DE2414029B2

DE2414029B2 - Zoomobjektiv

Info

Publication number: DE2414029B2
Application number: DE19742414029
Authority: DE
Inventors: Takeshi Tokio Sekiguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1974-03-22
Publication date: 1976-10-14
Also published as: FR2222663A1; US3970366A; DE2414029A1; GB1451717A; JPS5441333B2; JPS49122348A; FR2222663B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zoomobjektiv mit großem Brennweitenänderungsbereich, je einem Zoomteil vor bzw. hinter der Aperturblende, zwei bewegbaren Linsengruppen und einer ortsfesten Linsengruppe im Zoomteil hinter der Blende.

In bekannten Zoomobjektiven sind im allgemeinen ein vorderer Zoomteil zur Brennweitenänderung und ein rückwärtiger fester Objektivteil enthalten, um den Bereich der Brennweitenänderung festzulegen. Es ist ein Zoomobjektiv bekannt, bei dem der rückwärtige feste Objektivteil durch ein weiteres Zoomteil ersetzt wird, um hiermit den Bereich der Vergrößerungsänderung zu erweitern. Ein derartiges Zoomobjektiv ist als sogenanntes »Doppelzoomobjektiv« bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zoomobjektiv der letztgenannten Bauart im ganzen Brennweitenänderungsbereich das Auftreten von Koma /u vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Das eriindungsgeniäßc System besteht aus einem vorderen Zoomteil sowie aus einem rückwärtigen Teil. Der rückwärtige Teil ist wie ein Zoomobjektiv mit Vordcrblendc ausgebildet, das mehrere Objektivglieder, die gegeneinander von einer Richtung in die andere bewegt werden können, aufweist. Die zweite, an der Rückseite der beweglichen Linsengruppen des zweiten Zoomtcils angeordnete Blende schneidet einen Teil eines schrägen Strahlcnkegels weg.

Die Zeichnungen dienen der weiteren Erläuteruns der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Zoom Objektivs nach der Erfindung,

Fig. 2A und Fig. 2B schematische Darstellun gen von Linseneinstellungen, bei der Koma auftritt

F i s. 3 eine Darstellung eines Zoomobjektiv: nach der Erfindung und

Fia. 4 A und 4 D Aberrationskurven des ii Fig. *3 gezeigten Objektivs, wobei in F i g. 4 A di< sphärische Aberration, in Fig. 4B der Astigmatis mus, in F i g. 4C die Verzeichnung und in F i g. 4 C die Queraberration dargestellt sind.

In F i g. 1 bezeichnet I den vorderen Zoomteil II den rückwärtigen Zoomteil, der mit dem vorderen Zoomteil gekoppelt ist. Der vordere Zoomteil i enthält ein Fokussierungsglied 1, ein Variatorglied > und ein Kompensatorglied 3. Der rückwärtige Zoom teil Il enthält ein festes Glied 21, ein bewegliche; Kompensatorglied 22, ein bewegliches Variatorgliec 23 sowie ein festes Linsenglied 24. 11 bezeichnet eint Blende zur Bestimmung der relativen Öffnung.

Des weiteren ist eine Blende 20 vorgesehen, die zui Vianetiiermg der Randstrahlen schräg verlaufende! Strahlenkegel dient. Sie ist im Inneren des Linsen gliedcs 24 angebracht. Bei der Blende 20 wird die Größe der Öffnung von einer speziell hierfür vorgesehenen Einrichtung 26 geändert, welche mittels einci Einrichtung zur Verschiebung der beweglichen Glieder 22 und 23 bewegt wird. Als Einrichtung 25 zu: Verschiebung dieser Glieder wird beispielsweise cir Nockenring verwendet, wobei die Drehung diese: Rings einen Blendenöffnungs- und -schließhebel übei eine Kombination aus Zahnrädern oder über einer Hebelmechanismus bewegt.

Da d;r rückwärtige Zoomteil II eine Blende 11 vor den beweglichen Gliedern 22 und 23 aufweist ist er ebenso aufgebaut wie ein Zoomobjektiv mi: Vorderblende. Falls nur die Blende 11 vor dem Lin senglied 24 angeordnet wäre, wäre der Abstand zwischen der Linsenfläche mit dem Radius ;·, und diesel Blende zu groß, und die Einfallshöhen der Randstrahlen schräg verlaufender Strahlenkegel am Vorderglied 1 des vorderen Zoomteiles I wären ebenfalls groß. Zur Erfassung solcher Strahlenkegel müßte dei Linsendurchmesser sehr groß werden, wodurch eir derartiges Objektiv beim Photographicren unhandlicl würde. Daher ist es ungünstig, eine Blende in Bildnähe bei einem Objektiv mit großer Gesamtlänge vorzusehen. Umgekehrt ergibt sich bei einem Objektiv mit Vorderblende eine beträchtliche Vignettierum bei einem Zoom-Betrieb. Der Grund hierfür soll in folgenden näher erläutert werden.

Fig. 2A zeigt den Fall der kürzesten Brennweite eines derartigen Zoomobjektivs von einer Vorderblenden-Bauart, wie es der rückwärtige Zoomteil Il ist. Fi g. 2 B zeigt den Fall der längsten Brennweite für das gleiche Zoomobjektiv. In diesen Zeichnunger ist mit 11 eine Blende und mit 20 eine weitere Blende zur Einstellung des Lichtstroms von schräg verlaufenden Strahlcnkcgeln dargestellt. 101 bezeichnet eine rückwärtige Hauptebene dieses Zoomobjektivs, während mit 102 ein Halterungsring von einer Objektivfassung bezeichnet ist, welcher den effektiven Durchmesser des Zoomobjektivs festlegt.

Bei Einstellung der kürzesten Brennweite (Fig. 2Λ] ist die Größe des axialen Lichtstroms, d. h. der Durchmesse·; des axialen Strahlcnkegels o₀, von der Blende

11 bestimmt, während im Falle eines außeraxialen Bündeiso), der untere Strahl L₁ von der Blende 11 und der obere Strahl L₂ von dem wirksamen Durchmesser des Objektivs, der durch Teil 102 gegeben ist, oder der Blende 11 bestimmt wire'. Wenn der obere Lichtstrahl I₂ von der Blende 11 bestimmt wird, tritt keine Vignettierung am Teil 102 auf. Die Korrektur von Aberrationen des Objektivs wird jedoch andererseits schwierig. Es wird deshalb bei einem Zoomobjektiv mit Vorderblende eine Vignettierung stillschweigend zugelassen.

Während des Zoom-Betriebs verschiebt sich die rückwärtige Haaptebene 101 in Richtung auf die Blende 11, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist. Die Läse der Bildebene wird hierbei konstant gehalten. Im" Falle der größten Brennweite wird der Durchmesser des axial verlaufenden Strahleukegels «>₀ und denen iac des außeraxialen Strahicnkegels In₁ von der Blende 11 bestimmt, und es erfolgt keine Vignct-

tierung. Dafür tritt Koma auf, wobei durch die hierdurch bedingte Unscharfe die Abbildungsqualität erheblich verschlechtert wird.

Wenn bei der vorliegenden Erfindung ein Zoom-Betrieb für den rückwärtigen Zoomteil 11 durchgeführt wird, eifolgt eine derartige Einstellung der hinter dem beweglichen Glied 23 angeordneten Blende 20 durch die Einrichtungen 25 und 26. daß der OfT-nungsdurchrnesser im Falle der kürzesten Brennweite gro^r5 und im Falle der größten Brennweite klein ist (Fig. 1). Wenn die beweglichen Glieder 22 und 22 verschoben werden, ändert sicli die Brennweite, wobei mit zunehmender Brennweite die Öffnung der Blende 20 allmählich abnimmt und so eine Vigneltieruiu der Randstrahlen schräg verlaufender Strahlenkege bewirkt wird.

Im folgenden sind die Konstruktionsdaten des ii F i g. 3 dargestellten eriindi.:igsgemäßen /(vinobjektivs (Fernsehobjekti\ 1 wiedergegeben.

Brennweite: 24 bis 800.

Zoom-Verhältnis: 1 : 33,3.

Maximale relative Öffnung: 1:1.8 bis 1:4,6

(kürzeste Brennweite — längste Brennweite).

1	I 1	13	I	1086,39	8	1.7552	27,5
	i I⁴
2		283,68	1,48
	15
3		280,91	23,31	1,51633	64,1
	16
4		-1173,26	0,2

5	289.546	17,62	1,51633	64.1

6	1566,37	0,2

7	278,268	13,27	1,51633	64,1

8	921,892	*O,5517	-183.958	-228,885

9	364,93	3	1,816	46,8

10	70,69	9

11	-87	2.52	1,816	46.S

12	96,245	6	1,92286	20.9

-788,25	*235,681	-29,5934	-7,3484

-101,8	3,02	1.7859	44,2

100,08	10	1.80518	25,4

-308,8	*5.9945	-28,6778	-5,9945

24 i

17	-204,0	OO
18	104,18	OO
19	261,69
20	-200,33
21	234,581
22	-88,1214
23	-289,98
24	79,5181
25	54,7653
26	431,945
27	138,145
28	-633,921
29	59,18
30	123,27
31	-382,77
32	69,0452
33	-74,2236
34	413,701
ί 35	-600,211
36	-109,249
37	146,829
38	-139,73
39	1373,05
40	129,318
41	1539,52
42	110,432
43	70,8992
44	162,808
45	-360,162
46	79,4534
47	65,2083
ί ⁴⁸
I 49

0,2

6,5

3,511 12,782

3,5

0,2

10,476 ♦13,1102

5,957

2,5 *7,17Ο7

4,772

2,5

6,815

2,5 *42,8562

7,736

0,2 11,823

0,2

7,872 29,808

6,566

6,778

0,2

7,974 20 69,2

1,48749
1,48749

1,60311
1,80518

1,7552

1,62041
-17,6795

1,71736

1,72
-26,2014

1,92286

1,816

1,816
-19,2562
1,60311

1,60311
1,80518

1,60311 1,71736 1,51633 1,51633 1,51633

70,1 70,1

60,7

25,4

37,5

60,3 -16,5754

29,5

50,3 -43,7055

21,3

46,8

-2,8562 60,7

60,7

25,4

60,7 29,5 64,1 64,1 64,1

t>

In der vorstehenden Tabelle sind r die Krümmungsradien, (/ die Linsendicken oder die Dicken der Abstände zwischen den Linsen, ;; die Brechungsindizes der einzelnen Linsen und r die Abbeschen Zahlen.

Die mit einem * bezeichneten Zahlen geben den Fall der kürzesten Brennweite, der mittleren und der Uingslen Brennweite wieder. Mit der Bezeichnung ·;'<· ist ein Farbauflösungs-Prismcnsystem dargestellt.

Die Blende zur Festlegung der relativen Öffnung nimmt eine maximale Öffnung von 64,7, Durchmesser 1.5 mm hinter der Linsenfläche mit r 20 von Fig. 3 ein. Die Öffnung der Blende 20 variiert im Durch-

messer von 47,8 bis 28,5 (von der kürzesten Brennweite bis zur längsten Brennweite), wobei die Blende 20 0,1 hinter der Linsenfläche mit r 45 angeordnet ist.

Die Fig. 4A, 4B und 4C zeigen die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für / ----- 24, / -■■■ 234,2 und / ■■-■== 800 des Gesamtobjektivsystems im oben beschriebenen Beispiel. Fig. 4D zeigt die Queraberration des gleichen Objektivsystcms, wobei die in der Zeichnung schraffierten Teile die Bereiche wiedergeben, welche von der Blende 20 erfindungsgemäß ausgeblendet werden, wobei durch das Ausblenden dieser Bereiche die Bildqualität verbessert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

■f Patentansprüche:

1. Zoomobjektiv mit großem Brennweitenänderungsbereich, je einem Zoomteil vor bzw. hinter S der Aperturblende, zwei bewegbaren Linsengruppen und einer ortsfesten Linsengruppe im Zoomteil hinter der Blende, gekennzeichnet durch eine zweite Blende (20), deren Öffnung durch eine eigens hierfür vorgesehene Einrichtung (26) bei Verstellung der verschiebbaren Linsengruppen (2, 3, 22, 23) zwecks Ausblendung der Randstrahlen schräg verlaufender Strahlenkegel verändeit wird.

2. Zoomobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (20) zwischen der biidseitig liegenden beweglichen Linsengruppe (22, 23) im zweiten Zoomteil (11) und der Bildebene angeordnet ist und daß die Öffnung dieser Blende so gesteuert wird, daß deren Öffnungsdurchmesser bei zunehmender Brennweite des Gesamtsystems kleiner wird.

3. Zoomobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (20) im Inneren der festen Abbildungslinsengruppe (24) angeordnet ist.

4. Zoomobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zoomteil (I) als Frontglied ein Fokussierungsglied (1) enthält.

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