DE2357547A1

DE2357547A1 - Anamorphotisches objektiv

Info

Publication number: DE2357547A1
Application number: DE2357547A
Authority: DE
Inventors: Ryusho Hirose
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1974-05-22
Also published as: GB1445589A; US3924933A; DE2357547B2; DE2357547C3; FR2207289B1; JPS4974954A; FR2207289A1

Description

Anmelder: Canon Kabusbiki Eaisba

Hb. 30-2, 3-cbome Sbimomaruko, Obta-ku, Tokyo, Japan

Anamorphotisches Objektiv

Die Erfindung betrifft ein anamorphotisches Objektiv gemäß dem Oberbegriff des HauptanSpruchs.

Die Erfindung befaßt sich mit -anamorphot!sehen Objektiven für die Kinematographie, insbesondere mit einem vorderseitigen Anamorphoten mit einem Zoom-Teil für •kinematographische Kameras oder Projektoren, das so ausgebildet ist, daß es optische Bilder mit einem Weitwinkelgesichtsfeld liefert und eine große relative Öffnung aufweist und trotzdem eine hohe Abbildungsqualität über den gesamten Zoom-Bereich liefert. ■

Es wurden bereits verschiedene Bauarten von anamorphotischen Objektiven entwickelt, welche ein Objektiv mit fester Brennweite als Hauptobjektiv verwenden. Bei anamorphotisehen Zoom-Objektiven wurde jedoch bewußt auf Kosten einer Hochqualitäts-Bildwiedergabe unter dem Gesichtspunkt einer

i,

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Geringhaltung von Gewicht und Größe des GesamtObjektivs eine rückwärtige Anamorphotenanordnung verwendet wurde, so daß das Gesamtsystem des Objektivs einfach handhabbare Proportionen aufweist. Von diesen rückwärtigen anamorphotisehen Zoom-Objektiven wurden bisher lediglich die Anamorphoten von derjenigen Bauart, bei der eine Zylinderlinse zwischen dem rückwärtigen Scheitel des Zoom-Objektivs und seinem rückwärtigen Brennpunkt angeordnet ist, soweit entwickelt« Durch die "Patentanmeldung P 23 47 737.4 wurde ein technischer Fortschritt hinsichtlich der . Abbildungsqualität erzielt, während gleichzeitig die Vorteile rückwärtiger Anamorphoten . aufrechterhalten blieben.

Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere auf eine weitere Verbesserung unter Aufrechterhaltung einer hohen Abbildungsqualität ab, sowie auf die Form, Anordnung und Konstruktion der Linsenelemente, welche ein derartiges anamorphotisches Objektiv bilden.

Es ist daher die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein anamorphotisches Objektiv zu schaffen, das ein Weitwinkelgesichtsfeld und ein großes relatives öffnungsverhältnis aufweist, wie man sie für die Kinematographie benötigt, während gleichzeitig eine hohe Bildqualität über den gesamten Bereich von Objektabstanden aufrechterhalten wird. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruches gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß ein anamorphotisches Objektiv für die Kinematographie geschaffen wird, speziell ein vorderseitiger Anamorphot mit einem Zoom-Teil für kinematographische Kameras und Projektoren, welches so aufgebaut ist, daß es optische Bilder mit einem Weitwinkelgesichtsfeld sowie eine hohe relative öffnung liefert, während gleichzeitig eine hohe Abbildungsqualität über den gesamten Zoom-Bereich aufrechterhalten bleibt.

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Zur Erleichterung des Verständnisses der Merkmale der vorliegenden Erfindung im Gegensatz"zu denen des Standes der Technik sollen die folgenden Erläuterungen darüber, wie ein anamorphotisehes Zoom-Objektiv mit einem Weitwinkelgesichtsfeld mit einem großen relativen Öffnungsverhältnis erzeugt werden kann, in zwei Stufen durchgeführt werden:

1. Beschreibung der Bauart von Anamorphoten, welche die · Entwicklung von anamorphotischen Zoom-Objektiven mit großem relativen Öffnungsverhältnis erleichtert; und

2. Beschreibung der Bauart von Anamorphoten, welche die Entwicklung von anamorphotischen Weitwinkel-Zoom-Objektiven erleichtert, wobei jeweils auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Hierin zeigen:

Die Figuren 1 und 2 schematische Darstellungen eines rückwärtigen anamorphotischen Zoom-Objektivs gemäß dem Stand der Technik zur Erläuterung des Brechverhaltens der Linsenelemente in X-Richtung senkrecht zur Mantellinie der Zylinderlinsenelemente und in Y-Richtung bzw. in der Richtung der Mantellinse der Zylinderlinsenelemente.

Die Figuren 3 und 4- schematische Darstellungen eines vorderseitigen anamorphotischen Zoom-Objektivs gemäß dem Stand der Technik, bei dem Zylinderlinsenelemente auf der Vorderseite .im Abstand von dem Hauptobjektiv der Zoom-Bauart angebracht sind, zur Erläuterung des Prinzips des vorderseitigen Anamorphoten, und zwar jeweils in X- und in Y-Richtung«

j/1J Betreffend die anamorphot!sehe Objektivanordnung für die geeignetste Konstruktion eines anamorphotischen Zoom-Objektivs mit großer relativen öffnung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein rückwärtiges anamorphotisches Zoom-Objektiv bekannter Bauart dargestellt, Dieses enthält eine sphärische Hauptobjektiv-Linsengruppe. 1 aus

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r/Da	*= FX**
f/D_R	» FY
f'/f	a ΠΙ

Einzelelementen·, ein -zylindrisches konvexes Linsenelement 2, ein zylindrisches konkaves Linsenelement 3 sowie eine Eintrittspupille 4- mit einem Durchmesser D^. In diesem System sind die Komponenten in X- und Y-Richtung der Lichtstärke, d.h. der F-Verte, und das Anamorphoten-Verhältnis durch die folgenden Formeln (1), (2) und (3) gegeben.

(3)

worin f' dem Wert von f entspricht, f ist die Brennweite einer Linsenkombination der Zoom-Linsengruppe in einer bestimmten Lage des Zoom-Betriebs-und "der Zylinderlinsenelemente in Richtung der Mantellinie der Zylinderlinsene lemente. D_R ist'der Durchmesser der Eintrittspupille, welcher auftritt, wenn die Zoom-Linsengruppe die oben erwähnte Lage im Zoom-Betrieb einnimmt, f· ist die Gesamtbrennweite, welche mit der Summe der Breehkräfte der Zoom-Linsengruppe in der genannten Lage des Zoom-Betriebs und der X-Richtungs-Komponente der Brechkraft der Zylinderlinsenelemente erzeugt wird.

Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) ergibt sich die ersichtliche Lichtstärke, d.h. der F-Wert des rückwärtigen anamorphotisch en Zoom-Objektivs als Ganzem,, welche einer mittleren Lichtstärke der Komponenten Fy ^ηη& *γ äquivalent ist, durch die Formel (4)

F =» fm F_x (4)

Es sei angenommen,daß eine Zoom-Linsengruppe mit einem ersichtlichen Öffnungsverhältnis von beispielsweise 1 ! 2,5 _zur Verwendung in der Hauptobjektiv-Linsengruppe eines rückwärtigen anamorphotischen Zoom-Objektivs mit einem

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anamorphotischen Verhältnis von 1 : 2 ausgewählt ist. In diesem Falle betragen die Komponenten der relativen öffnung des in Rede stehenden anamorphotischen Zoom-Objektivs 1 i 5 und 1 : 2,5 in X- und Y-Richtung. Der Mittelwert der Lichtstärke berechnet sich daher zu F/3,5· Es folgt, daß zur Erhaltung eines anamorphotischen Zoom-Objektivs mit F/3>5 eine Zoom-Linsengruppe mit einem relativen öffnungsverhältnis zur Verwendung in der Hauptobjektiv-Linsengruppe . ausgewählt werden muß, deren Lichtstärke einen Wert von F/2,5 aufweist. Dieses nachteilige Ergebnis wird durch die Verlängerun g der Brennweite in der X-Richtung relativ zu der in der Y-Richtung bewirkt, entsprechend dem Anamorphoten-Verhältnis,und zwar unabhängig von dem konstanten Durchmesser der Eintrittspupille·

Im Gegensatz zu der kreisförmigen Eintrittspupille des .rückwärtigen anamorphotischen Zoom-Objektivs erhält man bei einem vorderseitigen anamorphotischen Zoom-Objektiv, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, eine Eintrittspupille 4¹, die ellipsenförmig gestaltet ist, wobei diese Ellipse eine kleine Achse D™ und eine große Achse Dn, in X-bzw. Y-Richtung aufweist. Des weiteren enthält das vorderseitige anamorphotische Zoom-Objektiv der Figuren 3 und kleine sphärische Hauptobjektiv-Linsengruppe 1' aus verschiedenen Elementen, ein konkaves Zylinderlinsenelement 2' sowie ein konvexes Zylinderlinsenelement 3¹· Hieraus ergeben sich für die Komponenten der Lichtstärke in die verschiedenen Richtungen die folgenden Beziehungen:

F-Wert-Eomponente in X-Richtungs f/D_F (5)

F-Wert-Komponente in Y-Richtung: f'/B^, » mf/mDF »

Es folgt, daß zur Erhaltung eines vorderseitigen anamorpho tischen Zoom-Objektivs mit P/3»5 die Hauptobjektiv-Linsen-

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gruppe der Zoom-Bauart ebenfalls eine Lichtstärke von F/3,5 aufweisen.muß.

Obiger Vergleich der vorderseitigen Anamorphoten mit; denen rückwärtiger Anamorphoten sollte zeigen, daß bei Verwendung der rückwärtigen Anamorphoten als Haupuobjektiv-Linsengruppe eine solche mit einer größeren relativen öffnung verwendet werden muß, wenn man gleiche Lichtstärken erhalten will; ferner, daß dieser Nachteil der rückwärtigen Anamorphoten mit Zunahme des Anaaiorphotenverhältnisses weiter verstärkt wird, falls die vergrößerte relative öffnung beibehalten wird. Aus Obigem ersieht man, daß man die Vorteile eines anamorphotischen Zoom-Objektivs mit großer relativer öffnung leichter durch Einführung eines vorderseitigen Anamorphoten eis eines ■rückwärtigen Anamorphoten erhält.

[2J Betreffend die Anwendung der rückwärtigen Anamorphooen auf anamorphotische Weiwinkel-Zooia-Objektive.

Es ist bekannt, daß zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Objektivs die Brechkraft für jedes der Zylinder-^ linsenelemente ebenso wie für die anderen Linsenelemerrfce so schwach wie möglich gewählt werden muß. Die.s bedeutet mit anderen Worten, daß das Linsenelement, mit der stärkeren Brechkraft im stärkeren Maße die Bildaberrationen nachteilig beeinflußt, welche die Leistungsfähigkeit des Gesamtobjektive ε herabsetzen.

Kehrt man abermals zu den Figuren 1 und 2 zurück, so erkennt man, daß die rückwärtigen Anamorphouen von der eine Anbringung der Zylinderlinsen zwischen dem rückwärtigen ücheiuel der Zoom-Linsengruppe und dem rückwärtigen Brennpunkt ermöglichenden Bauart eine Verbesserung der

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Abbildungsleistung bewirkt, da mit zunehmender Länge der rückwärtigen Brennweite der Hauptobjektiv-Linsengruppe die Brechkraft der Zylinderlinsen verringert werden kann. Solange jedoch die Linsenhalterung einer mechanischen Einwirkung unterliegt, welche ein Anwachsen der■Dimensionen des Linsenelements beschränkt, lassen sich die Brechkräfte der Zylinderlinsenelemente nicht in erwünschter Weise vermindern.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß bei einer Zunahme des Bildwinkels der Zoom-Linsengruppe durch die vergrößerte rückwärtige Brennweite schwierige Probleme entstehen, wie z.B. eine Zunahme der Dimensionen des rückwärtigen Linsenelements, was man aus den Abbildungsstrahlengängen ersehen kann. Die Dimensionszunähme des rückwärtigen Linsenelements läßt sich minimal halten, wenn die Blende so nahe wie möglich an der Brennebene angebracht wird. In diesem Falle wird jedoch -der Durchmesser des vorderen Linsenelements außerordentlich vergrößert. Die Minimalhaltung der Größe der Zylinderlinse selbst bewirkt daher ein Anwachsen in der Größe des Gesamt-

Objektivs. Das rückwärtige anamorphotisch^ Objektiv ist somit unvorteilhaft, wenn Gewicht und Ausdehnung des GesamtObjektivs in Grenzen bleiben sollen, die eine einfache Handhabung sicherstellen.

Unter diesen Gesichtspunkten wurden die rückwärtigen Anamorphoten bisher lediglich in'den Zoom-Objektiven verwendet. Darüber hinaus sind ihre relativen öffnungen auf F/4-,5 - F/5,6 aus der Sicht der Abbildungsleistung begrenzt, und ihre Gesichtsfeldwinkel sind lediglich so gewählt, daß sie die Brennweite überdecken, die ungefähr der Diagonale des Einzelbilds angeglichen wurde. Aus obigen Darstellungen ersieht man, daß die herkömmlichen rückwärtigen Anamorphoten sich nicht für irgendwelche anamorphotischen Zoom-Objektive mit Weitwinkelgesichtsfeldern und großen relativen öffnungen

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eignen, wenn es darum- geht, die Abbildungsqualität zu bessern und das Gewicht sowie den Baumbedarf des vollständigen Objektivs minimal zu halten.

Γ3] Betreffs Anwendung der vorderseitigen anamorphotischen Anordnung auf Zoom-Objektive und dabei auftretende Probleme. '

Aus obigen· Darlegungen ersieht man, daß die Verwendung der vorderseitigen anamorphotischen Anordnung für die Konstruktion von anamorphotischen Zoom-Objektiven mit großer relativer öffnung vorzuziehen ist. Des v/eiteren erweist sich ein vorderseitiger Anamorphot für die Schaffung von anamorphotischen Weitwinkel-Zoom-Objektiven gegenüber rückwärtigen Anamorphoten zumindest in dem folgenden Punkt als überlegen. Bei der rückwärtigen Anamorphotenanordnung erhält man, wenn das Hauptobjektiv in der Y-Richtung der Zylinderlinse die Werte f => 20 - 200 mm, 1/2,5 aufweist, in der X-Richtung die Werte f = 40 - 400 mm und 1/5,0, so daß ein Zoom-Objektiv mit f = 20 - 200 mm, F/2,5 als Hauptobjektiv notwendig ist. In diesem Falle beträgt das Anamorphotenverhältnis 1:2. Gemäß der herkömmlichen Festlegung weist das in Rede stehende anamorphotische Objektiv f - 40 - 400'mm und- ΐ"/3,5 als Hittelwert der Lichtstärken der X- und Y-Richtungs-Komponenten auf. Die Anwendung vorderseitiger Anamorphoten auf ein Zoom-Objektiv, das dieselben Daten wie das oben beschriebene •aufweist, erlaubt die Verwendung einer Zylinderlinse mit

f - 20 - 200 mm P/3,5 in X-Richtung f «40- 400 mm P/3,5 in !-Richtung

sofern ein Zoom-Objektiv mit f" » 40 - 400 mm, E/3,5 als Hauptobjektiv ausgewählt ist, wobei die Zylinderlinse die Eigenschaft eines Weitwinkelumfonners aufweist, welcher die Vergrößerung des Haupt Objektivs um ei-nen Faktor 0,5 in

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X-Richtung ändert mit"einer konstanten Lichtstärke von F/3,5. '·' .'

Ein weiterer Vorteil des vorderseitigen anamorphotischen Zoom-Objektivs beruht darin, daß im Gegensatz zum rückwärtigen anamorphotischen Zoom-Objektiv"die Objektivhalterung nicht der Begrenzung eines mechanischen Eingriffs unterliegt- und daß die Brechkraft der Zylinderlinse zur Erzielung des erwünschten Grades der Abbildungsleistung frei gewählt werden kann. Es läßt sich daher sagen, daß die vorderseitige anamorphotische Anordnung sich für den Bau eines anamorphotischen Weitwinkel-Zoom-Objektivs besser eignet als die rückwärtige anamorphotische Anordnung.

Dies gilt für die Korrektion der Aberrationen. Wie von G.G. Wynne in Proceeding of Physics Society (Nr. 1, Juli 1956) diskutiert wurde, müssen zur Korrektion von Aberrationen von Zylinderlinsen bis zu Aberrationen dritter Ordnung sechzehn Aberrationskoeffizienten berücksichtigt werden. Solange jedoch die Zylinderlinse afokal ist, müssen bei der Korrektion des in Rede stehenden anamorphotischen Objektivs bei einer Scharfeinstellung auf Unendlich lediglich sechs Aberrationskoeffizienten berücksichtigt werden. Diese Auffassung stimmt mit der Erfahrung überein. Das anamorphotische Objektiv der vorliegenden Bauart, bei dem ein afokales anamorphotisches Linsenglied im Abstand vor dem Abbildungsobjektiv angeordnet ist, erweist sich für spärische und Koma-Aberrationen solange als gut korrigiert, als es auf unendliche Objektabstände fokussiert ist, wobei die Verbesserung in der Abbildungsleistung um einige Grade über derjenigen liegt, die man beim anamorphotischen Objektiv herkömmlicher Bauart erhält, bei dem die Zylinderlinse zwischen dem rückwärtigen Scheitel der Zoom-Linsengruppe und dem rückwärtigen Brennpunkt angeordnet ist, wies dies auch in der anhängigen Patentanmeldung P 23 47 737.4 der Anmelderin beschrieben istI

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Die Korrektion der Bildfel&wölbung ist umso besser, je entfernter die Zylinderlinse von der Pupille angeordnet ist. Bei anamorphotisehen Weifcwinkel-Zoom-Öbjektivea hat sich gezeigt, daß der Lage der Pupille mit Anwachsen des Bildfeldwinkels eine zunehmende Bedeutung zukommt. Die Anwendung der vorderseitigen anamorphotischen Anordnung auf das Zoom-Objektiv erweist sich somit als vorteilhaft für die Schaffung einer guten AbbiX&UQgsleistung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer hoben relativen Öffnung.

Die Anwendung der vorderseitigen anamorphotischen Linsenanordnung gemäß dem Stand, der fechnik auf Zoom-Objektive soll im folgenden behandelt werden- Herkömmlicherweise findet die vordereeitge anamorphotisch^ Linsenanordnung bei Objektiven . mit fester Brennweite Verwendung, wobei verschiedene Modifikationen angewandt werden, nicht jedoch bei einem Objektiv mit variabler Brennweite; Dies hat folgende Gründe:

(1) Der Scharfeinstellungsaieehanismus ist kompliziert;

(2) wenn auch die Aberrationen in Y-Eichtung denen des Zoom-Objektives äquivalent sind, so zeigt sich doch, daß eine Stabilität hinsichtlich der Aberrationen bei einem Zoom-Betrieb nicht erzielt werden kann, da die vorderseitigen Anamorphoten die Eigenschaft eines 'Weitwinkelumformers in X-Hichtung haben. Dies bedeutet mit anderen Worten ausgedrückt, daß die vorderseitigen Aoaniorphoten an einem Zoom-Objektiv befestigt werden können, das auf eine bestimmte Lage des Zoom-Betriebs eingestellt ist, beispielsweise die Weitwinkellage, daß jedoch Änderungen der Aberrationen während des Zoom-Betriebs nicht gut kompensiert werden können;

(3) das Anamorphotenverhältais ändert sich während der Fokussierung (was im Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben werden soll); und ■

, (4) die Zylinderlinse vor dem sphärischen Zoom-Objektiv läßt unvermeidbar die Größe des Gesamtobjektivs anwachsen.

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• Unter Berücksichtigung der vorstehend erläuterten allgemeine Zielsetzung, Vorteile und Ergebnisse"sowie im Hinblick auf weitere, welche aus- der folgenden Beschreibung noch ersichtlich werden, wurde mit der vorliegenden Erfindung ein anamorphotisches Zoom-Objektiv geschaffen, welches einen großen Bildfeldwinkel sowie eine große relative öffnung aufweist ^/ wobei bestimmte neue Merkmale hinsichtlich des Entwurfs, der Konstruktion und der Anordnung de? Linsen- , elemente zur Anwendung kommen, was aus den folgenden Darlegungen noch im einzelnen ersichtlich wird. Zum weiteren Verständnis der Erfindung sei noch darauf hingewiesen, daß die herkömmliche Bauart einer herkömmlichen vorderseitigen anamorphotischen Objektivanordnung zwei wesentliche Nachteile bei der Anwendung auf Zoom-Objektive aufweist. Diese Nachteile sind: . .

(1) Man benötigt einen komplizierten Fokussierungsmechanismus;

(2) das Anamorphotenverhältnis wird entsprechend dem Objektabstand geändert, was bereits vorstehend im Zusammenhang mit den verschiedenen anderen Gründen ausgeführt worden war.

Im folgenden sollen die neuen Merkmale der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden.

Die Figuren 5A, 5B, 50 und 5^ zeigen schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen vorderseitigen anamorphotischen Zoom-Objektivs bei einer Scharfeinstellung an zwei Betriebslagen-für ein unendlich entferntes Objekt und ein nahes Objekt-zur Erläuterung der Grundlagen einer Fokussierung in der X- und der Y-Richtung.

Figur 6 zeigt eine schematische Schnittansicht von einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen vorderseitigen anamorphotischen Zoom-Objektivs in X-Hichtung

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•Figur 7 zeigt eine. Teilansieht des in Figur 6 gezeigten •Objektivs in Y-Richtung.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein erfindungsgemäßes anamorphotisclies Zoom-Objektiv, das eine afokale Linsengruppe I enthält, eine afokale Zylinderlinsengruppe II, sowie eine Zoom-Objektivgruppe III; Die Gruppe I ist in zwei Teile I^ und Iy.2 unterteilt. Die Gruppe II ist ebenfalls unterteilt, und zwar in zwei Teile IL. und TI**. Die Maßnahme für die Scharfeinstellung erfolgt an drei festgelegten Teilen, d.h. an einem Teil der divergenten und konvergenten Teile der Gruppe I, die im Abstand vor der Vorderseite der afokalen anamorphotischen Linsengruppe II angeordnet ist, an einem der Teile der Linsengruppe II und an den !förderglied der Linsengruppe III.

Um zu erreichen·, daß die Scharfeinstellung für verschiedene Objektlagen paßt, ist die'Linsengruppe I so ausgebildet, daß sie folgender Bedingung (101) genügt:

- e (101)

Hierin bedeutet f. die Brennweite des vorderen Teiles Χι*, f£ die Brennweite des rückwärtigen Teiles 1^₂ ^un<i e den Abstand zwischen den Hauptpunkten der Teile ϊ** und 1>ιρ· Unter dieser Bedingung erhält man ein afokales Objektiv zur Fokussierung. Wenn/diese Bedingung nicht erfüllt ist, befindet sich der Objektpunkt bezüglich der Zylinderlinsengruppe II (bzw. der Bildpunkt der Linsengruppe I) nicht im unendlichen, sondern in einem endlichen Objektabstand, so daß die Linsengruppe II ihre afokale Wirkung verloren hat, welche vorgesehen wurde, um gemäß einer Aufgabe der Erfindung die Bildqualität zu verbessern.

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Eine weitere Fokussierungsmaßnahme erfolgt in der Linsengruppe II, so daß die Linsengruppe II während der Zoom-Bewegung eines Zoom-Gliedes der Linsengruppe III eine · Kompensation der sich durch eine Relatiwerschiebung der BiIdkomponen"Cen in X— und Y-Richtung ergebenden Fehler gemäß Fig.5 vornimmt. Bei der Darstellung von Figur 5 enthält das vorderseitige anamorphotische Zoomobjektiv ein konkav zylindrisches Linsenelement 1, ein konvex zylindrisches Linsenelement 2, welches zwecks Fokussierung beweglich ist, ein sphärisches Fokussierungslinsenelement 3 einer Zoom-Linsengruppe sowie die weiteren sphärischen' Linsenelemente der Zoom-Linsengruppe. Die Bezugszeichen 5» 6 und 7 bezeichnen einen Bildpunkt der Fokussierungslinse 3» ein nahes Objekt sowie die Brennebene.

Die Figuren 5A und 5B zeigen die Y-Richtungs-Abbildungsstrahlensänge des Objektivs in einer Einstellung für ein unendlich entferntes Objekt und für ein nahes Objekt. Die Figuren 50 und 5D zeigen die X-Richtungs-Abbildungsstrahlengänge des Objektivs in einer Einstellung für ein unendlich entferntes Objekt und für ein nahes Objekt. Mit Abnahme des Objektabstands von unendlich, für welchen Wert die Fokussierung in beide Richtungen durchgeführt ist, tritt eine Verschiebung des Bildes ein, deren Y-Komponente durch die axiale Bewegung des Scharfeinstellungsteils der Gruppe III kompensiert werden kann. Die X-Riehtungsbildverschiebungskomponente kann jedoch nicht durch diese Bewegung allein kompensiert werden. Erfindungsgemäß- wird daher die Zylinderlinsengruppe II in einen divergierenden vorderen Teil und einen konvergierenden hinteren Teil-bzw. umgekehrt-aufgespalten, wobei der eine-Teil, beispielsweise der konvergierende hintere Teil, zu 'Fokussierungszweeken beweglich ist, um die Differenz zwischen den Bildverschiebungskomponenten in X- und Y-Richtung auszugleichen. Hierdurch wird der Luftabstand zwischen den beiden Teilen geändert, so daß das Anamorphotenverhältnis

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entsprechend dem Objektabstand geändert wird. Bei den bisherigen Objektiven wurde, hierdurch - d.h. durch die Änderung des Anamorphotenverhältnisses mit dem Objektabstand und die Notwendigkeit, zwei Abschnitte für den Scharfeinstellungs-Mechanismus zu verwenden, zur Bewegung eines Teiles der sphärischen Linsengruppe und eines Teiles der Zylinderlinsengruppe gemäß Figur 5 - die Anwendung der vorderseitigen anamorphotiseheη Anordnung auf Zoom-Objektive verhindert.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Zylinderlinsengruppe II aus zwei Teilen Hp₁ und Hpp ist durch die Einhaltung der folgenden Beziehungen gekennzeichnet:

(a)	^f2	, < ο
(b)	^f1	,A₁,
(c)	H

(102)

Hierin bedeuten f^, die Brennweite des Teils Ho₁» f2i die Brennweite des Teils IIpp, e¹ äen Abstand zwischen den Hauptpunkten der Teile II_O/, und ΙΙ_Οο ^und m das Anamorphotenverhältnis. "

Bei Einhaltung der Bedingung (102a) läßt sich eine afokale Zylinderlinsengruppe realisieren. Bei der Einhaltung der Bedingung 102b kann die'Zylinderlinsengruppe die Eigenschaften eines Weitwinkelumformers in X-Richtung erhalten. Wenn die Zylinderlinsengruppe nicht afokal ist, läßt sich eine hochwertige Korrektion für die sphärischen und Eoiaaaberrationen nicht erreichen, wie oben erwähnt wurde. Die Bedingung (102) wird zusammen mit der Bedingung 101 wirksam.

Bei Einhaltung der Bedingung (102b) läßt sich eine anamorphotisches Weitwinkel-Zoom-Objektiv verwirklichen, da die

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Zylinderlinsengruppe .die Eigenschaft eines Weitwinkeluniformers in X-Richtung aufweist. Wähn f,., >O ist, wirkt die Zylinderlinse als Teleumformer, so daß eine Zoom-Linsengruppe mit einem größeren Gesichtsfeldwinkel als im Falle von f-,<CO anstelle des HauptObjektivs verwendet werden muß, um einen äquivalenten Gesichtsfeldwinkel im Gesamtsystem zu erhalten. Dies führt notwendigerweise dazu, die Zylinderlinsengruppe selbst maßstäblich zu vergrößern* Darüber . hinaus bewirkt die vergrößerte'Brennweite der Hauptiinsengruppe, daß die der Anamorphotengruppe zuzuschreibenden Aberrationen größer werden als in dem Falle, wenn f,., < 0 ist. Dies führt zu einer geringeren Bildqualität.

Durch die Kombination der Bedingungen (102a) und (102b) wird die Hinimalisierung eines anamorphotisehen Weitwinkel-Zoom-Gbjektivs mit vorderseitig anamorphotischer Ausbildung hinsichtlich Gewicht und Raumbedarf in einem derartigen Kaße verbessert, daß diesbezüglich die Möglichkeit einer Hinimalisieimng der rückwärtigen Anamorphοtensysterne erreicht wird. Im Zusammenhang mit dem letzteren sollte erläutert werden, daß bei einer Anwendung der rückwärtigen Anamorphotenanordnung gemäß dem Stand der Technik auf anamorphot!sehe Weitwinkel-Zoom-Objektive die rückwärtige Brennweite notwendigerweise • erhöht wird, wenn die Brechkraft der Zylinderlinse zwecks Erhaltung eines hochwertigen Abbildungsvermögens gemäß den bereits früher gemachten Darlegungen abnimmt. Umgekehrt muß zwecks Verbesserung der Bildqualität die Brechkraft der Zoom-Linsengruppe abgeschwächt werden. All dies bewirkt, daß eine Minimalisierung des gesamten Objektivsystems schwierig wird. Des weiteren läßt sich auch der komplizierte Aufbau des "B'okussierungsm.echanismusses, welcher einer der Nachteile der bisher üblichen vorderseitigen anamorphotischen Objektivanordnungen war, durch Verwendung einer Objektivanordnung, welche die Bedingung (101) erfüllt, erheblich vereinfachen.

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Abgesehen davon,- daß die vorder seit ige' Anaaiorphoten- ^: anordnung gemäß dem Stand der Technik nicht auf Zoom-Objektive anwendbar ist, ist sie nicht in der Lage, Aberrationen beim Zoom-Betrieb zu stabilisieren. Erfindungsgemäß ist die in einen divergierenden und einen konvergierenden Teil aufgespaltene Zylinderlinsengruppe bei Einhaltung der Bedingung (102) weiter durch folgende Besonderheit gekennzeichnet:

Der divergierende Teil ist so konstruiert, daß er wenigstens ein konvexes Meniskuslinseneleiaent und wenigstens ein zylindrisches Linsenelement mit wenigstens einer konvexen Fläche enthält. (103)

Die Bedingung (103) ist für ein anamorphotisches.Weitwinkel-Zoom-Objektiv besonders wichtig. Sie vereinfacht die Korrektion der Verzeichnung in der Zylinderlinsengruppe. Wenn die Bedingung (103) nicht erfüllt ist, nimmt die Verzeichnung in X-Richtung bei der Weitwinkeleinstellung ganz erheblich zu, wobei sie tonnenförmig ist, so daß sie nicht durch eine geeignete Konstruktion von anderen Linsenelementen abgeglichen werden kann, ohne daß die Änderung der Aberration mit dem Zoom-Betrieb rasch zunimmt.

Die vorstehende Beschreibung war in der Hauptsache auf ein anamorphotisches Zoom-Objektiv gerichtet, welches ein Zoom-Objektiv als Hauptobjektiv enthält. Es sollte jedoch auch erwähnt werden, daß die erfindungsgemäße vorderseitige anamorphotisehe Objektivanordnung auch auf Objektive anwendbar ist, bei denen das Hauptobjektiv lediglich eine Brennweite besitzt. I¹Ur den letzteren Pail sind bereits verschiedene Lösungen für die Kompensation der Änderung des Anamorphotenverhältnisses mit unterschiedlichen Objektabständen gemäß Figur 5 vorgeschlagen worden, beispielsweise in der US-PS 2 890 622 unter Verwendung von Prismenanamorphot;en, sowie in der US-PS 3 682 533j welche sich mit der Verwendung einer

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speziellen Vorrichtung als Fokussierungsteil befaßt. Mit diesen Vorschlägen lassen sich jedoch die Änderung des Anamorphotenverhältnisses und die Bildverschiebungsfehler in den X- und Y-Richtungen nicht vollständig kompensieren.

Im Gegensatz zu den bisherigen Vorschlägen erlaubt es die erfindungsgemäße Anordnung, die auf die Zylinderlinse auffallenden Strahlenbündel afokal zu machen, indem man eine fokussierende Verschiebung mit einem Glied der sphärischen Frontlinsengruppe durchführt. Hierdurch lassen sich die Änderung des Ariamorpho-cenverhältnisses mit unterschiedlichen Objektabständen sowie die Differenzen in der Bildverschiebung zwischen den Komponenten in die X- und die Y-Richtung vollständig kompensieren.

Im folgenden ist ein spezielles Beispiel des erfindungsgemäßen Objektivs mit numerischen Daten wiedergegeben. Hierin bedeuten S die Krümmungsradien, D die axialen Dicken oder die axialen Abstände zwischen den Glaselementen, Nd die Brechungsindices bezüglich der Natrium-d-Linie und N die Dispersionsindices, wobei all diese in herkömmlicher Weise ausgedrückt sind. ^v

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	R 185.9 118.6	-	D 4. 11.5	18 -	Nd 1.71300	Vd 2357547 54.0
1 2	-162.3	9·	' 1.74000	28.3
3	-19.51	2.5	1.67000	57-4
4	137.48	2.662
5	147.5	10.	Ι.7725Ο	49-6
6	-291.9	0.2
7	176.4	6.	α.77250	49.6
8	332.76	2.5
9	ο»	3-5	1.64000	60.2
io	98.43 ·	6.15
11	139.5	5.5	1.71Ö00	54.0
12	75-67	11.75
15	370.7	10.	1.68893	31.1
14	-114.5	0.2
15	582.6	5-5	1.53115	62.4
16	71.014	66/291
Vf	-102.4	5-5	1.54869	45.6
18	100.	8.	1.48749	70.1
19	-58.799	5.5
20	350.	2.5	1.80518	25.4
21	69.5	7.5	1.60729	59-4
22	-227.5 80.25	*ö.TL* 55	408821/0932 1.60729	59.4
23 24

26 27 28 29 30

31 32

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

375. 38.4

-51.5 53.4 /

360.5

-49. 39.6

("weit L Tele

1.5

5.75

1.5

fWeit Ji Tele

1.

1.67000 57.4

1.67000
1.75520

57.4 27-5

1.80610

40.8

-98.7	3.25 3.	1.80518	.25.4
-2041.2 -59.87 .	2.5 0.2	1.55963	61.2
134.4 -166.5	2. 7.	1.55963	61.2
61.92 228.5	3. 2.	1.60729	59.4
-103.4 -298.6	2.5 37. &5	I.8O5I8	25-4
88.6 -73. 37 53.45	7. 1.5 3.	I.5OI37 I.8O5I8	56.4 25.4
78.81 -63.305	5. 4.5	I.6O729	59.4
118.4 484.8		1.58913 4 09821 /0932	61.1

Claims

Patentansprüche

Anamorpliotisches Objektiv, gekennzeichnet durch eine Bauart, bei der das Haupt objektiv auf de'r Rückseite einer Zylinderlinse angeordnet ist, wobei das Gesamtobjektiv eine afokale sphärische Linsengruppe zur Fokussierung, eine afokale Zylinderlinsengruppe sowie eine Hauptobjektivlinsengruppe der Zoom-Bauart oder einer Bauart mit fester Brennweite enthält, die koaxial zueinander in dieser Reihenfolge von der Vorderseite aus gesehen angeordnet sind, wobei die sphärische Linsengruppe und die Zylinderlinsengruppe jeweils in zwei Teile unterteilt sind und wobei die folgenden Beziehungen zusammen erfüllt werden:

f ι - if i

J₁ ι" < O

^f2' - M .

e¹

worin JT^ die Brennweite des vorderen Teils der sphärischen Linsengruppe, ϊ^ die Brennweite des hinteren Teils der sphärischen Linsengruppe, e der Abstand zwischen den Hauptpunkten der beiden Teile, fy., die Brennweite des vorderen Teiles der zylindrischen Linsengruppe, f₂· die Brennweite des hinteren Teiles der zylindrischen Linserigruppe und e¹ der Abstand zwischen den Hauptpunkten dieser beiden Linsenteile ist.
2. Anamorphotisches Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Teile der Zylinderlinsengruppe wenigstens ein Meniskuslinsenglied sowie ein bikonvexes oder plankonvexes Zylinderlinsenglied enthält.

409821/0932