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Dokumentenidentifikation DE68923296T2 07.03.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0452404
Titel KARDANGELENK UND VORRICHTUNG ZUM JUSTIEREN VON LINSEN.
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US
Erfinder JESSOP, Thomas, Clifton, 343 State Street, Rochester, N.Y. 14650, US
Vertreter Blickle, W., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 70327 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 68923296
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 26.12.1989
EP-Aktenzeichen 909020919
WO-Anmeldetag 26.12.1989
PCT-Aktenzeichen US8905821
WO-Veröffentlichungsnummer 9007722
WO-Veröffentlichungsdatum 12.07.1990
EP-Offenlegungsdatum 23.10.1991
EP date of grant 28.06.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.03.1996
IPC-Hauptklasse G02B 7/00
IPC-Nebenklasse G03B 5/00   

Beschreibung[de]

Im folgenden wird auf die übertragenen und gleichzeitig anhängigen Anmeldungen Bezug genommen.:

1. US-A-4,809,064, mit der Bezeichnung, "Photographische Drucker für Vergrößerungen", mit den Anmeldern; Shaun M. Amos, Richard J. Backus und Thomas C. Jessop.

2. US-A-4,821,073, mit der Bezeichnung, "Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Charakteristiken photographischer Negative" angemeldet am 19. November 1987 im Namen von Patrick A. Cosgrove und Richard J. Backus.

3. US-A-4,913,527, mit der Bezeichnung, "Mittel zum Fokusieren einer Linse", angemeldet am 19. September 1988 im Namen von Thomas C. Jessop.

4. US-A-4,893,927, mit der Bezeichnung, "Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten einer Zoomlinse mit einem Bildsensor, angemeldet am 03. Januar 1989 im Namen von Martin L. Miller.

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung und im besonderen eine Vorrichtung zum Einstellen einer Linse relativ zu einem Bildabtastmittel in einer Videokamera.

Bei einer Videokamera, die einen Festkörper-Bildsensor und eine Zoomlinse verwendet, ist es wichtig, daß das optische Zentrum der Zoomlinse mit dem optischen Zentrum des Sensors ausgerichtet ist. Falls ein Fehler in der Ausrichtung vorliegt, wandert das Bild auf dem Videoschirm, wenn der Benutzer bei der Gestaltung die Vergrößerung der Zoomlinse verändert. Das Wandern des Bildes verursacht Gestaltungsfehler. Diese sind bei Videokameras für die Aufnahme von Kinoszenen nicht von Bedeutung, da der Benutzer die Kamera ausrichtet, um zoombedingte Szenendrifts zu kompensieren. Jedoch im Falle von Präzisionssystemen zur Erstellung von Vergrößerungen von Drucken nach der in den gleichzeitig angemeldeten Anmeldungen (Seriennummer 122,995 und 122,996) offenbarten Art und Weise, führen diese Fehlanpassungen zu Drucken, die nicht mit dem während der Zusammenstellung auf dem Monitor dargestellten Bildern übereinstimmen.

Die US-A-3,407,018 offenbart eine Winkeleinstellvorrichtung, bei der ein optisches Element auf einem Balken befestigt ist, der an beiden Enden mittels straffer Biege-Drehzapfen gehaltert ist, und ein Hebelarm ist an einer Seite mittels eines Biege-Drehzapfens befestigt, wobei einer der Biege- Drehzapfen des Balkens durch den Balken und den Hebelarm getragen und derart angeordnet ist, daß das optische Element um ihre Achse mittels Drehung von Einstellschrauben rotierbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Mittel zur Ausrichtung der optischen Zentren zweier Bauteile bereitzustellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine optische Vorrichtung zur Einstellung einer optischen Baugruppe bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.

Im wesentlichen ist nach dem offenbarten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Linsenanordnung mit einem Gehäuse, das einen Bildsensor beinhaltet, über ein nachgiebiges Mittel verbunden, das gegenüber dem Gehäuse für die Linsenanordnung eine universelle Nachgiebigkeit ermöglicht. Zwei Schaftschrauben verbinden die Linsenanordnung starr mit dem Gehäuse und sind drehbar um die Linsenanordnung relativ zum Gehäuse auf dem nachgiebigen Mittel zu verkippen.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung zusammen mit der Zeichnung verdeutlicht.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Videokamera mit dem erfindungsgemäßen Ausrichtmittel in perspektivischer und auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 und teilweise im Querschnitt,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der universellen Verbindung wie Fig. 1 und 2 dargestellt,

Fig. 5 eine Rückansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 gemäß Fig. 5.

Bezugnehmend auf die Zeichnung und vor allem auf Fig. 1 und 2, ist dort eine Videokamera 10 dargestellt, die eine Linsenanordnung 12 zur Erzeugung eines Bildes auf einem ladungsgekoppelten Bauteil (CCD) 14 enthält. Wie vorstehend erwähnt, ist es wichtig, daß die optische Achse der Linsenanordnung mit dem optischen Zentrum des CCDS 14 ausgerichtet ist, um dadurch eine Fehlanpassung während des Zoomens zu vermeiden. Dieses Ausrichtverfahren ist offenbart und beansprucht in US-A-4,893,927. Die Offenbarung dieses US-Patent ist durch die Bezugnahme hierin aufgenommen.

Die Linsenanordnung 12 umfaßt eine typische Zoomlinse mit einem Linsenkörper 16, der eine Vielzahl von Linsenelementen umfaßt und ein axial und drehbar bewegbares Teil besitzt, um die Vergrößerung des auf dem CCD 14 gebildeten Bildes zu verändern. Diese Linsenanordungen sind aus den Stand der Technik hinreichend bekannt und eine weitere Beschreibung ist nicht erforderlich.

Gemäß der Erfindung ist ein nachgiebiges Mittel, das eine universelle Verbindung 18 umfaßt, zwischen der Kamera 10 und der Linsenanordnung vorgesehen. Die Verbindung 18, im Detail in Fig. 4, 5 und 6 dargestellt, umfaßt einen ersten zylinderförmigen Ring 20, der in einer Aussparung am Ende des Linsenkörpers 16 aufgenommen und darin starr durch eine zylinderförmige Kappe 21 gehaltert ist, die auf das Ende des Linsenkörpers 16 aufgeschraubt ist.

Die Verbindung 18 umfaßt weiterhin einen dritten Ring 26, der einstückig mit den Ringen 20 und 22 ausgebildet ist und sich vom Ring 22 aus koaxial erstreckt. Der Ring 26 ist am Umfang mit einem Gewinde versehen und in eine öffnung am Ende der Kamera 10 eingeschraubt. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel ist der Ring 26 als eine einstückige Fortsetzung des Rings 22 ausgebildet und mit direkt gegenüberliegenden nachgiebigen Bändern 28 damit verbunden, wobei die Bänder durch entfernen des Material vom Umfang des Verbindungsbauteils erhalten werden. Die Bänder 28 legen eine y-Achse fest, die von den Bändern 24 einen Winkelabstand von ungefähr 90º aufweisen und eine ausreichende Biegsamkeit besitzen, um eine Drehbewegung des Rings 26 relativ zum Ring 22 um die y-Achse zu erlauben. Somit ermöglichen die Bänder 24 und 28 eine universelle Beweglichkeit des Rings 26 relativ zum Ring 20.

Um eine Anpassung der Linsenanordnung 12 relativ zur Kamera 10 zu ermöglichen, sind die Linsenanordnung 12 und die Kamera 10 mittels zwei Schaftschrauben miteinander verbunden. Jede der Schrauben 30 besitzt zwei Abschnitte 32 und 34 mit einem Gewinde, die sich in der Gewindesteigung unterscheiden. Der Gewindeabschnitt 34 jeder Schraube ist in einen Flansch der Linsenanordnung 12 eingeschraubt. Der Abschnitt 32 jeder Schraube ist in eine eine Klemmschraube tragende Schelle eingeschraubt, die am Flansch der Kamera 10 angebracht ist. Somit stellen die Schrauben 30 eine starre Verbindung der Linsenanordnung mit der Kamera dar und haltern die Linsenanordnung an der Kamera.

Vorzugsweise sind die Schrauben 30 radial um 90º voneinander auf einem mit der optischen Achse der Linsenanordnung koaxialen Kreis beabstandet. Die Winkellage der Schrauben ist nicht von Bedeutung. Sie können überall angeordnet sein, solange sie ungefähr 90º voneinander beabstandet sind, damit die Drehung der einen Schraube eine Bewegung der optischen Achse der Linsenanordnung horizontal über den CCD bewirkt und die der anderen eine Bewegung der optischen Achse vertikal über den CCD erzeugt.

Die Drehung der Schrauben 30 mittels der nachgiebigen Streifen 24 und 28 bewirkt ein Verkippen der Linsenanordnung 12 relativ zur Kamera 10. Die Anordnung der Steifen in 90º relativ zueinander sorgen für Verkippungskomponenten in x und y-Richtung mit einer universellen Verbindungsart der Bewegung. Die Stellung der Schrauben von im wesentlichen 90º zueinander erzeugt ebenfalls Kraftkomponenten für die Anpassung, die im wesentlichen eine Orientierung von 90º zueinander besitzen. Die Gewindeabschnitte 32 und 34 der unterschiedlichen Gewindesteigung verursachen bei jeder Schraubendrehung einen Versatz, der der Differenz der beiden Gewindesteigungen entspricht. Somit erzeugt die Drehung der Schrauben eine präzise Feinanpassung der Linsenanordnung. Obwohl verschiedene Kombinationen von Gewindesteigungen geeignete Ergebnisse liefern, erzeugt eine Gewindesteigung von 28 Gängen pro Zoll im Abschnitt 32 und eine Gewindesteigung von 32 Gängen pro Zoll im Abschnitt 34 die gewünschte Genauigkeit in der Anpassung.

Nachdem die erforderlichen Anpassungen ausgeführt sind, können die Schrauben 30 geklemmt werden, um die Anpassung mittels der Klemmschrauben 39 beizubehalten.

Es ist somit klar, daß die Erfindung für eine einfache Präzisionanpassung einer Linsenanordnung relativ zum Bildsensor einer Kamera sorgt.

Obwohl die Erfindung im besonderen bezüglich eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dabei den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er durch die nachstehenden Ansprüche festgelegt ist.


Anspruch[de]

1. Optische Einrichtung mit

- einem Gehäuse (10);

- einer eine optische Achse bildenden Optik (12); und

- einem zwischen der Optik (12) und dem Gehäuse angeordneten Gelenk (18), das eine universelle Verschiebung der Optik relativ zum Gehäuse ermöglicht, derart, daß der Winkel der optischen Achse der Optik in bezug zum Gehäuse einstellbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Verbindungsschrauben (30) aufweist, von denen jede zwei Gewindeabschnitte (32,34) unterschiedlicher Steigung besitzt, wobei einer der Gewindeabschnitte jeder Schraube in das Gehäuse (10) und der andere Abschnitt in die Optik (12) eingeschraubt ist, und wobei die Schrauben gegenüber der optischen Achse der Optik für die durch das Gelenk (18) ermöglichte Verschiebung der Optik relativ zum Gehäuse winklig beabstandet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (18) folgende Komponenten aufweist:

- einen ersten an der Optik (12) befestigten Ring (20);

- einen zweiten Ring (22);

- erste nachgiebige Mittel (24), die den zweiten Ring mit dem ersten Ring verbinden, damit sich der erste Ring gegenüber dem zweiten Ring in einer ersten Richtung bewegen kann;

- einen dritten an der Kamera befestigten Ring (26); und

- zweite nachgiebige Mittel (28), die den zweiten Ring mit dem dritten Ring verbinden, damit sich der zweite Ring gegenüber dem dritten Ring in einer zweiten Richtung bewegen kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten nachgiebigen Mittel jeweils zwei diametrisch gegenüberliegende, biegsame Nasen (24,28) aufweisen, die sich zwischen den Ringen erstrecken, die sie verbinden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (24,28) als Einheit integriert sind.







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