DE7206456U - Varioobjektiv - Google Patents

Description

VARIOOBJEKTIV

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv für eine Fotooder Filmkamera und insbesondere eine Vorrichtung zur stufenlosen Brennweitenveränderung, vermittels welcher mehrere Gruppen von Linsenelementen durch Verdrehen eines einzigen Stellrings unabhängig voneinander um jeweils erforderliche Beträge in Richtung der optischen Achse hin und her verschiebbar sind.

Die für Foto- und Filmkameras verwendeten Objektive weisen im allgemeinen mehrere Gruppen von Linsenelementen auf. Mit höheren Objektivqualitäten wird die Anordnung der Linsengruppen in der Regel verwickelter. Insbesondere Varioobjektive (auch als Zoom- oder Gummilinsen bezeichnet), die derart ausgelegt sind, daß ein einziges Linsensystem sowohl für Superweitwinkel- als auch extreme Telefotoeinstellungen benutzt werden kann, weisen nicht nur bemerkenswert komplizierte Linsensysteine auf, sondern es ergibt sich auch die Notwendigkeit, die einzelnen Linsengruppen unabhängig voneinander in Richtung der optischen Achse zur Objektivvor-

derseite bzw. zur Objektivhinterseite hin zu verschieben. Dcher sind herkömmliche Varioobjektive mit dem Nachteil behaftet, daß sie insgesamt sehr groß und platzbeanspruchend sind, wodurch sich wiederum ein entsprechendes Gewicht ergibt, und daß sie aus diesem Grunde unhandlich und unbequem zu tragen sind. Bekannte Varioobjektive sind in der Weise ausgebildet, daß bei der Brennweitenveränderung nur zwei Linsengruppen verstellt werden, was zur Folge hat, daß sich zwangsläufig ein enger Brennweitenexnstellbereich ergibt und bei vielen Objektiven Aberrationen und Randunschärfen nicht zu vermeiden sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Varioobjektiv zu schaffen, bei dem drei Linsengrupoen um die jeweils erforderlichen Beträge und unabhängig voneinander durch Drehung eines einzigen Rings in Richtung der optischen Achse hin und her derart verschiebbar sind, daß die Gesamtbrennweite des Linsensystems nach Belieben innerhalb eines Beieiches verändert werden kann, der von einer Superweitwinkeleinstellung bis zu einer extremen Tolefotoeinstellung reicht. Das Objektiv soll zum Transport auf eine äußerst kurze Länge zusammenschiebbar sein und über den ganzen Einstellbereich von der Superweitwinkel- bis zur extremen Telefotostellung praktisch aberrationsfrei sein und keine Randunschärfe aufweisen.

Das zu diesem Zweck vorgeschlagene Varioobjektiv mit einer Objektivfassung, einem drehbar auf dieser gelagerten

Blendeneinstellung, einem an der Objektivfassung befestigten und Tiefenschärfebereichsangaben tragenden Ring, einem drehbar auf dem Tiefenschärfenring gelagerten Schärfeneinsteilring und einem drehbar auf der Außenseite aes Tiefenschärfenrings gelagerten Brennweiteneinstellring ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen auf der Innenseite des Tiefenschärfenrings drehbar gelagerten, betriebsmäßig mit dem Brennweiteneinstellring gekoppelten und an seinem vorderen Ende einen zur optischen Achse geneigt verlaufenden ersten Schlitz aufweisenden Stellring; einen mit dem Tiefenschärfenring betriebsmäßig gekoppelten und auf seiner inneren Umfangsflache mit einer parallel zur optischen Achse verlaufenden Nut versehenen Führungsring: einen mit dem Stellring betriebsmäßig gekoppelten und in Gewindeeingriff mit den Führungsring stehenden ersten Schneckenring; einen in Gewindeeingriff mit dem ersten Schneckenring stehenden, an seinem vorderen Ende eirc^.n parallel zur optischen Achse verlaufenden zweiten Schlitz und an seinem hinteren Ende einen in Eingriff mit der Nut stehenden KoDnlungsstreifen aufweisenden zweiten Schneckenring; eine betriebsmäßig mit dem zweiten Schneckenring gekoppelte erste Linsenfassung; eine in die erste Linsenfassung eingesetzte erste Linsengruppe; eine in dem zweiten Schneckenring verschiebbar geführte zweite Linsenfassung; eine in die zweite Linsenfassung eingesetzte zweite Linsengruppe; einen fest mit der zweiten Linsenfassung verbundenen und in den ersten und den zweiten Schlitz eingreifenden

ersten St if ί:; e oc betriebsmäßig mit dem Brennweiteneinstellring gekoppelte dritte Linsenfassung; eine in die dritte Lir.senfassur-t; eingesetzte dritte Linsengruppe ; einen ia Gewindeeingriff mit der dritten Linsenfassung stehenden und an einem Ende einen parallel zur optischen Achse verlaufenden dritten Schlitz aufweisenden dritten Schneckenring; einen fest mit dem zweiten Schneckenring verbundenen und in den dritten Schlitz eingreifenden zweiten Stift; einen in Gewindeingriff mit dem dritten Schneckenring stehenden und an einem Ende einen geneigt zur optischen Achse verlaufenden vierten Schlitz aufweisenden vierten Schneckenring, und einen in aen zweiten Schlitz eingreifenden und entweder an dem Stellring oder dem zweiten Schneckenring befestigten dritten Stift, wobei die einzelnen Teile derart ausgelegt sind, daß durch Drehen des Brennweiteneins tellrings die ersre, zweite und dritte Linsengruppe unabhängig voneinander und zueinander in Richtung der optischen Achse verstellbar sind.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine in der oberen Hälfte im Schnitt dargestellte seitliche Ansicht des Varioobjektivs, Fig. 2 eine seitliche Ansicht der Hauptbestandteile des Objektivs der Fig. 1 in axialer Zerlegung entlang der optischen Achse und

Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechender seitlicher Aufriß einer zweiten Ausführungsform des Varioobjektivs ist.

In den Figuren 1 und 2 ist mit dem Bezugs zeichen 1 eine Objektivfassung bekannter Ausführung bezeichnet, die beispielsweise lösbar mit einem nicht dargestellten Fotooder Filmkameragehäuse oder dgl. verbunden sein kann. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Ring bezeichnet, der Tiefenschärfenbereichsangaben in Form feststehender Markierungen 2a und eine Tiefenschärfenbereichseinteilung 2b auf seinem Umfang trägt und daher der Einfachheit halber im nachfolgenden und in den Ansprüchen als "Tiefenschärfenring" bezeichnet werden soll. Der Ring 2 weist außerdem in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 2c und 2d auf und ist vermittels einer Schraube 3 an der Objektivfassung 1 befestigt. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Führungsring bezeichnet, der auf seiner inneren Umfangsfläche eine parallel zur optischen Achse verlaufende Nut Ha, sowie einen Gewindeabschnitt 4b kleiner Steigung aufweist und vermittels einer Schraube 5 an dem Ring 2 befestigt ist. Das Bezugs zeichen 6 bezeichnet einen Stellring, der an einer bestimmten Stelle seiner Umfangswand einen geneigt zur optischen Achse verlaufenden Schlitz 6a aufweist und zwischen dem Tiefenschärfenring 2 und dem Führungsring 4 angeordnet ist. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Brennweiteneinstellring ("Zoomring") bezeichnet, der drehbar auf der Außenseite

des Tiefenschärferings 2 gelagert ist, eine Tiefenschärfenbereichseinteilung trägt und auf seiner äußeren Umfangsflache mit Gesamtbrennweitenangaben 7a für das Linsensystem versehen ist, die sich auf die feststehenden Markierungen 2a beziehen. Der Ring 7 ist vermittels eines Stifts 8, der in den Schlitz 2c eingreift, fest mit dem Stellring 6 gekoppelt. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen zweiten Schneckenring, der auf seinem äußeren Umfang ein in Eingriff mit dem Schraubengewindeabschnitt Sb stehendes Schraubengewinde lla, einen parallel zur optischen Achse verlaufenden Schlitz lib und einen Gewindeabschnitt lic kleiner Steigung aufweist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine innerhalb des zweiten Schneckenrings 11 gelagerte Linsenfassung, aie zur Aufnahme einer ersten Lincengruppe L in Verbindung mit einer in bekannter Weise ausgebildeten Blendenvorrichtung 13 dient. Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein Kopplungs streifer bezeichnet, der an einem Endabschnitt in die Nut Ha eingreift und an dem anderen Endabschnitt vermittels einer Schraube 15 starr mit dem zweiten Schnekkenring 11 und der Linsenfassung 12 verbunden ist. Das Bezugszeichen 16 gibt einen Blendeneinstellring an, der drehbar auf der Außenseite der Objektivfassung 1 gelagert ist und auf seinem äußeren Umfang eine Blendenteilung 16a trägt, die in bezug auf die feststehenden Markierungen 2a ablesbar ist und zur Verstellung der Blendenvorrichtung dient. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Linsenfassung für eine zweite Linsengruppe L-, und die Fassung ist ver-

mittels einer Metellkugel 17a gleitend verschie' * ar innerhall des zweiten Schneckenrings 11 gelagert. DaL Bezugszeichen 18 bezeichnet einen durch die Schlitze 6a und 11b durchgreifenden und au der Linsenfassung 17 befestigten Stift. Mit dem Bezugszeichen 19 ist ein vierter Schneckenring dargestellt, welcher gleitend verschiebbar an der Innenst j.te des Stellrings 6 gelagert ist und in seiner Umfangswand einen geneigt zur optischen Achse verlaufenden Schlitz 19a aufweist, sowie auf der Innenseite seines vorderen Endes einen Schneckenring 21 trägt, der auf seinem äußeren Umfang mit einem in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt lic stehenden Gewindeabschnitt 21a und auf seinem inneren Umfang einen Gewindeabschnitt 21b aufweist und vermittels einer Schraube 2 2 mit dem vierten Schneckenring 19 verbunden ist. Das Bezugszeichen 2 3 stellt einen dritten Schneckenring dar, der auf seinem äußeren Umfang ein in Eingriff mit dem Schraubengewinde 21b stehendes Schraubengewinde 2 3a und auf seinem inneren Umfang ein Schraubengewinde 2 3b, sowie einen Schlitz 2 3 aufweist, der an einer Seite offen ist und parallel zur optischen Achse verläuft. Das Bezugs zeichen 2U zeigt einen an dem zweiten Schneckenring 11 befestigten Stift, der mit seinem vorderen Endabschnitt in den vorgenannten Schlitz 2 3c des dritten Schnekkenrings 2 3 eingreift. Das Bezugszeichen 25 zeigt eine Linsenfassung, die an einer Stelle ihres äußeren Umfangs mit einem Schraubengewinde 2 5a versehen ist, das in Eingriff mit dem Schraubengewinde 23b steht, wobei die

Fassung zur Halterung einer dritten Linsengruppe L₃ dient. Das Bezugszeichen 26 zeigt einen Schärfeneinstellring ("Fokussierrine"). der auf der Außenseite des Tiefenschärfenrings 2 gelagert und vermittels einer Schraube 27 starr mit der Linsenfassung 2 5 verbunden ist. Der Schärfeneinstellring trägt auf einem äußeren Umfa,^₆-abschnitt eine Entfernungsteilung 2 6a, die in Verbindung mit der mittigen Markierung 2b¹ der Tiefenschärfenbereichseinteilung 2b ablesbar ist.

Es soll nun kurz auf die Arbeitsweise des mechanischen Teils des Objektivs eingegangen werden. Dabei wird natürlich davon ausgegangen, daß der Gewindesinn der einzelnen Gewindeabschnitte und der Schraubengewinde so gewählt ist, daß bei Drehung des Brennweiteneinstellrings 7 im Uhrzeigersinn entsprechend einer Draufsicht auf das in der Zeichnung rechtsseitige Objektivende sowohl der zweite Schneckenring 11 als auch die Linsenfassung 25 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Lage nach links verstellt werden. Wenn der Brennweiteneinstellring 7 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage im Uhrzeigersinn verdreht wird, dreht sich der Stellring 6 ebenfalls in gleicher Richtung. Bei diesem Vorgang wird der erste Schneckenring 9 ebenfalls im Uhrzeigers'..η gedreht. Der zweite Schneckenring 11 kann jedoch infolge des in die Nut Ha des Führungsrings 4 eingreifenden KopplungsStreifens 14 nicht verdreht werden. Daher wird der zweite Schneckenring 11 durch die Drehung des

ersten Schneckenrings 9 ebenfalls nach links bewegt. Folglich wird die erste Linsengruppe L₁ entlang der optischen Achse nach links verlagert. Da jedoch der Stellring £ *ν«Γ·««11· ssciirsiit ν? ΐ,νύ, wird die Linsen fas suns 17 vermittels des Stifts 18, dessen Verstellweg durch den geneigt tür optischen Achse verlaufenden Schlitz 6a begrenzt ist, in bezug auf den zweiten Schneckenring 11 ebenfalls nach rechts bewegt, während die zweite Linsengruppe L₂ in bezug auf die erste Linsengruppe L₁ nach rechts verlagert wird. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Drehung des Stellrings 6 werden sowohl der Stift 20 als auch der vierte Schneckenring 19 in gleichem Sinn verdreht. Es ist selbstverständlich, daß die Neigungsrichtung und der Neigungswinkel des in dem vierten Söhneekenring 13 ausgebildeten Schlitzes 19a zur Ausführung dieser Verstellung so bemessen sind, daß sie mit der Ausrichtung und der Gewindesteigung des Gewindeabschnitts 21a des Schneckenrings 21 übereinstimmen. Außerdem greift der fest mit dem zweiten Schneckenring 11 verbundene Stift 24 in den parallel zur optischen Achse verlaufenden Schlitz 2 3c des dritten Schneckenrings 23 ein. Infolge der Drehbewegung des vierten Schneckenrings 19 und des Schneckenrings 21, die sich aus der Drehung des Stellrings 6 ergibt, wird der dritte Schneckenring 23 zusammen mit der Linsenfassung 25 entlang der optischen Achse nach links bewegt. Folglich wird die dritte Linsengruppe L₃ in bezug auf die erste Linsengruppe L entlang der optischen Achse nach links bewegt.

Auf diese Weise wird die Gesamtbrennweite des aus der ersten, zweiten und dritten Linsengruppe L., L₀ und L-bestehenden Linsensystems vergrößert, so daß das Objektiv im Vergleich zu des?, in Fig. 1 dargestellten Zustand eine längere Brennweite aufweist.

Wie anhand der vorstehenden Erläuterungen ersichtlich, läßt sich durch theoretische Berechnungen der Gesamtbrennweitenveränderungen aufgrund von gegenseitigen Bewegungen der Linsengruppen L₁, L- und L- bei den Berechnungen entsprechender Bemessung der Schnittweiten und Krümmungsradien der die erste, zweite und dritte Linsengruppe L₁,

L₀ und L_ bildenden Linsen, der Steigungen und Richtungen

der Gewinde wie z.B. der Schraubengewinde 9b-, 11a. 21b und

2 3a und der Neigungsrichtunge ■· und Neigungswinkel der Schlitze 6a und 19a beispielsweise ein Varioobjektiv konstruieren, dessen Brennweite vermittels eines einzigen Linsensystems stufenlos von einer Ultraweitwinkel- bis zu einer extremen Telefotoeinstellung veränderlich ist. Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Objektiv wird durch Verdrehen des Schärfeneinstellrings 26 nur die Linsenfassung 25 in bezug auf den dritten Schneckenring 23 in Richtung der optischen Achse hin und her verstellt. Aufgrund dieser Verstellung der Linsenfassung 25 läßt sich die Bildebene genau auf die Filmoberfläche einstellen. Außerdem läßt sich die Blende durch Drehen des Blendeneinstellrings 16 beliebig einstellen.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Varioobjektivs dargestellt, die sich in einigen Punkten von der vorstehend beschriebenen Ausführungsforr unterscheidet, ieaoch in iVir-em gründestslichsn Aufbau dem ersteren entspricht, weswegen alle Teilen der Fig. 1 entsprechende Teile mit jeweils gleichen Bezugszeichen urd Teile von gleicher Funktion jeweils mit den gleichen Bezugszeichen mit einem Beistrich bezeichnet sind. Der Einfachheit halber kann eine Beschreibung solcher Teile und deren Wirkungsweise entfallen. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist im Vergleich zu der von Fig. 1 in der Herstellung und im Zusammenbau der Einzelteile etwas einfacher ausgelegt. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 m drei Punktsr., nämlich daß der Stellring 6 vermittels einer in den Brennweiteneii.stellring 7 eingeschraubten Schraube 8 mit dem Stellring 7 gekoppelt ist, der vierte Schneckenring 19" in einem Stück mit dem Stellring verbunden und der in den geneigt verlaufenden Schlitz 19a¹ des vierten Schneckenrings 19* eingreifende Stift 20' mit dem zweiten Schnecke r>ring 11 verbunden ist, und daß die Linsenfassung 25 an einem mit dem Schärfeneinstellring 2 6 gekoppelten zusätzlichen Ring 25' befestigt ist. Außerdem trägt bei dieser zweiten Ausführungsform der Stift 18 eine drehbar auf dem Stift gelagerte Rolle 18a und steht vermittels dieser Rolle in Eingriff mit dem Schlitz 6a des Stellrings 6, während

der Stift 20' z:r drehbaren Lagerung einer Rolle 20a' dient, mit dev er .vn den Schlitz 19a¹ des vierten Schnekkenrings 39' eingreift, wodurch die Gleitführung der betreffenden Stifte in dem jeweils zugeordneten Schlitz sehr weich erfolgen kann.

- Schutzansprüehe: -

Claims (5)

Schutzansprüche :

1. Varioobjektiv mit einer Objektivfassung, einem drehbar auf dieser gelagerten Blendeneinsteilring, einem an der Objektivfassung befestigten und Tiefenschärfebereichsangaben tragenden Tiefenschärfenring, einem drehbar auf dem Tiefenschärfenring gelagerten Schärfeneinsteilring und einem drehbar auf der Außenseite des Tiefenschärfenrings gelagerten Brennweiteneinstellring, gekennzeichnet durch einen auf der Innenseite des Tiefenschärfenrings (2) drehbar gelagerten, betriebsmäßig mit dem Brennweiteneinstellring (7) gekoppelten und an seinem vorderen Ende einen zur optrischen Achse geneigt verlaufenden err'tn Schlitz (6a) aufweisenden Stellring (6); einen mit dem Tiefenschärfenring (2) betriebsmäßig gekoppelten und auf seiner inneren Umfangsfläche mit einer parallel zur optischen Achse verlaufenden Nut (4a) versehenen Führungsring (4); einen mit dem Stellring (6) betriebsmäßig gekoppelten und in Gewindeeingriff mit dem Führungsring (4) stehenden ersten Schnekkenring (9); einen in Gewindeeingriff mit dem ersten Schneckenring (9) stehenden, an seinem vorderen Ende einen parallel zur optischen Achse verlaufenden zweiten Schlitz (lib) und an seinem hinteren Ende einen in Eingriff mit der Nut (4a) stehenden Kopplungsstreifen (14) aufweisenden zweiten Schneckenring (11); eine betriebsmäßig mit dem zweiten Schneckenring (11) gekoppelte erste Linsenfassung (12); eine in die erste Linsenfassung (12) eingesetzte

erste Linsengruppe (L ); eine in dem zweiten Schneckenring (11) verschiebbar geführte zweite Linsenfassung (17); eine in cie zweite Linsenfassung (17) eingesetzte zweite Linsengruppe (L„); einen fest mit der zweiten Lin^enfassung verbundenen und in den ersten und den zweiten Schlitz (6a_s 11b"* eingreifenden ersten Stift (18); eine betriebsmäßig mit dem Brennweitencinstellring (26) gekoppelte dritte Linsenfassung (25): eine in die uritte Linsenfassung (25) eingesetzte dritte Linsengruppe (L.,); einen in Gewindeeingriff mit der dritten Linsenfassung (25) stehenden und an einem Ende einen parallel zur optischen Achse verlaufenden dritten Schlitz (23c, 23c¹) aufweisenden dritten Schneckenring (23, 23'); einen fest mit dem zweiten Schnekkenring (11) verbundenen und in den dritten Schlitz (23c, 23c')eingreifenden zweiten Stift (24); einen in Gewindeeingriff mit dem dritten Schneckenring (23, 23') stehenden und an einem Ende einen geneigt zur optischen Achse verlaufenden vierten Schlitz (19a, 19a¹) aufweisenden vierten Schneckenring (19, 19'), und einen in den zweiten Schlitz (lib) eingreifenden und entweder an dem Stellring

(6) oder dem zweiten Schneckenring (11) befestigten dritten Stift (20, 20'), wobei die einzelnen Teile derart ausgelegt sind, daß durch Drehen des Brennweiteneinstellrings

(7) die erste, zweite und dritte Linsengruppe (L^, L₂JL^) unabhängig voneinander und zueinander in Richtung der optischen Achse verstellbar sind.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsengruppe (L₁) mit einer durch den Blendeneinstellring (16) verstellbaren Blendenvorrichtung (13) versehen ist.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsengruppe (L^) aus zwei Linsen, die zweite Linsengruppe (L„) aus zwei Linsen und die dritte Linsengruppe (L.) aus einer einzigen Linse besteht.

•4. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsenfassung (17) vermittels einer in der Linsenfassung gelagerten Metallkugel (17a) in dem zweiten Schneekenring (11) eingesetzt ist.

5. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der dritte Stift (18 bzw. 20, 20') jeweils vermittels einer drehbar auf dem Stift gelagerten Rolle (18a bzw. 20a¹) in Eingriff mit dem ersten bzw. dem vierten Schlitz (6a bzw. 19a, 19a') stehen.

72Ö645615.6.72