DE3500502C2

DE3500502C2 -

Info

Publication number: DE3500502C2
Application number: DE3500502A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Hachiohji Tokio/Tokyo Jp Imai
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-01-18
Filing date: 1985-01-09
Publication date: 1989-06-08
Also published as: US4662723A; JPH0666008B2; DE3500502A1; JPS60150019A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv, umfassend

- eine entlang der optischen Achse verschiebbare zerstreuende Linsengruppe und eine entlang der optischen Achse verschiebbare sammelnde Linsengruppe mit variablem Luftabstand zwischen den Linsengruppen,
- eine Aperturblende und
- eine entlang der optischen Achse verschiebbare Zusatzblende mit variablem Innendurchmesser, wobei die axiale Lage und der Innendurchmesser der Zusatzblende derart bei der Brennweitenänderung veränderbar ist, daß der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt gerade noch durch die Zusatzblende gelangt.

Die Brennweite von derartigen Varioobjekten wird durch Verschieben der Linsengruppen entlang der optischen Achse variiert, wobei der Luftabstand in der Telestellung minimal und in der Weitwinkelstellung maximal wird. Normalerweise treten beim Übergang von der Telestellung in die Weitwinkelstellung Bildfehler im Bereich mittlerer Bildhöhen auf, wobei diese Bildfehler auf nicht ausreichend begrenzte Strahlenbündel mit mittleren Bildwinkeln zurückzuführen sind. Der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche einer in der sammelnden Linsengruppe angeordneten negativen Linse sollte klein sein, um sphärische Aberration, die bei einem großen Öffnungsverhältnis des Varioobjektivs hervorgerufen wird, zu korrigieren. Dabei werden die achsenfernsten Strahlen der außeraxialen Strahlung in der Weitwinkelstellung überkorrigiert, was beträchtliche Unschärfe durch Koma zur Folge hat. Um jedoch genügend paraxiale Strahlung der Telestellung zu erhalten, sollte der effektive Durchmesser der sammelnden Linsengruppe aus den obenerwähnten Gründen groß sein. Infolgedessen ist es unmöglich, die außeraxialen Strahlen, die die obenerwähnte Koma-Unschärfe verursachen, in der Weitwinkelstellung zu unterdrücken.

Aus der DE-OS 28 31 098 ist ein Varioobjektiv mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt. Die Zusatzblende dieses bekannten Varioobjektivs ist zwischen den beiden Linsengruppen angeordnet und unabhängig von den Axialbewegungen der Linsengruppen entlang der optischen Achse verschiebbar. Die Zusatzblende schattet Strahlenbündel mit mittleren Bildwinkeln teilweise ab, um die Abbildungsfehler im Bereich mittlerer Bildhöhen zu verringern. Zur Vermeidung einer unerwünschten Begrenzung des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt, insbesondere in der Telestellung des Objektivs, wird in der DE-OS 28 31 098 vorgeschlagen, die Zusatzblende mit einem variablen Innendurchmesser auszubilden, damit die Zusatzblende jeweils so weit geöffnet werden kann, daß der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt gerade noch durch die Zusatzblende gelangt. Ein Nachteil dieses bekannten Varioobjektivs liegt darin, daß für die gleichzeitige Axialverschiebung und Änderung des Innendurchmessers der Zusatzblende eine vergleichsweise komplizierte Antriebsmechanik erforderlich ist. Darüber hinaus ist das Öffnungsverhältnis dieses Varioobjektivs nicht über den Brennweitenänderungsbereich konstant, so daß unterschiedliche Belichtungsverhältnisse bei unterschiedliche Brennweiteneinstellungen vorliegen.

Aus der DE-OS 24 06 892 ist ein Varioobjektiv mit sechs Linsengruppen und mit einer axial verschiebbaren Zusatzblende mit änderbarem Innendurchmesser bekannt. Zwei der sechs Linsengruppen sind axial verschiebbar und begrenzen einen Luftzwischenraum, in dem die Zusatzblende angeordnet ist. Durch die axiale Verschiebung und Durchmesseränderung der Zusatzblende wird eine von der Brennweiteneinstellung abhängige Abschattung von Strahlenbündeln erzielt, so daß Aberrationen im Bereich mittlerer Bildhöhen verringert werden können. Dieses bekannte Varioobjektiv weist einen vergleichsweise aufwendigen Linsenaufbau aus ortsfesten und verschiebbaren Linsengruppen auf und erfordert einen vergleichsweise komplizierten Antrieb für eine gleichzeitige Verschiebung und Durchmesseränderung der Zusatzblende.

Aus der US-PS 41 68 110 ist ein Varioobjektiv mit drei Linsengruppen und mit einer Zusatzblende bekannt. Die Zusatzblende ist außerhalb des Linsensystems hinter der dritten Linsengruppe angeordnet. Es wird in der US-PS 41 68 110 darauf hingewiesen, daß die Zusatzblende entweder axial verschiebbar mit konstantem Blendendurchmesser oder ortsfest mit änderbarem Durchmesser ausgebildet sein kann. Ein Nachteil dieses bekannten Varioobjektivs liegt in dem vergleichsweise aufwendigen Linsenaufbau aus drei Linsengruppen. Ferner kann die Zusatzblende in ihrer Position auf der Bildseite des Linsensystems nicht gezielt Strahlenbündel mit mittleren Bildwinkeln ausblenden, ohne Randstrahlen von Strahlenbündeln mit großen Bildwinkeln abzuschatten.

Ein aus der japanischen Auslegeschrift 20 147/65 bekanntes Varioobjektiv umfaßt eine Zusatzblende, deren Öffnung in Abhängigkeit von der Verschiebung einer axial beweglichen Linse variiert wird. Diese Zusatzblende dient dazu, Strahlen auszublenden, die am Innenumfang der Linsenfassung reflektiert werden.

In der JP-OS 1 222 348/74 ist eine Zusatzblende für ein Varioobjektiv mit einem ortsfesten und mit einem beweglichen Linsensystem beschrieben. Die Zusatzblende dient dazu, außeraxiale Strahlen auszublenden, wenn der Bildwinkel durch Anordnen einer weiteren beweglichen Linsengruppe in den ortsfesten Linsensystem erweitert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Varioobjektiv anzugeben, welches bei einfachem Aufbau ein konstantes Öffnungsverhältnis aufweist und dennoch in der Weitwinkelstellung bei mittleren Bildwinkeln gut korrigiert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zusatzblende innerhalb der sammelnden Linsengruppe angeordnet und zusammen mit dieser verschiebbar ist.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Varioobjektivs ist deshalb vereinfacht, weil für die Zusatzblende kein gesonderter Axialantrieb erforderlich ist, da diese zusammen mit der sammelnden Linsengruppe verschoben wird. Das erfindungsgemäße Varioobjektiv hat ein vergleichsweise großes und konstantes Öffnungsverhältnis und ist dennoch in der Weitwinkelstellung für mittlere Bildwinkel gut korrigiert. Eine derartige Korrektur eines für ein großes und konstantes Öffnungsverhältnis ausgelegten Varioobjektivs ist sehr schwierig, da die Strahlen mittlerer Bildwinkel in der Weitwinkelstellung bei ihrem Durchtritt durch die sammelnde Linsengruppe normalerweise einen unnötig großen Abstand von der optischen Achse haben. Dies liegt daran, daß die Durchmesser der Linsen in der sammelnden Linsengruppe groß sein müssen, da das Öffnungsbündel für den axialen Bildpunkt in der Telestellung einen großen Durchmesser an der sammelnden Linsengruppe hat.

Der Innendurchmesser der in der sammelnden Linsengruppe angeordneten Zusatzblende des Varioobjektivs nach der Erfindung wird in Abhängigkeit von der Brennweitenänderung derart variiert, daß achsenferne Strahlen mittlerer Bildfeldwinkel beim Übergang von der Telestellung in die Weitwinkelstellung zunehmend abgeschattet werden, wodurch die Bildqualität in der Weitwinkelstellung verbessert wird. Der Innendurchmesser der Zusatzblende wird demnach beim Übergang von der Telestellung in die Weitwinkelstellung verkleinert. Es ist besonders vorteilhaft, daß der Innendurchmesser der Zusatzblende bei der Brennweitenänderung derart variiert wird, daß der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt gerade noch durch die Zusatzblende gelangt.

Die Zusatzblende ist vorzugsweise als Flüssigkristallzelle ausgebildet. Eine derartige Blende ist elektrisch steuerbar, wobei vorbestimmte Flüssigkeitszellenbereiche opak bzw. transparent geschaltet werden können, um die Blendenöffnung in Abhängigkeit von der Brennweitenänderung des Objektivs zu variieren.

Durch die Verwendung einer Flüssigkeitszelle für die Zusatzblende erübrigt sich eine mechanische Einrichtung zur Variierung des Innendurchmessers der Zusatzblende, was einer weiteren Vereinfachung des Objektivaufbaus zugute kommt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Varioobjektivs mit zwei Linsengruppen und mit einer erfindungsgemäßen Zusatzblende und

Fig. 2 u. 3 Korrekturkurven des Varioobjektivs aus Fig. 1.

Die folgenden Daten betreffen ein Varioobjektiv mit einer Zusatzblende nach der Erfindung. Dieses Varioobjektiv hat den in Fig. 1 gezeigten Aufbau.

In der Tabelle bezeichnen

r₁ bis r₂₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen
d₁ bis d₂₀ die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen den Linsen
n₁ bis n₁₁ die Brechungsindizes der Linsen
f die Brennweite des Objektivs
l den Luftabstand, der während der Brennweitenänderung variiert wird.

Die in Fig. 1 mit S₂ bezeichnete erfindungsgemäße Zusatzblende ist zwischen der Linsenfläche r₁₅ und r₁₆ in der sammelnden Linsengruppe angeordnet. Der Innendurchmesser der Zusatzblende wird so variiert, daß der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt, sowohl in der Telestellung als auch in der Weitwinkelstellung gerade noch durch die Zusatzblende gelangt. Der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt ist in Fig. 1 für die Telestellung mit T und für die Weitwinkelstellung mit W gekennzeichnet. S₁ bezeichnet die Aperturblende.

Wenn das Varioobjektiv in die Weitwinkelstellung gebracht ist, blendet die erfindungsgemäße Zusatzblende Strahlung in den in Fig. 2 und Fig. 3 schraffiert gezeichneten Bereichen aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen das Schnittbild und die Korrekturkurven bei der minimalen Brennweite des Varioobjektivs.

Die Zusatzblende ermöglicht es, außeraxiale Strahlung auszublenden, wenn ein aus einer zerstreuenden und einer sammelnden Linsengruppe bestehendes Varioobjektiv in die Weitwinkelstellung gebracht wird. Durch dieses Ausblenden kann in der Weitwinkelstellung die Bildqualität in den Bereich mittlerer Bildwinkel beträchtlich erhöht werden. Im Falle eines Varioobjektivs, das nur aus einer zerstreuenden Frontlinsengruppe und einer sammelnden hinteren Linsengruppe gebildet ist, wird die Aperturblende im allgemeinen an der Gegenstandsseite der hinteren Linsengruppe eingebracht, um zu verhindern, daß der Frontlinsendurchmesser zu groß wird.

Claims

1. Varioobjektiv umfassend

- eine entlang der optischen Achse verschiebbare zerstreuende Linsengruppe und eine entlang der optischen Achse verschiebbare sammelnde Linsengruppe mit variablem Luftabstand (1) zwischen den Linsengruppen,
- eine Aperturblende (S 1) und
- eine entlang der optischen Achse verschiebbare Zusatzblende (S 2) mit variablem Innendurchmesser, wobei die axiale Lage und der Innendurchmesser der Zusatzblende (S 2) derart bei der Brennweitenänderung veränderbar ist, daß der achsenfernste Randstrahl des Öffnungsbündels für den axialen Bildpunkt gerade noch durch die Zusatzblende gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzblende (S 2) innerhalb der sammelnden Linsengruppe angeordnet und zusammen mit dieser verschiebbar ist.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzblende (S 2) als Flüssigkeitskristallzelle ausgebildet ist.