跟焦器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种跟焦器，用于摄像机，特别是电影摄像机，其包括锥齿轮，该锥齿轮具有：第一旋转轴和第二旋转轴，该第一和第二旋转轴被布置为彼此成一定角度，特别是直角；第一传递机构，该第一传递机构用于利用作用在所述轴的旋转方向上的形锁合锁定连接，将其中一个轴的旋转传递到另一个轴上；以及第二传递机构，该第二传递机构用于利用作用在所述轴的旋转方向上的摩擦连接，将其中一个轴的旋转传递到另一个轴上，其中，利用所述第二传递机构的摩擦连接，能够将所述其中一个轴的旋转传递到另一个轴上，直到所述第二传递机构的摩擦连接无法承受为止，并且在所述摩擦连接无法承受之后，能够主要通过所述第一传递机构的形锁合锁定连接来进行传递。
【专利说明】跟焦器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对焦取景器，其也经常被称作“跟焦器”。这种跟焦装置用于摄像机，特别是用于电影摄像机，用以将旋转运动传递到摄像机镜头的对焦调节环、变焦调节环或光圈调节环。
[0002]这种跟焦装置允许稳定且精确的焦距调节，当在曝光过程中摄像机到被摄物体的距离变化时，这样的调节对于图像清晰度而言是必不可少的。
[0003]这种跟焦器的应用使得负责图像清晰度的摄影助理能够轻松地旋转对焦调节环，而无须直接握住镜头。
【背景技术】
[0004]现有的跟焦装置，诸如例如从CA2663343A1或者DE9415170U1已知的那些跟焦装置，包括锥齿轮，使用该锥齿轮经由互相啮合的齿轮，将由摄影助理产生的旋转从第一轴传递到第二轴。然而，这种齿轮包括一定的游隙，并且因此，使用手动旋转，特别是当旋转方向改变时，必定首先要克服所有这样的游隙。为了使这种游隙最小，通常要以高精确度且低公差制造齿轮。这导致高制造成本。而且，即使使用高精度制造，也不能完全消除游隙。即使少量的游隙仍然能够干扰摄影助理的工作或使摄影助理在工作时分心。摄影助理的工作必须以高度的注意力进行，并且游隙导致机构的操作感觉不精确。特别是在慢速对焦操作和旋转方向改变的情况下，这会发生。
[0005]为了应对这种负面感观，在现有技术中提供了油脂阻尼器，其可以向摄影助理传达一种没有游隙的感观。然而，这些系统无法克服以下缺点:摄影助理所实施的旋转不能立即使对焦调节环发生旋转，而只能在已经克服游隙之后。
【发明内容】
[0006]与上述的【背景技术】不同，本发明的目的在于提供一种跟焦器，使用该跟焦器，特别在慢速且平稳旋转的情况下，能够实现旋转的直接传递，即使在快速移动的情况下，使用该跟焦器仍然能够确保可靠的传递。
[0007]由具有权利要求1的特征的跟焦器来实现这个目的。在从属权利要求以及下面的描述中能够发现本发明的有利实施例。
[0008]本发明基于利用极大地独立的传递机构以在锥齿轮的两个轴之间实现旋转传递的想法，为了较大力的传递，其中一个机构被构造为带有间隙，并且为了较小力的传递，另一个机构被构造为不带有间隙。这样，在慢速且平稳的旋转移动或方向改变的情况下，能实现没有间隙地从一个轴到另一个轴直接的(即无间隙的)传递。然而，在快速移动的情况下，当较大的力作用于传递机构上，并且当操作者没有注意到一定间隙时，这对调节不产生负面影响，则主要是另一机构起作用，并且因此，即使在快速移动且较大力传递的情形下，仍能确保可靠的旋转传递。此处的传递机构由上述的传递机构支撑。特别优选的是，第一机构将旋转力从一个轴摩擦地传递到另一个轴，同时，第二机构优选地利用形锁合锁定连接(positive-locking connection)传递该旋转力。因此，根据本发明特别优选的实施例，通过在旋转方向上彼此摩擦接触的接触表面形成第一机构，同时在优选的实施例中，通过相互啮合的齿轮，特别是锥齿轮，实现了另一机构。
[0009]相应地，本发明限定了一种用于摄像机的，特别是电影摄像机的，包括锥齿轮的跟焦器或对焦取景器。该锥齿轮包括第一旋转轴和第二旋转轴，该第一旋转轴和第二旋转轴被布置为彼此成一定角度，特别是成直角，例如90°角。为了将一个轴的旋转传递到另一个轴，提供第一传递机构。该机构通过作用在轴的旋转方向上的形锁合锁定连接来传递旋转。这能例如利用齿轮，特别地是相应地不可旋转地连接到轴的锥齿轮来实现。替代地，也可构思想到齿轮带驱动。此外，提供第二传递机构。为了将一个轴的旋转传递到另一个轴上，该机构产生作用在轴的旋转方向上的摩擦连接或非形锁合连接。这种摩擦连接或非形锁合连接使旋转传递能够进行，直到附着力无法承受(overpowered)为止。如果附着力或摩擦连接无法承受，那么第一传递机构起作用，第一传递机构主要利用其形锁合锁定连接进行旋转传递。第二传递机构利用其摩擦连接，使得能够进行从一个轴到另一个轴的无间隙(例如直接和即时)的旋转传递。换言之，由此能够使得负责对焦调节的摄影助理不会注意到齿轮中的间隙，而且不存在这样的间隙。这意味着，直接地并且没有运动损失地将在一个轴上所实施的手动旋转传递到另一个轴。因为特别是在慢速移动的情况下摩擦连接起作用，所以能够确保足够和可靠的力传递。然而，如果实施快速旋转，即使附着力或摩擦连接无法承受，贝1J利用所提供的通过形锁合锁定部件(positive locking component)来操作的第一传递机构，仍然能够确保旋转的传递。通过这样的快速移动，仅极少地改变旋转方向，并且通常不需要精确的对焦，从而不会注意到间隙并且不会导致操作者具有负面体验。
[0010]根据本发明的一个实施例，第二传递机构包括:第一接触表面，该第一接触表面不可旋转地连接到第一轴上；以及第二接触表面，该第二接触表面不可旋转地连接到第二轴上，接触表面彼此摩擦地接触以进行旋转传递。这样，确保了第二传递机构的廉价且简单的构造。例如，接触表面可以由在板上滚动的圆柱体形成。
[0011]由于力作用在接触表面之间，因此优选地是，在截面中，第一和第二接触表面以对应于第一轴和第二轴之间的角度的角平分线的角度延伸。这确保了，可以施加的任何力总是作用在第一和第二轴的轴向方向上，并且因此，不影响到轴的旋转。而且，如下面更细节描述的那样，其优点是，通过被轴向推压的一个轴以及由力传递而在另一个轴上也受影响的轴向推压，轴承间隙能够被自动抵消。
[0012]而且，优选地，由于制造和组装的成本原因，第一和/或第二接触表面由与相应的轴相同的材料形成。优选地，接触表面由圆锥部分的表面区域的至少一部分形成，该圆锥部分由与第一或第二轴相同的材料形成。
[0013]为了能抵消轴向间隙，优选地，第一和第二轴被可滑动地安装在轴向上，并且第一轴被在第二轴的方向上推压。此外，这有利于两个接触表面彼此压靠，以便确保在操作过程中在接触表面之间的更安全的摩擦连接，而且，能够自动补偿由于损耗所引起的接触表面的磨损。
[0014]而且，优选地，利用两个轴承(第一轴承和第二轴承)在锥齿轮的壳体内安装第一轴，同时，利用导向轴承径向引导第二轴，并且在锥齿轮的壳体内安装第三轴承。为了在组装过程中无须依靠另外措施就能自动抵消轴向轴承间隙，优选地是，由弹簧元件在第二轴的方向上推压第一轴，弹簧元件作用在第一轴承和第二轴承之间。这使得第一和第二轴承被强制分开，并且当轴承中的一个轴向地推压第一轴时，两个轴承被以无间隙的方式在壳体内沿轴向自动地保持。通过例如经由所述的接触表面(参见上文)在其轴向上将力从一个轴传递到另一个轴，另一个轴也被在轴向上推压，并且其轴承(第三轴承)也在轴向上以无间隙的方式位于壳体内，而在此无需复杂的对齐和组装过程，诸如使用间隔垫圈来调整。
[0015]此外，优选地是，设置有调节装置，利用该调节装置能在轴向上调节第二轴的第三轴承，例如，利用该调节装置能在轴向上移动第二轴的第三轴承。在这方面优选的是，调节装置是能够被固定在不同位置中甚至在轴向上的元件，优选地是被连续地固定，并且其间接或直接地与第二轴的第三轴承接触，特别是与轴承外圈的元件接触。例如，可以利用螺纹进行连续的调节。第二轴的第三轴承的可调性能够使得第一传递机构和第二传递机构之间的传递率相等，因此，防止两个传递机构在工作时彼此冲突。
[0016]根据另外实施例，当齿轮用作第一传递机构时，如上所述，有利的是，关于第二传递机构，至少一个齿轮，有利地是两个齿轮，也由与相应的轴相同的材料形成，例如与相应的轴一起一体地形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]能够在特征不相矛盾的情况下，单独或与上述特征中的一个组合地实施的本发明进一步的优点和特征，能够在下面的优选实施例的描述中找到。
[0018]描述将参考附图:
[0019]图1以截面示出了根据本发明实施例的跟焦器的锥齿轮。
【具体实施方式】
[0020]图1所示的锥齿轮包括齿轮箱壳体10。能绕着第一旋转轴线12旋转的第一轴11被布置在齿轮箱壳体10内。而且，能绕着第二旋转轴线14旋转的第二轴13被包含在齿轮箱壳体10内。轴11和13被彼此成直角地布置在齿轮箱壳体10内，例如，旋转轴线12和14以90°角相交。
[0021]利用第一轴承15和第二轴承16，将第一轴11可旋转地安装在齿轮箱壳体10内。第一轴承15位于第一轴11的肩部17，从轴向上看处在其与第二轴承16相对的端部处。利用与齿轮箱壳体10螺接在一起的盖18，第二轴承16被轴向保持在其从轴向上看面对第一轴承15的端部处。压力弹簧19被布置在第一轴承15和第二轴承16之间，从轴向上看，该压力弹簧19被支撑在轴承15和16相面对的端部处。利用在轴承15和16中安装第一轴11，第一轴11在其轴向上被可滑动地安装在壳体10内。
[0022]利用第三轴承20和导向轴承21，第二轴13被可旋转地安装在齿轮箱壳体10内。利用环22并利用齿轮箱壳体10的凸耳23，首先导向轴承21被在第二轴13的轴向上固定在齿轮箱壳体10内，并且在其轴向上可滑动地径向引导第二轴13。从第二轴13的轴向上看，第三轴承20被支撑在第二轴13肩部24处，其处在其面对导向轴承21的端部处。凸缘25将第三轴承20保持在轴向上面对导向轴承21的端部处。
[0023]在第一轴11的前端，例如，面对第二轴13，具有锥齿轮形式的第一齿轮26。而且，在第二轴13上也布置有锥齿轮形式的第二齿轮27。第一齿轮26和第二齿轮27相互啮合。在齿轮26和27的齿之间存在一定的间隙。此外，在实施例中所示的齿轮26和27被与轴11和13分开单独地制造，并且不可旋转地连接到这些轴。然而，不言而喻，采用与轴11和13相同的材料，例如与轴11和13 —起一体地或一体地制造齿轮26和/或27是有益的。
[0024]而且，轴11包括不可旋转地连接到其上的第一接触表面28。该第一接触表面被形成为圆锥部分29的表面区域的一部分，圆锥部分29采用与第一轴11相同材料制造。第二轴13也包括接触表面30，该接触表面30作为圆锥部分31的表面区域的一部分，圆锥部分31采用与第二轴13相同材料制造。然而，不言而喻，接触表面28和30也是单独制造的部件的表面，该部件以任意的方式连接到对应的轴11、13。接触表面28和30彼此摩擦地接触。利用弹簧19相互压靠。
[0025]如从图1所示的截面中能够看到的，接触表面28、30在对应于第一轴11和第二轴13之间(例如在旋转轴线12和14之间)的角度的角平分线的线32上延伸。
[0026]接下来，将阐释跟焦器的操作模式和在此所述的锥齿轮及其组装的操作模式。
[0027]为了组装根据本发明的锥齿轮，首先将第二轴13安装到导向轴承21和没有轴向预加载的第三轴承20，并且将凸缘25与壳体10旋拧到一起。接着，将轴11插入到没有轴向预加载的第一轴承15和16，并且将盖18旋拧上。利用弹簧19使轴承16压靠盖18，同时，轴承15压靠第一轴11的肩部17。以此方式，移动第一轴11，直到接触表面28与接触表面30开始接触为止。这样，经由接触表面28和30，将来自弹簧19的力Fs转换为第二轴13上的力FT，使得一方面，接触表面28和30彼此可靠地压靠，另一方面，轴向推压第二轴13，将轴承20保持在肩部24和凸缘25之间。于是，能自动地将轴承15、16、20安装成轴向预加载，特别是没有轴向间隙，无需复杂的组装过程，诸如例如使用间隔垫圈来调整。更确切地是，由于弹簧19的设置和经由接触表面28和30顶靠着轴承的各个轴的滑动，能自动发生这样的情形。因为经由图1中的弹簧19和传递力FT只向右侧推动第二轴13，所以必须在轴向上以无间隙的方式保持导向轴承21。而且，会产生在第一和第二传递机构之间(例如，在接触表面28和29之间，或在齿轮26和27之间)的传递率不相等的问题。在这种情况下，存在两个传递机构在工作中会彼此冲突的风险。为了使传递率相等，因此优选地设置有调节装置32。其实现方式是，例如，通过被设置在凸缘25中的内螺纹，其中具有外螺纹35的螺纹圈34被容纳到凸缘25中。螺纹圈34放置为以其朝内面向一侧位于第三轴承20的外环处。通过扭动螺纹圈34，能调节第三轴承20的轴向位置，并且因而该位置能调节接触表面29和30的传递率，使得其与齿轮26，27的传递率相适应。为了能扭动螺纹圈34，有利地是，在螺纹圈34中设置两个或多个直径方向上相反的开口，对应的工具能与这些开口接合。
[0028]出于美观的原因，有利地是，可以采用未示出的另外的盖来覆盖螺纹圈34和凸缘35。
[0029]为了操作跟焦器，负责对焦调节的摄影助理旋转第一轴11。在接触表面28和30之间存在非形锁合连接或摩擦连接。只要该摩擦连接或非形锁合连接在旋转所引起的力作用下不会无法承受，那么经由接触表面28和30的彼此摩擦连接(第二传递机构)来单独进行旋转的传递，同时齿轮26和27无助于旋转的传递，例如不起作用。由于没有运动的损失地进行旋转的摩擦传递，所以第一轴11的旋转被直接和即时地传递到第二轴13上(无间隙传递)。对于特别是慢速移动和旋转方向的慢速改变的情况，这是有益的。[0030]如果力传递经由快速移动的旋转进行，快速移动的旋转会导致接触表面28和30的附着力无法承受，那么接触表面打滑并且齿轮26、27的齿啮合(第一传递机构)，以便将这种情况下的第一轴11的旋转传递到第二轴13。由于快速因而有力的移动，克服间隙所带来的运动损失不会引起功能和操作者的感观受损，这是因为在任何情况下都期望非常快速的移动。在进行这种传递(第一传递机构)时，可以的是，接触表面，即仍起作用的摩擦连接(第二传递机构)，还在一定程度上有助于旋转的传递，即，执行旋转移动并且因此齿轮26，27的齿释放，直到附着力无法承受为止。
[0031]考虑到上述情况，根据本发明的跟焦器，一方面引起从一个轴到另一个轴的慢速精确的旋转移动，其能以没有运动的损失地，例如无间隙地被传递；同时另一方面，即使旋转方向的改变和精确的旋转移动仅仅很少地发生，但由于齿轮的设置，也能可靠地传递快速移动。另一方面，跟焦器提供了简单且因而经济的组装方式，特别是能以无间隙的方式特别是无轴向间隙的方式，来安装轴的轴承。
[0032]不言而喻，本发明并不限制到上述实施例，而是在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明范围的情况下，能够得到各种变型。
【权利要求】
1.一种用于摄像机，特别是电影摄像机的跟焦器，包括: 锥齿轮，所述锥齿轮具有: 第一旋转轴(11)和第二旋转轴(13)，所述第一旋转轴(11)和所述第二旋转轴(13)被布置为彼此成一定角度，特别是成直角； 第一传递机构(26、27)，所述第一传递机构(26、27)用于，利用作用在所述轴的旋转方向上的形锁合锁定连接，将所述轴(11)中的一个轴的旋转传递到另一个轴(13)上；和第二传递机构(28、30)，所述第二传递机构(28、30)用于，利用作用在所述轴的所述旋转方向上的摩擦连接，将所述一个轴(11)的旋转传递到所述另一个轴(13)上， 其中，利用所述第二传递机构(28、30)的所述摩擦连接，将所述一个轴(11)的旋转传递到所述另一个轴(13)上，直到所述第二传递机构(28、30)的所述摩擦连接无法承受为止，并且在所述摩擦连接无法承受之后，能够主要通过所述第一传递机构(26、27)的所述形锁合锁定连接来进行传递。
2.根据权利要求1所述的跟焦器，其中，所述第二传递机构包括: 第一接触表面(28)，所述第一接触表面(28)不可旋转地连接到所述第一轴(11);和 第二接触表面(30)，所述第二接触表面(30)不可旋转地连接到所述第二轴(13)， 其中，所述接触表面(28、30)彼此摩擦地接触以传递所述旋转。
3.根据权利要求2所述的跟焦器，其中，在截面中，所述第一接触表面(28)和所述第二接触表面(30)以对应于所述第一轴(11)和所述第二轴(13)之间角度的角平分线的角度延伸。
4.根据权利要求2或3中的一项所述的跟焦器，其中，所述第一接触表面(28)和/或所述第二接触表面(30)由圆锥部分(29、31)的表面区域的至少一部分形成，所述圆锥部分(29,31)由与相应的所述第一轴(11)或所述第二轴(13)相同的材料形成。
5.根据上述权利要求中的一项所述的跟焦器，其中，所述第一轴(11)和所述第二轴(13)被可滑动地安装在轴向上，并且所述第一轴(11)被在所述第二轴(13)的方向上推压。
6.根据权利要求5所述的跟焦器，其中，利用第一和第二轴承(15、16)在所述锥齿轮的壳体(10)内安装所述第一轴(11)，并且利用导向轴承(21)径向引导所述第二轴(13)，并且在所述锥齿轮的壳体(10)内安装第三轴承(20)， 其中，通过作用在所述第一和所述第二轴承(15、16)之间的弹簧元件(19)，在所述第二轴(13)的方向上推压所述第一轴(11)，以便对所述第一、第二和第三轴承进行轴向预加载。
7.根据权利要求6所述的跟焦器，其中，进一步设置有调节装置(32)，利用所述调节装置(32)能调节所述第二轴的所述第三轴承(20)的轴向位置。
8.根据上述权利要求中的一项所述的跟焦器，其中，所述第一传递机构包括: 第一齿轮(26)，所述第一齿轮(26)不可旋转地连接到所述第一轴(11);和 第二齿轮(27)，所述第二齿轮(27)不可旋转地连接到所述第二轴(13)， 所述第一齿轮(27)和所述第二齿轮(27)啮合。
9.根据权利要求8所述的跟焦器，其中，所述第一齿轮(26)和/或所述第二齿轮(27)由与对应的所述第一轴(11)或所述第二轴(13)相同的材料形成。
【文档编号】G03B13/18GK103913928SQ201410058262
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】詹姆斯·伊莱亚斯 申请人:威泰克录像设备有限公司