ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ
LENS TO CHANGE THE SIZE OF THE IMAGE

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к устройствам для съемки изображений с механизмами изменения масштабирования, и может быть использовано в оптической технике, например в фото- и кинотехнике.
Чтобы запечатлеть мгновения быстро меняющихся событий, бывает необходимо очень быстро навести объектив на объект съемки. Особенно это незаменимо при макросъемке, когда объект съемки может быстро переместиться или как, например, бабочка внезапно улететь. Для этого предназначены объективы для макросъемки - фотографирования мелких предметов с небольшого расстояния, или объективы для изменения размеров изображения, которые отличаются от остальных объективов своим специализированным предназначением. Макросъемка позволяет при больших увеличениях показать на снимке или экране не только видимые, но и неразличимые невооруженным глазом детали и структуру объекта съемки. Это свойство важно не только для фотолюбителей, но и для ученых, поскольку такая макросъемка активно используется в различных областях науки и техники в исследовательских целях.
Основным и самым главным параметром объектива для макросъемки является величина выдвижения линзового блока, что определяет масштаб его изображения, а также важна скорость наведения объектива на объект съемки. Поэтому для ускорения быстродействия наведения объектива на съемку стараются добиться минимального количества оборотов при вращении кольца изменения фокусировки изображения при максимальном выдвижении передней части линзового блока объектива, тем самым увеличивая масштаб изображения.
Известны различные многоступенчатые конструкции выдвигающихся оправ объектива. Такой тип конструкции формируется путем объединения множества прямолинейных оправ движения и поворотных кулачковых колец, выполненных с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
Аналогичный метод описан в патенте США №9063279, МПК G02B 7/10, опубликованном 23.06.2015 г. В нем представлен многоступенчатый механизм корпуса объектива, структура которого сформирована путем размещения множества промежуточных оправ, каждая из которых образована комбинированием поворотного и прямолинейного движением колец. В этой конструкции вращение каждого элемента получается путем преобразования движения оправ вдоль оптической оси с помощью кулачка. Так, например, в оптической системе выдвижение и сближение блоков линз, расположенных ближе к объекту съемки, осуществляется посредством вращающегося кулачкового кольца.
Однако в данной конструкции используется большое количество поворотно и прямолинейно движущихся цилиндрических колец, что увеличивает габариты и массу объектива.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является конструкция объектива для съемки изображения, описанная в патенте США №8654453, МПК G02B 7/10, опубликованном 18.02.2014 г. Данная конструкция состоит из оптической части, включающей первый, второй, третий и четвертый блоки линз, установленные с возможностью перемещения под действием движущей силы электродвигателя, а также содержащего последовательно установленные по ходу луча оправу, выполненную в виде цилиндрического элемента, держатели блоков линз, первое цилиндрическое кольцо сложной составной конструкции с пазами различной конфигурации, выполненное из нескольких колец, второе цилиндрическое кольцо сложной составной конструкции с пазами различной конфигурации, также выполненное из нескольких колец, раму, выполненную в виде цилиндрического элемента для первого и второго блоков линз, кулачок, выполненный с возможностью вращения вокруг оптической оси, неподвижный корпус с пазами, выполненный в виде цилиндрического элемента для третьего блока линз.
В данной конструкции объектива для выдвижения блоков линз применяется многоступенчатая конструкция механизма перемещения под действием движущей силы электродвигателя. Перемещение блоков линз осуществляется посредством преобразования вращения кулачка в поступательное движение первого и второго цилиндрических колец. Однако в конструкции данного объектива используется большое количество поворотно и прямолинейно движущихся цилиндрических элементов, что влияет на качество изображения, создаваемого оптической системой объектива, а также увеличивает габариты и массу всего объектива. Кроме того, цилиндрические кольца этого объектива имеют сложные профили пазов различной конфигурации, из-за чего увеличивается трудоемкость их изготовления и усложняется выполнение сборочных операций.
Задачей предлагаемого изобретения является создание объектива для изменения размеров изображения с уменьшенными габаритами, позволяющего добиться технического результата, заключающегося в получении широкого диапазона изменения масштабирования изображения объекта при обеспечении высокого качества изображения за счет снижения децентрировок оптической части объектива при отсутствии вращательного движения блоков линз.
Это достигается тем, что в объективе для изменения размеров изображения, состоящем из оптической части, включающей первый, второй блоки линз, установленные с возможностью перемещения, и третий блок линз, а также из механизма перемещения, содержащего переднюю часть, заднюю часть, расположенную последовательно за передней частью, и по крайней мере два цилиндрических кольца, а именно первое цилиндрическое кольцо с пазами, второе цилиндрическое кольцо с пазами, расположенные между передней и задней частями механизма перемещения, при этом передняя часть выполнена из последовательно установленных по ходу луча оправы в виде цилиндрического элемента, держателя, рамы в виде цилиндрического элемента для первого и второго блоков линз, а задняя часть выполнена из неподвижного корпуса в виде цилиндрического элемента для третьего блока линз, причем на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца установлены шпонки, создающие с соответствующими пазами шпоночные соединения для движения частей механизма перемещения вдоль оптической оси объектива, в отличие от известного передняя часть механизма перемещения установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива, рама, первое и второе цилиндрические кольца установлены с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса, на внешних цилиндрических поверхностях первого цилиндрического кольца и неподвижного корпуса выполнены упоры в виде выступающих участков, пазы первого цилиндрического кольца, пазы второго цилиндрического кольца выполнены прямолинейными и расположены вдоль оптической оси объектива, первое и второе цилиндрические кольца установлены с возможностью возвратно-поступательного прямолинейного перемещения вдоль оптической оси объектива посредством соответствующих шпоночных соединений.
Кроме того, в механизме перемещения рама может быть установлена с возможностью перемещения внутри первого цилиндрического кольца, первое цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения внутри второго цилиндрического кольца, а второе цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения внутри неподвижного корпуса.
Кроме того, в механизме перемещения рама может быть установлена с возможностью перемещения снаружи первого цилиндрического кольца, первое цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения снаружи второго цилиндрического кольца, а второе цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения снаружи неподвижного корпуса.
Кроме того, в механизме перемещения рама может быть установлена с возможностью перемещения внутри первого цилиндрического кольца, первое цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения внутри второго цилиндрического кольца, второе цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения внутри неподвижного корпуса, а между первым и вторым цилиндрическими кольцами может быть размещен кулачок в виде цилиндрического элемента, установленный с возможностью вращения снаружи первого цилиндрического кольца вокруг оптической оси объектива.
Кроме того, в механизме перемещения рама может быть установлена с возможностью перемещения внутри первого цилиндрического кольца, первое цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения внутри неподвижного корпуса, второе цилиндрическое кольцо может быть установлено с возможностью перемещения снаружи неподвижного корпуса, оправа объектива может быть установлена с возможностью перемещения снаружи второго цилиндрического кольца, а между первым цилиндрическим кольцом и неподвижным корпусом может быть размещен кулачок в виде цилиндрического элемента, установленный с возможностью вращения снаружи первого цилиндрического кольца вокруг оптической оси объектива.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца могут быть выполнены упоры в виде выступающих участков.
Кроме того, в механизме перемещения на упорах в виде выступающих участков первого и второго цилиндрических колец могут быть установлены шпонки.
Кроме того, в механизме перемещения неподвижный корпус может быть выполнен с прямолинейными пазами, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности рамы могут быть выполнены упоры в виде выступающих участков с установленными на них шпонками.
Кроме того, в механизме перемещения рама, первое и второе цилиндрические кольца могут быть установлены с возможностью ограничения их телескопического перемещения за счет соответствующих упоров в виде выступающих участков.
Кроме того, в механизме перемещения оправа может быть жестко соединена с держателем и с рамой.
Кроме того, в механизме перемещения оправа может быть жестко соединена с держателем и с кулачком.
Кроме того, в механизме перемещения оправа может быть выполнена с возможностью вращения вокруг оптической оси и одновременного возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива.
Кроме того, в механизме перемещения оправа может быть жестко соединена с кулачком, за счет чего возможно совместное вращение оправы с кулачком вокруг оптической оси объектива.
Кроме того, в механизме перемещения кулачок может быть выполнен с криволинейными сквозными пазами и с поперечными прямолинейными сквозными пазами, расположенными на внешней цилиндрической поверхности.
Кроме того, в механизме перемещения кулачок может быть выполнен с криволинейными пазами, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности и с поперечными прямолинейными сквозными пазами, расположенными на внешней цилиндрической поверхности.
Кроме того, в механизме перемещения на упоре в виде выступающего участка рамы могут быть установлены дополнительные шпонки, создающие шпоночные соединения с дополнительными прямолинейными сквозными пазами первого цилиндрического кольца и с криволинейными сквозными пазами, расположенными на внешней цилиндрической поверхности кулачка.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца могут быть установлены дополнительные шпонки, создающие шпоночные соединения с поперечными прямолинейными сквозными пазами кулачка, и могут быть выполнены дополнительные прямолинейные сквозные пазы, расположенные вдоль оптической оси объектива и образующие шпоночные соединения с дополнительными шпонками рамы.
Кроме того, в механизме перемещения на внутренней цилиндрической поверхности рамы могут быть выполнены прямолинейные пазы, расположенные вдоль оптической оси объектива.
Кроме того, в механизме перемещения на упоре в виде выступающего участка неподвижного корпуса могут быть установлены шпонки, создающие шпоночные соединения с прямолинейными пазами первого цилиндрического кольца, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности.
Кроме того, в механизме перемещения прямолинейные пазы второго цилиндрического кольца могут быть выполнены сквозными.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности оправы могут быть выполнены криволинейные пазы первого вида и криволинейные пазы второго вида.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца могут быть установлены дополнительные шпонки, создающие шпоночное соединение с криволинейными пазами первого вида, расположенными на оправе.
Кроме того, в механизме перемещения на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса могут быть установлены дополнительные шпонки, создающие шпоночные соединения с прямолинейными пазами второго цилиндрического кольца и с криволинейными пазами второго вида, расположенными на оправе.
На фиг. 1 - фиг. 3 изображен первый вариант исполнения объектива для изменения размеров изображения в различных формах представления, на фиг. 4 - фиг. 6 изображен второй вариант исполнения объектива для изменения размеров изображения в различных формах представления, на фиг. 7 - фиг. 10 изображен третий вариант исполнения объектива для изменения размеров изображения в различных формах представления, на фиг. 11 - фиг. 14 изображен четвертый вариант исполнения объектива для изменения размеров изображения в различных формах представления.
На фиг. 1 представлен изометрический поэлементный вид объектива для изменения размеров изображения в перспективе для первого варианта исполнения. На фиг. 2 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по первому варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, т.е. в масштабе 1:1. На фиг. 3 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по первому варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом. На фиг. 4 представлен изометрический поэлементный вид объектива для изменения размеров изображения в перспективе для второго варианта исполнения. На фиг. 5 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по второму варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, т.е. в масштабе 1:1. На фиг. 6 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по второму варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом. На фиг. 7 представлен изометрический поэлементный вид объектива для изменения размеров изображения в перспективе для третьего варианта исполнения. На фиг. 8 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по третьему варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, т.е. в масштабе 1:1. На фиг. 9 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по третьему варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом. На фиг. 10 представлен развернутый вид, показывающий поверхности и взаиморасположения основных конструктивных элементов (шпонок, пазов) механизма перемещения объектива для изменения размеров изображения, выполненного по третьему варианту исполнения. На фиг. 11 представлен изометрический поэлементный вид объектива для изменения размеров изображения в перспективе для четвертого варианта исполнения. На фиг. 12 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по четвертому варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, т.е. в масштабе 1:1. На фиг. 13 изображена проекция объектива для изменения размеров изображения в продольном разрезе, выполненного по четвертому варианту исполнения, в положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом. На фиг. 14 представлен развернутый вид, показывающий поверхности и взаиморасположения основных конструктивных элементов (шпонок, пазов) механизма перемещения объектива для изменения размеров изображения, выполненного по четвертому варианту исполнения.
В состав конструкции объектива для изменения размеров изображения, выполненного по первому варианту исполнения (фиг. 1 - фиг. 3), входят:
1 - оправа в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - оправа);
2 - первый блок линз;
3 - держатель;
4 - второй блок линз;
5 - рама в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - рама), где 5а - упор рамы 5, выполненный в виде выступающего участка, 5b - первый торец упора 5а, 5c - второй торец упора 5а, 5d - шпонки, установленные на упоре 5а;
6 - первое цилиндрическое кольцо, где 6а - упор первого цилиндрического кольца 6, выполненный в виде выступающего участка, 6b - первый торец упора 6а, 6c - второй торец упора 6а, 6d - шпонки, установленные на упоре 6а, 6e - прямолинейные продольные пазы первого цилиндрического кольца 6, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 6f - внутренний торец первого цилиндрического кольца 6;
7 - второе цилиндрическое кольцо, где 7а - упор второго цилиндрического кольца 7, выполненный в виде выступающего участка, 7b - первый торец упора 7а, 7c - второй торец упора 7а, 7d - шпонки, установленные на упоре 7а, 7е - прямолинейные продольные пазы второго цилиндрического кольца 7, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 7f - внутренний торец второго цилиндрического кольца 7;
8 - неподвижный корпус в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - неподвижный корпус), где 8а - упор неподвижного корпуса 8, выполненный в виде выступающего участка, 8b - первый внутренний торец неподвижного корпуса 8, 8c - прямолинейные продольные пазы неподвижного корпуса 8, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 8d - второй внутренний торец неподвижного корпуса 8, 8е - третий внутренний торец неподвижного корпуса 8;
9 - третий блок линз.
Объектив для изменения размеров изображения по первому варианту исполнения (фиг. 1 - фиг. 3) состоит из оптической части, содержащей первый второй и третий блоки линз, а также из механизма перемещения, выполненного из передней и задней частей, между которыми установлены первое и второе цилиндрические кольца. Поэлементно объектив для изменения размеров изображения по первому варианту исполнения (фиг. 1) состоит из оправы 1, первого блока линз 2, держателя 3, второго блока линз 4, рамы 5, первого цилиндрического кольца 6, второго цилиндрического кольца 7, неподвижного корпуса 8 и третьего блока линз 9.
Оправа 1 жестко соединена с рамой 5, в которой при помощи держателя 3 закреплены первый блок линз 2 и второй блок линз 4. На внешней цилиндрической поверхности которого выполнен упор 5а с первым торцом 5b и вторым торцом 5c. На упоре 5а рамы 5 c одинаковым угловым интервалом установлены шпонки 5d. Последовательно за рамой 5 расположено первое цилиндрическое кольцо 6, выполненное с внутренним торцом 6f. На внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 6 выполнен упор 6а с первым торцом 6b и вторым торцом 6c. На упоре 6а первого цилиндрического кольца 6 установлены шпонки 6d, а на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 6 вдоль оптической оси объектива расположены прямолинейные продольные пазы 6e. Последовательно за первым цилиндрическим кольцом 6 установлено второе цилиндрическое кольцо 7, выполненное с внутренним торцом 7f. На внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 7 выполнен упор 7а с первым торцом 7b и вторым торцом 7c. На упоре 7а второго цилиндрического кольца 7 установлены шпонки 7d, а на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 7 вдоль оптической оси объектива расположены прямолинейные продольные пазы 7е. Далее расположена задняя часть механизма перемещения, состоящая из неподвижного корпуса 8 c установленным в нем третьим блоком линз 9. На внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 8 выполнен упор 8а. На внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 8 вдоль оптической оси объектива расположены прямолинейные продольные пазы 8c.
Первое цилиндрическое кольцо 6 и второе цилиндрическое кольцо 7 установлены между передней и задней частями механизма перемещения. Передняя часть механизма перемещения установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива посредством держателя 3 и жестко присоединенной к нему рамы 5 c оправой 1. Неподвижный корпус 8 установлен последовательно за вторым цилиндрическим кольцом 7, а третий блок линз 9 закреплен в неподвижном корпусе 8. В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 2), блоки линз оптической части объектива находятся на минимальном расстоянии друг от друга. В механизме перемещения первое цилиндрическое кольцо 6 располагается снаружи рамы 5, второе цилиндрическое кольцо 7 располагается снаружи первого цилиндрического кольца 6, а неподвижный корпус 8 располагается снаружи второго цилиндрического кольца 7. Шпонки 5d, расположенные на упоре 5а рамы 5, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 6e, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 6, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 6d, расположенные на упоре 6а первого цилиндрического кольца 6, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 7е, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 7, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 7d, расположенные на упоре 7а второго цилиндрического кольца 7, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 8c, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 8, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 5d, 6d, 7d, установленные на соответствующих упорах 5а, 6а, 7а рамы 5, первого цилиндрического кольца 6 и второго цилиндрического кольца 7 и находящиеся в зацеплении с ними прямолинейные продольные пазы 6e первого цилиндрического кольца 6, прямолинейные продольные пазы 7е второго цилиндрического кольца 7 и прямолинейные продольные пазы 8c неподвижного корпуса 8 равномерно распределены на соответствующих поверхностях с одинаковым угловым интервалом. Рама 5, первое цилиндрическое кольцо 6 и второе цилиндрическое кольцо 7 установлены с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 8 за счет соответствующих шпоночных соединений. При этом благодаря расположению прямолинейных продольных пазов 6e первого цилиндрического кольца 6, прямолинейных продольных пазов 7е второго цилиндрического кольца 7 и прямолинейных продольных пазов 8c неподвижного корпуса 8, выполненных вдоль оптической оси объектива, телескопическое перемещение рамы 5, первого цилиндрического кольца 6 и второго цилиндрического кольца 7 относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 8 происходит вдоль оптической оси без вращения.
Для ограничения перемещения подвижных конструктивных элементов передней части механизма перемещения при движении из положения, позволяющего получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, в положение, позволяющее получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом, и при обратном движении, предназначены соответствующие торцы: а именно: первый торец 5b упора 5а рамы 5, второй торец 5c упора 5a рамы 5, первый торец 6b упора 6а первого цилиндрического кольца 6, второй торец 6c упора 6а первого цилиндрического кольца 6, внутренний торец 6f первого цилиндрического кольца 6, первый торец 7b и второй торец 7c упора 7а второго цилиндрического кольца 7, внутренний торец 7f второго цилиндрического кольца, первый внутренний торец 8b, второй внутренний торец 8d и третий внутренний торец 8е неподвижного корпуса 8.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 3), блоки линз оптической части объектива расположены на максимальном расстоянии друг от друга.
В состав конструкции объектива для изменения размеров изображения, выполненного по второму варианту исполнения (фиг. 4 - фиг. 6), входят:
2 - первый блок линз;
3 - держатель;
4 - второй блок линз;
9 - третий блок линз;
10 - оправа в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - оправа);
11 - рама в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - рама), где 11а - торец рамы 11, 11b - прямолинейные продольные пазы рамы 11, выполненные на ее внутренней цилиндрической поверхности, 11c - внутренний торец рамы 11, выполненный на ее внутренней цилиндрической поверхности;
12 - первое цилиндрическое кольцо, где 12а - упор первого цилиндрического кольца 12, выполненный в виде выступающего участка, 12b - торец упора 12а, 12c - шпонки, установленные на упоре 12а, 12d - прямолинейные продольные пазы первого цилиндрического кольца 12, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 12е - торец первого цилиндрического кольца 12, 12f - внутренний торец первого цилиндрического кольца 12, выполненный на его внутренней цилиндрической поверхности;
13 - второе цилиндрическое кольцо, где 13а - упор второго цилиндрического кольца 13, выполненный в виде выступающего участка, 13b - торец упора 13а, 13c - шпонки, установленные на упоре 13а, 13d - прямолинейные продольные пазы второго цилиндрического кольца 13, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 13е - торец второго цилиндрического кольца 13, 13f - внутренний торец второго цилиндрического кольца 13, выполненный на его внутренней цилиндрической поверхности;
14 - неподвижный корпус в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - неподвижный корпус), где 14а - упор неподвижного корпуса 14, выполненный в виде выступающего участка, 14b - торец упора 14а, 14c - шпонки, установленные на упоре 14а;
15 - планшайба в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - планшайба), где 15а - торец планшайбы 15, 15b - внутренний торец планшайбы 15.
Объектив для изменения размеров изображения по второму варианту исполнения (фиг. 4 - фиг. 6) состоит из оптической части, содержащей первый, второй и третий блоки линз, а также из механизма перемещения, выполненного из передней и задней частей, между которыми установлены первое и второе цилиндрические кольца. Поэлементно объектив для изменения размеров изображения по второму варианту исполнения (фиг. 4) состоит из оправы 10, первого блока линз 2, держателя 3, второго блока линз 4, рамы 11, первого цилиндрического кольца 12, второго цилиндрического кольца 13, неподвижного корпуса 14 и третьего блока линз 9.
Оправа 10 жестко соединена с рамой 11, в которой при помощи держателя 3 закреплены первый блок линз 2 и второй блок линз 4. Рама 11 выполнена с торцом 11а и прямолинейными продольными пазами 11b, расположенными вдоль оптической оси объектива. Последовательно за рамой 11 расположено первое цилиндрическое кольцо 12, выполненное в виде цилиндрического элемента с торцом 12е. На внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 12 выполнен упор 12а с торцом 12b. На упоре 12а первого цилиндрического кольца 12 установлены шпонки 12c, а на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 12 выполнен внутренний торец 12f и расположены прямолинейные продольные пазы 12d. Последовательно за первым цилиндрическим кольцом 12 установлено второе цилиндрическое кольцо 13, выполненное в виде цилиндрического элемента с торцом 13е. На внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 13 выполнен упор 13а с торцом 13b. На упоре 13а второго цилиндрического кольца 13 установлены шпонки 13c, а на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 13 выполнен внутренний торец 13f и расположены прямолинейные продольные пазы 13d. Далее расположена задняя часть механизма перемещения, состоящая из неподвижного корпуса 14 с установленным в нем третьим блоком линз 9 и планшайбы 15. На внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 14 выполнен упор 14а с торцом 14b. На упоре 14а неподвижного корпуса 14 установлены шпонки 14c. Первое цилиндрическое кольцо 12 и второе цилиндрическое кольцо 13 установлены между передней и задней частями механизма перемещения. Передняя часть механизма перемещения установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива посредством держателя 3 и присоединенной к нему неподвижно рамы 11 с оправой 10. Неподвижный корпус 14 с закрепленным в нем третьим блоком линз 9 и планшайбой 15 установлен последовательно за вторым цилиндрическим кольцом 13.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 5), блоки линз оптической части объектива находятся на минимальном расстоянии друг от друга. В механизме перемещения первое цилиндрическое кольцо 12 располагается внутри рамы 11, второе цилиндрическое кольцо 13 располагается внутри первого цилиндрического кольца 12 и одновременно снаружи неподвижного корпуса 14. Шпонки 12c, расположенные на упоре 12а первого цилиндрического кольца 12, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 11b, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности рамы 11, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 13c, расположенные на упоре 13а второго цилиндрического кольца 13, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 12d, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 12, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 14c, расположенные на упоре 14а неподвижного корпуса 14, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 13d, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 13, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение.
Шпонки 12c, 13c, 14c, установленные на соответствующих упорах 12а, 13а, 14а первого цилиндрического кольца 12, второго цилиндрического кольца 13 и неподвижного корпуса 14 и находящиеся в зацеплении с ними прямолинейные продольные пазы 11b рамы 11, прямолинейные продольные пазы 12d первого цилиндрического кольца 12 и прямолинейные продольные пазы 13d второго цилиндрического кольца 13 равномерно распределены по соответствующим поверхностям с одинаковым угловым интервалом.
Рама 11, первое цилиндрическое кольцо 12 и второе цилиндрическое кольцо 13 установлены с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 14 за счет соответствующих шпоночных соединений. При этом благодаря расположению прямолинейных продольных пазов 11b рамы 11, прямолинейных продольных пазов 12d первого цилиндрического кольца 12, прямолинейных продольных пазов 13d второго цилиндрического кольца 13, выполненных вдоль оптической оси объектива, телескопическое перемещение рамы 11, первого цилиндрического кольца 12 и второго цилиндрического кольца 13 относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 14 происходит вдоль оптической оси без вращения.
Для ограничения перемещения подвижных конструктивных элементов передней части механизма перемещения при движении из положения, позволяющего получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, в положение, позволяющее получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом, и при обратном движении, предназначены соответствующие торцы: а именно: торец 11а рамы 11, торец 12b упора 12а первого цилиндрического кольца 12, торец 12е первого цилиндрического кольца 12, торец 13b упора 13а второго цилиндрического кольца 13, торец 13е второго цилиндрического кольца 13, торец 14b упора 14а неподвижного корпуса 14 и торец 15а планшайбы 15.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 6), блоки линз оптической части объектива находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
В состав конструкции объектива для изменения размеров изображения, выполненного по третьему варианту исполнения (фиг. 7 - фиг. 10), входят:
2 - первый блок линз;
3 - держатель;
4 - второй блок линз;
9 - третий блок линз;
16 - оправа в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - оправа);
17 - рама в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - рама), где 17а - упор рамы 17, выполненный в виде выступающего участка, 17b - первый торец упора 17а, 17c - второй торец упора 17а, 17d - шпонки, установленные на упоре 17а, 17е - дополнительные шпонки, также установленные на упоре 17а;
18 - кулачок, где 18а - глухие криволинейные пазы кулачка 18, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 18b - поперечные прямолинейные сквозные пазы кулачка, выполненные на его внешней цилиндрической поверхности;
19 - первое цилиндрическое кольцо, где 19а - упор первого цилиндрического кольца 19, выполненный в виде выступающего участка, 19b - первый торец упора 19а, 19c - второй торец упора 19а, 19d - шпонки, установленные на упоре 19а, 19е - дополнительные шпонки первого цилиндрического кольца 19, установленные на его внешней цилиндрической поверхности, 19f - прямолинейные продольные пазы первого цилиндрического кольца 19, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 19g - дополнительные прямолинейные продольные пазы первого цилиндрического кольца 19, выполненные сквозными на его внешней цилиндрической поверхности, 19h - внутренний торец первого цилиндрического кольца 19;
20 - второе цилиндрическое кольцо, где 20а - упор второго цилиндрического кольца 20, выполненный в виде выступающего участка, 20b - первый торец упора 20а, 20c - второй торец упора 20а, 20d - шпонки, установленные на упоре 20а, 20е - прямолинейные продольные пазы второго цилиндрического кольца 20, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 20f - внутренний торец второго цилиндрического кольца 20;
21 - неподвижный корпус в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - неподвижный корпус), где 21а - упор неподвижного корпуса 21, выполненный в виде выступающего участка, 21b - первый внутренний торец упора 21а, 21c - прямолинейные продольные пазы неподвижного корпуса 21, выполненные на его внутренней цилиндрической поверхности, 21d - внутренний торец неподвижного корпуса 21, 21е - второй внутренний торец упора 21а.
Объектив для изменения размеров изображения по третьему варианту исполнения (фиг. 7 - фиг. 10) состоит из оптической части, содержащей первый, второй и третий блоки линз, а также из механизма перемещения, выполненного из передней и задней частей, между которыми установлены первое и второе цилиндрические кольца. Поэлементно объектив для изменения размеров изображения по третьему варианту исполнения (фиг. 7) состоит из оправы 16, первого блока линз 2, держателя 3, второго блока линз 4, рамы 17, кулачка 18, первого цилиндрического кольца 19, второго цилиндрического кольца 20, неподвижного корпуса 21 и третьего блока линз 9.
В раме 17 при помощи держателя 3 закреплены первый блок линз 2 и второй блок линз 4. На внешней цилиндрической поверхности рамы 17 выполнен упор 17а с первым торцом 17b и вторым торцом 17c. На упоре 17а рамы 17 установлены шпонки 17d и дополнительные шпонки 17е. Последовательно за рамой 17 расположен кулачок 18, выполненный в виде цилиндрического элемента, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены поперечные прямолинейные сквозные пазы 18b, а на внутренней цилиндрической поверхности кулачка 18 выполнены глухие криволинейные пазы 18а. Глухие криволинейные пазы 18а кулачка 18 могут быть выполнены и сквозными.
Последовательно за кулачком 18 расположено первое цилиндрическое кольцо 19, выполненное в виде цилиндрического элемента с внутренним торцом 19h. На внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19 выполнен упор 19а с первым торцом 19b и вторым торцом 19c, а также расположены вдоль оптической оси объектива дополнительные прямолинейные продольные пазы 19g, выполненные сквозными, и установлены дополнительные шпонки 19е. На внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19 выполнены прямолинейные продольные пазы 19f, расположенные вдоль оптической оси объектива.
Последовательно за первым цилиндрическим кольцом 19 установлено второе цилиндрическое кольцо 20, выполненное в виде цилиндрического элемента с внутренним торцом 20f. На внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 20 выполнен упор 20а с первым торцом 20b и вторым торцом 20c. На упоре 20а второго цилиндрического кольца 20 установлены шпонки 20d, а на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 20 вдоль оптической оси объектива расположены прямолинейные продольные пазы 20е. Далее расположена задняя часть механизма перемещения, состоящая из неподвижного корпуса 21 с жестко закрепленным третьим блоком линз 9. На внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 21 выполнен упор 21а в виде выступающего участка. На внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 21 вдоль оптической оси объектива расположены прямолинейные продольные пазы 21c. Первый блок линз 2 и второй блок линз 4 при помощи держателя 3 закреплены в раме 17. Первое цилиндрическое кольцо 19 и второе цилиндрическое кольцо 20 установлены между передней и задней частями механизма перемещения. Кулачок 18 расположен между рамой 17 и первым цилиндрическим кольцом 19, а оправа 16 жестко соединена с кулачком 18. Неподвижный корпус 21 установлен последовательно за вторым цилиндрическим кольцом 20, а третий блок линз 9 закреплен в неподвижном корпусе 21.
Передняя часть механизма перемещения установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива посредством держателя 3 с первым блоком линз 2 и вторым блоком линз 4, жестко закрепленными в раме 17, возникающего как при вращении вокруг оптической оси оправы 16, жестко соединенной с кулачком 18, так и при возвратно-поступательном перемещении оправы 16, первого цилиндрического кольца 19 и второго цилиндрического кольца 20 вдоль оптической оси объектива. В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 8), блоки линз оптической части объектива находятся на минимальном расстоянии друг от друга. В механизме перемещения снаружи рамы 17 расположено первое цилиндрическое кольцо 19, кулачок 18 расположен снаружи первого цилиндрического кольца 19 с возможностью вращения вокруг оптической оси объектива. Второе цилиндрическое кольцо 20 также расположено снаружи первого цилиндрического кольца 19, а неподвижный корпус 21 с закрепленным третьим блоком линз 9 расположен снаружи второго цилиндрического кольца 20.
Шпонки 17d, расположенные на упоре 17а рамы 17, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 19f, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 19d, расположенные на упоре 19а первого цилиндрического кольца 19, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 20е, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 20, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Кроме того, дополнительные шпонки 17е, расположенные на упоре 17а рамы 17, находятся в зацеплении с глухими криволинейными пазами 18а, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности кулачка 18, и одновременно в зацеплении с дополнительными продольными прямолинейными сквозными пазами 19g, расположенными на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Поперечные прямолинейные сквозные пазы 18b кулачка 18 находятся в зацеплении с дополнительными шпонками 19е первого цилиндрического кольца 19 и создают соответствующее шпоночное соединение, предназначенное для ограничения вращения кулачка 18 и жестко соединенной с ним оправы 16 вокруг оптической оси объектива. Шпонки 20d, расположенные на упоре 20а второго цилиндрического кольца 20, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 21c неподвижного корпуса 21 и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 17d, 19d, 20d, установленные на соответствующих упорах 17а, 19а, 20а рамы 17, первого цилиндрического кольца 19 и второго цилиндрического кольца 20 и находящиеся в зацеплении с ними соответствующие прямолинейные продольные пазы 19f первого цилиндрического кольца 19, прямолинейные продольные пазы 20е второго цилиндрического кольца 20 и прямолинейные продольные пазы 21c неподвижного корпуса 21 равномерно распределены по соответствующим поверхностям с одинаковым угловым интервалом.
Рама 17, первое цилиндрическое кольцо 19 и второе цилиндрическое кольцо 20 установлены с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 21 за счет соответствующих шпоночных соединений. При этом благодаря расположению прямолинейных продольных пазов 19f первого цилиндрического кольца 19, прямолинейных продольных пазов 20е второго цилиндрического кольца 20 и прямолинейных продольных пазов 21c неподвижного корпуса 21, выполненных вдоль оптической оси объектива, телескопическое перемещение рамы 17, первого цилиндрического кольца 19 и второго цилиндрического кольца 20 относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 21 происходит вдоль оптической оси без вращения. Оправа 16 выполнена как с возможностью вращения вокруг оптической оси объектива за счет жесткого соединения с вращающимся кулачком 18, так и одновременного возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива.
Для ограничения перемещения подвижных конструктивных элементов передней части механизма перемещения при движении из положения, позволяющего получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, в положение, позволяющее получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом, и при обратном движении, предназначены соответствующие торцы: а именно: первый торец 17b упора 17а и второй торец 17c упора 17а рамы 17, внутренний торец 19h первого цилиндрического кольца 19, первый торец 19b упора 19а, второй торец 19c упора 19а первого цилиндрического кольца 19, внутренний торец 20f, первый торец 20b, второй торец 20с упора 20а второго цилиндрического кольца 20, внутренний торец 21d неподвижного корпуса 21 и первый внутренний торец 21b упора 21а неподвижного корпуса 21.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 9), блоки линз оптической части объектива находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
В состав конструкции объектива для изменения размеров изображения, выполненного по четвертому варианту исполнения (фиг. 11 - фиг. 14), входят:
2 - первый блок линз;
3 - держатель;
4 - второй блок линз;
9 - третий блок линз;
17 - рама в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - рама), где 17а - упор рамы 17, выполненный в виде выступающего участка, 17b - первый торец упора 17а, 17c - второй торец упора 17а, 17d - шпонки, установленные на упоре 17а, 17е - дополнительные шпонки, также установленные на упоре 17а;
22 - оправа в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - оправа), где 22а - криволинейные сквозные пазы первого вида, расположенные на внешней цилиндрической поверхности оправы 22, 22b - криволинейные сквозные пазы второго вида, расположенные на внешней цилиндрической поверхности оправы 22;
23 - кулачок, где 23а - криволинейные сквозные пазы кулачка 23, выполненные на внешней цилиндрической поверхности кулачка 23, 23b - поперечные прямолинейные сквозные пазы кулачка 23, выполненные на его внешней цилиндрической поверхности кулачка 23;
24 - первое цилиндрическое кольцо, где 24а - упор первого цилиндрического кольца 24, выполненный в виде выступающего участка, 24b - первый торец упора 24а, 24c - второй торец упора 24а, 24d - шпонки, установленные на упоре 24а, 24е - дополнительные шпонки, установленные на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24, 24f - прямолинейные продольные пазы, выполненные на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24, 24g - дополнительные прямолинейные продольные пазы, выполненные сквозными на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24, 24h - внутренний торец первого цилиндрического кольца 24;
25 - второе цилиндрическое кольцо, где 25а - прямолинейные продольные пазы, выполненные на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25, 25b - первые торцы прямолинейных продольных пазов 25а, 25c - вторые торцы прямолинейных продольных пазов 25а, 25d - шпонки, установленные на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25;
26 - неподвижный корпус в виде цилиндрического элемента (далее по тексту - неподвижный корпус), где 26а - упор неподвижного корпуса 26, выполненный в виде выступающего участка, 26b - внутренний торец упора 26а, 26c - прямолинейные продольные пазы, выполненные на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26, 26d - шпонки, установленные на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26.
Объектив для изменения размеров изображения по четвертому варианту исполнения (фиг. 11 - фиг. 14) состоит из оптической части, содержащей первый, второй и третий блоки линз, а также из механизма перемещения, выполненного из передней и задней частей, между которыми установлены первое и второе цилиндрические кольца. Поэлементно объектив для изменения размеров изображения по четвертому варианту исполнения (фиг. 11) состоит из оправы 22, первого блока линз 2, держателя 3, второго блока линз 4, рамы 17, кулачка 23, первого цилиндрического кольца 24, второго цилиндрического кольца 25, неподвижного корпуса 26 и третьего блока линз 9.
В раме 17 при помощи держателя 3 закреплены первый блок линз 2 и второй блок линз 4. На внешней цилиндрической поверхности которого выполнен упор 17а с первым торцом 17b и вторым торцом 17c. На упоре 17а рамы 17 установлены шпонки 17d и дополнительные шпонки 17е. Последовательно за рамой 17 расположен кулачок 23, выполненный в виде цилиндрического элемента, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены криволинейные сквозные пазы 23a и поперечные прямолинейные сквозные пазы 23b. Последовательно за кулачком 23 расположено первое цилиндрическое кольцо 24, выполненное в виде цилиндрического элемента с внутренним торцом 24h. На внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24 выполнен упор 24а с первым торцом 24b и вторым торцом 24c, а также расположены вдоль оптической оси объектива дополнительные прямолинейные продольные пазы 24g, выполненные сквозными, и установлены дополнительные шпонки 24е. На упоре 24а первого цилиндрического кольца 24 установлены шпонки 24d, а на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24 выполнены прямолинейные продольные пазы 24f, расположенные вдоль оптической оси объектива. Последовательно за первым цилиндрическим кольцом 24 установлено второе цилиндрическое кольцо 25, выполненное в виде цилиндрического элемента. На внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25 установлены шпонки 2d, а также расположены прямолинейные продольные пазы 25а с первыми торцами 25b и вторыми торцами 25c. Далее расположена задняя часть механизма перемещения, состоящая из неподвижного корпуса 26 c установленным в нем третьим блоком линз 9. На внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26 выполнен упор 26а с внутренним торцом 26b. На внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26 расположены прямолинейные продольные пазы 26c, а на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26 установлены шпонки 26d. Первое цилиндрическое кольцо 24 и второе цилиндрическое кольцо 25 установлены между передней и задней частями механизма перемещения. Кулачок 23 расположен между рамой 17 и первым цилиндрическим кольцом 24, а оправа 22 жестко соединена с кулачком 23. Неподвижный корпус 26 установлен последовательно за вторым цилиндрическим кольцом 25, а третий блок линз 9 закреплен в неподвижном корпусе 26.
Передняя часть механизма перемещения установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси объектива посредством держателя 3 с первым блоком линз 2 и вторым блоком линз 4, жестко закрепленными в раме 17, возникающего при одновременном вращении вокруг оптической оси и перемещении вдоль оптической оси оправы 22, жестко соединенной с кулачком 23, и возвратно-поступательном перемещении первого цилиндрического кольца 24 и второго цилиндрического кольца 25 вдоль оптической оси объектива.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 12), блоки линз оптической части объектива находятся на минимальном расстоянии друг от друга. В механизме перемещения рама 17 расположена внутри первого цилиндрического кольца 24, кулачок 23 расположен снаружи первого цилиндрического кольца 24 с возможностью вращения вокруг оптической оси объектива. Первое цилиндрическое кольцо 24 расположено внутри неподвижного корпуса 26 c закрепленным в нем третьим блоком линз 9, а снаружи неподвижного корпуса 26 расположено второе цилиндрическое кольцо 25. Оправа 22 расположена снаружи второго цилиндрического кольца 25, а снаружи оправы 22 предусмотрено бандажное резиновое кольцо (не показано) для скрытия криволинейных сквозных пазов первого вида 22а и криволинейных сквозных пазов второго вида 22b, расположенных на внешней цилиндрической поверхности оправы 22.
Шпонки 17d, расположенные на упоре 17а рамы 17, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 24f первого цилиндрического кольца 24 и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 24d, расположенные на упоре 24а первого цилиндрического кольца 24, находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 26c, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Кроме того, дополнительные шпонки 17е, расположенные на упоре 17а рамы 17, находятся в зацеплении с криволинейными сквозными пазами 23а кулачка 23 и одновременно в зацеплении с дополнительными прямолинейными продольными сквозными пазами 24g первого цилиндрического кольца 24 и создают с ними соответствующие шпоночные соединения. Поперечные прямолинейные сквозные пазы 23b кулачка 23 находятся в зацеплении с дополнительными шпонками 24е, расположенными на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24, и создают с ними соответствующее шпоночное соединение, предназначенное для ограничения вращения кулачка 23 с жестко соединенной с ним оправой 22 вокруг оптической оси объектива. Шпонки 25d второго цилиндрического кольца 25 находятся в зацеплении с криволинейными сквозными пазами второго вида 22b оправы 22 и создают с ними соответствующее шпоночное соединение. Шпонки 26d неподвижного корпуса 26 находятся в зацеплении с прямолинейными продольными пазами 25а второго цилиндрического кольца 25 и в зацеплении с криволинейными сквозными пазами первого вида 22а оправы 22. Шпонки 17d, 24d, установленные на соответствующих упорах 17а, 24а рамы 17 и первого цилиндрического кольца 24 и находящиеся в зацеплении с ними соответствующие прямолинейные продольные пазы 24f первого цилиндрического кольца 24, прямолинейные продольные пазы 26c неподвижного корпуса 26 равномерно распределены на соответствующих поверхностях с одинаковым угловым интервалом. Шпонки 25d, 26d второго цилиндрического кольца 25 и неподвижного корпуса 26 и находящиеся в зацеплении с ними соответствующие криволинейные сквозные пазы второго вида 22b оправы 22 и прямолинейные продольные пазы 25а второго цилиндрического кольца 25, а также криволинейные сквозные пазы первого вида 22а оправы 22 равномерно распределены по соответствующим поверхностям с одинаковым угловым интервалом.
Дополнительные шпонки 17е, установленные на упоре 17а рамы 17 и дополнительные шпонки 24е первого цилиндрического кольца 24, а также находящиеся в зацеплении с ними соответствующие дополнительные прямолинейные сквозные пазы 24g первого цилиндрического кольца 24 и поперечные прямолинейные сквозные пазы 23b кулачка 23 равномерно распределены на соответствующих поверхностях с одинаковым угловым интервалом.
Рама 17, первое цилиндрическое кольцо 24 и второе цилиндрическое кольцо 25 установлены с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 26 за счет соответствующих шпоночных соединений. При этом благодаря расположению прямолинейных продольных пазов 24f первого цилиндрического кольца 24, прямолинейных продольных пазов 25а второго цилиндрического кольца 25 и прямолинейных продольных пазов 26c неподвижного корпуса 26, выполненных вдоль оптической оси объектива, телескопическое перемещение рамы 17, первого цилиндрического кольца 24 и второго цилиндрического кольца 25 относительно друг друга и относительно неподвижного корпуса 26 происходит вдоль оптической оси без вращения.
Для ограничения перемещения подвижных конструктивных элементов передней части механизма перемещения при движении из положения, позволяющего получить изменение размеров изображения в единичном масштабе, в положение, позволяющее получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом, и при обратном движении, предназначены соответствующие торцы: а именно: первый торец 17b упора 17а и второй торец 17c упора 17а рамы 17, внутренний торец 24h первого цилиндрического кольца 24, первый торец 24b и второй торец 24 с упора 24а первого цилиндрического кольца 24 и внутренний торец 26b упора 26а неподвижного корпуса 26.
В положении, позволяющем получить изменение размеров изображения в максимальном масштабе (фиг. 13), блоки линз оптической части объектива находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
Объектив для изменения размеров изображения, выполненный по первому варианту исполнения, работает следующим образом.
Объектив во время изменения масштаба переходит из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 2), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 3), путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в направлении к объекту изображения. Оправа 1, жестко соединенная с рамой 5, перемещается внутри первого цилиндрического кольца 6 за счет шпоночного соединения, посредством зацепления шпонок 5d, установленных на упоре 5a рамы 5, в прямолинейных продольных пазах 6e, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 6. Первое цилиндрическое кольцо 6 перемещается внутри второго цилиндрического кольца 7 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 6d, установленных на упоре 6а, первого цилиндрического кольца 6 в прямолинейных продольных пазах 7е, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 7. Второе цилиндрическое кольцо 7 перемещается внутри неподвижного корпуса 8 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 7d, установленных на упоре 7а второго цилиндрического кольца 7 в прямолинейных продольных пазах 8c, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 8. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Первый торец 5b упора 5а рамы 5 упирается во внутренний торец 6f первого цилиндрического кольца 6; первый торец 6b упора 6а первого цилиндрического кольца 6 упирается во внутренний торец 7f второго цилиндрического кольца 7; первый торец 7b упора 7а второго цилиндрического кольца 7 упирается во второй внутренний торец 8d неподвижного корпуса 8.
В свою очередь, обратное движение, то есть перемещение из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 3), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 2), объектив переходит путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в обратную сторону, то есть от объекта - к изображению, посредством тех же шпоночных соединений. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Второй торец 7c упора 7а второго цилиндрического кольца 7 упирается в первый внутренний торец 8b неподвижного корпуса 8; второй торец 6c упора 6а первого цилиндрического кольца 6 упирается в третий внутренний торец 8е неподвижного корпуса 8; второй торец 5c упора 5а рамы 5 упирается в третий внутренний торец 8е неподвижного корпуса 8.
Объектив для изменения размеров изображения, выполненный по второму варианту исполнения, работает следующим образом.
Объектив во время изменения масштаба переходит из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 5), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 6), путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в направлении к объекту изображения. Оправа 10, жестко соединенная с рамой 11, перемещается снаружи первого цилиндрического кольца 12 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 12c, установленных на упоре 12а первого цилиндрического кольца 12 в прямолинейных продольных пазах 11b, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности рамы 11. Первое цилиндрическое кольцо 12 перемещается снаружи второго цилиндрического кольца 13 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 13c, установленных на упоре 13а второго цилиндрического кольца 13 в прямолинейных продольных пазах 12d, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 12. Второе цилиндрическое кольцо 13 перемещается снаружи неподвижного корпуса 14 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 14c, установленных на упоре 14а неподвижного корпуса 14 в прямолинейных продольных пазах 13d, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 13. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Торец 12b упора 12а первого цилиндрического кольца 12 упирается во внутренний торец 11с, выполненный на внутренней цилиндрической поверхности рамы 11; торец 13b упора 13а второго цилиндрического кольца 13 упирается во внутренний торец 12f, выполненный на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 12; торец 14b упора 14а неподвижного корпуса 14 упирается во внутренний торец 13f, выполненный на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 13.
В свою очередь, обратное движение, то есть перемещение из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 6), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 5), объектив переходит путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в обратную сторону, то есть от объекта - к изображению, посредством тех же шпоночных соединений. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Торец 13е второго цилиндрического кольца 13 упирается во внутренний торец 15b планшайбы 15. Торец 12е первого цилиндрического кольца 12 упирается во внутренний торец 15b планшайбы 15. Торец 11а рамы 11 упирается в торец 15а планшайбы 15.
Объектив для изменения размеров изображения, выполненный по третьему варианту исполнения, работает следующим образом.
Объектив во время изменения масштаба переходит из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 8), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 9), путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в направлении к объекту изображения. Оправа 16, жестко соединенная с кулачком 18, перемещается снаружи первого цилиндрического кольца 19 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 17d, установленных на упоре 17а рамы 17 в прямолинейных продольных пазах 19f, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19. Первое цилиндрическое кольцо 19 перемещается внутри второго цилиндрического кольца 20 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 19d, установленных на упоре 19а первого цилиндрического кольца 19 в прямолинейных продольных пазах 20е, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 20. Второе цилиндрическое кольцо 20 перемещается внутри неподвижного корпуса 21 за счет шпоночного соединения посредством зацепления шпонок 20d, установленных на упоре 20а второго цилиндрического кольца 20 в прямолинейных продольных пазах 2c, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 21. Оправа 16, жестко соединенная с кулачком 18, вращается снаружи первого цилиндрического кольца 19 за счет шпоночного соединения посредством зацепления дополнительных шпонок 19е, расположенных на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19 в поперечных прямолинейных сквозных пазах 18b, расположенных на внешней цилиндрической поверхности кулачка 18, а также дополнительных шпонок 17е, установленных на упоре 17а рамы 17 в глухих криволинейных пазах 18а, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности кулачка 18, и в дополнительных продольных пазах 19g, выполненных сквозными на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 19. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Первый торец 17b упора 17а рамы 17 упирается во внутренний торец 19h первого цилиндрического кольца 19; первый торец 19b упора 19а первого цилиндрического кольца 19 упирается во внутренний торец 20f второго цилиндрического кольца 20; первый торец 20b упора 20а второго цилиндрического кольца 20 упирается во внутренний торец 21d неподвижного корпуса 21.
В свою очередь, обратное движение, то есть перемещение из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 9), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 8), объектив переходит путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в обратную сторону, то есть от объекта - к изображению, посредством тех же шпоночных соединений. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться выступающие части, имеющие торцы. Второй торец 20c упора 20а второго цилиндрического кольца 20 упирается в первый внутренний торец 2lb упора 21а неподвижного корпуса 21; второй торец 19c упора 19а первого цилиндрического кольца 19 упирается во второй внутренний торец 21е упора 21а неподвижного корпуса 21; второй торец 17c упора 17а рамы 17 упирается во второй внутренний торец 21е упора 21a неподвижного корпуса 21.
Объектив для изменения размеров изображения, выполненный по четвертому варианту исполнения, работает следующим образом.
Объектив во время изменения масштаба переходит из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 12), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 13), путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в направлении к объекту изображения. Оправа 22, жестко соединенная с кулачком 23, вращается снаружи первого цилиндрического кольца 24 за счет шпоночного соединения посредством зацепления дополнительных шпонок 17е, установленных на упоре 17а рамы 17 в криволинейных сквозных пазах 23a, выполненных на внешней цилиндрической поверхности кулачка 23, и в дополнительных прямолинейных продольных пазах 24g, выполненных сквозными на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24. В то же время дополнительные шпонки 24е, расположенные на внешней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24, перемещаются за счет шпоночного соединения в поперечных прямолинейных сквозных пазах 23b, расположенных на внешней цилиндрической поверхности кулачка 23. Кроме того, оправа 22, жестко соединенная с кулачком 23, одновременно вращается снаружи второго цилиндрического кольца 25 и выдвигается за счет шпоночного соединения посредством соответствующего зацепления. Рама 17 перемещается внутри первого цилиндрического кольца 24 посредством зацепления шпонок рамы 17d, установленных на упоре 17а рамы 17 в прямолинейных продольных пазах 24f, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности первого цилиндрического кольца 24. Первое цилиндрическое кольцо 24 перемещается внутри неподвижного корпуса 26 посредством зацепления шпонок 24d, установленных на упоре 24а первого цилиндрического кольца 24 в прямолинейных продольных пазах 26c, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26. Второе цилиндрическое кольцо 25 перемещается снаружи неподвижного корпуса 26, находясь при этом внутри оправы 22, посредством зацепления шпонок 25d, установленных на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25 в криволинейных сквозных пазах второго вида 22b, расположенных на внешней цилиндрической поверхности оправы 22, а также одновременного зацепления шпонок 26d, установленных на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26 в прямолинейных продольных пазах 25а, выполненных на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25, и в криволинейных сквозных пазах первого вида 22а, расположенных на внешней цилиндрической поверхности оправы 22. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться соответствующие торцы: а именно: первый торец 17b упора 17а рамы 17 упирается во внутренний торец 24h первого цилиндрического кольца 24; во вторые торцы 25c прямолинейных продольных пазов 25а, расположенных на внешней цилиндрической поверхности второго цилиндрического кольца 25, упираются шпонки 26d, установленные на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26.
В свою очередь, обратное движение, то есть перемещение из положения, при котором возможно получить изменение размеров изображения с максимальным масштабом (фиг. 13), в положение, при котором возможно получить изменение размеров изображения в единичном масштабе 1:1 (фиг. 12), объектив переходит путем перемещения передней части механизма перемещения вдоль оптической оси объектива в обратную сторону, то есть от объекта - к изображению, посредством тех же шпоночных соединений. Перемещение продолжается до тех пор, пока не соприкоснуться соответствующие торцы: а именно: второй торец 17c упора 17а рамы 17 упирается во внутренний торец 26b упора 26а неподвижного корпуса 26; второй торец 24c упора 24а первого цилиндрического кольца 24 упирается во внутренний торец 26b упора 26а неподвижного корпуса 26; в первые торцы 25b прямолинейных продольных пазов 25а второго цилиндрического кольца 25 упираются шпонки 26d, установленные на внешней цилиндрической поверхности неподвижного корпуса 26.
Кроме того, во всех представленных вариантах исполнения цилиндрические кольца расположены таким образом, чтобы сформировать четырехступенчатую конструкцию механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения, способную изменять всю длину объектива при масштабировании изображения. Но в настоящем изобретении это не является ограничительным фактором, то есть существует возможность формировать многоступенчатую конструкцию механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения, которая позволяет изменять степень расширения объектива по желанию. Например, если используется только одно цилиндрическое кольцо, то можно сформировать трехступенчатую конструкцию механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения. А если установить три цилиндрических кольца, то можно сформировать пятиступенчатую конструкцию механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения. Таким образом, изменяя количество цилиндрических колец, можно по желанию менять величину перемещения передней части механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения, что напрямую будет влиять на изменение масштаба изображения.
В рассмотренных вариантах исполнения изобретения конструкция механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения является многоступенчатой. При движении механизма перемещения не происходит вращения оптической части объектива, то есть все блоки линз перемещаются только вдоль оптической оси объектива без вращения, что позволяет уменьшить децентрировки блоков линз и, следовательно, обеспечивает высокое качество изображения, создаваемого оптической системой объектива для изменения размеров изображения. А использование многоступенчатой конструкции механизма перемещения в объективе для изменения размеров изображения с меньшим количеством цилиндрических колец, перемещающихся по прямолинейным пазам вдоль оптической оси без вращения, позволяет уменьшить габариты объектива.
Таким образом, достигнут технический результат - создан объектив для изменения размеров изображения, позволяющий добиться изменения масштабирования изображения в широком диапазоне за счет использования многоступенчатой конструкции механизма перемещения оптической части объектива без вращательного движения блоков линз, позволяющей снизить децентрировки оптических элементов, что обеспечивает высокое качество изображения, создаваемого оптической системой объектива.