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Die
Erfindung betrifft einen Nockenmechanismus für einen Objektivtubus, der
ein erstes Ringelement, z. B. einen Nockenring, und ein zweites,
einen Teil eines Linsensystems haltendes Ringelement, z. B. eine
Linsenfassung, umfasst, wobei das erste Ringelement gedreht wird,
um das zweite Ringelement linear längs der optischen Achse des
Linsensystems zu bewegen.
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In
herkömmlichen
Zoom- oder Varioobjektivtuben wird häufig ein Linsenhaltering, der
einen Teil des Variolinsensystems hält, durch Drehen eines Nockenrings
linear längs
der optischen Achse bewegt. Der Nockenring hat mehrere Nockennuten,
die an seiner Außenfläche ausgebildet
sind und den gleichen Referenzkurvenbahnen folgen, während der
linear längs
der optischen Achse geführte
Linsenhaltering entsprechende Mitnehmer hat, die in die zugehörigen Nockennuten
des Nockenrings greifen. Die Nockennuten, die den gleichen Referenzkurvenbahnen
folgen, und die Mitnehmer sind üblicherweise
in gleichen Winkelabständen
von 120° angeordnet.
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Wird
der Durchmesser des Nockenrings eines Varioobjektivs wesentlich
verringert, um den Nockenring zu miniaturisieren, so führt dies
dazu, dass die Nockennuten des Nockenrings so ausgebildet sind,
dass sie sich auf dem Nockenring schneiden. Dadurch können sich
die Mitnehmer jeweils aus den ihnen zugeordneten Nockennuten lösen, wenn
die Nockennuten und die Mitnehmer einfach in gleichen Winkelabständen von
120° angeordnet
sind.
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Es
gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten,
wie die Nockennuten und die Mitnehmer zueinander in Beziehung stehen
können,
wobei diese auf einen Verstellmechanismus zum Bewegen einer Fokussierlinsengruppe
oder eines beliebigen anderen optischen Elementes, nicht nur auf
eine Linsengruppe variabler Brechkraft einer Zoom- oder Variooptik
anwendbar sind.
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Beispielhaft
ist auf die
JP 10282394
A zu verweisen, woraus ein Nockenmechanismus nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt ist. Ferner wird auf die
JP 2001100081 A verwiesen,
in der ein Nockenmechanismus beschrieben ist, der Nockennuten unterschiedlicher
Breite aufweist, in denen Mitnehmer geführt sind, die ihrerseits unterschiedliche
Größen haben.
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Die
Erfindung stellt einen Nockenmechanismus für einen Objektivtubus bereit,
umfassend ein erstes Ringelement und ein zweites Ringelement, das
einen Teil eines Linsensystems hält.
Das erste Ringelement wird gedreht, um das zweite Ringelement linear
längs der
optischen Achse des Linsensystems zu bewegen. Es besteht keine Möglichkeit, dass
sich mehrere Mitnehmer (Nockenstifte), die an einem der beiden Ringelemente
ausgebildet sind, aus ihnen zugeordneten Nockennuten lösen, die
den gleichen Kurvenbahnen folgen und an dem anderen der beiden Ringelemente
ausgebildet sind, selbst wenn benachbarte Nockennuten des Nockenrings
so ausgebildet sind, dass sie einander schneiden.
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Die
Erfindung erreicht dies durch den Nockenmechanismus nach Anspruch
1.
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Der
Begriff ”Nut/Mitnehmer-Satz” (vorderer oder
hinterer Nut/Mitnehmer-Satz) bedeutet, dass die Nockennuten in einer
Eins-zu-Eins-Korrespondenz zu den Mit nehmern stehen, die in die
ihnen zugeordneten Nockennuten greifen. Außerdem bedeutet dieser Begriff,
dass Breite und Tiefe einer Nockennut Breite und Tiefe eines ihr
zugeordneten Mitnehmers entsprechen. Ausführungen zur Position und zu den
Konturen der jeweiligen Nockennut (bzw. des jeweiligen Mitnehmers)
finden demnach in logischer Entsprechung Anwendung auf die Position
und die Konturen des zugeordneten Mitnehmers (bzw. der zugeordneten
Nockennut).
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Durch
diesen Nockenmechanismus kann verhindert werden, dass sich der jeweilige
Mitnehmer aus der ihm zugeordneten Nockennut löst, und zwar unabhängig davon,
wie die Nockennut eine oder mehrere andere Nockennuten schneidet.
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Die
Erfindung kann theoretisch so ausgeführt werden, dass nur zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen vorgesehen
sind, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorteilhaft sind jedoch mindestens drei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
versetzt zueinander angeordnet, um das optische Element, z. B. eine
Linsengruppe, zu halten. Bei dieser Konstruktion können die
Nockennuten (vordere und hintere Nockennuten) einer Nut/Mitnehmer-Gruppe
so gestaltet sein, dass sie die Nockennuten (vordere und hintere
Nockennuten) einer anderen Nut/Mitnehmer-Gruppe schneiden.
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Die
Zahl an Nockennuten wird in Abhängigkeit
des Durchmessers des Objektivtubus, in Abhängigkeit der Konturen der Nockennuten
und in Abhängigkeit
anderer Faktoren festgelegt. Bei einem speziellen Objektivtubus,
der von der Anmelderin entwickelt wurde, hat sich herausgestellt,
dass die in der Praxis günstigste
Zahl an Nut/Mitnehmer-Sätzen (Summe
aus der Zahl an vorderen Nut/Mitnehmer-Sätzen und der Zahl an hinteren
Nut/Mitnehmer-Sätzen)
gleich sechs ist. (Dies bedeutet, dass drei Nut/Mitnehmer-Gruppen
in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind)
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Das
optische Element ist nicht nur eine Linsengruppe wie eine die Brechkraft ändernde
Linsengruppe oder eine Fokussierlinsengruppe. Es kann auch ein beliebiges
anderes optisches Element, z. B. eine Bildaufnahmevorrichtung sein.
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Das
Linsensystem kann als Variolinsensystem ausgebildet sein.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 ein
Diagramm mit Referenzbewegungsbahnen von Linsengruppen eines Variolinsensystems,
die in einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Varioobjektivtubus
vorgesehen sind;
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2 eine
perspektivische, längsgeschnittene
Explosionsansicht der Variolinsengruppen und hierfür bestimmter
Linsenfassungen;
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3 einen
Längsschnitt
durch den Varioobjektivtubus, der die oberhalb der optischen Achse
liegende Hälfte
des Varioobjektivtubus im eingefahrenen Zustand zeigt;
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4 eine
Ansicht ähnlich
der nach 3, die die oberhalb der optischen
Achse liegende Hälfte des
Varioobjektivtubus in der Weitwinkel-Grenzeinstellung zeigt;
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5 eine
Ansicht ähnlich
der nach 3, die die unterhalb der optischen
Achse liegende Hälfte des
Varioobjektivtubus in der Tele-Grenzeinstellung zeigt;
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6 einen
Querschnitt längs
der in 3 gezeigten Linie VI-VI;
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7 einen
Querschnitt längs
der in 3 gezeigten Linie VII-VII;
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8 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus;
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9 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus;
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10 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus, die einen ersten Verstellring und periphere Elemente
zeigt;
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11 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus, die einen dritten Verstellring und periphere Elemente
zeigt;
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12 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus, die einen zweiten Verstellring und periphere Elemente
zeigt;
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13 einen
Längsschnitt
durch einen Teil des in 3 gezeigten Varioobjektivtubus,
wobei ein Teil des zweiten Verstellrings und periphere Elemente
gezeigt sind;
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14 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus, wobei ein ortsfester Tubus, ein an dem ortsfesten
Tubus gehaltener Impulsmotor sowie periphere Elemente von hinten
betrachtet gezeigt sind;
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15 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 3 gezeigten
Varioobjektivtubus, der den ortsfesten Tubus, eine vierte Linsengruppe
und periphere Elemente zeigt;
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16 eine
abgewickelte Darstellung eines Nocken/Gewinderings, die zum Bewegen
der ersten Linsengruppe bestimmte erste Nockennuten des Nocken/Gewinderings
und zum Bewegen eines äußeren Rings
bestimmte dritte Nockennuten des Nocken/Gewinderings zeigt;
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17 eine
abgewickelte Darstellung des ersten Verstellrings, des zweiten Verstellrings
und des dritten Verstellrings, wobei mechanische Linearführungskopplungen
zwischen diesen drei Verstellringen gezeigt sind;
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18 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der in 17 gezeigten abgewickelten Darstellung;
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19 eine
abgewickelte Darstellung des Nocken/Gewinderings, die die Konturen
zweiter, zum Bewegen der zweiten Linsengruppe bestimmter Nockennuten
des Nocken/Gewinderings und zugeordneter Mitnehmer des zweiten Verstellrings
zeigt, die ein Ausführungsbeispiel
für einen
Nockenmechanismus eines Varioobjektivtubus bilden;
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20A eine schematische, abgewickelte Darstellung
von zweiten Nockennuten des Nocken/Gewinderings und zugeordneten
Mitnehmern des zweiten Verstellrings als weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen Positionen angeordnet
sind;
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20B eine Ansicht ähnlich der nach 20A, die das in 20A gezeigte
Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus in einem anderen Zustand zeigt;
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21A eine schematische, abgewickelte Darstellung
zweiter Nockennuten des Nocken/Gewinderings und zugeordneter Mitnehmer
des zweiten Verstellrings als weiteres Ausführungsbeispiel des Nockenmechanismus,
in dem zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings
in unterschiedlichen Positionen angeordnet sind;
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21B eine Ansicht ähnlich der nach 21A, die das in 21A gezeigte
Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus in einem anderen Zustand zeigt;
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22 eine
schematische, abgewickelte Ansicht zweiter Nockennuten des Nocken/Gewinderings
und zugeordneter Mitnehmer des zweiten Verstellrings als weiteres
Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem drei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen Positionen angeordnet
sind;
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23 eine
Ansicht ähnlich
der nach 22 als weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem drei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen Positionen angeordnet
sind;
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24 eine
Ansicht ähnlich
der nach 22 als weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem drei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen Positionen angeordnet
sind;
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25A eine schematische, abgewickelte Darstellung
von Nockennuten und zugehörigen
Mitnehmern als Vergleichsbeispiel, deren Anordnung mit der des erfindungsgemäßen Nockenmechanismus
zu vergleichen ist; und
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25B eine Ansicht ähnlich der nach 25A, die das in 25A gezeigte
Vergleichsbeispiel in einem anderen Zustand zeigt.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein Variolinsensystem
(Variooptik) beschrieben, das in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Variolinsentubus
einer Kamera vorgesehen ist. Das Variolinsensystem des Varioobjektivtubus 10 ist
ein Varifocal-Linsensystem und besteht aus vier Linsengruppen, nämlich einer positiven
ersten Linsengruppe L1, einer negativen zweiten Linsengruppe L2,
einer positiven dritten Linsengruppe L3 und einer positiven vierten
Linsengruppe L4, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her,
d. h. in 3 von links, angeordnet sind.
Die erste bis dritte Linsengruppe L1, L2 und L3 werden zur Brennweitenänderung
des Variolinsensystems längs einer
optischen Achse O relativ zueinander bewegt, während die vierte Linsengruppe
L4 längs
der optischen Achse O bewegt wird, um eine geringfügige Schärfenjusitierung
vorzunehmen, d. h. eine geringfügige
Schärfenabweichung,
die durch die Änderung der
Brennweite verursacht wird, auszugleichen. Während die Brennweite des Variolinsensystems zwischen
der Weitwinkel- und der Tele-Einstellung variiert wird, bewegen
sich die erste Linsengruppe L1 und die dritte Linsengruppe L3 unter
Einhaltung ihres Abstandes voneinander längs der optischen Achse O.
Die vierte Linsengruppe L4 dient auch als Fokussierlinsengruppe. 1 zeigt
die Verstell- oder Bewegungswege der ersten bis vierten Linsengruppe L1
bis L4 während
der Brennweitenänderung
sowie die Verstellwege beim Aus-/Einfahren. Definitionsgemäß ist ein
Varifokal-Objektiv ein Objektiv, dessen Brenn- oder Schärfenpunkt
mit Brennweitenänderung
etwas variiert, während
ein Varioobjektiv ein Objektiv ist, dessen Brenn- oder Schärfenpunkt
mit der Brennweitenänderung
nicht variiert. Im Folgenden wird jedoch das Varifokal-Linsensystem
nach der Erfindung ebenfalls als Variolinsensystem bezeichnet.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 19 der
Gesamtaufbau des Varioobjektivtubus 10 beschrieben. Wie
in 8 gezeigt, hat der ortsfeste Tubus 11 an
seiner Innenumfangsfläche ein
Innengewinde (Schneckengang) und einen Nutensatz, der aus drei längs der
optischen Achse O verlaufenden Linearführungsnuten 11b besteht.
Der Varioobjektivtubus 10 hat innerhalb des ortsfesten Tubus 11 einen
Nocken/Gewindering (Nockenring; in den Ansprüchen: erstes Ringelement) 12.
Wie in 9 gezeigt, hat der Nocken/Gewindering 12 an seiner
Außenumfangsfläche nahe
seinem hinteren Ende ein Außengewinde
(Schneckengang) 12a, das in das Innengewinde 11a des
ortsfesten Tubus 11 greift. Der Nocken/Gewindering 12 hat
auf der Gewindefläche
des Außengewindes 12a ein
Stirnrad 12b, das stets mit einem Antriebsritzel 13 (vergl. 15)
in Eingriff steht. Das Antriebsritzel 13 ist in einer Vertiefung 11c angeordnet
(vergl. 3), die an der Innenumfangsfläche des
ortsfesten Tubus 11 ausgebildet ist. Das Antriebsritzel 13 ist
an dem ortsfesten Tubus 11 so gehalten, dass es in der
Vertiefung 11c um seine Ritzelachse frei drehbar ist. Durch das
Ineinandergreifen des Antriebsritzels 13 und des Stirnrades 12b sowie
das Ineinandergreifen des Innengewindes 11a und das Außengewindes 12a wird der
Nocken/Gewindering 12 durch Vor wärts- und Rückwärtsdrehen des Antriebsritzels 13 längs der optischen
Achse O nach vorn und hinten bewegt und dabei um die optische Achse
O gedreht. In dem Varioobjektivtubus 10 gemäß vorliegendem
Ausführungsbeispiel
ist der Nocken/Gewindering 12 das einzige Element, das
sich um die optische Achse O dreht.
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Der
Varioobjektivtubus 10 hat um den Nocken/Gewindering 12 herum
einen Linearführungsring 14.
Der Linearführungsring 14 hat
an seiner Außenumfangsfläche am hinteren
Ringende einen Satz aus drei Linearführungsvorsprüngen 14a,
die radial nach außen
stehen und in die zugehörigen
drei Linearführungsnuten 11b des
ortsfesten Tubus 11 greifen. Der Linearführungsring 14 hat
an seiner Innenumfangsfläche
am hinteren Ringende einen Satz aus drei Bajonettnasen 14b,
von denen in den 1 bis 4 nur eine
gezeigt ist. Der Nocken/Gewindering 12 hat an seiner Außenumfangsfläche unmittelbar vor
dem Außengewinde 12a (d.
h. dem Stirnrad 12b) eine Umfangsnut 12c, in welche
die drei Bajonettnasen 14b greifen, so dass sie in der
Umfangsnut 12b um die optische Achse O drehbar sind. Der
Linearführungsring 14 ist
zusammen mit dem Nocken/Gewindering 12 linear längs der
optische Achse O bewegbar, ohne sich dabei um die optische Achse
O zu drehen.
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Der
Varioobjektivtubus 10 hat um den Nocken/Gewindering 12 herum
einen ersten Verstellring (erste Linsenfassung) 15, welcher
die erste Linsengruppe L1 hält,
sowie um den ersten Verstellring 15 herum einen äußeren Ring 16,
der als Lichtabschirmelement dient. Der Varioobjektivtubus 10 hat
innerhalb des Nocken/Gewinderings 12 einen zweiten Verstellring
(zweite Linsenfassung; in den Ansprüchen: zweites Ringelement) 17,
welcher die zweite Linsengruppe L2 hält. Wie in den 4, 9 und 16 gezeigt,
hat der Nocken/Gewindering 12 an seiner Außenumfangsfläche einen
Satz aus drei ersten Nockennuten C15 zum Bewegen des ersten Verstellrings 15 und
einen Satz aus drei dritten Nockennuten C16 zum Bewegen des äußeren Rings 16.
Ferner hat der Nocken/Gewindering 12 an seiner Innenumfangsfläche einen
Satz aus sechs zweiten Nockennuten C17 zum Bewegen des zweiten Verstellrings
(vergl. 19). Der aus den drei ersten
Nockennuten C15 bestehende Satz und der aus den drei dritten Nockennuten
C16 bestehende Satz unterscheiden sich in ihrer Form geringfügig voneinander
und sind in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in
vorbestimmten Abständen
voneinander angeordnet. Die sechs zweiten Nockennuten C17 haben
die gleichen zugrunde liegenden Kurvenbahnen und umfassen drei vordere
zweite Nockennuten C17 und drei hintere zweite Nockennuten C17, die
in Richtung der optischen Achse (in 19 in
vertikaler Richtung) hinter den drei zugehörigen vorderen zweiten Nockennuten
C17 angeordnet sind. Die drei vorderen zweiten Nockennuten C17 sind
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander
beabstandet. Auch die drei hinteren zweiten Nockennuten C17 sind
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander
beabstandet. Der erste Verstellring 15, der äußere Ring 16 und
der zweite Verstellring 17 sind jeweils linear längs der
optischen Achse O geführt.
Durch Drehen des Nocken/Gewinderings 12 werden der erste
Verstellring 15, der äußere Ring 16 und
der zweite Verstellring 17 entsprechend den Konturen der
drei ersten Nockennuten C15, der drei dritten Nockennuten C16 bzw. der
sechs zweiten Nockennuten C17 längs
der optischen Achse O bewegt.
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Im
Folgenden werden mechanische Linearführungskopplungen zwischen dem
ersten Verstellring 15, dem äußeren Ring 16 und
dem zweiten Verstellring 17 beschrieben. Wie in den 4 und 5 gezeigt,
hat der erste Verstellring 15 einen äußeren Ringteil 15X,
einen inneren Ringteil 15Y und eine Flanschwand 15Z,
durch die das vordere Ende des äußeren Ringteils 15X und
das vordere Ende des inneren Ringteils 15Y zu einem weitgehend
U-förmigen
Querschnitt miteinander verbunden sind. Der Nocken/Gewindering 12 ist
zwischen dem äußeren Ringteil 15X und
dem inneren Ringteil 15Y angeordnet. Drei Mitnehmer 15a,
die in die ihnen zugeordneten drei ersten Nockennuten C15 greifen,
sind an dem äußeren Ringteil 15X nahe
dessen hinterem Ende befestigt. Der Varioobjektivtubus 10 hat
eine erste Linsenfassung 24, welche die erste Linsengruppe
L1 hält.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, ist
die erste Linsenfassung 24 durch einen an der Außenumfangsfläche der
ersten Linsenfassung 24 ausgebildeten Außengewindeteil
und einen an der Innenumfangsfläche
des inneren Ringteils 15Y ausgebildeten Innengewindeteil
an dem inneren Ringteil 15Y an dessen vorderem Ende befestigt
(vergl. 10). Die erste Linsenfassung 24 kann
relativ zu dem ersten Verstellring 15 gedreht werden, um
die Position der ersten Linsenfassung 24 längs der
optischen Achse O relativ zu dem ersten Verstellring 15 einzustellen
und so eine Zoom- oder Brennweiteneinstellung vorzunehmen (dies
ist eine Einstelloperation, die nach Bedarf bei der Fertigung des
Varioobjektivtubus vorgenommen werden kann).
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Der
Linearführungsring 14,
der durch den ortsfesten Tubus 11 linear längs der
optischen Achse O geführt
ist, hat an seiner Innenumfangsfläche in etwa gleichen Winkelabständen (Winkelabstände von
etwa 120°)
einen Satz aus drei Linearführungsnuten 14c,
von denen in 9 nur eine gezeigt ist, während der äußere Ringteil 15X des
ersten Verstellrings 15 an seinem hinteren Ende einen Satz
aus drei Linearführungsvorsprüngen 15b hat
(vergl. 10), die radial nach außen abstehen
und in die ihnen zugeordneten drei Linearführungsnuten 14c greifen. Der äußere Ringteil 15X hat
einen Satz aus drei Montageschlitzen 15c (vergl. 10 und 16)
und an den hinteren Enden dieser drei Montageschlitze 15c einen
Satz Linearführungsschlitze 15d,
die mit den ihnen zugeordneten drei Montageschlitzen 15c in Verbindung
stehen und schmäler
als diese sind. Drei Linearführkeile 16a,
die an dem zwischen dem äußeren Ringteil 15X und
dem Linearführungsring 14 angeordneten äußeren Ring 16 befestigt
sind, greifen in die ihnen zugeordneten Linearführungsschlitze 15d. Die
maximale relative Bewegungsstrecke zwischen dem ersten Verstellring 15 und
dem äußeren Ring 16 längs der
optischen Achse O (d. h. der Unterschied der drei ersten Nockennuten
C15 einerseits und der drei dritten Nockennuten C16 andererseits
hinsichtlich ihrer Form) ist nur eine kurze Strecke, und die Länge des
jeweiligen Führungsschlitzes 15d in
Richtung der optischen Achse ist entsprechend kurz. Drei einen Mitnehmer-Satz
bildende Mitnehmer 16b, die in die ihnen zugeordneten drei
Nockennuten C16 greifen, sind an den drei ihnen zugeordneten Linearführkeilen 16a befestigt
(vergl. 7 und 9).
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Der
Varioobjektivtubus 10 hat zwischen dem ersten Verstellring 15 und
dem äußeren Ring 16 eine als
Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 19 (vergl. 3 bis 5).
Die Druckfeder 19 spannt den ersten Verstellring 15 in
Rückwärtsrichtung
vor, um das Spiel zwischen den drei ersten Nockennuten C15 und den
drei Mitnehmern 15a zu beseitigen, während sie gleichzeitig den äußeren Ring 16 in Vorwärtsrichtung
vorspannt, um das Spiel zwischen den drei Nockennuten C16 und den
drei Mitnehmern 16b zu beseitigen.
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Wie
in 16 gezeigt, sind die drei ersten Nockennuten C15
und die drei dritten Nockennuten C16 in ihren jeweiligen Einfahrbereichen
im Vergleich zu ihren jeweiligen Aufnahmebereichen (Zoombereichen)
etwas verschieden voneinander geformt, so dass der äußere Ring 16 aus
seiner Aufnahmeposition relativ zu dem ersten Verstellring 15 ausfährt, um zu
verhindern, dass sich Abdecklamellen einer Objektivabdeckeinheit 30 (vergl. 8)
und die erste Linsengruppe L1 gegenseitig stören, wenn der Varioobjektivtubus 10 vollständig eingefahren
ist, wie in 3 gezeigt ist. Insbesondere
sind, wie in 16 gezeigt, die ersten Nockennuten
C15 und die dritten Nockennuten C16 in ihrer Form so festgelegt,
dass der längs
der optischen Achse gemessene Abstand zwischen den ersten Nockennuten
C15 und den dritten Nockennuten C16 im Vorbereitungsbereich (d.
h. dem Bereich zwischen der Einfahrstellung und der Position, in
der die Objektivabdeckeinheit 30 voll geöffnet ist)
größer ist
als der entsprechende Abstand im Zoombereich (d. h. dem Bereich
zwischen der Weitwinkel-Grenzeinstellung und der Tele-Grenzeinstellung). Über die
gesamten Vorbereitungsbereiche ist nämlich der Abstand Q = Q1, jedoch
nimmt der Abstand Q ausgehend von einer Position OP2, die sich in
einem vorbestimmten Abstand von einer Voll-Offen-Position OP1 der
Objektivabdeckeinheit 30 (d. h. von einer Position, in
der sich die erste Linsengruppe L1 und die Objektivabdeckeinheit 30 nicht gegenseitig
stören)
befindet, allmählich
ab, so dass in der Weitwinkel-Grenzeinstellung der Abstand Q = Q2
(< Q1) und in den
gesamten Zoombereichen der Abstand Q = Q2 ist. Es ist deutlich zu
erkennen, dass ein Zwischenraum c1 (vergl. 3) zwischen
der Flanschwand 15Z des ersten Verstellrings 15 und
einer Flanschwand 16f des äußeren Rings 16 in
der in 3 gezeigten eingefahrenen Stellung des Varioobjektivtubus 10 größer als
in der in 4 oder 5 gezeigten
aufnahmebereiten Stellung des Varioobjektivtubus 10 ist.
Befindet sich der Varioobjektivtubus 10 in einer aufnahmebereiten
Stellung, wie in 4 oder 5 gezeigt
ist, so sind mit anderen Worten die Flanschwand 15Z des
ersten Verstellrings 15 und die Flanschwand 16f des äußeren Rings 16 dicht
beieinander angeordnet, um eine möglicherweise von der Objektivabdeckeinheit 30 verursachte
Vignettierung zu vermeiden. Die Objektivabdeck einheit 30 ist
von dem äußeren Ring 16 an
dessen vorderem Ende gehalten. Der Varioobjektivtubus 10 hat
unmittelbar hinter der Objektivabdeckeinheit 30 zwischen dieser
und der Flanschwand 16f des äußeren Rings 16 einen Öffnungs/Schließring 31 (vergl. 9). Wird
der Öffnungs/Schließring 31 durch
Drehen des Nocken/Gewinderings 12 gedreht, so werden die
Abdecklamellen der Objektivabdeckeinheit 30 geöffnet oder
geschlossen. Der zum Öffnen
und Schließen der
Abdecklamellen bestimmte Mechanismus, der mit einem Öffnungs/Schließring wie
dem vorstehend beschriebenen Öffnungs/Schließring 31 arbeitet,
ist aus dem Stand der Technik bekannt. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die Formen der ersten Nockennuten C15 und der dritten Nockennuten
C16 so festgelegt, dass der Abstand Q (d. h. Q2) über den
gesamten Zoom- bzw. Brennweitenbereich konstant, d. h. unveränderlich
ist. Der Abstand Q (d. h. Q2) kann jedoch auch so ausgelegt werden, dass
er sich mit der Brennweite ändert.
Außerdem kann
der über
den Zoombereich vorhandene Abstand Q2 auch so festgelegt werden,
dass er größer als
der über
den Vorbereitungsbereich vorhandene Abstand Q1 ist.
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Die
dritten Nockennuten C16 haben an der vorderen Endfläche des
Nocken/Gewinderings 12 jeweils ein offenes Ende C16a (vergl. 16),
durch das der jeweils zugeordnete Mitnehmer 16b des äußeren Rings 16 in
die jeweilige dritte Nockennut C16 eingeführt wird. Entsprechend haben
die ersten Nockennuten C15 an der vorderen Endfläche des Nocken/Gewinderings 12 jeweils
ein offenes Ende C15a (vergl. 16), durch
das der jeweils zugeordnete Mitnehmer 15a des ersten Verstellrings 15 in
die jeweilige erste Nockennut C15 eingeführt wird.
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Der
innere Ringteil 15Y des ersten Verstellrings 15 hat
an seiner Innenumfangsfläche
einen Satz aus drei Linearführungsvorsprüngen 15f,
die parallel zur optischen Achse O langgestreckt sind, während der
zweite Verstellring 17 einen Satz aus drei durchgehenden
Linearführungsschlitzen 17a hat,
die ebenfalls parallel zur optischen Achse O langgestreckt sind
und in Eingriff mit den drei Linearführungsvorsprüngen 15f stehen,
so dass sie relativ zu diesen längs
der optischen Achse O frei verschiebbar sind (vergl. 6, 7 und 17).
Die Linearführungsvorsprünge 15f haben
jeweils etwa längs
ihrer Mittelachse eine Hängenut 15e,
die parallel zur optischen Achse O langgestreckt ist und einen weitgehend
T-förmigen
Querschnitt hat, wie in 6 gezeigt ist. Die drei Linearführungsvorsprünge 15f und
die drei Linearführungsschlitze 17a bilden
einen ersten Linearführungsmechanismus.
Die Hängenuten 15e haben
jeweils ein geschlossenes hinteres Ende (vergl. 17 und 18).
Der zweite Verstellring 17 hat an seiner Außenumfangsfläche sechs
Mitnehmer 17c, die in die sechs ihnen jeweils zugeordneten
zweiten Nockennuten C17 des Nocken/Gewinderings 12 greifen.
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Der
Varioobjektivtubus 10 hat innerhalb des zweiten Verstellrings 17 einen
dritten Verstellring (dritte Linsenfassung) 18, welcher
die dritte Linsengruppe L3 hält.
Der dritte Verstellring 18 hat an seiner Außenumfangsfläche einen
Satz aus drei Linearführungsvorsprüngen 18a,
die parallel zur optischen Achse O langgestreckt sind und in die
drei, ihnen jeweils zugeordneten Linearführungsschlitze 17a des zweiten
Verstellrings 17 greifen, so dass sie relativ zu diesen
längs der
optischen Achse O frei verschiebbar sind. Der dritte Verstellring 18 hat
auf der Mittelachse jedes Linearführungsvorsprungs 18a an
dessen vorderem Ende einen Linearverstellkeil (Anschlagvorsprung) 18b (vergl. 11, 17 und 18),
der einen weitgehend T-förmigen
Querschnitt hat, um in die ihm zugeordnete Hängenut 15e greifen
zu können.
Die drei Linearführungsvorsprünge 15f,
die drei Hängenuten 15e und
die drei Linearvestellkeile 18b bilden einen zweiten Linearführungsmechanismus. Außerdem bilden
die drei Linearführungsschlitze 17a und
die drei Linearführungsvorsprünge 18a einen dritten
Linearführungsmechanismus.
Wie in 11 gezeigt, hat der Varioobjektivtubus 10 eine
Verschlusseinheit 20, die in den dritten Verstellring 18 eingesetzt
ist und vor der dritten Linsengruppe L3 angeordnet ist. Die Verschlusseinheit 20 ist über einen Fixierring 20a an
dem dritten Verstellring 18 befestigt. Der Varioobjektivtubus 10 hat
zwischen dem dritten Verstellring 18 (Fixierring 20a)
und dem zweiten Verstellring 17 eine als Schraubenfeder
ausgebildete Druckfeder 21, die den dritten Verstellring 18 kontinuierlich
relativ zu dem zweiten Verstellring 17 in Rückwärtsrichtung
vorspannt. Die hintere Grenze für
diese rückwärts gerichtete
Bewegung des dritten Verstellrings 18 relativ zu dem zweiten
Verstellring 17 ist durch die drei Linearverstellkeile 18b festgelegt,
welche die geschlossenen hinteren Enden der ihnen zugeordneten drei
Hängenuten 15e kontaktieren.
Befindet sich der Varioobjektivtubus 10 in einer aufnahmebereiten Stellung,
so bleibt jeder Linearverstellkeil 18b in Kontakt mit dem
hinteren Ende der ihm zugeordneten Hängenut 15e des ersten
Verstellrings 15, um den Abstand zwischen der ersten Linsengruppe L1
und der dritten Linsengruppe L3 konstant zu halten. Wird der Varioobjektivtubus 10 aus
dem aufnahmebereiten Zustand in den in 3 gezeigten
eingefahrenen Zustand überführt, so
führt eine
weitere rückwärts gerichtete
Bewegung der ersten Linsengruppe L1 entsprechend den Konturen der
drei ersten Nockennuten C15, nachdem die dritte Linsengruppe L3
(dritter Verstellring) ihre hintere mechanische Bewegungsgrenze
erreicht hat, dazu, dass sich die erste Linsengruppe L1 der dritten
Linsengruppe L3 annähert,
während
die Druckfeder 21 zusammengedrückt wird. Die Linearverstellkeile 18b sind
jeweils so geformt, dass ihr radial äußeres Ende aufgeweitet und
deshalb daran gehindert ist, sich aus der zugeordneten Hängenut 15e zu
lösen.
-
Es
ist zwar möglich,
die Vorspannkraft der Druckfeder 21 direkt auf den zweiten
Verstellring 17 auszuüben,
was bedeutet, die zweite Linsengruppe L2 an dem zweiten Verstellring 17 zu
fixieren. Um jedoch die Länge
des Varioobjektivtubus in seinem eingefahrenen Zustand weiter zu
verringern, ist in diesem Ausführungsbeispiel
die zweite Linsengruppe L2 relativ zu dem zweiten Verstellring 17 nach
hinten bewegbar. In den 12 und 13 ist
diese auf eine weitere Verringerung der Länge des Varioobjektivtubus 10 abzielende
Konstruktion gezeigt. Der zweite Verstellring 17 hat an
seinem vorderen Ende einen mit einem inneren Flansch 17d versehenen
zylindrischen Teil 17e. Der Varioobjektivtubus 10 hat
innerhalb des zweiten Verstellrings 17 einen Zwischenring 25.
Der Zwischenring 25 hat an seinem vorderen Ende einen Flanschteil 25a,
der in dem zylindrischen Teil 17e sitzt und an diesem in
Richtung der optischen Achse frei verschiebbar ist. Ein Endabschnitt der
Druckfeder 21 liegt gegen den Flanschteil 25a an, so
dass dieser durch die Rückstellkraft
der Druckfeder 21 gegen den inneren Flansch 17d gedrückt wird. Wie
in 12 deutlich zu erkennen ist, hat der zweite Verstellring 17 an
der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Teils 17e in etwa gleichen Winkelabständen einen
Satz aus drei Linearführungsnuten 17f,
die parallel zur optischen Achse O langgestreckt sind, während der
Zwischenring 25 am äußeren Rand
des Flanschteils 25a einen entsprechenden Satz aus drei Linearführungsvorsprüngen 25d hat,
von denen in 12 nur zwei gezeigt sind und
die in die ihnen zugeordneten drei Linearführungsnuten 17f greifen,
um den Zwischenring 25 drehfest, d. h. ohne ihn relativ zu
dem zweiten Verstellring 17 zu drehen, linear längs der
optischen Achse O zu führen.
Der Varioobjektivtubus hat innerhalb des zweiten Verstellrings 17 eine
zweite Linsenfassung 26, an der die zweite Linsengruppe
L2 befestigt ist. Die zweite Linsenfassung 26 wird in den
Zwischenring 25 geschraubt. Dabei greift ein an der Außenumfangsfläche der
zweiten Linsenfassung 26 ausgebildetes Außengewinde 26b in
ein an der Innenumfangsfläche
des Zwischenrings 25 ausgebildetes Innengewinde 25e.
Nach dieser Einstellung kann die zweite Linsenfassung 26 dauerhaft
an dem Zwischenring 25 befestigt werden, indem ein Klebstoff
in ein radiales Durchgangsloch 25b, das an dem Zwischenring 25 ausgebildet
ist, getropft wird. Die zweite Linsenfassung 26 hat an
ihrer Außenumfangsfläche einen äußeren Flansch 26a.
Zum Zwecke der Zoom- oder Brennweiteneinstellung ist zwischen der
vorderen Stirnfläche
des inneren Flansches 17d und dem äußeren Flansch 26a ein
Zwischenraum C2 vorhanden (vergl. 13). Die
Druckfeder 21 spannt den Zwischenring 25 in Vorwärtsrichtung
vor. Befindet sich der Varioobjektivtubus 10 in einem aufnahmebereiten
Zustand, so ist der Zwischenring 25 in einer Position gehalten,
in der der Flanschteil 25a in Kontakt mit dem inneren Flansch 17d ist. So
wird einerseits die Position der zweiten Linsengruppe L2 über die
sechs zweiten Nockennuten C17 gesteuert, wenn sich der Varioobjektivtubus 10 im aufnahmebereiten
Zustand befindet. Andererseits wird die zweite Linsenfassung 26 vom
hinteren Ende der ersten Linsenfassung 24 mechanisch nach
hinten gedrückt,
um so den äußeren Flansch 26a der zweiten
Linsenfassung 26 nach hinten zu einem Punkt zu bewegen,
in dem der äußere Flansch 26a den
inneren Flansch 17d kontaktiert, wenn der Varioobjektivtubus 10 in
seine eingefahrene Stellung zurückgezogen
wird. Die Länge
des Varioobjektivtubus 10 wird so entsprechend dem Zwischenraum
C2 verkürzt.
-
Der
Varioobjektivtubus 10 hat unmittelbar hinter dem Zwischenring 25 einen
Lichtabschirmring 27, der an dem Zwischenring 25 gehalten
ist. Wie in 12 gezeigt, hat der Lichtabschirmring 27 einen Ringteil 27a und
einen Satz aus drei Fußteilen 27b, die
in Abständen
von etwa 120° von
dem Ringteil 27a nach vorn abstehen. Jeder Fußteil 27b hat
an seinem vorderen Ende einen Hakenteil 27c, der dadurch
gebildet ist, dass das freie Ende des Fußteils 27b radial nach
außen
gebogen ist. Der Zwischenring 25 hat an seiner Außenumfangsfläche einen
Satz aus drei Eingriffslöchern 25c,
in welche die Hakenteile 27c der drei Fußteile 27b greifen
(vergl. 12). Der Varioobjektivtubus 10 hat
zwischen dem Lichtabschirmring 27 und der zweiten Linsenfassung 26 eine
als Schraubenfeder ausgebildete, weitgehend kegelstumpfförmige Druckfeder 28,
die den Lichtabschirmring 27 kontinuierlich nach hinten
vorspannt. Wird der Varioobjektivtubus 10 zu seiner eingefahrenen
Stellung hin zurückgezogen,
so nähert
sich der Lichtabschirmring 27 der zweiten Linsenfassung 26 an,
während
die Druckfeder 28 zusammengedrückt wird, nachdem die hintere
Bewegungsgrenze des Lichtabschirmrings 27 erreicht ist.
Die Längen
der drei Eingriffslöcher 25c in
Richtung der optischen Achse sind so festgelegt, dass der Ringteil 27a in
Kontakt mit der zweiten Linsenfassung 26 kommen kann.
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Die
Druckfeder 28 dient auch als eine Vorrichtung zur Beseitigung
des Spiels zwischen dem Zwischenring 25 und der zweiten
Linsenfassung 26, wenn die zweite Linsenfassung 26 relativ
zu dem Zwischenring 25 gedreht wird, um die oben beschriebene
Zoomeinstellung vorzunehmen. Die Zoomeinstellung wird vorgenommen,
indem die zweite Linsenfassung 26 relativ zu dem Zwischenring 25 gedreht
wird, um die Position der zweiten Linsengruppe L2 in Richtung der
optischen Achse relativ zu dem Zwischenring 25 einzustellen,
während
die Position eines Objektbildes beobachtet wird. Diese Zoomeinstellung
ist mit hoher Genauigkeit möglich,
da das Spiel zwischen dem Zwischenring 25 und der zweiten Linsenfassung 26 durch
die Druckfeder 28 beseitigt wird.
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Der
Varioobjektivtubus 10 hat hinter dem dritten Verstellring 18 eine
vierte Linsenfassung 22, an der die vierte Linsengruppe
L4 befestigt ist. Wie oben beschrieben, wird die vierte Linsengruppe
L4 bewegt, um eine geringfügige
Schärfenjustierung
an dem Varifokal-Linsensystem vorzunehmen, in der eine geringfügige Schärfenabweichung
des Linsensystems korrigiert wird, während die erste bis dritte Linsengruppe
L1, L2 und L3 relativ zueinander bewegt werden, um die Brennweite
des Linsensystems zu variieren. Die vierte Linsengruppe L4 wird
auch als Fokussierlinsengruppe bewegt. Die vierte Linsengruppe L4
wird durch den Drehantrieb eines Impulsmotors 23 (vergl. 5 und 14)
längs der
optischen Achse bewegt. Der Impulsmotor 23 hat eine rotierende
Schraubenwelle 23a. Eine Mutter 23b ist auf die
rotierende Schraubenwelle 23a geschraubt und daran gehindert,
sich relativ zu dem ortsfesten Tubus 11 zu drehen. Die
Mutter 23b ist durch eine als Schraubenfeder ausgebildete
Zugfeder S kontinuierlich so in einer Richtung vorgespannt, dass
sie einen Fußteil 22a kontaktiert,
der von der vierten Linsenfassung 22 radial nach außen absteht
(vergl. 5 und 15). Die
vierte Linsenfassung 22 ist durch Führungsschienen 22b an
einer Drehung gehindert. Die Führungsschienen 22b erstrecken
sich parallel zur optischen Achse und greifen gleitend in Mitnehmer 22c ein,
die von der vierten Linsenfassung 22 radial nach außen abstehen
(vergl. 2 und 15). Durch
den vorwärts
und rückwärts gerichteten
Drehantrieb des Impulsmotors 23 wird die vierte Linsenfassung 22 und
damit die vierte Linsengruppe L4 längs der optischen Achse O vorwärts bzw.
rückwärts bewegt.
Der Drehantrieb des Impulsmotors 23 wird in Abhängigkeit
einer auf die Brennweite und/oder einer auf die Objektentfernung
bezogenen Information gesteuert.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
des Varioobjektivtubus werden durch Drehen des Antriebsritzels 13 und
damit durch Drehen des Nocken/Gewinderings 12 der erste
Verstellring 15, der äußere Ring 16 und
der zweite Verstellring 17 entsprechend den Konturen der
drei ersten Nockennuten C15, der drei dritten Nockennuten C16 bzw. der
sechs zweiten Nockennuten C17 längs
der optischen Achse O bewegt. Wird der erste Verstellring 15 aus
der eingefahrenen Stellung nach vorn bewegt, so kommen zunächst die
drei Linearverstellkeile 18b in Kontakt mit den hinteren
Enden der ihnen zugeordneten Hängenuten 15e.
Anschließend
bewegt sich der dritte Verstellring 18 zusammen mit dem
ersten Verstellring 15, wobei die drei Linearverstellkeile 18b in
Kontakt mit den hinteren Enden der drei Hängenuten 15e bleiben.
Die Position der vierten Linsengruppe L4 wird durch den Impulsmotor 23 gesteuert,
dessen Drehantrieb über
eine auf die Brennweite bezogene Information gesteuert wird, um
an dem Varifokal-Linsensystem eine geringfügige Schärfenjustierung vorzunehmen,
in der eine geringe Schärfenabweichung
des Linsensystems korrigiert wird. Im Ergebnis ergeben sich so die
in 1 gezeigten Referenzverstellwege, gemäß denen
die Zoomoperation durchgeführt
wird. Der Drehantrieb des Impulsmotors 23 wird auch über eine
auf die Objektentfernung bezogene Information gesteuert, um eine
Fokussieroperation durchzuführen.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
des Varioobjektivtubus sind die zum Bewegen des zweiten Verstellrings 17 ausgebildeten sechs
zweiten Nockennuten C17 an der Innenumfangsfläche des Nocken/Gewinderings
(Nockenring) 12 ausgebildet. Die sechs zweiten Nockennuten
C17 haben die gleichen Referenzkurvenbahnen und umfassen zwei vordere
Nockennuten C17 (C17f1, C17f2, C17f3) und drei hintere Nockennuten
C17 (C17r1, C17r2, C17r3), wobei die drei vorderen Nockennuten C17
und die drei hinteren Nockennuten C17 in Richtung der optischen
Achse (in 19 in vertikaler Richtung) voneinander
beabstandet sind. Außerdem
sind die drei vorderen Nockennuten C17 in vorbestimmten Abständen in
Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 angeordnet.
Entsprechend sind die drei hinteren Nockennuten C17 in vorbestimmten
Abständen
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 angeordnet
(vergl. 19). Der zweite Verstellring 17 ist
linear längs
der optischen Achse O so geführt,
dass er sich mit Drehen des Nocken/Gewinderings 12 entsprechend
den Konturen der sechs zweiten Nockennuten C17 linear längs der
optischen Achse O bewegt. Ein Merkmal der Erfindung liegt in der
Konfiguration der sechs zweiten Nockennuten C17 auf dem zweiten
Verstellring 17. Die sechs zweiten Nockennuten C17 befinden
sich in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz mit den sechs Mitnehmern 17c,
die in die sechs zweiten Nockennuten C17 greifen, während Breite
und Tiefe der jeweiligen Nockennut C17 Breite und Tiefe des ihr
zugeordneten Mitnehmers 17c entsprechen. Deshalb sind in
der folgenden Beschreibung Ausführungen über die
Position und die Konturen jeder Nockennut C17 (bzw. jedes Mitnehmers 17c)
in logischer Entsprechung auf die Position und die Konturen des zugehörigen Mitnehmers 17c (bzw.
der zugehörigen Nockennut
C17) anwendbar.
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Das
oben beschrieben Ausführungsbeispiel des
aus den sechs Nockennuten C17 und den sechs Mitnehmern 17c bestehenden
Nockenmechanismus hat folgende sechs Merkmale (A) bis (F).
- (A) Drei Nut/Mitnehmer-Gruppen, die jeweils
aus zwei Nockennuten C17 und den zugehörigen zwei Mitnehmern 17c bestehen,
sind in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in drei
Positionen angeordnet, während
jede Nut/Mitnehmer-Gruppe
einen Satz aus zwei Nockennuten (vordere und hintere Nockennut)
C17 umfasst, die in axialer Richtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander
beabstandet sind. Dabei umfassen die drei Nut/Mitnehmer-Gruppen
einen ersten Satz aus zwei Nockennuten C17 (C17f1 und C17r1), die
in axialer Richtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander
beabstandet sind, einen zweiten Satz aus zwei Nockennuten C17 (C17f2
und C17r2), die in axialer Richtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander
beabstandet sind, und einen dritten Satz aus zwei Nockennuten C17
(C17f3 und C17r3), die in axialer Richtung des Nocken/Gewinderings 12 voneinander beabstandet
sind. Demzufolge sind insgesamt sechs Nockennuten C17 an dem Nocken/Gewindering 12 ausgebildet.
- (B) Die sechs Nockennuten C17 können auch in zwei Gruppen klassifiziert
werden, die in Richtung der optischen Achse voneinander beabstandet sind:
eine vordere Nut-Gruppe, die aus den drei Nockennuten C17f1, C17f2
und C17f3 besteht, und eine hintere Nut-Gruppe, die aus den drei
Nockennuten C17r1, C17r2 und C17r3 besteht.
- (C) Die vordere und die hintere Nockennut C17 jeder Nut/Mitnehmer-Gruppe
schneiden jeweils alle anderen Nockennuten C17 der übrigen beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen.
Beispielsweise schneiden die vordere Nockennut C17f1 und die hintere Nockennut
C17r1 des ersten Satzes aus zwei Nockennuten C17 alle anderen vier
Nockennuten C17, nämlich
die Nockennuten C17f2 und die C17r2 des zweiten Satzes aus zwei
Nockennuten C17 und die Nockennuten C17f3 und C17r3 des dritten
Satzes aus zwei Nockennuten C17.
- (D) Die drei Nockennuten C17f1, C17f2 und C17f3 der vorderen
Nut-Gruppe sind in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in
unregelmäßigen Abständen voneinander
angeordnet. Entsprechend sind die drei Nockennuten C17r1, C17r2
und C17r3 der hinteren Nut-Gruppe in Umfangsrichtung des Noc ken/Gewinderings 12 in
unregelmäßigen Abständen voneinander
angeordnet. So sind die Winkelabstände θ1, θ2 und θ3 zwischen den drei Mitnehmern 17c (17cf1, 17cf2 und 17cf3)
der vorderen Mitnehmer-Gruppe in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 verschieden
voneinander, während
die Winkelabstände γ1, γ2 und γ3 zwischen
den drei Mitnehmern 17c (17cr1, 17cr2 und 17cr3)
der hinteren Mitnehmer-Gruppe in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 verschieden
voneinander sind. Außerdem
sind die Positionen der vorderen Nockennut C17f1 und der hinteren
Nockennut C17r1 in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 die
gleichen, während
die Position der vorderen Nockennut C17f2 und der hinteren Nockennut
C17r2 in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 verschieden
sind und auch die Positionen der vorderen Nockennut C17f3 und der
hinteren Nockennut C17r3 in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 verschieden sind.
- (E) Der Abstand d1 der beiden den ersten Nut-Satz bildenden
Nockennuten C17f1 und C17r1 in Richtung der optischen Achse, der
Abstand d2 der beiden den zweiten Nut-Satz bildenden Nockennuten
C17f2 und C17r2 in Richtung der optischen Achse und der Abstand
d3 zwischen den beiden den dritten Nut-Satz bildenden Nockennuten
C17f3 und C17r3 sind verschieden voneinander.
- (F) Die Breiten der beiden den ersten Nut-Satz bildenden Nockennuten
C17f1 und C17r1 sind verschieden voneinander. Die Breiten der beiden
den zweiten Nut-Satz bildenden Nockennuten C17f2 und C17r2 sind
verschieden voneinander. Die Breiten der beiden den dritten Nut-Satz
bildenden Nockennuten C17f3 und C17r3 sind verschieden voneinander.
-
Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel des
Nockenmechanismus mit seinen sechs Merkmalen (A) bis (F) ist insoweit
vorteilhaft, dass jeder zweite Mitnehmer 17f in der oben
beschriebenen Anordnung daran gehindert ist, sich aus der ihm zugeordneten
zweiten Nockennut C17 zu lösen,
wobei in dieser Anordnung benachbarte, die gleichen Referenzkurvenbahnen
aufweisende Nockennuten des Nockenrings (12) einander schneiden,
wodurch der Durchmesser des Nockenrings verringert werden kann.
Wie oben erwähnt,
kann jedoch ein Sichlösen des jeweiligen
Mitnehmers (17c) aus der ihm zugeordneten Nockennut (C17)
an einem Schnittpunkt zwischen dieser Nockennut (C17) und einer
anderen Nockennut (C17) durch einen für eine Objektivtubus bestimmten
Nockenmechanismus verhindert werden, in dem mindestens zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen
(von denen jede aus einem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz und einem
hinteren Nut/Mitnehmer-Satz besteht,
die in Richtung der optischen Achse in unterschiedlichen Positionen
angeordnet sind) in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Positionen,
d. h. versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der vordere und
der hintere Nut/Mitnehmer-Satz
jeweils aus einer Nockennut, die eine von mehreren Nockennuten ist,
und einem zugeordneten Mitnehmer, der einer von mehreren Mitnehmern
ist, besteht, wobei die Nockennuten einer der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen die
Nockennuten der anderen Nut/Mitnehmer-Gruppe schneiden, und wobei
mindestens eine der folgenden beiden Bedingungen (A) und (B) erfüllt ist:
- (A) Der Abstand (d1, d2 oder d3) zwischen dem vorderen
Nut/Mitnehmer-Satz und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz einer der
beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen in Richtung der optischen Achse ist verschieden
von dem Abstand zwischen dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz und dem
hinteren Nut/Mitnehmer-Satz der anderen der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen,
und
- (B) der Abstand zwischen den beiden vorderen Nut/Mitnehmer-Sätzen der
beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung ist verschieden von
dem zwischen den beiden hinteren Nut/Mitnehmer-Sätzen der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen.
-
In
den 20A und 20B ist
ein anderes Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus gezeigt, in dem zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen
Positionen, d. h. versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der
Abstand in Richtung der optischen Achse zwischen dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz
und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz einer der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen
verschieden ist von dem zwischen dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz
und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz der anderen der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen.
Dabei ist der in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 gemessene
Abstand α zwischen
der vorderen Nockennut (C17f1) des ersten aus zwei Nockennuten C17
bestehenden Nut-Satzes und der vorderen Nockennut (C17f2) des zweiten
aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes identisch mit dem
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 gemessenen Abstandes β zwischen
der hinteren Nockennut (C17r1) des aus zwei Nockennuten C17 bestehenden
Nut-Satzes und der hinteren Nockennut (C17r2) des zweiten aus zwei
Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes, und der in Richtung der
optischen Achse gemessene Abstand A zwischen der vorderen und der
hinteren Nockennut (C17f1 und C17r1) des ersten aus zwei Nockennuten
C17 bestehenden Nut-Satzes ist verschieden von dem in Richtung der
optischen Achse gemessenen Abstand B zwischen der vorderen und der
hinteren Nockennut (C17f2 und C17r2) des zweiten aus zwei Nockennuten
C17 bestehenden Nut-Satzes.
-
In
den 21A und 21B ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus gezeigt, in dem zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in unterschiedlichen
Positionen, d. h. versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der
in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen den beiden vorderen Nut/Mitnehmer-Sätzen der
beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen verschieden von dem zwischen den beiden
hinteren Nut/Mitnehmer-Sätzen
der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen ist, was unterschiedlich zu dem
in den 20A und 20B gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist. Dabei ist der Abstand A zwischen der vorderen und der hinteren
Nockennut (C17f1 und C17r1) des ersten aus zwei Nockennuten C17
bestehenden Nut-Satzes identisch mit dem Abstand B zwischen der
vorderen und der hinteren Nockennut (C17f2 und C17r2) des zweiten
aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes, während der
Abstand α zwischen
der vorderen Nockennut (C17f1) des ersten aus zwei Nockennuten C17
bestehenden Nut-Satzes und der vorderen Nockennut (C17f2) des zweiten
aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes verschieden von
dem Abstand β zwischen
der hinteren Nockennut (C17r1) des ersten aus zwei Nockennuten C17
bestehenden Nut-Satzes und der hinteren Nockennut (C17r2) des zweiten
aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes ist.
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Die
beiden Mitnehmer (vorderer und hinterer Mitnehmer) jeder Nut/Mitnehmer-Gruppe sind nie gleichzeitig
an zwei zugehörigen
Schnittpunkten von Nockennuten C17 angeordnet, wie in den 20A bis 21B für jedes
der beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele gezeigt ist.
Dadurch wird verhindert, dass sich der jeweilige Mitnehmer aus der ihm
zugeordneten Nockennut 17c löst.
-
22 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem drei Nut/Mitnehmer-Gruppen in Umfangsrichtung
des Nocken/Gewinderings in unterschiedlichen Positionen, d. h. versetzt
zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der vorderen
und der hinteren Nockennut (C17f1 und C17r1) des ersten aus zwei
Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes, der Abstand zwischen der
vorderen und der hinteren Nockennut (C17f2 und C17r2) des zweiten
aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes sowie der Abstand
zwischen der vorderen und der hinteren Nockennut (C17f3 und C17r3)
des dritten aus zwei Nockennuten C17 bestehenden Nut-Satzes gleich
sind, und wobei die in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 gemessenen
Winkelabstände
zwischen den drei Mitnehmern 17c (17cf1, 17cf2 und 17cf3)
der vorderen Mitnehmer-Gruppe unregelmäßig sind (Winkelabstände von
116°, 116° und 128°), während die
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 gemessenen
Winkelabstände
zwischen den drei Mitnehmern 17c (17cr1, 17cr2 und 17cr3)
der hinteren Mitnehmer-Gruppe regelmäßig sind (Winkelabstände von
120°).
-
In
jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann ein Sichlösen des
jeweiligen zweiten Mitnehmers 17c aus der ihm zugeordneten Nockennut
C17 noch zuverlässiger
vermieden werden, wenn der Nockenmechanismus mindestens eine der
folgenden vier Bedingungen (A) bis (D) erfüllt.
- (A)
Mindestens eine der folgenden beiden Bedingungen (1) und (2) ist
erfüllt:
(1) die vorderen Nut/Mitnehmer-Sätze
der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen sind in Umfangsrichtung in unregelmäßigen Abständen angeordnet,
und (2) die hinteren Nut/Mitnehmer-Sätze der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen
sind in Umfangsrichtung in unregelmäßigen Abständen angeordnet.
- (B) Der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen
dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz
einer der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen ist verschieden von dem zwischen
dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz
einer anderen der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen.
- (C) Für
mindestens eine der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen unterscheiden sich
die Nockennut des vorderen Nut/Mitnehmer-Satzes und die Nockennut
des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes in der Breite und/oder in der
Höhe. Wie
die Maßnahme,
die Breite der Nockennut des vorderen Nut/Mitnehmer-Satzes und die
Breite der Nockennut des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes verschieden
voneinander anzusetzen, trägt
auch die Maßnahme,
die Tiefe der Nockennut des vorderen Nut/Mitnehmer-Satzes und die
Tiefe der Nockennut des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes verschieden voneinander anzusetzen,
wirksam dazu bei, ein Sichlösen
des jeweiligen Mitnehmers aus der ihm zugeordneten Nockennut zu
vermeiden. Jedoch ist die Maßnahme,
die Tiefe der Nockennut des vorderen Nut/Mitnehmer-Satzes und die Tiefe der
Nockennut des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes verschieden voneinander
anzusetzen (indem beispielsweise die Tiefe der einen Nockennut C17 gegenüber der
Tiefe der anderen Nockennut C17 vergrößert wird), im Hinblick auf
eine Verringerung des Durchmessers des Objektivtubus eher nachteilig.
- (D) Die Breitenbeziehung zwischen der Nockennut des vorderen
Nut/Mitnehmer-Satzes
und der Nockennut des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes einer der drei
Nut/Mitnehmer-Gruppen ist unterschiedlich gegenüber der zwischen der Nockennut
des vorderen Nut/Mitnehmer-Satzes und der Nockennut des hinteren
Nut/Mitnehmer-Satzes einer anderen der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen.
-
Die
Anordnung der sechs Nockennuten (C17) hängt davon ab, welche der vier
vorstehend genannten Bedingungen (A) bis (D) angewendet werden soll.
-
23 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem die drei Nockennuten C17f1, C17f2
und C17f3 der vorderen Nut-Gruppe in Um fangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in
regelmäßigen Abständen (Abstände von
120°) und
auch die Nockennuten C17r1, C17r2 und C17r3 in Umfangsrichtung des
Nocken/Gewinderings 12 in regelmäßigen Abständen (Abstände von 120°) voneinander angeordnet sind.
Zudem sind der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand
zwischen den Nockennuten C17f1 und C17r1 der ersten Nut/Mitnehmer-Gruppe,
der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen den
Nockennuten C17f2 und C17r2 der zweiten Nut/Mitnehmer-Gruppe und
der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen den
Nockennuten C17f3 und C17r3 in der dritten Nut/Mitnehmer-Gruppe
verschieden voneinander.
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24 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Nockenmechanismus, in dem die drei Nockennuten C17f1, C17f2
und C17f3 der vorderen Nut-Gruppe in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in
regelmäßigen Abständen voneinander
(Abstände
von 120°)
angeordnet sind und auch die Nockennuten C17r1, C17r2 und C17r3
der hinteren Nut-Gruppe in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in
regelmäßigen Abständen (Abstände von
120°) voneinander
angeordnet sind. Zudem sind der in Richtung der optischen Achse
gemessene Abstand zwischen den Nockennuten C17f1 und C17r1 der ersten
Nut/Mitnehmer-Gruppe,
der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen den
Nockennuten C17f2 und C17r2 der zweiten Nut/Mitnehmer-Gruppe und
der in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen den
Nockennuten C17f3 und C17r3 der dritten Nut/Mitnehmer-Gruppe verschieden
voneinander. Außerdem sind
die Breiten der Nockennuten C17f1 und C17r1 verschieden voneinander.
Entsprechend sind die Breiten der Nockennuten C17f2 und C17r2 und
auch die Breiten der Nockennuten C17f3 und C17r3 jeweils verschieden
voneinander. Schließlich
ist die Breite der vorderen Nockennut C17f2 der zweiten Nut/Mitnehmer-Gruppe
kleiner als die Breite der hinteren Nockennut C17r2 der zweiten
Nut/Mitnehmer-Gruppe, während
die Breite der vorderen Nockennut C17f3 der dritten Nut/Mitnehmer-Gruppe kleiner
als die Breite der hinteren Nockennut C17r3 der dritten Nut/Mitnehmer-Gruppe.
Die Breite der vorderen Nockennut C17f1 der ersten Nut/Mitnehmer-Gruppe
ist größer als
die Breite der hinteren Nockennut C17r1 der ersten Nut/Mitnehmer-Gruppe. Die
Breitenbeziehung zwi schen der vorderen und der hinteren Nockennut
in einer der drei Nut/Mitnehmer-Gruppen
ist demnach umgekehrt zu der Breitenbeziehung zwischen der vorderen
und der hinteren Nockennut und einer der beiden verbleibenden Nut/Mitnehmer-Gruppen.
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In
den 25A und 25B ist
ein Vergleichsbeispiel für
einen Nockenmechanismus gezeigt, in dem zwei Nut/Mitnehmer-Gruppen
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 in unterschiedlichen
Positionen, d. h. versetzt zueinander angeordnet sind, in dem der
in Richtung der optischen Achse gemessene Abstand zwischen dem vorderen
Nut/Mitnehmer-Satz und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz einer der beiden
Nut/Mitnehmer-Gruppen identisch zu dem zwischen dem vorderen Nut/Mitnehmer-Satz
und dem hinteren Nut/Mitnehmer-Satz der anderen Nut/Mitnehmer-Gruppe
ist, und in dem der in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen
den beiden vorderen Nut/Mitnehmer-Sätzen der beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen identisch
zu dem zwischen den beiden hinteren Nut/Mitnehmer-Sätzen der
beiden Nut/Mitnehmer-Gruppen ist. Selbst wenn in diesem Vergleichsbeispiel
die Positionen des vorderen und des hinteren Nut/Mitnehmer-Satzes
in Umfangsrichtung des Nocken/Gewinderings 12 relativ zueinander
versetzt sind, sind die beiden Mitnehmer jeder Nut/Mitnehmer-Gruppe
(vorderer und hinterer Mitnehmer C17f1, C17r1 oder C17f2, C17r2)
gleichzeitig an dem Schnittpunkt der beiden Nockennuten C17f1 und C17f2
bzw. dem Schnittpunkt der beiden Nockennuten C17r1 und C17r2 angeordnet.
Dies kann dazu führen,
dass sich der jeweilige Mitnehmer 17c aus der ihm zugeordneten
Nockennut C17 löst.
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Mit
den oben beschriebenen Konstruktionen, durch die verhindert werden
soll, dass der jeweilige Mitnehmer 17c, der in die ihm
zugeordnete Nockennut C17 greift, unbeabsichtigt an einem Schnittpunkt zwischen
der ihm zugeordneten Nockennut und einer anderen Nockennut in letztere
gelangt, ist es möglich,
einen Varioobjektivtubus mit einem Nockenring zu entwerfen, auf
dem einander schneidende Nockennuten ausgebildet sind und diese
Nockennuten jeweils auf der Innenumfangsfläche des Nockenrings eine ausreichende
Länge haben.
Der Neigungswinkel der jeweiligen Nockennut C17 kann so vergleichsweise
flach gehalten werden, was zu einer Verringerung des Durchmessers
des Varioobjektivtubus 10 führt und eine sanfte Zoomoperation
ermöglicht.
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Die
Erfindung ist nicht nur auf einen Varioobjektivtubus wie den oben
beschriebenen Tubus 10 anwendbar, sondern auch auf einen
beliebig anderen Varioobjektivtubus, der einen Nockenring und einen Linsenhaltering
aufweist, unabhängig
davon, ob der Nockenring ein Gewinde (Schneckengang) entsprechend
dem Außengewinde 12a des
Nocken/Gewinderings 12 umfasst.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
sind die Nockennuten an dem Nocken/Gewindering 12 und die
ihnen zugeordneten Mitnehmer an dem zweiten Verstellring 17 ausgebildet.
Die Nockennuten und die ihnen zugeordneten Mitnehmer können natürlich auch
an einem dem Nocken/Gewindering 12 entsprechenden Ringelement
bzw. einem dem zweiten Verstellring 17 entsprechenden Ringelement
ausgebildet sein.