DE3943483C2 - Fotographisches Objektiv mit motorisch veränderbarer Brennweite - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fotografisches Objektiv mit moto­ risch veränderbarer Brennweite, mit einer Steuereinrichtung für die Bewegung eines beweglichen Elements des Objektivs, mit einem Signalcodierer, der mindestens ein Paar elektrisch leitender und nichtleitender Bereiche hat, die in Bewegungs­ richtung des beweglichen Elements nebeneinander angeordnet sind, und mit einem Kontaktelement, das mit dem Signalcodie­ rer in Gleitberührung steht und an dem ein Lei­ tend/Nichtleitend-Signal abgreifbar ist, wobei das bewegliche Element gemeinsam mit dem Signalcodierer oder dem Kontaktele­ ment bewegbar ist. Ein Objektiv dieser Art ist aus der WO 87/07038 A1 bekannt.

Bei einem Objektiv mit motorisch veränderbarer Brennweite muß die jeweilige Position eines beweglichen Elements mit höchst­ möglicher Genauigkeit festgestellt werden. Hierbei gibt es im Verstellbereich des Objektivs sogenannte kritische Bereiche, die durch Signaländerungen des oben genannten Lei­ tend/Nichtleitend-Signals festgestellt werden. Ein solcher kritischer Bereich ist der Übergangsbereich zwischen einer Einfahrstellung des Objektivs in der Kamera und dem Aufnahme­ bereich, der ausgehend von der Einfahrstellung mit einer Weitwinkelstellung beginnt. In dem Übergangsbereich ist eine fotografische Aufnahme zu vermeiden. Wenn dieser kritische Bereich durch eine Signaländerung von nichtleitend nach lei­ tend festgestellt wird, so kann die Erfassung dieser kriti­ schen Position des Objektivs verzögert oder auch verhindert werden, so daß das objektiv möglicherweise in dem kritischen Bereich stillgesetzt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß das Leitend-Signal an dem Signalcodierer dann erzeugt wird, wenn das Kontaktelement einen leitenden Bereich berührt und Staub oder andere Fremdkörper auf diesem Bereich vorhanden sind. Dadurch kann das Leitend-Signal verfälscht oder gar nicht erst erzeugt werden. Wenn das Kontaktelement den lei­ tenden Bereich nicht berührt, während das bewegliche Element den kritischen Bereich durchläuft, so wird gleichfalls kein Leitend-Signal erzeugt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit bei der Positi­ onserfassung des beweglichen Elements zu erhöhen und für das fotografische Objektiv eine Steuereinrichtung anzugeben, die Falschauswertungen kritischer Bereiche vermeidet.

Diese Aufgabe wird für ein objektiv eingangs genannter Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Wenn das Erfassungskriterium für einen kritischen Bereich durch eine Signaländerung von leitend nach nichtleitend ge­ kennzeichnet wird, so wird es durch Staub oder andere Fremd­ körper auf den leitenden Bereichen nicht beeinflußt, so daß eine verzögerte oder fehlerhafte Erfassung eines kritischen Bereichs vermieden wird. Auch wenn das Kontaktelement die Be­ reiche des Signalcodierers nicht berührt, so kann das davon abgeleitete Signal im kritischen Bereich nicht verfälscht bzw. simuliert werden. Wenn Staub oder andere Fremdkörper auf einem leitenden Abschnitt vor dem den kritischen Bereich bil­ denden Abschnitt vorhanden sind, so wird eine Signaländerung von leitend nach nichtleitend erfaßt, auch wenn das bewegli­ che Element den kritischen Bereich noch nicht erreicht hat. Dies bedeutet, daß es in diesem Bereich auch dann nicht stillgesetzt werden kann, wenn es in dem davorliegenden Be­ reich stillgesetzt werden sollte, nachdem die Signaländerung erfaßt wurde. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Frage des fehlerhaften Stillsetzens des beweglichen Elements im kritischen Bereich Priorität vor der Frage hat, ob das be­ wegliche Element durch den davorliegenden Bereich hindurch­ laufen darf, wo es vielleicht stillgesetzt werden soll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine fotografische Kamera mit Va­ rioobjektiv,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des elektrisch betätigbaren Varioob­ jektivs der Kamera nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Steuerung für den Variomotor,

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Steuerschaltung der Kamera nach Fig. 1,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Kontaktfiguration eines Signalcodierers, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Codeplatte sowie ei­ ne Übersicht über verschiedene Codezustände.

Fig. 1 zeigt ein Kameragehäuse 1K mit einem stationären Tubus 2K und einem beweglichen Tubus 3K. An der in Fig. 1 nicht sichtbaren Vorderseite des Kameragehäuses 1K sind eine Ent­ fernungsmeßeinheit, ein Sucherfenster, eine Blitzlichtein­ heit, ein Lichtmeßelement, beispielsweise eine CdS-Zelle, und eine Selbstauslöserlampe angeordnet.

Wird ein Öffnungshebel an der Rückwand der Kamera von einer oberen Anschlagstellung in eine untere Anschlagstellung ge­ bracht, so wird der Rückwanddeckel geöffnet. Der Öffnungshe­ bel befindet sich dann in seiner unteren Anschlagstellung, während er bei Schließen des Rückwanddeckels in seine obere Anschlagstellung zurückkehrt.

Eine nicht dargestellte Rückspultaste ist an der Unterseite des Kameragehäuses 1K vorgesehen.

An der Oberseite des Kameragehäuses 1K befinden sich gemäß Fig. 1 ein Einschalthebel 14K, eine Verschlußtaste 15K und eine Makrotaste 16K. Der Einschalthebel 14K kann zwischen ei­ ner Stellung EIN und einer Stellung AUS verschoben werden.

Ein Variohebel 10K kann, wie Fig. 1 zeigt, in eine erste Richtung r1 und eine zweite Richtung r2 bewegt werden. Er be­ wirkt ein Bewegen des Objektivs zwischen einer Weitwinkel- Grenzstellung und einer Tele-Grenzstellung. Die Kamera ent­ hält eine Steuerschaltung mit einer Zentraleinheit CPU, mit der eine Hilfs-CPU verbunden ist, welche zusammen mit einem Treiber-IC die mit der Verschlußsteuerung bei der Belichtung zusammenhängende Datenverarbeitung durchführt. Eine einzige integrierte Schaltung kann die Haupt-CPU, die Hilfs-CPU, das Treiber-IC, ein Autofocus-IC und andere Einheiten enthalten.

Die Haupt-CPU (Fig. 4) führt die folgenden Funktionen abhän­ gig von den der Kamera zugeführten Eingaben aus:

• 1. Steuerung des Variomotors und eines Filmtransportmotors über eine Motor-Treiberschaltung,
• 2. Steuerung des Einschaltens und des Blinkens einer Grün­ lichtanzeige abhängig von der Entfernungsmessung, einer Rotlichtanzeige bei Blitzbetrieb und der Selbstauslöser­ lampe bei Selbstauslöserbetrieb,
• 3. Steuerung der Darstellungen auf der LCD-Anzeige und
• 4. Steuerung des Aufladens der Blitzeinheit.

Informationen werden der Haupt-CPU durch die folgenden Organe zugeführt:

• 1. Sperrschalter, der auf EIN gesetzt wird, wenn der Ein­ schalthebel 14K in seine EIN-Position kommt,
• 2. Lichtmeßschalter SWS, der auf EIN gesetzt wird, wenn die Auslösetaste 15K halb gedrückt wird,
• 3. Auslöseschalter SWR, der auf EIN gesetzt wird, wenn die Auslösetaste 15K ganz gedrückt wird,
• 4. Makroschalter MCRO, der auf EIN gesetzt wird, wenn die Makrotaste 16K gedrückt wird,
• 5. Teleschalter TELE, der auf EIN gesetzt wird, wenn der Va­ riohebel 10K aus seiner Neutralstellung in Richtung r2 bewegt wird,
• 6. Weitwinkelschalter WEIT, der auf EIN gesetzt wird, wenn der Variohebel 10K aus seiner Neutralstellung in Richtung r1 bewegt wird,
• 7. Geschwindigkeitswahlschalter ZMHL, der auf EIN gesetzt wird, wenn der Variohebel 10K etwas aus der Neutralstel­ lung bewegt wird, und der auf AUS gesetzt wird, wenn der Variohebel 10K weiter aus der Neutralstellung bewegt wird,
• 8. Betriebsartschalter MDA für eine erste Betriebsart, Be­ triebsartschalter MDB für eine zweite Betriebsart und Freigabeschalter MDC, die auf EIN gesetzt werden, wenn eine entsprechende Betriebstaste an der Kamera gedrückt wird,
• 9. DX-Kontakt, der einen auf einer Filmpatrone vorhandenen DX-Code liest,
• 10. Variocodeeingaben ZC0, ZC1 und ZC2, die noch beschrieben werden,
• 11. Rückwandschalter BACK, der auf AUS gesetzt wird, wenn der Öffnungshebel abwärts bewegt wird, und der auf EIN ge­ setzt wird, wenn der Rückwanddeckel geschlossen und der Öffnungshebel in seine Sperrstellung zurückbewegt wird,
• 12. Rückspulschalter REW, der auf EIN gesetzt wird, wenn die Rückspultaste gedrückt wird, und
• 13. Filmtransport-Erfassungsschalter.

Die drei mit dem Variobetrieb zusammenhängenden Schalter TE­ LE, WEIT und ZMHL werden durch einen Variohebel betätigt, dessen Kontaktanordnung in Fig. 5 gezeigt ist. Durch unter­ schiedliche Kombinationen mit Massepotential GND können fünf unterschiedliche Zustände in die Haupt-CPU eingegeben werden. Die Daten dienen zum Einstellen des Varioobjektivs und/oder der Betriebsart. Beispielsweise werden im Variobetrieb die Informationen für die Normaldrehung oder die Rückdrehung des Objektivmotors und eine hohe oder niedrige Drehzahl in die Haupt-CPU eingegeben.

Die in Fig. 2 gezeigte Positionsauswertung für die Brennwei­ teneinstellungen eines Varioobjektivs enthält eine Ausgabe­ einheit 15 für einen Variocode, eine Codeplatte 13 am Umfang eines Nockenrings 12 zum Ändern der Brennweite des Varioob­ jektivs 11 und mehrere Kontaktbürsten 14, die am Kamerage­ häuse befestigt sind und in Schleifkontakt mit der Codeplatte 13 stehen, so daß damit ein Variocode abhängig von dem Schaltzustand der Kontaktbürsten erzeugt wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann das Varioobjektiv elektrisch betätigt werden. Dazu ist ein Zählspeicher 16' zum Erfassen von Änderungen des Variocodes gegenüber einer Absolutposition vorgesehen, der diese Änderungen als Positionscode speichert, die die Positionen bzw. Brennweiteneinstellungen des Objek­ tivs angeben. Ferner ist ein Motortreiber 18 für einen Vario­ motor 10 vorgesehen, der die Brennweite des Objektivs 11 durch Steuerung der Einschaltung des Variomotors 10 entspre­ chend einem Eingangssignal ändert, das von einem Betriebsart­ schalter 17 abgegeben wird. Hierauf hat auch der in dem Zähl­ speicher 16' gespeicherte Positionscode einen Einfluß. Eine Korrektureinheit 19 steuert den Motortreiber 18 zur Drehung des Nockenrings 12 in eine Position, in der der Variocode ein Absolut-Positionscode wird, wenn der Inhalt des Zählspeichers 16' gelöscht wird.

Die Hilfs-CPU steuert einen Bereichssucher, der die Infrarot- LED und den Positionssensor PSD enthält, über ein Autofocus- IC. Die Hilfs-CPU überträgt die Entfernungsmeßdaten von dem Autofocus-IC und fotometrische Daten (von der CdS-Zelle) zur Haupt-CPU.

Das Treiber-IC steuert eine Verschlußschaltung entsprechend Befehlen von der Hilfs-CPU und gibt ein Triggersignal an die Blitzeinheit ab.

Wie Fig. 3 zeigt, gibt die Haupt-CPU Befehle für die Normal­ drehung oder die Rückwärtsdrehung des Variomotors über vier Signalleitungen MP1, MP2, MN1 und MN2 an die Motortreiber­ schaltung.

Eine Motorspeisesteuerschaltung, die elektrischen Strom an die Motortreiberschaltung liefert, schaltet zwischen einer hohen und einer niedrigen Versorgungsspannung entsprechend der Drehzahleingabe von der Haupt-CPU über die Signalleitung MCNT um. Wenn diese Leitung im Zustand AUS ist, wird die Bat­ teriespannung direkt der Motortreiberschaltung zugeführt. Ist die Leitung im Zustand EIN, so wird die Batteriespannung nach Absenken auf einen vorbestimmten Wert zugeführt.

Einzelheiten dieser Befehle sind in der folgenden Tabelle enthalten.

Der Variomotor ändert die Brennweite des Varioobjektivs zur Tele-Grenzstellung, indem der bewegliche Tubus 3K über einen Nockenring so bewegt wird, daß er bei Normaldrehung aus dem Kameragehäuse herausgeführt wird. Bei Rückwärtsdrehung wird die Brennweite des Varioobjektivs zur Weitwinkel-Grenzstel­ lung hin geändert, indem der bewegliche Tubus 3K in entgegen­ gesetzter Richtung bewegt wird.

Die Informationen, welche eine Änderung von Blendenöffnung oder Brennweite des Varioobjektivs bei Objektiveinstellungen zur Weitwinkel-Grenzstellung, zur Tele-Grenzstellung, zur Ma­ kroposition oder zur Sperrstellung usw. betreffen, werden au­ tomatisch erfaßt, und jede Steuerung wird entsprechend diesen Informationen durchgeführt.

Zu diesem Zweck ist die Codeplatte 13 an der Oberfläche des Nockenrings des Objektivs befestigt, und die vier Kontaktbür­ sten 14 mit der Bezeichnung ZC0, ZC1, ZC2 und GND berühren diese Codeplatte 13. Die Kontaktbürste GND ist ein gemeinsa­ mer Anschluß, während die anderen drei Kontaktbürsten zur Codeerfassung dienen.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Codeplatte 13 und für jeden Code, der sich ergibt, wenn die Kontaktbürsten ZC0, ZC1 und ZC2 mit einer Kontaktspur auf der Codeplatte 13 in Berührung kommen, die in Fig. 6 jeweils schraffiert darge­ stellt ist. Ein Signal 0 wird an einer Stelle erzeugt, wo ei­ ne Kontaktspur fehlt, während ein Signal 1 dort erzeugt wird, wo eine Kontaktspur angeordnet ist. Bei diesem Ausführungs­ beispiel wird ein Drei-Bit-Informationscode erfaßt, der auch als Variocode ZCODE bezeichnet wird.

Ein Positionscode POS und ein Teilungscode DIV werden abhän­ gig von dem Variocode erzeugt, um die Objektiveinstellung zu steuern. Der Positionscode POS dient zum Unterscheiden von fünf Zuständen des Objektivs zwischen der Weitwinkel-Grenz­ stellung und der Sperrstellung bzw. der Weitwinkel-Grenzstel­ lung oder der Tele-Grenzstellung im Variobereich und der Stellung zwischen der Tele-Grenzstellung und der Makroposi­ tion. Der Teilungscode DIV dient zum Identifizieren der Ob­ jektivposition durch Unterteilen des Variobereichs in 16 Ab­ schnitte.

In Fig. 6 ist der Abschnitt, in dem der Positionscode POS 1 und 3 ist, mit einer festen Breite dargestellt. Der Positi­ onscode 1 ergibt sich, wenn das Objektiv in der Weitwinkel- Grenzstellung ist, nämlich nur dann, wenn ZC1 von 1 auf 0 ge­ setzt wird (d. h. von nichtleitend auf leitend). Wird das ob­ jektiv nicht auf die Weitwinkel-Grenzstellung gesetzt, so wird der Positionscode POS von 0 auf 2 gesetzt.

Ein Stillsetzen des Objektivs im Bereich zwischen der Sperr­ stellung und dem Variobereich sowie im Bereich zwischen dem Variobereich und der Makroposition ist ein verbotener Zustand. Wird jedoch ein Anschluß, der richtigerweise im Zu­ stand leitend sein müßte, im Zustand nichtleitend festge­ stellt, was auf einen schlechten Kontakt zwischen einer Kon­ taktbürste und der Codeplatte zurückzuführen ist, so kann der Objektivmotor möglicherweise in dem verbotenen Bereich stehen bleiben. Deshalb sind die Codeplatte und die Programmierung so ausgeführt, daß eine Änderung von nichtleitend nach lei­ tend der verschiedenen Anschlüsse genutzt wird, wenn diese Grenzbereiche erfaßt werden. Dadurch kann ein Stillsetzen des Objektivmotors in einem verbotenen Bereich vermieden werden, auch wenn eine Kontaktbürste einen schlechten Kontakt hat.

Andererseits werden in dem Variobereich vierzehn Ab­ schnitte für die Brennweitenbestimmung des Objektivs benutzt. Zusätzlich dient der Anschluß ZC2 zum Erfassen der Tele-Grenzstellung im Variobereich.

Somit ist es erforderlich, dreizehn Stufen mit zwei Bits zu unterteilen. In diesem Beispiel enthält die re­ lative Codekonfiguration die Variocodes 4, 5, 6 oder 7, denen die Teilungscodes DIV von 1_H bis E_H entspre­ chen.

Wird diese Konfiguration verwendet, so ist es unmög­ lich, eindeutig einen Teilungscode zu bestimmen, der der Brennweite des Objektivs entspricht, in dem nur der Variocode ZCODE verwendet wird. Deshalb wird der Teilungscode festgelegt durch sukzessives Neuein­ schreiben in einen Speicher, wenn Änderungen des Variocodes ausgehend von den Endpunkten erfaßt werden.

Tabelle

Claims (4)

1. Fotografisches Objektiv mit motorisch veränderbarer Brennweite, mit einer Steuereinrichtung für die Be­ wegung eines beweglichen Elements des Objektivs, mit einem Signalcodierer, der mindestens ein Paar elek­ trisch leitender und nichtleitender Bereiche hat, die in Bewegungsrichtung des beweglichen Elements nebeneinander angeordnet sind, und mit einem Kon taktelement, das mit dem Signalcodierer in Gleitbe­ rührung steht und an dem ein Leitend/Nichtleitend- Signal abgreifbar ist, wobei das bewegliche Element gemeinsam mit dem Signalcodierer oder dem Kontakt­ element bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalcodierer (13) zur Kennzeichnung der Position des beweglichen Elements (12) innerhalb mehrerer unter­ teilter Positionsbereiche mindestens einen kriti­ schen Bereich enthält, der mittels einer Erfassungs­ vorrichtung (15, 16) durch einen Signalübergang von leitend zu nichtleitend erfaßbar ist, wobei bei Erzeugen des Nichtleitend-Signals ein Fortsetzen der Bewegung des beweglichen Elements (12) veranlaßt wird.

2. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das bewegliche Element (12) ein zylin­ drisches Drehelement ist, auf dessen Umfang der Signalcodierer (13) in Drehrichtung angeordnet ist, so daß die Positionsbereiche durch Unterteilungen in Umfangsrichtung definiert sind.

3. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalcodie­ rer (13) die elektrisch leitenden und nichtleitenden Be­ reiche in einer Mehrbit-Codeverteilung trägt, und daß die Erfassungsvorrichtung mehrere Kontaktbürsten (14) enthält, deren Zahl der Bitanzahl der Codeverteilung entspricht.

4. Fotografisches Objektiv nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche zur Steuerung des Vario-Motors, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalcodierer eine auf einem Nockenring (12) des Objektivs angeordnete Code­ platte (13) ist, die in dessen Umfangsrichtung verläuft.