der Stifte 21b des vorderen Tubus 21 nicht
über die ihm zugeordnete Nockenbahn 20a des Nockenrings
20 hinausragt, kann die Codeplatte 35 auf dem Außenum
fang des Nockenrings 20 auch dann vorgesehen sein, wenn
drei Nockenbahnen 20a für die vordere Linsengruppe L1
vorhanden sind. Dies ermöglicht eine effektive Raumnut
zung und damit die Realisierung einer kompakten und
kleinen Kamera.
Da der hintere Tubus 24 dauernd mit den Federn 34 nach
hinten gedrückt wird, kann keine Lageänderung des hin
teren Tubus 24 beim Verstellen des Objektivs auftreten.
Auch bei Umsteuern der Objektivverstellung ist damit
kein Totgang möglich.
Die vorstehend beschriebenen Stifte sind in den
Nockenbahnen geführte Mitnehmer. Diese Elemente können
auch Rollen u.ä. sein.
Es ist ferner möglich, mehr als drei Nockenbahnen 20a
auf dem Nockenring 20 vorzusehen. In diesem Fall ist
mindestens ein Stift 21b vorhanden, der nicht über die
ihm zugeordnete Nockenbahn 20a hinausragt.
Die Erfindung kann auch auf ein Varioobjektiv angewen
det werden, das anders aufgebaute oder mehr Linsengrup
pen als das vorstehend beschriebene hat.
Wie die vorstehende Beschreibung ergibt, ist die Anzahl
der Nockenbahnen für die vordere Linsengruppe auf dem
Nockenring größer als diejenige für die hintere Linsen
gruppe. Ferner sind auf dem stationären Tubus mehr als
eine gerade Führungsbahn vorgesehen, so daß der vordere
Tubus Stifte haben kann, die durch die entsprechenden
Nockenbahnen hindurchragen und in den geraden Führungs
bahnen geführt sind. Mindenstens ein Stift, der in
einer Nockenbahn für die vordere Linsengruppe geführt
ist, ragt über diese Nockenbahn jedoch nicht hinaus.
Deshalb kann eine Neigung oder Verkantung des vorderen
Tubus gegenüber der optischen Achse verhindert oder
mindestens verringert werden, so daß eine Verfälschung
der optischen Achse auch in der längsten Konfiguration
des Varioobjektivs verhindert ist. Da mindestens ein
Stift nicht über die ihm zugeordnete Nockenbahn für den
vorderen Tubus hinausragt, kann an dieser Stelle eine
Codeplatte zur Angabe der Brennweite angeordnet sein,
die die hier vorgesehene Nockenbahn abdeckt. Auch dies
trägt zur Realisierung eines kompakten und kleinen
Varioobjektivs sowie einer entsprechend kleinen Kamera
bei.