DE102006054176A1

DE102006054176A1 - Kurvengetriebe für einen Objektivtubus

Info

Publication number: DE102006054176A1
Application number: DE102006054176A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Ishizuka
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JP5202802B2; JP2007139964A; GB0622893D0; KR20070052223A; GB2432429B; CN1967306A; TW200736688A; US20070109670A1; US20100232036A1; GB2432429A; US8027102B2; CN1967306B

Abstract

Beschrieben ist ein Kurvengetriebe für einen Objektivtubus, umfassend einen Kurvenring und eine bewegbare Fassung, die mindestens ein optisches Element einer Optik hält, wobei die Fassung durch Drehen des Kurvenrings infolge des Ineinandergreifens mindestens einer an dem Kurvenring ausgebildeten Kurvennut und mindestens eines zugehörigen, an der Fassung ausgebildeten Kurveneingriffsgliedes längs der optischen Achse der Optik bewegt wird, die Kurvennut zwei schräge Seitenflächen und eine Bodenfläche aufweist, welche die beiden schrägen Seitenflächen miteinander verbindet und im Querschnitt senkrecht zur Richtung einer den Nutverlauf festlegender Referenzkurvenbahn eine Breite aufweist, die in Richtung der Nuttiefe abnimmt, und der Kurvenring an mindestens einer seiner entgegengesetzten Endflächen mindestens einen einseitigen Kurvenabschnitt aufweist, der so ausgebildet ist, dass der stetige Verlauf der Referenzkurvenbahn längs des einseitigen Kurvenabschnittes erhalten bleibt und zugleich zumindest ein Teil derjenigen der beiden Seitenflächen, die dichter an dem in Richtung der optischen Achse der Kurvennut näheren Ende des Kurvenrings angeordnet ist, an dem einseitigen Kurvenabschnitt fehlt, während die andere Seitenfläche erhalten bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe mit einem Kurvenring, das in einem ausfahrbaren Objektivtubus, z.B. einem Zoomobjektiv, verwendet wird, um einen geradlinig bewegbaren Ring durch Drehen des Kurvenrings aus- und einzufahren.
Die Miniaturisierung von Objektivtuben, die in optischen Geräten, z.B. Kameras, eingesetzt werden, wird immer wichtiger. In einfahrbaren Objektivtuben, z.B. Zoomobjektivtuben, die durch Drehen eines Kurven- oder Nockenrings aus- und eingefahren werden, ist es wünschenswert, die Länge des Kurvenrings zu reduzieren und zugleich für einen ausreichenden Bewegungsbereich für die einzelnen bewegbaren Linsengruppen in Richtung der optischen Achse zu sorgen (vgl. z.B. JP 2004-085932).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurvengetriebe für einen Objektivtubus anzugeben, das es ermöglicht, den Kurvenring axial zu verkürzen und da bei den erforderlichen Bewegungsbereich einer Linsengruppe und/oder anderer geradlinig bewegbarer Elemente sicherzustellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei Verwendung eines Kurvenrings mit mindestens einer Kurvennut, die zwei schräge Seitenflächen und eine Bodenfläche, welche die beiden Seitenflächen miteinander verbindet, aufweist und deren Breite in Richtung der Nuttiefe abnimmt, ein Kurveneingriffsglied, das sich in Eingriff mit der Kurvennut des Kurvenrings befindet, auch dann geeignet längs der Kurvennut geführt werden kann, wenn eine der beiden Seitenflächen ganz oder zum Teil fehlt, d.h. ausgespart ist.

Die Erfindung ermöglicht eine Verkürzung des Kurvenrings und gewährleistet zugleich, dass ein ausreichender Bewegungsspielraum für eine Linsengruppe und/oder andere geradlinig bewegbare Elemente zur Verfügung steht.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren im Einzelnen beschrieben. Darin zeigen:

1 einen Längsschnitt eines einfahrbaren Zoomobjektivs, das ein erstes Ausführungsbeispiel darstellt und im vollständig eingefahrenen Zustand dargestellt ist;

2 einen Längsschnitt des Zoomobjektivs nach 1, das sich in einem aufnahmebereiten Zustand in der Weitwinkelgrenzeinstellung befindet;

3 einen Längsschnitt des Zoomobjektivs nach 1, das sich in einem aufnahmebereiten Zustand in der Telegrenzeinstellung befindet;

4 eine abgewickelte Darstellung eines in den 1 bis 3 gezeigten Kurvenrings, wobei innere Kurvennuten zum Bewegen der zweiten Linsengruppe des Zoomobjektivs mit gestrichelten Linien dargestellt sind;

5 einen Querschnitt längs der Linie V-V nach 4;

6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI nach 4;

7 eine abgewickelte Darstellung einer in den 1 bis 3 gezeigten Verstellfassung;

8 eine abgewickelte Darstellung des Kurvenrings und Verstellfassung, wobei deren Anordnung zueinander im eingefahrenen Zustand des Zoomobjektivs gezeigt ist;

9 eine abgewickelte Darstellung des Kurvenrings und Verstellfassung, wobei deren Anordnung zueinander im aufnahmebereiten Zustand des Zoomobjektivs in der Weitwinkelgrenzeinstellung gezeigt ist;

10 eine abgewickelte Darstellung des Kurvenrings und der Verstellfassung, wobei deren Anordnung zueinander im aufnahmebereiten Zustand des Zoomobjektivs in der Telegrenzeinstellung gezeigt ist;

11 einen Längsschnitt eines einfahrbaren Zoomobjektivs, das ein zweites Ausführungsbeispiel bildet und im eingefahrenen Zustand dargestellt ist;

12 einen Längsschnitt des in 11 gezeigten Zoomobjektivs, das sich in einem aufnahmebereiten Zustand in der Weitwinkelgrenzeinstellung befindet;

13 einen Längsschnitt des in 11 gezeigten Zoomobjektivs, das sich im aufnahmebereiten Zustand in der Telegrenzeinstellung befindet;

14 eine abgewickelte Darstellung eines in den 11 bis 13 gezeigten Kurvenrings, wobei an dem Kurvenring ausgebildete innere Kurvennuten, die zum Bewegen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe des Zoomobjektivs dienen, sowie Kurveneingriffsglieder, die zum Bewegen einer in den 11 bis 13 gezeigten Verstellfassung dienen, mit gestrichelten Linien dargestellt sind;

15 einen Querschnitt längs der Linie XV-XV nach 14;

16 einen Querschnitt längs der Linie XVI-XVI nach 14;

17 eine abgewickelte Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Kurvenrings, der den Kurvenringen nach den 4 und 14 entspricht und bei dem das vordere und das hinteren Ringende ausgespart sind;

18 einen Querschnitt längs der Linie XVIII-XVIII nach 17;

19 einen Querschnitt längs der Linie XIX-XIX nach 17;

20 einen Querschnitt längs der Linie XX-XX nach 17;

21 einen Querschnitt längs der Linie XI-XI nach 17 und

22 einen Längsschnitt eines Teils des in den 1 bis 3 dargestellten Zoomobjektivs, der die relative Anordnung zwischen einem Kurveneingriffsglied der zum Bewegen der zweiten Linsengruppe bestimmten Verstellfassung und einer geneigten Haltefläche zeigt, die an einem in den 1 bis 3 gezeigten zweiten Geradführungsring ausgebildet ist, in einem Zustand, in dem sich das Kurveneingriffsglied in dem einseitigen Kurvenabschnitt des Zoom-Abschnittes der zugehörigen inneren Kurvennut befindet, die an dem Kurvenring ausgebildet ist.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die 1 bis 10 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kurvengetriebes (Kurven- oder Nockenmechanismus) eines Zoom- oder Varioob jektivs (Zoomobjektivtubus) nach der Erfindung. Die Erfindung betrifft in diesem Ausführungsbeispiel vornehmlich einen drehangetriebenen Kurven- oder Nockenring 11 des Zoomobjektivs sowie eine Fassung (geradlinig bewegbare Ring/bewegbare Fassung) 12 des Zoomobjektivs, die zum Bewegen einer zweiten Linsengruppe L2 über die Drehbewegung des Kurvenrings 11 geradlinig, jedoch ohne zu rotieren, d.h. verdrehfest, bewegt wird. Die Fassung 12 wird im Folgenden als Verstellfassung bezeichnet. Der übrige Aufbau des Zoomobjektivs, der keinen besonderen Bezug zur vorliegenden Erfindung hat, wird im Weiteren nur kurz beschrieben.
Das Zoomobjektiv 100 ist in einer digitalen Kamera eingebaut. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Zoomobjektiv 100 in einem nicht gezeigten Kamerakörper aufgenommen, d.h. vollständig eingefahren ist. Dagegen zeigt 2 einen aufnahmebereiten Zustand des Zoomobjektivs 100 in der Weitwinkelgrenzeinstellung. 3 zeigt einen aufnahmebereiten Zustand des Zoomobjektivs 100 in der Telegrenzeinstellung.
Das Zoomobjektiv 100 hat eine Aufnahmeoptik mit einer ersten Linsengruppe L1, einem Verschluss S, einer einstellbaren Blende A, der schon vorher genannten zweiten Linsengruppe L2, einer dritten Linsengruppe L3, einem Tiefpassfilter (optisches Filter) 18 und einem CCD-Bildsensor 20. In einem aufnahmebereiten Zustand des Zoomobjektivs 100 befinden sich diese optischen Elemente auf einer optischen Aufnahmeachse Z, im Folgenden einfach als optische Achse bezeichnet. Die erste Linsengruppe L1 und die zweite Linsengruppe L2 werden in vorbestimmter Weise längs der optischen Achse Z bewegt, um eine Zoomoperation, d.h. eine Brennweitenänderung, durchzuführen. Dagegen wird die dritte Linsengruppe L3 längs der optischen Achse Z angetrieben, um eine Fokussierung vorzunehmen.
Im Folgenden ist mit dem Begriff „in Richtung der optischen Achse" eine Richtung parallel zur optischen Achse Z gemeint, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes ausgeführt ist. Außerdem ist im Folgenden mit „vorwärts" oder „rückwärts" bzw. einem entsprechenden Begriff eine Richtung längs der optischen Achse Z gemeint. So ist die Objektseite (in den 1 bis 3 die linke Seite) als „vorwärts" und die Bildseite (in den 1 bis 3 die rechte Seite) als „rückwärts" definiert.
Das Zoomobjektiv 100 hat einen ortsfesten Tubus 16, der in dem Kamerakörper befestigt ist. Das Zoomobjektiv 100 hat am hinteren Ende des ortsfesten Tubus 16 eine CCD-Trägerplatte 17. Die CCD-Trägerplatte 17 hält den Bildsensor 20. Das Filter 18 ist von der CCD-Trägerplatte 17 über ein ringförmiges, staubbeständiges Dichtungselement 19 vor dem CCD-Bildsensor 20 gehalten.
Das Zoomobjektiv 100 hat unmittelbar über dem ortsfesten Tubus 16 ein nicht gezeigtes Zoomzahnrad, das von dem Tubus 16 gehalten ist. Der Tubus 16 hat an seiner Innenumfangsfläche ein Innenmehrfachgewinde 16a. Die Gewindegänge des Innenmehrfachgewindes 16a verlaufen in eine Richtung, die sowohl gegenüber der optischen Achse als auch der Umfangsrichtung des Tubus 16 geneigt ist.
Das Zoomobjektiv 100 hat innerhalb des ortsfesten Tubus 16 einen Mehrfachgewindering 15. Der Mehrfachgewindering 15 hat an seiner Außenumfangsfläche ein Außenmehrfachgewinde 15a, das sich in Eingriff mit dem Innenmehrfachgewinde 16a des ortsfesten Tubus 16 befindet. Wird die Drehbewegung von dem Zoomzahnrad auf den Mehrfachgewindering 15 übertragen, so bewegt sich letzterer drehend in Richtung der optischen Achse vorwärts oder rückwärts. Bewegt sich der Mehrfachgewindering 15 bezüglich des ortsfesten Tubus 16 über einen vorbestimmten Punkt hinaus, so dreht er sich relativ zu dem Tubus 16, ohne sich in Richtung der optischen Achse zu bewegen. Wie aus den 1 bis 3 hervorgeht, ist das Zoomobjektiv 100 ein teleskopartiges Objektiv mit drei äußeren ineinander schiebbaren Tuben, nämlich einem ersten äußeren Tubus 41, einem zweiten äußeren Tubus 42 und einem dritten äußeren Tubus 43, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Der erste äußere Tubus 41 befindet sich vor dem Mehrfachgewindering 15 und rotiert mit diesem einstückig, d.h. als Einheit.
Der erste äußere Tubus 41 hat an seiner Innenumfangsfläche drei Drehübertragungsnuten 41a (vgl. 1), die parallel zur optischen Achse Z liegen. Der Objektivtubus 100 hat innerhalb des ersten äußeren Tubus 41 und des Mehrfachgewinderings 15, die einstückig rotieren, einen Geradführungsring 13. Der Geradführungsring 13 wird in Richtung der optischen Achse geradegeführt, ohne sich relativ zu dem ortsfesten Tubus 16 zu drehen. Der erste äußere Tubus 41 und der Mehrfachgewindering 15 sind so an dem Geradführungsring 13 gekoppelt, dass sie sich relativ zu diesem drehen können.
Der Geradführungsring 13 hat drei Rollenführungs-Durchgangsschlitze 13a, die den Geradführungsring 13 zwischen seiner Innen- und Außenumfangsfläche radial durchsetzen. Jeder Durchgangsschlitz 13a hat an seinem in Richtung der optischen Achse vorderen und hinteren Ende einen vorderen Umfangsabschnitt bzw. einen hinteren Umfangsabschnitt. Ferner hat jeder Durchgangsschlitz 13a einen geneigten Steigungsabschnitt, der den vorderen Umfangsabschnitt mit dem hinteren Umfangsabschnitt verbindet. Der vordere Umfangsabschnitt und der hintere Umfangsabschnitt des je weiligen Durchgangsschlitzes 13a verlaufen parallel zueinander in Umfangsrichtung des Geradführungsrings 13.
Innerhalb des Geradführungsrings 13 des Zoomobjektivs 100 befindet sich der Kurvenring 11. Die vordere und die hintere Endfläche des Kurvenrings 11 liegen senkrecht zur optischen Achse Z. Drei Rolleneingriffsglieder 26, die an der Außenumfangsfläche des Kurvenrings 11 befestigt sind, greifen in die ihnen zugeordneten drei Durchgangsschlitze 13a. Ferner greifen die drei Rolleneingriffsglieder 26 mit ihren radial äußeren Enden durch die drei Durchgangsschlitze 13a hindurch in die zugehörigen drei Drehübertragungsnuten 41a des ersten äußeren Tubus 41.
Der oben beschriebene Aufbau macht die Bewegungen des Kurvenrings 11, des Geradführungsrings 13, des ersten äußeren Tubus 41 und des Mehrfachgewinderings 15 relativ zu dem ortsfesten Tubus 16 deutlich. Wird das oben genannte Zoomzahnrad in dem in 1 gezeigten eingefahrenen Zustand des Zoomobjektivs 100 in Tubusausfahrrichtung gedreht, so wird dadurch der Mehrfachgewindering 15 in Folge des Eingriffs zwischen dem Innenmehrfachgewinde 16a und dem Außenmehrfachgewinde 15a rotierend vorwärts bewegt. Diese Drehbewegung des Mehrfachgewinderings 15 bewirkt, dass sich der erste Tubus 41 zusammen mit dem Mehrfachgewindering 15 vorwärts bewegt und gleichzeitig mit dem Mehrfachgewindering 15 dreht und dass der Geradführungsring 13 zusammen mit dem Mehrfachgewindering 15 und dem ersten Tubus 41 vorwärts bewegt wird.
Die Drehbewegung des ersten Tubus 41 wird über die drei Drehübertragungsnuten 41a und die drei Rolleneingriffsglieder 26 auf den Kurvenring 11 übertragen. Da die drei Rolleneingriffsglieder 26 zudem in die ihnen zugeordneten drei Durchgangsschlitze 13a greifen, bewegt sich der Kurvenring 11 entsprechend der Form oder Linienführung der oben genannten schrägen Steigungsabschnitte der drei Durchgangsschlitze 13a vorwärts und dreht sich dabei relativ zu dem Geradführungsring 13. Da sich der Geradführungsring 13 zusammen mit dem ersten Tubus 41 und dem Mehrfachgewindering 15 in oben beschriebener Weise selbst auch vorwärts bewegt, bewegt sich der Kurvenring 11 in Richtung der optischen Achse um eine Bewegungsstrecke vorwärts, die der Summe zweier Bewegungsstrecken entspricht, nämlich der Strecke der vorwärts gerichteten Bewegung des Kurvenrings 11 relativ zu dem Geradführungsring 13 in Folge des Eingriffs der drei Rolleneingriffsglieder 26 in die schrägen Steigungsabschnitte der drei Durchgangsschlitze 13a und der Strecke der vorwärts gerichteten Bewegung des Geradführungsrings 13 relativ zu dem ortsfesten Tubus 16.
Durch Drehen des Zoomzahnrads in Tubuseinfahrrichtung werden der Kurvenring 11, der Geradführungsring 13, der erste äußere Tubus 41 und der Mehrfachgewindering 15 umgekehrt zu dem oben beschriebenen Ausfahrbetrieb angetrieben. Bei diesem umgekehrten Betrieb werden der Kurvenring 11, der Geradführungsring 13, der erste äußere Tubus 41 und der Mehrfachgewindering 15 in ihre jeweiligen eingefahrenen Stellungen nach 1 zurückgezogen, indem der Mehrfachgewindering 15 gedreht wird, bis die drei Rolleneingriffsglieder 26 in die oben genannten hinteren Umfangsabschnitte der drei zugehörigen Durchgangsschlitze 13 eintreten.
Im Folgenden wird der Aufbau derjenigen Elemente des Zoomobjektivs 100 beschrieben, die über den Kurvenring 11 angetrieben werden.
Der Geradführungsring 13 hat an seiner Innenumfangsfläche erste Geradführungsnuten 13b (vgl. 2) und zweite Geradführungsnuten 13c (vgl. 1), die in verschiedenen Umfangspositionen, d.h. in Umfangsrichtung versetzt zueinander, ausgebildet sind und parallel zur optischen Achse Z verlaufen. Innerhalb des Geradführungsrings 13 des Zoomobjektivs 100 befindet sich eine der zweiten Linsengruppe L2 zugeordnete Geradführungsplatte 10. Die Geradführungsplatte 10 hat an ihrem äußeren Rand Geradführungsvorsprünge 10a, die radial nach außen abstehen und verschiebbar in die zugehörigen ersten Geradführungsnuten 13b des Geradführungsrings 13 greifen (vgl. 2). Der zweite äußere Tubus 42, der innerhalb des ersten Geradführungsrings 13 angeordnet ist, hat an seiner Außenumfangsfläche an seinem distalen Ende Geradführungsvorsprünge 42a, die radial nach außen abstehen und verschiebbar in die zughörigen zweiten Geradführungsnuten 13c des Geradführungsring 13 greifen. Demnach sind sowohl der zweite Tubus 42 als auch die Geradführungsplatte 10 über den Geradführungsring 13 verdrehfest in Richtung der optischen Achse gerade geführt.
Die Geradführungsplatte 10 ist so mit dem Kurvenring 11 gekoppelt, dass sie relativ zu diesem drehbar und auch in Richtung der optischen Achse bewegbar ist. Die Geradführungsplatte 10 führt die Verstellfassung (geradlinig bewegbare Fassung) 12 geradlinig und verdrehfest in Richtung der optischen Achse. Die zweite Verstellfassung 12 hat an ihrer Außenumfangsfläche mehrere Kurveneingriffsglieder (Mitnehmer) 12a, die in zugehörige innere Kurven- oder Nockennuten greifen, die an der Innenumfangsfläche des Kurvenrings 11 ausgebildet sind, um die zweite Linsengruppe L2 zu führen. Da die Verstellfassung 12 über die Geradführungsplatte 10 geradlinig und verdrehfest in Richtung der optischen Achse geführt ist, bewegt sich die Verstellfassung 12 entsprechend der Form o der Linienführung der inneren Kurvennuten 11a des Kurvenrings 11 in vorbestimmter Weise in Richtung der optischen Achse.
Innerhalb der zweiten Verstellfassung 12 befindet sich eine Linsenfassung (radial zurückziehbare Linsenfassung) 45, welche die zweite Linsengruppe L2 hält und im Folgenden als zweite Linsenfassung bezeichnet wird. Die zweite Linsenfassung 45 ist an der Verstellfassung 12 schwenkbar so gelagert, dass sie zwischen einer in den 2 und 3 gezeigten Aufnahmestellung, in der die optische Achse der zweiten Linsengruppe L2 mit der optischen Achse Z zusammenfällt, und einer in 1 gezeigten, aus der optischen Achse Z radial zurückgezogenen Position schwenkbar ist, in der die optische Achse der zweiten Linsengruppe L2 oberhalb der optischen Achse Z liegt. Die zweite Linsenfassung 45 bewegt sich mit der Verstellfassung 12 als Einheit in Richtung der optischen Achse.
Der dritte äußere Tubus 43 ist zwischen dem zweiten äußeren Tubus 42 und dem Kurvenring 11 angeordnet. Der dritte Tubus 43 wird mit Drehen des Kurvenrings 11 in vorbestimmter Weise in Richtung der optischen Achse vorwärts und rückwärts bewegt. Innerhalb des dritten Tubus 43 befindet sich eine Linsenfassung 44, die an dem Tubus 43 gehalten ist und im Folgenden als erste Linsenfassung bezeichnet wird. Die erste Linsengruppe L1 ist an der ersten Linsenfassung 44 gehalten.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Zoomobjektivs 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert.
In dem in 1 gezeigten eingefahrenen Zustand ist das Zoomobjektiv 100 vollständig in dem Kamerakörper aufgenommen. Wird der Hauptschalter der digitalen Kamera, in der das Zoomobjektiv 100 eingebaut ist, eingeschaltet, so wird das Zoomzahnrad durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung wie einen Zoommotor in Tubusausfahrrichtung angetrieben. Durch das Drehen des Zoomzahnrads wird die Kombination aus Mehrfachgwindering 15 und erstem Tubus 41 in Folge des Ineinandergreifens des Innengewindes 16a und des Außengewindes 15a rotierend vorwärts bewegt. Außerdem wird dadurch der Geradführungsring 13 zusammen mit dem Mehrfachgewindering 15 und dem ersten Tubus 41 nichtdrehend geradlinig vorwärts bewegt. Dabei bewegt sich der Kurvenring 11, der durch das Drehen des ersten Tubus 41 rotiert, vorwärts in Richtung der optischen Achse.
Das Drehen des Kurvenrings 11 bewirkt, dass sich die Verstellfassung 12, die innerhalb des Kurvenrings 11 angeordnet ist, in Folge des Ineinandergreifens eines aus drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 12a1 bestehenden Eingriffsgliedersatzes und eines aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 bestehenden Nutensatzes sowie in Folge des Ineinandergreifens eines aus drei hinteren Kurveneingriffgliedern 12a2 bestehenden Eingriffsgliedersatzes und eines aus drei hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 bestehenden Nutensatzes in vorbestimmter Weise in Richtung der optischen Achse bezüglich des Kurvenrings 11 bewegt. Dabei dreht sich die zweite Linsenfassung 45, die sich innerhalb der Verstellfassung 12 befindet, in eine Einsetz- oder Aufnahmestellung, in der die optische Achse der zweiten Linsengruppe L2 mit der optischen Achse Z zusammenfällt. Anschließend bleibt die zweite Linsenfassung 45 in dieser Einsetzstellung gehalten, bis das Zoomobjektiv 100 wieder in dem Kamerakörper eingefahren wird (vgl. 2 und 3). Zudem bewirkt das Drehen des Kurvenrings 11, dass sich der dritte äußere Tubus 43, der um den Kurvenring 11 herum angeordnet und in Richtung der optischen Achse nichtdrehend geradegeführt ist, in Richtung der optischen Achse relativ zu dem Kurven ring 11 infolge des Ineinandergreifens eines aus drei äußeren Kurvennuten 11b bestehenden Nutensatzes und mehreren Kurveneingriffsgliedern 25 in vorbestimmter Weise bewegt. Die drei äußeren Kurvennuten 11b sind an der Außenumfangsfläche des Kurvenrings 11 ausgebildet, während die Kurveneingriffsglieder 25 von dem dritten Tubus 43 radial nach innen stehen.
Mit Ausschalten des Hauptschalters der digitalen Kamera wird das Zoomzahnrad von der Antriebsvorrichtung in Tubuseinfahrrichtung angetrieben. Das Drehen des Zoomzahnrads bewirkt, dass das Zoomobjektiv 100 umgekehrt zu der vorstehend beschriebenen Ausfahroperation betrieben wird, um vollständig in den Kamerakörper eingefahren zu werden, wie in 1 gezeigt ist.
Im Folgenden werden diejenigen Aspekte des Zoomobjektivs 100 beschrieben, die charakteristisch für die vorliegende Erfindung sind. Die inneren Kurvennuten 11a des Kurvenrings 11 sind jeweils als eine mit einem Boden versehene Nut ausgebildet, die im Querschnitt senkrecht zur Nutlängserstreckung abgestumpft trapezförmig ist und eine in Richtung der Nuttiefe abnehmende Breite aufweist. So hat jede innere Kurvennut 11a zwei schräge Seitenflächen 22a, 22b und eine Bodenfläche 22c, welche die beiden schrägen Seitenflächen 22a, 22b miteinander verbindet, wie in 5 gezeigt ist.
Die inneren Kurvennuten 11a sind basierend auf Referenzkurvenbahnen α ausgebildet, die gleiche Form und Größe haben und für die erforderliche Bewegung der Verstellfassung 12 sorgen. Die inneren Kurvennuten 11a bestehen aus zwei Nutensätzen, nämlich einem Satz aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1, die in verschiedenen Umfangspositionen aus gebildet sind, und einem Satz aus drei hinteren, inneren Kurvennuten 11a2, die in verschiedenen Umfangspositionen bezogen auf die optische Achse hinter dem vorstehend genannten vorderen Nutensatz angeordnet sind. Die hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 sind an dem Kurvenring 11 jeweils als unterbrochene Kurvennut ausgebildet (vgl. 4). Die jeweilige Referenzkurvenbahn α repräsentiert die Form jeder Kurvennut des aus den Kurvennuten 11a1 bestehenden Nutensatzes und des aus den Kurvennuten 11a2 bestehenden Nutensatzes. Dabei weist die Referenzkurvenbahn α einen Zoom-Abschnitt und einen Montage/Demontage-Abschnitt auf. Die Referenzkurvenbahn α ist eine gekrümmte Linie, die Punkten der Bodenfläche der jeweiligen Kurvennut 11a1, 11a2 folgt, die in Nutquerrichtung mittig liegen. Der Zoom-Abschnitt dient als Aufnahme- oder Betriebsabschnitt zur Änderung der Brennweite des Zoomobjektivs 100.
Der aus den vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 bestehende Nutensatz und der aus den hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 bestehende Nutensatz dienen dazu, eine der Linsengruppen (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Linsengruppe L2) anzutreiben, die sich bei der Brennweitenänderung des Zoomobjektivs 100 als Einheit bewegt. Die drei vorderen Kurvennuten 11a1 sind Nuten, die den Referenzkurvenbahnen α gleicher Form und Größe folgen. Auch die drei hinteren Kurvennuten 11a2 sind Nuten, die den Referenzkurvenbahnen α gleicher Form und Größe folgen. Jede Referenzkurvenbahn α kann grob in vier Abschnitte α1 bis α4 unterteilt werden. Der erste Abschnitt α1 erstreckt sich in Richtung der optischen Achse und ist bezogen auf die optische Achse am vorderen Ende der Referenzkurvenbahn α angeordnet. Der zweite Abschnitt α2 erstreckt sich von einem ersten Wendepunkt αa, der sich am hinteren Ende des ersten Abschnittes α1 befindet, zu einem zweiten Wendepunkt am, der sich bezogen auf die optische Achse hinter dem ersten Wendepunkt αh befindet. Der dritte Abschnitt α3 erstreckt sich von dem zweiten Wendepunkt am zu einem dritten Wendepunkt an, der sich bezogen auf die optische Achse vor dem zweiten Wendepunkt am befindet. Der vierte Abschnitt α4 schließt an den vierten Wendepunkt an an.
Dabei erstrecken sich die vorderen Kurvennuten 11a1 jeweils nicht über die gesamte zugehörige Referenzkurvenbahn. Auch die hinteren Kurvennuten 11a2 erstrecken sich jeweils nicht über die gesamte zugehörige Referenzkurvenbahn α. Der Bereich der jeweiligen vorderen Kurvennut 11a1, der in der zugehörigen Referenzkurvenbahn α enthalten ist, unterscheidet sich von dem Bereich der jeweiligen hinteren Kurvennut 11a2, der in der zugehörigen Referenzkurvenbahn α enthalten ist.
Wie in 4 gezeigt, ist jede vordere Kurvennut 11a1 in der Nähe des vordern Endes des Kurvenrings 11 so ausgebildet, dass ihr der gesamte erste Abschnitt α1 sowie ein Teil des zweiten Abschnittes α2 fehlt. außerdem ist sie so ausgebildet, dass sie an einem Zwischenpunkt des zweiten Abschnittes α2 eine vordere Endöffnung R1 aufweist, die an der vorderen Endfläche des Kurvenrings 11 offen steht. Dagegen ist jede hintere Kurvennut 11a2 in der Nähe des hinteren Endes des Kurvenrings 11 so ausgebildet, dass ihr aneinander grenzende Teile des zweiten Abschnittes α2 und des dritten Abschnittes α3 beiderseits des zweiten Wendepunktes an fehlen. Außerdem ist jede hintere Kurvennut 11a2 so ausgebildet, dass sie eine vordere Endöffnung R4 am vorderen Ende des ersten Abschnittes α1 aufweist, die an der vorderen Endfläche des Kurvenrings 11 offen steht.
Wie in 7 gezeigt, bestehen die Kurveneingriffsglieder 12a der Verstellfassung 12 aus einem Satz aus drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 12a1, die in verschiedenen Umfangspositionen angeordnet sind, und einem Satz aus drei hinteren Kurveneingriffsgliedern 12a2, die in verschiedenen Umfangspositionen bezogen auf die optische Achse hinter den drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 12a1 angeordnet sind. Die drei vorderen Kurveneingriffsglieder 12a1 und die drei hinteren Kurveneingriffsglieder 12a sind im Querschnitt entsprechend den drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 bzw. den drei hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 ausgebildet. Der Raum zwischen den drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 12a1 und den drei hinteren Kurveneingriffsgliedern 12a2 in Richtung der optischen Achse ist so festgelegt, dass die drei vorderen Kurveneingriffsglieder 12a1 in die zugehörigen drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 und die drei hinteren Kurveneingriffsglieder 12a2 in die zugehörigen drei hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 greifen.
Jede vordere, innere Kurvennut 11a1 hat einen einseitigen Kurvenabschnitt X1 (vgl. 4, 8 und 10), der einen Teil des Zoom-Abschnittes, d.h. des zweiten Abschnittes α2 und des dritten Abschnittes α3, bildet. Diesem einseitigen Kurvenabschnitt X1 der jeweiligen vorderen Kurvennut 11a1 fehlt ein hinterer Teil des Kurvenrings 11 derart, dass die Kontinuität der zugehörigen Referenzkurvenbahn α erhalten bleibt und so die schräge Seitenfläche 22a und die Bodenfläche 22c in diesem einseitigen Kurvenabschnitt X1 verbleiben (vgl. 6). In dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 fehlt ein umso größerer Teil der schrägen Seitenfläche 22b, je näher die Referenzkurvenbahn α der vorderen Kurvennut 11a1 dem zweiten Wendepunkt am kommt. In der Nähe des zweiten Wendepunktes am fehlt die schräge Seitenfläche 22b ganz.
Der Kopf, d.h. der radial äußere Endabschnitt des jeweiligen vorderen Kurveneingriffsglieds 12a1 ist auch dann an der Bodenfläche 22c der zu gehörigen vorderen, inneren Kurvennut 11a1 gehalten (und damit daran gehindert, sich in radialer Richtung aus dieser zu lösen), wenn sich das Kurveneingriffsglied 12a1 in dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 befindet. Somit wird die radiale Position der Verstellfassung 12 nicht unstabil und die Zuverlässigkeit, mit der die Verstellfassung 12 arbeitet, nicht beeinträchtigt.
Das Zoomobjektiv 100 hat eine Zugfeder 14, die zwischen der ersten Linsenfassung 44 und der Verstellfassung 12 gespannt ist (vgl. 2 und 3). Indem die Zugfeder 14 die erste Linsenfassung 44 und die Verstellfassung 12 aufeinander zieht, werden der Kurvenring 11 und die Verstellfassung 12 so vorgespannt bzw. in Richtungen zueinander bewegt, dass jedes Kurveneingriffsglied 12a die schräge Seitenfläche 22a der zugehörigen inneren Kurvennut 11a kontaktiert. Somit bleibt jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 zuverlässig in Kontakt mit der Seitenfläche 22a der zugehörigen vorderen, inneren Kurvennut 11a1, selbst wenn es sich in dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 befindet.
Die Geradführungsplatte 10 hat ferner drei schräge Halteflächen 10b (vgl. 1, 3 und 22). Die drei schrägen Halteflächen 10b sind in Entsprechung zu den fehlenden Abschnitten der schrägen Seitenflächen 22b der der vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 angeordnet, wenn die drei vorderen Kurveneingriffsglieder 12a1 durch die einseitigen Kurvenabschnitte X1 der drei vorderen Kurvennuten 11a1 laufen. Diese Anordnung der drei schrägen Halteflächen 10b verhindert, dass das jeweilige Kurveneingriffsglied 12a von der zugehörigen Referenzkurvenbahn α abweicht, wenn ein Stoß oder Schlag auf das Zoomobjektiv 100 einwirkt.
8 zeigt, wie die inneren Kurvennuten 11a und die Kurveneingriffsglieder 12a zueinander angeordnet sind, wenn sich das Zoomobjektiv 100 in dem in 1 gezeigten vollständig eingefahrenen Zustand befindet. Im vollständig eingefahrenen Zustand des Zoomobjektivs 100 befindet sich jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 in der zughörigen vorderen, inneren Kurvennut 11a1 nahe deren drittem Wendepunkt an, während sich jedes hintere Kurveneingriffsglied 12a2 in der zugehörigen hinteren, inneren Kurvennut 11a2 nahe deren drittem Wendepunkt an befindet. Jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 und jedes hintere Kurveneingriffsglied 12a2 befindet sich in Eingriff mit der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 bzw. der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2.
Wird der Kurvenring 11 aus dem in Figur gezeigten vollständig eingefahrenen Zustand des Zoomobjektivs 100 in Tubusausfahrrichtung (in 8 nach oben) gedreht, so wird dadurch jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 und jedes hintere Kurveneingriffsglied 12a2 durch die zugehörige vordere Kurvennut 12a1 bzw. die zugehörige hintere Kurvennut 12a2 in Richtung der optischen Achse rückwärts bewegt und so auf dem dritten Abschnitt α3 in Richtung des zweiten Wendepunktes am bewegt. Mitten in dieser Bewegung löst sich das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 aus der zugehörigen hintere Kurvennut 11a2 über eine erste hintere Endöffnung R3 dieser Nut, die sich an der hinteren Endfläche des Kurvenrings 11 befindet, da der hinteren Kurvennut 11a2 die aneinander grenzenden Teile des zweiten Abschnittes α2 und des dritten Abschnittes α3 beiderseits des zweiten Wendepunktes am fehlen. Gleichzeitig bleibt jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 in Eingriff mit der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1, da diese einen in Richtung der optischen Achse hinteren Teil aufweist, der dem in Richtung der optischen Achse hinteren, fehlenden oder ausgesparten Teil der hinteren Kurvennut 11a2 entspricht.
Somit bewegen sich sowohl das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 und das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2, ohne von dem zugehörigen Referenzkurvenbahnen α abzuweichen.
Wird der Kurvenring 11 weiter in Tubusausfahrrichtung gedreht, so wird dadurch jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 in die Weitwinkelgrenzposition, d.h. die in 9 gezeigte Position, bewegt und dabei von dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 geführt. Obgleich der Kurvenring 11 und die Verstellfassung 12 nur durch die Anlage des jeweiligen vorderen Kurveneingriffsglieds 12a1 an die schräge Seitenfläche 22a und die Bodenfläche 22c der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 geführt sind, wenn die drei vorderen Kurveneingriffsglieder 12a1 in die einseitigen Kurvenabschnitte X1 der drei vorderen Kurvennuten 11a1 greifen, sind der Kurvenring 11 und die Verstellfassung 12 so geführt, dass sie nicht von dem zugehörigen Referenzkurvenbahnen α abweichen.
9 zeigt, wie die inneren Kurvennuten 11a und die Kurveneingriffsglieder 12a zueinander angeordnet sind, wenn sich das Zoomobjektiv 100 in der in 2 gezeigten Weitwinkelgrenzeinstellung befindet. In diesem Zustand hat sich jedes Kurveneingriffsglied 12a2 aus der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 gelöst, während jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 in Eingriff mit der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 bleibt.
Das Steuern des Drehwinkels des Kurvenrings 11 erfolgt im Allgemeinen so, dass der Zoom-Abschnitt in eine endliche Zahl von Stufen unterteilt wird. Bei dieser Art von Steuerung ist es wünschenswert, dass das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 nicht in einer Position innerhalb des einseitigen Kurvenabschnittes X1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 anhält, um zu vermeiden, dass sich der Kurvenring 11 von der Verstellfassung 12 löst. Vorzugsweise wird deshalb im Vorfeld ein Steuerprogramm eingestellt, das verhindert, das der Kurvenring 11 seine Drehbewegung relativ zu der Verstellfassung 12 stoppt, wenn sich das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 innerhalb des einseitigen Kurvenabschnittes X1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 befindet.
Wird der Kurvenring 11 in dem Zustand, in dem sich das Zoomobjektiv 100 in der Weitwinkelgrenzeinstellung befindet, in Tubusausfahrrichtung gedreht (in 9 nach oben), so wird dadurch jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 in Richtung der optischen Achse vorwärts geführt und so längs des zweiten Abschnittes α2 in Richtung des ersten Abschnittes α1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 bewegt. Infolge dieser Vorwärtsbewegung des jeweiligen vorderen Kurveneingriffsgliedes 12a1 bewegt sich das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2, das gerade aus der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 gelöst ist, längs des zweiten Abschnittes α2 in Richtung des ersten Abschnittes α1 und tritt in eine zweite hintere Endöffnung R2 ein, die an der hinteren Endfläche des Kurvenrings 11 ausgebildet ist, wodurch es wieder in Eingriff mit der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 kommt. Bei diesem Wiedereintritt des jeweiligen hinteren Kurveneingriffsgliedes 12a2 in die zugehörige hintere Kurvennut 11a2 ist das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 und das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 durch die zugehörige vordere Kurvennut 11a1 bzw. die zugehörige hintere Kurvennut 11a2 geführt. Wird der Kurvenring 11 weiter in Tubusausfahrrichtung gedreht, so löst sich das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 über die vordere Endöffnung R1 aus der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1. Gleichzeitig bleibt das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 in Eingriff mit der zugehörigen hintere Kurvennut 11a2. Durch dieses Ineinandergreifen des jeweiligen Kurveneingriffsgliedes 12a und der zugehörigen inneren Kurvennut 11a bewegt sich die Verstellfassung 12 in Richtung der optischen Achse, wenn der Kurvenring 11 gedreht wird.
10 zeigt, wie die inneren Kurvennuten 11a und die Kurveneingriffsglieder 12a zueinander angeordnet sind, wenn sich das Zoomobjektiv 100 in der in 3 gezeigten Telegrenzeinstellung befindet. In diesem Zustand ist zwar jedes vordere Kurveneingriffsglied 12a1 durch die vordere Endöffnung R1 aus der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 gelöst. Dennoch weicht das vordere Kurveneingriffsglied 12a1 nicht von der zugehörigen Referenzkurvenbahn α ab, da das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 in Eingriff mit der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 bleibt.
Wird in dem Zustand, in dem sich das Zoomobjektiv 100 in der Telegrenzeinstellung befindet, der Kurvenring 11 weiter in Tubusausfahrrichtung (in 9 nach oben) gedreht, so tritt dadurch das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 über den ersten Wendepunkt αh in den ersten Abschnitt α1 ein. Gleichzeitig hat sich das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1 aus der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 gelöst. Nur das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2 befindet sich in Eingriff mit einem vorderen Endabschnitt (erster Abschnitt α1) der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2, der sich in Richtung der optischen Achse erstreckt. So kann die Verstellfassung 12 von der Vorderseite des Kurvenrings 11 abgenommen werden, indem sie in Richtung der optischen Achse vorwärts von dem Kurvenring 11 abgezogen wird.
Wie oben beschrieben, weisen die drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 die drei einseitigen Kurvenabschnitte X1 auf. Obgleich die schräge Seitenfläche 22b der vorderen Kurvennut 11a in Richtung der Nut Längserstreckung in dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 der Kurvennut 11a ausgehend vom Nutboden bis zum radial oberen Nutende vollständig fehlt, d.h. ausgespart ist, bewegt sich das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 12a1, das sich in Eingriff mit der zugehörigen vorderen Kurvennut 11a1 befindet, auf der zugehörigen Referenzkurvenbahn α, während es längs der schrägen Seitenfläche 22a und der Bodenfläche 22c der vorderen Kurvennut 11a1 gleitet. Ferner bewegt sich das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 12a2, das sich in Eingriff mit der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 befindet, auf der zugehörigen Referenzkurvenbahn α, während es längs der schrägen Seitenfläche 22a und der Bodenfläche 22c der zugehörigen hinteren Kurvennut 11a2 gleitet. Durch diese Konstruktion kann sich die Verstellfassung 12 um eine vorbestimmte Strecke in Richtung der optischen Achse bewegen. Somit wird eine Verkürzung des Kurvenrings 11 in Richtung der optischen Achse erzielt, ohne hierzu die Bewegungsstrecke der Verstellfassung 12 und damit der zweiten Linsengruppe L2 in Richtung der optischen Achse reduzieren zu müssen.
Die 11 bis 16 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kurvengetriebes für ein Zoomobjektiv 100A. Das Zoomobjektiv 100A hat eine Aufnahmeoptik mit einer ersten Linsengruppe L1, einer zweiten Linsengruppe L2, einem Verschluss S, einer einstellbaren Blende A, einer dritten Linsengruppe L3, einer vierten Linsengruppe L4, eine Tiefpassfilter (optisches Filter) 18 und einem CCD-Bildsensor 20. Der Grundaufbau des Mechanismus zum Ausfahren und Einfahren des Zoomobjektivs 100A ist der gleiche wie der des Zoomobjektivs 100 nach erstem Ausführungsbeispiel.
Wie in 14 gezeigt, hat der Kurvenring 111 des Zoomobjektivs 100A einen Nutensatz aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 111a1, die in verschiedenen Umfangspositionen angeordnet sind und zum Bewegen der zweiten Linsengruppe L2 in Richtung der optischen Achse dienen, und einen Nutensatz aus drei hinteren, inneren Kurvennuten 111a2, die in verschiedenen Umfangspositionen in Richtung der optischen Achse hinter den drei vorderen Kurvennuten 111a1 angeordnet sind und dazu dienen, die dritte Linsengruppe L3 in Richtung der optischen Achse zu bewegen. Die drei hinteren Kurvennuten 111a2 sind auf Grundlage von Referenzkurvenbahnen β ausgebildet. Wie in 15 gezeigt, hat jede hintere Kurvennut 111a2 zwei schräge Seitenflächen 122a, 122b und eine Bodenfläche 122c, welche die beiden Seitenflächen 122a, 122b miteinander verbindet. Ein Satz aus drei Kurveneingriffsgliedern 112a, die von der Außenumfangsfläche einer der dritten Linsengruppe L3 zugeordneten Verstellfassung 112 des Zoomobjektivs 100A nach außen abstehen, befindet sich in Eingriff mit dem aus den drei hinteren, inneren Kurvennuten 111a2 bestehenden Nutensatz.
Jede hintere Kurvennut 111a2 hat einen einseitigen Kurvenabschnitt X2, der einen Teil des Zoom-Abschnittes bildet. Diesem einseitigen Kurvenabschnitt X2 der jeweiligen hinteren Kurvennut 111a2 fehlt die gesamte schräge Seitenfläche 122b und ein Teil der Bodenfläche 122c, so dass in dem einseitigen Kurvenabschnitt X2 nur die schräge Seitenfläche 122a verbleibt (vgl. 16). In dem einseitigen Kurvenabschnitt X2 fehlt ein umso größerer Teil der schrägen Seitenfläche 122b, je mehr sich die Referenzkurvenbahn β in Umfangsrichtung des Kurvenrings 111 (in 14 in vertikaler Richtung) von beiden Seiten der Mitte des einseitigen Kurvenabschnittes X2 annähert. Außerdem nimmt hinter dem einseitigen Kurvenabschnitt X2 die Bodenfläche 122c mit der schrägen Seitenfläche 122b allmählich ab und fehlt längs der Referenzkurvenbahn β in der Nähe der auf die Umfangsrichtung des Kurvenrings bezogenen Mitte des einseitigen Kurvenabschnittes X2 ganz.
Der Kopf, d.h. der radial äußere Endabschnitt, jedes Kurveneingriffsgebietes 112a ist selbst dann, wenn er in dem einseitigen Kurvenabschnitt X2 angeordnet ist, durch die Bodenfläche 122c der zugehörigen hinteren Kurvennut 111a2 gestützt (und so daran gehindert, sich in radialer Richtung aus der hintere Kurvennut 111a2 zu lösen). Somit weicht das jeweilige Kurveneingriffsglied 112a auch dann nicht von dem Referenzkurvendiagramm β der zugehörigen Kurvennut 111a2 ab, wenn es sich in dem einseitigen Kurvenabschnitt X2 bewegt.
Der Kopf des jeweiligen Kurveneingriffsgliedes 112a ist gegen die verbleibende schräge Seitenfläche 122a der zugehörigen hinteren Kurvennut 111a2 mittels der Zugfeder 14 vorgespannt, die zwischen der ersten Linsenfassung 44 und der Verstellfassung 122 gespannt ist. Auf diese Weise kann sich das jeweilige Kurveneingriffsglied 112a zuverlässig auf der Referenzkurvenbahn β der zugehörigen hinteren Kurvennut 111a2 bewegen. Zudem sind die drei schrägen Halteflächen 10b der auf die zweite Linsengruppe L2 bezogenen Geradführungsplatte 10 in Entsprechung zu den fehlenden Teilen der schrägen Seitenflächen 122b der drei hinteren Kurvennuten 111a2 angeordnet, wenn die drei Kurveneingriffsglieder 112a durch die einseitigen Kurvenabschnitte X2 der drei hinteren Kurvennuten 111a2 laufen (vgl. 12 und 13). Durch diese Anordnung der drei schrägen Halteflächen 10b der Geradführungsplatte 10 wird verhindert, dass das jeweilige Kurveneingriffsglied 112a von der zugehörigen Referenzkurvenbahn β abweicht, wenn ein Stoß oder ein Schlag auf das Zoomobjektiv 100A ausgeübt wird.
In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel fehlt ein hinterer Endabschnitt des Kurvenrings 11 bzw. 111. Es ist jedoch ebenso möglich, das sowohl ein vorderer Endabschnitt, als auch ein hinterer Endabschnitt des Kurvenrings fehlen. Hierzu wird auf das Beispiel nach 17 verwiesen. Dort sind an der Innenumfangsfläche eines Kurvenrings 211 ein Satz aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 211a1 und ein Satz aus drei hinteren, inneren Kurvennuten 211a2 ausgebildet. Die vorderen Kurvennuten 111a1 haben jeweils ihre Weitwinkelgrenzposition am vorderen Ende des Kurvenrings 11, während die hinteren Kurvennuten 211a2 jeweils ihre Weitwinkelgrenzposition am hinteren Ende des Kurvenrings 211a haben. Jede vordere Kurvennut 211a1 hat zwei schräge Seitenflächen 222a1 und 222b1 sowie eine Bodenfläche 222c1, welche die beiden schrägen Seitenflächen 222a1 und 222b1 miteinander verbindet, wie in 18 gezeigt ist. Entsprechend hat jede hintere Kurvennut 211a2 zwei schräge Seitenflächen 222a und 222b2 sowie eine Bodenfläche 222c2, welche die beiden schrägen Seitenflächen 222a2 und 222b2 miteinander verbindet, wie in 19 gezeigt ist. Jede vordere Kurvennut 211a1 hat in der näheren Umgebung ihrer Weitwinkelgrenzposition einen einseitigen Kurvenabschnitt X3, während jede hintere Kurvennut 211a2 in der näheren Umgebung ihre Weitwinkelgrenzposition einen einseitigen Kurvenabschnitt X4 hat. Ein Teil der schrägen Seitenflächen 222a1 der vorderen Kurvennut 211a1 in Richtung der Nutlängserstreckung fehlt in dem einseitigen Kurvenabschnitt X3 der Kurvennut 211a1, wobei die beiden Flächen 222b1 und 222c1 erhalten bleiben (vgl. 20). Dagegen fehlt die schräge Seitenfläche 222b2 der hinteren Kurvennut 211a2 in Richtung der Nutlängserstreckung vollständig vom Nutboden bis zum radial äußeren Nutende in dem einseitigen Kurvenabschnitt X4 der hinteren Kurvennut 211a2, wobei die beiden Flächen 222a2 und 222c2 erhalten bleiben (vgl. 21).
Ein Satz aus drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 212a1 befindet sich in Eingriff mit dem Satz aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 211a1. Auch wenn das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 212a1 durch den einseitigen Kurvenabschnitt X3 der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a1 läuft, weicht das Kurveneingriffsglied 212a1 nicht von einer Referenzkurvenbahn γ der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a1 ab, da der Kopf, d.h. der radial äußere Endabschnitt des Kurveneingriffsgliedes 212a1 von der Bodenfläche 222c1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a1 gestützt ist (und dadurch daran gehindert ist, sich in radialer Richtung zu lösen), und da ein Teil der schrägen Seitenfläche 222a1 der vorderen Kurvennut 211a1 in dem einseitigen Kurvenabschnitt X3 erhalten bleibt. Dagegen befindet sich ein Satz aus drei hinteren Kurveneingriffsgliedern 212a2 in Eingriff mit dem Satz aus drei hinteren Kurvennuten 211a2. Auch wenn das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 212a2 durch den einseitigen Kurvenabschnitt X4 der zugehörigen hinteren Kurvennut 211a2 läuft, weicht das Kurveneingriffsglied 212a2 nicht von einer Referenzkurvenbahn δ der zugehörigen Kurvennut 211a2 ab, da der Kopf, d.h. der radial äußere Endabschnitt des Kurveneingriffsgliedes 212a2 von der Bodenfläche 222c2 der Kurvennut 211a2 gestützt ist (und dadurch daran gehindert ist, sich in radialer Richtung zu lösen). Ist eine Zugfeder eingebaut, die das jeweilige vordere Kurveneingriffsglied 212a1 gegen die schräge Seitenfläche 222b1 der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a1 vorspannt (und damit das hintere Kurveneingriffsglied 212a2 gegen die schräge Seitenfläche 222b2 der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a2 vorspannt), so kann sich das vordere Kurveneingriffsglied 212a1 zuverlässig auf der Referenzkurvenbahn δ der zugehörigen vorderen Kurvennut 211a1 bewegen. (Auch das jeweilige hintere Kurveneingriffsglied 212a2 kann sich zuverlässig auf der Referenzkurvenbahn δ der zugehörigen hinteren Kurvennut 211a2 bewegen).
Da bei diesem Ausführungsbeispiel der vordere und der hintere Endabschnitt des Kurvenrings gleichsam fehlen, kann der Kurvenring in Richtung der optischen Achse weiter verkürzt werden, ohne die Bewegungsstrecke der zugehörigen Linsengruppe in Richtung der optischen Achse reduzieren zu müssen.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese sehen beispielhaft vor, dass der Satz aus drei vorderen, inneren Kurvennuten 11a1 und der Satz aus drei hinteren, inneren Kurvennuten 11a2 in Umfangsrichtung des Kurvenrings 11 versetzt zueinander angeordnet sind, dass die drei hinteren, inneren Kurvennuten 111a2 in Umfangsrichtung des Kurvenrings 111 versetzt zueinander angeordnet sind, dass die drei hinteren, inneren Kurvennuten 111a2 in Umfangsrichtung des Kurvenrings 111 versetzt zueinander angeordnet sind, dass der Satz aus drei vorderen Kurveneingriffsgliedern 12a1 und der Satz aus drei hinteren Eingriffsgliedern 12a2 in Umfangsrichtung der Verstellfassung 12 versetzt zueinander angeordnet sind, und dass die drei hintere Kurveneingriffsglieder 112a in Umfangsrichtung der Verstellfassung 112 versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei ist die Zahl der an dem Kurvenring ausgebildeten Kurvennuten und die entsprechende Zahl der an der für die zweite Linsengruppe vorgesehenen Verstellfassung frei wählbar.
In den Ausführungsbeispielen liegen die vordere und die hintere Endfläche des Kurvenrings in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse Z. Die vordere und die hintere Endfläche des Kurvenrings können jeweils auch eine Fläche umfassen, die in einer Ebene liegt, die nicht senkrecht zur optischen Achse Z ausgerichtet ist. Fehlt beispielsweise die schräge Seitenfläche 22b in dem einseitigen Kurvenabschnitt X1 der jeweiligen vorderen Kurvennut 111a1 ganz, während die schräge Seitenfläche 22a und die Bodenfläche 22c erhalten bleiben, so hat der Kurvenring 11 eine Form, bei der ein Teil des hinteren Endes des Kurvenrings 11 gleichsam fehlt. Selbst wenn auf diese Weise bei dem Kurvenring 11 ein Teil fehlt, so beeinträchtigt dies nicht die Zuverlässigkeit, mit der die Kurveneingriffsglieder 12a (12a1 und 12a2) arbeiten.
Die auf die zweite Linsengruppe L2 bezogene Verstellfassung (geradlinig bewegbare Fassung) 12 des Zoomobjektivs wird in den beschriebenen Ausführungsbeispielen über die Drehung des Kurvenrings 11 verdrehfest zu diesem geradlinig bewegt. Die Erfindung ist jedoch auch auf eine Linsengruppe-Verstellfassung anwendbar, deren Bewegung längs der optischen Achse zudem eine Rotationskomponente beinhaltet.
Der oben beschriebene Aufbau der einseitigen Kurvenabschnitte (X1, X2, X3, X4) des Kurvenrings (11, 111, 211) ist nicht auf den für die Ausführungsbeispiele beschriebenen Aufbau beschränkt. Beispielsweise ist eine Ausführungsform möglich, bei der die schräge Seitenfläche 22b und ein dieser Seitenfläche benachbarter Teil der Bodenfläche 22c, der sich zu der zugehörigen Referenzkurvenbahn α erstreckt, in dem einseitigen Abschnitt X1 der jeweiligen hinteren, inneren Kurvennut 11a2 fehlen. Bei der Ausbildung des einseitigen Abschnittes besteht also ein Freiheitsgrad dahingehend, dass diejenige der beiden schrägen Seitenflächen, die dem in Richtung der optischen Achse der Kurvennut näheren Ende des Kurvenrings näher liegt, sowie ein an diese Seitenfläche angrenzender Teil der Bodenfläche fehlen, ohne die Referenzkurvenbahn zu unterbrechen.

Claims

Kurvengetriebe für einen Objektivtubus, umfassend: – einen Kurvenring, und – eine bewegbare Fassung, die mindestens ein optisches Element einer Optik hält, wobei – die Fassung durch Drehen des Kurvenrings infolge des Ineinandergreifens mindestens einer an dem Kurvenring ausgebildeten Kurvennut und mindestens eines zugehörigen, an der Fassung ausgebildeten Kurveneingriffsgliedes längs der optischen Achse der Optik bewegt wird, – die Kurvennut zwei schräge Seitenflächen und eine Bodenfläche aufweist, welche die beiden schrägen Seitenflächen miteinander verbindet und im Querschnitt senkrecht zur Richtung einer den Nutverlauf festlegenden Referenzkurvenbahn eine Breite aufweist, die in Richtung der Nuttiefe abnimmt, und – der Kurvenring an mindestens einer seiner entgegengesetzten Endflächen mindestens einen einseitigen Kurvenabschnitt aufweist, der so ausgebildet ist, dass der stetige Verlauf der Referenzkurvenbahn längs des einseitigen Kurvenabschnittes erhalten bleibt und zugleich zumindest ein Teil derjenigen der beiden Seitenflächen, die dichter an dem in Richtung der optischen Achse der Kurvennut näheren Ende des Kurvenrings angeordnet ist, an dem einseitigen Kurvenabschnitt fehlt, während die andere Seitenfläche erhalten bleibt.
Kurvengetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Seitenfläche, die dichter an dem der Kurvennut näheren Ende des Kurvenrings ange ordnet ist, an dem einseitigen Kurvenabschnitt vollständig fehlt.
Kurvengetriebe nach Anspruch 2, bei dem ein Teil der Bodenfläche fehlt, während die andere der beiden Seitenflächen erhalten bleibt.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Geradführungsplatte die an dem Kurvenring so gehalten ist, dass sie mit diesem als Einheit in Richtung der optischen Achse bewegbar und relativ zu dem Kurvenring frei drehbar ist, – wobei die Seitenfläche, die dichter an dem näheren Ende des Kurvenrings angeordnet ist, vollständig in dem einseitigen Kurvenabschnitt der Kurvennut fehlt, und – die Geradführungsplatte eine schräge Haltefläche aufweist, die komplementär zu dem fehlenden Teil der einen Seitenfläche ausgebildet ist.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die entgegengesetzten Endflächen des Kurvenrings jeweils in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse liegen.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – der Objektivtubus als Zoomobjektiv ausgebildet ist und – der einseitige Kurvenabschnitt in einem Zoom-Abschnitt der Kurvennut enthalten ist, der der Änderung der Brennweite des Zoomobjektivs dient.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kurvenring und die bewegbare Fassung so aufeinander vorgespannt sind, dass das Kurveneingriffsglied in Anlage mit der anderen der beiden Seitenflächen ist.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – der Kurvenring mindestens zwei Kurvennuten aufweist, die zumindest in Richtung der optischen Achse versetzt zueinander angeordnet sind und im wesentlichen der gleichen Referenzkurvenbahn folgen; – die bewegbare Fassung mindestens zwei Kurveneingriffsglieder aufweist, die zumindest in Richtung der optischen Achse versetzt zueinander angeordnet und in Eingriff mit den zugehörigen beiden Kurvennuten bringbar sind, und – beim Bewegen der Fassung zu mindestens einem von zwei Bewegungsendpunkten, welche die Bewegungsgrenzen in Richtung der optischen Achse festlegen, eines der beiden Kurveneingriffsglieder in Eingriff mit der zugehörigen Kurvennut bleibt, während das andere Kurveneingriffsglied aus einer Endöffnung der zugehörigen Kurvennut austritt und sich aus dieser Kurvennut löst.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Kurvennut im Querschnitt abgestumpft trapezförmig ist.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – der Kurvenring um die bewegbare Fassung herum angeordnet ist, – die Kurvennut an der Innenumfangsfläche des Kurvenrings ausgebildet ist, und – das Kurveneingriffsglied von der Außenfläche der bewegbaren Fassung radial nach außen absteht und in die Kurvennut greift.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Element der Optik eine Linsengruppe umfasst.
Kurvengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – die mindestens eine Kurvennut mehrere vordere Kurvennuten, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, und mehrere hintere Kurvennuten umfasst, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander und hinter den vorderen Kurvennuten angeordnet sind und – das mindestens eine Kurveneingriffsglied mehrere vordere Kurveneingriffsglieder, die in die zugehörigen vorderen Kurvennuten greifen und mehrere hintere Kurveneingriffsglieder umfasst, die in die zugehörigen hinteren Kurvennuten greifen.
Kurvengetriebe nach Anspruch 12, bei dem der einseitige Abschnitt als ein Teil der jeweiligen vorderen Kurvennut ausgebildet ist, der an der hinteren Endfläche des Kurvenrings offen steht.
Kurvengetriebe nach Anspruch 12, bei dem die vorderen Kurvennuten jeweils als durchgehende Nut und die hinteren Kurvennuten jeweils als unterbrochene Kurvennut ausgebildet sind.