DE3702188A1

DE3702188A1 - Optical magnification changing system

Info

Publication number: DE3702188A1
Application number: DE19873702188
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Suda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1987-07-30
Also published as: JPS62173418A

Abstract

In an optical magnification changing system having a plurality of lens systems, one of these systems is designed to execute a magnification change, while another lens system has a lens whose refractive power is variable in order to gain a compensation for the movement of the image area as a result of the magnification change and to focus the optical magnification changing system on a desired object, and which is fixed during the magnification change as well as during focusing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Vergrößerungswechselsystem, dem eine Linse mit veränderlicher Vergrößerung eingegliedert und das für Photo-, Videokameras usw. geeignet ist, und insbesondere auf ein optisches Kompensations- Vergrößerungswechselsystem mit einer Linse mit veränderlicher Vergrößerung von hoher Leistungsfähigkeit, in dem die Bewegung von Linsensystemen vermindert und die Gesamtlänge des Objektivs verkürzt ist.The invention relates to an optical magnification changing system, a lens with variable magnification integrated and that for photo, video cameras etc. is suitable, and in particular to an optical compensation Magnification changing system with a variable lens Magnification of high efficiency, in which reduces the movement of lens systems and the overall length of the lens is shortened.

Bei einem optischen Kompensations-Vergrößerungswechselsystem nach dem Stand der Technik, d. h. bei dem herkömmlichen Vario- oder Zoomobjektiv, wird eine Vergrößerungsänderung durch wenigstens zwei Linsensysteme oder -einheiten bewerkstelligt, nämlich durch ein Linsensystem zum Vergrößerungswechsel und ein Linsensystem zur Korrektur der aus einer Vergrößerungsänderung resultierenden Schwankung des Bildfeldes, wobei eine Bewegung auf einmal erfolgt, so daß sich diese Linsensysteme auf der optischen Achse nicht gegenseitig störend beeinflussen. Für das Linsensystem zur Korrektur der Schwankung des Bildfeldes ist eine nicht-geradlinige Bewegung auf der optischen Achse mit hoher Genauigkeit erforderlich.With an optical compensation magnification change system according to the state of the art, d. H. in the conventional Vario or zoom lens, is a change in magnification accomplished by at least two lens systems or units, namely through a lens system for changing the magnification and a lens system for correcting the from a Change in magnification resulting in fluctuation of the image field, with one movement occurring at a time so that these lens systems on the optical axis are not mutually exclusive interfere. For the lens system for correction the fluctuation of the image field is a non-linear one Movement on the optical axis with high accuracy required.

Um ein Linsensystem nicht-geradlinig auf der optischen Achse mit hoher Genauigkeit zu bewegen, muß im allgemeinen der Kurvenschlitz am Objektivtubus sehr genau ausgebildet werden, was zur Tendenz geführt hat, den Objektivtubus in einer komplizierten Konstruktion auszuführen.Around a lens system non-rectilinear on the optical axis To move with high accuracy, the curve slot must generally be formed very precisely on the lens barrel, which has tended to result in a complicated lens barrel Construction.

Um ein hohes Vergrößerungswechselverhältnis in einem Varioobjektiv zu erhalten, ist es auch notwendig gewesen, die Brechkraft des Linsensystems für eine Vergrößerungsänderung zu verstärken oder die Größe der Bewegung dieses Linsensystems zu erhöhen. Wenn jedoch die Brechkraft des Linsensystems verstärkt wird, so wird sich die Schwankung der aus einer Vergrößerungsänderung resultierenden Bildfehler erhöhen, und insbesondere wird es bei einem hellen Photoaufnahmeobjektiv schwierig, eine solche Schwankung der Bildfehler richtig und gut zu korrigieren. Ebenfalls wird sich, wenn die Bewegungsgröße des Linsensystems erhöht wird, die Gesamtlänge des Objektivs vergrößern, so daß es Schwierigkeiten bereitet, das gesamte Photoaufnahmeobjektiv kompakt auszugestalten und zu fertigen.For a high magnification change ratio in a zoom lens to get it was also necessary to get the Refractive power of the lens system for a change in magnification to amplify or magnify the movement of this lens system to increase. However, if the refractive power of the lens system is amplified, so will the fluctuation from an image error resulting from a change in magnification, and especially it will be with a bright photo-taking lens difficult, such a fluctuation in the image errors correct it correctly and well. Also, if the amount of movement of the lens system is increased, the Increase total length of the lens so that there are difficulties prepares the entire photo-taking lens compact to design and manufacture.

Durch die JP-Patent-OS Nr. 1 16 711/1984 (US-Pat.-Anm. Nr. 5 56 705) wurde nun jedoch ein Objektiv vorgeschlagen, bei dem die Brechkraft von wenigstens einem Linsensystem im Photoaufnahmeobjektiv verändert und wenigstens ein Linsensystem auf der optischen Achse beweget wird, um dadurch eine Vergrößerungsänderung sowie eine Korrektur der aus der Vergrößerungsänderung resultierenden Schwankung des Bildfeldes zu erreichen. Im Hinblick auf eine Verminderung der Größe der Bewegung des Linsensystems im Vergrößerungswechselsystem bei diesem Objektiv und im Hinblick auf eine kompakte Ausbildung des gesamten Objektivsystems ist diese Objektivkonstruktion jedoch nicht restlos zufriedenstellend. Als auf dem einschlägigen Gebiet liegend ist noch die US-Pat.-Anm. Nr. 7 37 342 (der Anmelderin übertragen) zu nennen.JP-OS No. 1 16 711/1984 (U.S. Pat. No. 5 56 705), however, a lens has now been proposed in which the refractive power of at least one lens system changed in the photo-taking lens and at least one lens system is moved on the optical axis, thereby a Change in magnification and a correction of the change in magnification resulting fluctuation of the image field to reach. With a view to reducing the Size of the movement of the lens system in the magnification changing system with this lens and in terms of a compact design of the entire lens system is this However, lens construction is not entirely satisfactory. As lying in the relevant area is still that U.S. Pat. No. 7 37 342 (assigned to the applicant) call.

Andererseits liegt bei einem optischen Vergrößerungswechselsystem häufig der Fall vor, daß das erste Linsensystem während einer Scharfeinstellung auf der optischen Achse bewegt wird, was der Grund für einen vergrößerten Flankendurchmesser (effektiven Durchmesser) des ersten Linsensystems ist.On the other hand, there is an optical magnification change system often the case that the first lens system during a focus on the optical axis moves becomes what is the reason for an enlarged flank diameter (effective diameter) of the first lens system.

Im Hinblick auf die obigen Feststellungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes optisches Vergrößerungswechselsystem zu schaffen.In view of the above findings, the invention lies based on the task of a compact optical magnification changing system to accomplish.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei darin zu sehen, eine Scharfeinstellungskonstruktion aufzuzeigen, die die kompakte Ausbildung eines optischen Systems ermöglicht.One aim of the invention is to see one To show focus construction that the compact Formation of an optical system enables.

Ein weiteres Ziel der Erfindung wird darin gesehen, ein optisches Vergrößerungswechselsystem mit einer Fläche von veränderlicher Krümmung zu schaffen, wobei ein Linsensystem nicht kompliziert, sondern geradlinig auf der optischen Achse bewegt wird, um damit einen Vergrößerungswechsel zu erreichen und den Objektivtubus zu vereinfachen.Another object of the invention is seen in an optical Magnification changing system with an area of variable To create curvature, with a lens system not complicated, but straightforward on the optical axis is moved to achieve a change in magnification and simplify the lens barrel.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be described with reference to the drawings explained. Show it:

Fig. 1 und 2 Längsschnitte von Objektiven gemäß den Beispielen 1 und 2 der in der Beschreibung angegebenen numerischen Werte; Fig. 1 and 2 are longitudinal sections of lenses according to Examples 1 and 2, the numerical values given in the description;

Fig. 3 ein Kurvenbild zur Erläuterung der Art und Weise, wie der Krümmungsradius Rv einer Linsenfläche V bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verändert wird; Fig. 3 is a graph for explaining the way how the radius of curvature Rv of a lens surface V in one embodiment of the invention is changed according to;

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Antriebssystems für ein Objektiv mit veränderlicher Brechkraft; Fig. 4 is a longitudinal sectional view of a drive system for a lens with variable power;

Fig. 5 und 6 die verschiedenen Bildfehler (Aberrationen) in den Beispielen 1 und 2 der numerischen Werte gemäß der Erfindung für ein Objektiv im Unendlichen; Figures 5 and 6 show the various aberrations in Examples 1 and 2 of the numerical values according to the invention for an infinite lens;

Fig. 7 und 8 die verschiedenen Bildfehler in den Beispielen 1 und 2 der numerischen Werte gemäß der Erfindung für ein Objekt in naher Entfernung (1 m). FIGS. 7 and 8 the various aberrations in Examples 1 and 2, the numerical values according to the invention for an object in close range (1 m).

Die Fig. 1 und 2 zeigen Objektive gemäß den numerischen Werten der Beispiele 1 und 2 nach der Erfindung, wobei ein erstes, festes System L 1 mit positiver Brechkraft, ein zweites System L 2 mit negativer Brechkraft, das während eines Vergrößerungswechsels auf der optischen Achse bewegbar ist, und ein drittes, festes System L 3 mit positiver Brechkraft vorhanden sind. Diese drei Systeme bilden zusammen ein Abbildungsobjektiv. Das dritte System L 3 hat wenigstens eine Linsenfläche V, deren Krümmungsradius veränderbar ist, so daß ihre Brechkraft geändert wird, um das Scharfeinstellen entsprechend der Korrektur der Schwankung der Bildebene und der Änderung in der Objektentfernung während eines Vergrößerungswechsels zu bewirken. Eine Linse Lv mit der Linsenfläche V von veränderlicher Krümmung wird als Linse mit veränderlicher Vergrößerung bezeichnet und ist beispielsweise aus einer weichen, elastischen Substanz, wie Silikongummi, gebildet. Wenn die Brechkraft dieser Linse Lv geändert werden soll, dann können ihre beiden Linsenflächen auf einmal gebogen werden, jedoch führt die Änderung der Krümmung von einer der beiden Linsenflächen zu einem sehr viel einfacheren Antriebsmechanismus und zu dessen zuverlässigerem Arbeiten. Figs. 1 and 2 show lenses in accordance with the numerical values of Examples 1 and 2 according to the invention, wherein a first, fixed system L 1 having positive refractive power, a second system L 2 having negative refractive power, which during a magnification change on the optical axis is movable, and a third, fixed system L 3 with positive refractive power are available. Together, these three systems form an imaging lens. The third system L 3 has at least one lens surface V , the radius of curvature of which can be changed so that its refractive power is changed in order to effect the focusing in accordance with the correction of the fluctuation in the image plane and the change in the object distance during a change in magnification. A lens Lv with the lens surface V of variable curvature is called a lens with variable magnification and is formed, for example, from a soft, elastic substance such as silicone rubber. If the refractive power of this lens Lv is to be changed, then its two lens surfaces can be bent at once, but changing the curvature of one of the two lens surfaces leads to a much simpler drive mechanism and more reliable operation.

Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den Antriebsmechanismus, wobei die Linse Lv mit veränderlicher Vergrößerung und ein Linsenglasblock (Block aus optischem Glas) 15, der zu einer Linsengestalt (s. Fig. 1) geformt werden oder eine planparallele Platte (s. Fig. 2) sein kann, dargestellt sind. Ein Formen des Linsenglasblocks 15 zu einer Linsengestalt ist besser und nützlicher. Mit dem Randbereich der Linse Lv von veränderlicher Brechkraft ist eine ringförmige Druckplatte 16 verklebt. Stellantriebe 17 a und 17 b bringen durch einen Elektromagnetstapel oder ein Piezoelement einen Druck auf die Druckplatte 16 auf. Für die Fläche mit veränderlicher Krümmung der Linse Lv mit veränderlicher Brechkraft kann irgendeine Ausgangsgestalt gewählt werden. Wenn diese Fläche jedoch konkav ausgebildet wird, wie gezeigt ist, dann kann die Gestalt dieser Fläche von einer konkaven zu einer planen und dann zu einer konvexen Fläche verändert werden, indem einfach die Druckplatte 16 in die konkave Fläche gedrückt wird, womit also auch die Brechkraft der Linse Lv zum Negativen, zu Null und zum Positiven verändert wird. Fig. 4 shows an example of the drive mechanism, the lens Lv with variable magnification and a lens block (block of optical glass) 15 , which are formed into a lens shape (see Fig. 1) or a plane-parallel plate (see Fig . 2) can be shown. Forming the lens block 15 into a lens shape is better and more useful. An annular pressure plate 16 is glued to the edge region of the lens Lv of variable refractive power. Actuators 17 a and 17 b apply pressure to the pressure plate 16 by means of an electromagnetic stack or a piezo element. Any initial shape can be chosen for the variable curvature surface of the lens Lv with variable refractive power. However, if this surface is made concave, as shown, the shape of this surface can be changed from a concave to a plane and then to a convex surface simply by pressing the pressure plate 16 into the concave surface, thus also the refractive power the lens Lv is changed to the negative, zero and positive.

In Fig. 1 sind ein Druckantrieb 10, der auch in Fig. 4 gezeigt ist, ein Bewegungsantrieb 11, um das Linsensystem L 2 in Richtung der optischen Achse zu bewegen, ein Zoomsteuerorgan 12 und ein Fokussiersteuerorgan 13 dargestellt. Wenngleich hier zwei Steuerorgane vorhanden sind, so kann jedoch ein einzelnes Steuerorgan zwei Funktionen haben, wobei zum Betrieb diese Funktionen durch eine Bedienungsperson umgeschaltet werden. Eine Fokusermittlungs- oder Fokusnachweisvorrichtung 14 kann von der aktiven oder passiven Bauart sein. FIG. 1 shows a pressure drive 10 , which is also shown in FIG. 4, a movement drive 11 for moving the lens system L 2 in the direction of the optical axis, a zoom control element 12 and a focusing control element 13 . Although there are two control elements here, a single control element can have two functions, these functions being switched over by an operator for operation. A focus detection or focus detection device 14 may be of the active or passive type.

Wenn das Zoomsteuerorgan 12 auf eine gewünschte Brennweite eingestellt wird, so arbeitet der Bewegungsantrieb 11, um das zweite System L 2 auf der optischen Achse in die richtige Stellung zu bringen, und gleichzeitig wird der Druckantrieb 10 tätig, um die Brechkraft der Linse Lv zu ändern, so daß das Bild eines zu photographierenden Objekts an der Bildaufnahmefläche gehalten wird.When the zoom control member 12 is set to a desired focal length, the movement drive 11 operates to bring the second system L 2 into the correct position on the optical axis, and at the same time the pressure drive 10 operates to change the refractive power of the lens Lv so that the image of an object to be photographed is held on the image pickup surface.

Wenn andererseits ein Scharfeinstellen durch Betätigen des Fokussiersteuerorgans 13 seitens einer Bedienungsperson, während diese in einen (nicht gezeigten) Sucher schaut, ausgeführt werden soll, so wird die Brechkraft der Linse Lv mit veränderlicher Brechkraft geändert und kann auf ein gewünschterweise zu photographierendes Objekt fokussiert werden. Falls das Ausgangssignal der Fokusermittlungsvorrichtung 14 dem Druckantrieb 10 eingegeben wird, so kann ein automatisches (selbstfokussierendes) System verwirklicht werden. Wenn die Fokusermittlungsvorrichtung 14 eine solche Konstruktion aufweist, daß die Fokusermittlung unter Verwendung eines durch die Linse Lv mit veränderlicher Brechkraft geführten Lichtstrahls erfolgt, dann braucht das Zoomsteuerorgan manchmal den Druckantrieb 10 nicht zu steuern. An der der Bildfläche benachbarten Seite der Linsenfläche V ist eine Irisblende S angeordnet. Ein Strahlenteiler BS spaltet einen Lichtstrahl zu einem (nicht gezeigten) Bildsucher hin.On the other hand, when focusing is to be performed by an operator operating the focusing control member 13 while looking into a viewfinder (not shown), the refractive power of the lens Lv is changed with a variable refractive power and can be focused on an object to be photographed as desired. If the output signal of the focus determination device 14 is input to the pressure drive 10 , an automatic (self-focusing) system can be implemented. When the focus detection device 14 is constructed such that the focus detection is performed using a light beam guided through the lens Lv with variable refractive power, the zoom control member sometimes does not need to control the print engine 10 . An iris diaphragm S is arranged on the side of the lens surface V adjacent to the image surface. A beam splitter BS splits a light beam towards an image finder (not shown).

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform weist das Linsensystem den oben beschriebenen Aufbau auf, wobei durch Herbeiführen eines Vergrößerungswechsels und einer Scharfeinstellung der Flankendurchmesser des dritten Systems vermindert und ferner die gesamte Länge des Objektivs verkürzt wird, womit das gesamte optische System kompakt ausgebildet wird.In the embodiment in question, the lens system has the structure described above, whereby by bringing about a change in magnification and focus the flank diameter of the third system is reduced and furthermore the entire length of the lens is shortened, which makes the entire optical system compact.

Im Vergleich mit einem bisher in weitem Umfang verwendeten optischen Vergrößerungswechselsystem der Bauart mit vier Einheiten oder Systemen, d. h. ein optisches Vergrößerungswechselsystem, das in Aufeinanderfolge von der Objektseite eine erste Einheit mit positiver Brechkraft zum Fokussieren, eine zweite Einheit mit negativer Brechkraft eines Vergrößerungswechsels, die auf der optischen Achse geradlinig bewegbar ist, eine auf der optischen Achse nicht-geradlinig bewegbare Einheit für eine Korrektur der aus einem Vergrößerungswechsel resultierenden Schwankung der Bildfläche sowie eine vierte Einheit mit positiver Brechkraft für das Abbilden umfaßt, werden durch die erläuterte Ausführungsform insbesondere die Gesamtlänge des Objektivs, vor allem die Gesamtlänge der dritten und vierten Einheit, und der Objektivdurchmesser der dritten Einheit (des dritten Systems) vermindert.Compared to one widely used so far optical magnification change system of the type with four Units or systems, d. H. an optical magnification changing system, that in succession from the object side a first unit with positive refractive power for focusing, a second unit with negative refractive power of a change in magnification, which can be moved in a straight line on the optical axis is a non-rectilinearly movable on the optical axis Unit for the correction of a change in magnification resulting fluctuation of the image area as well as a fourth unit with positive refractive power for imaging, are particularly by the illustrated embodiment the total length of the lens, especially the total length the third and fourth units, and the lens diameter of the third unit (the third system).

Bei dem optischen Vergrößerungswechselsystem mit vier Einheiten müssen die Bewegungszwischenräume für die zweite und dritte Einheit während eines Vergrößerungswechsels im voraus im Objektivsystem sichergestellt werden, so daß die Gesamtlänge des Objektivs notwendigerweise groß wird. Es gibt zwar auch ein optisches Vergrößerungswechselsystem, bei dem die dritte Einheit eine negative Brechkraft hat und die Bewegungszwischenräume für die zweite sowie dritte Einheit gemeinsam ausgebildet sind, um auf diese Weise die Gesamtlänge des Objektivs zu vermindern, jedoch tritt in einem solchen Vergrößerungswechselsystem der Lichtstrahl aus der dritten Einheit als ein divergenter Lichtstrahl aus, weshalb der Flankendurchmesser (wirksamer Durchmesser) der vierten Einheit vergrößert und die Gesamtlänge des Objektivs größer wird. Auch wird die Brennweite der vierten Einheit vergrößert, womit folglich auch der Umfang der Aberrationen größer wird. Darüber hinaus erfolgt eine Fokussierung durch axiales Bewegen der ersten Einheit, was die Tendenz zur Folge hat, daß der Linsendurchmesser der ersten Einheit im Verhältnis zur Größe deren axialer Bewegung größer wird.With the optical magnification change system with four units the gaps between the second and third unit in advance during a magnification change be ensured in the lens system so that the total length of the lens necessarily becomes large. There are also an optical magnification change system, in which the third unit has a negative refractive power and the gaps between movements for the second and third unit together are formed in this way the total length of the lens to decrease, however, occurs in such a magnification changing system the light beam from the third unit as a divergent beam of light, which is why the flank diameter (effective diameter) of the fourth unit enlarged and the overall length of the lens becomes longer. The focal length of the fourth unit is also increased, which consequently increases the amount of aberrations. In addition, focusing is done by moving axially the first unit, which tends to result in the lens diameter of the first unit in relation to Size whose axial movement increases.

Im Gegensatz hierzu wird bei dem Erfindungsgegenstand während eines Vergrößerungswechsels lediglich das zweite System auf der optischen Achse bewegt und die aus einem Vergrößerungswechsel resultierende Schwankung der Bildfläche dadurch bewirkt, daß die Brechkraft der Linsenfläche V eines Teils des dritten Systems verändert wird, um damit den Bewegungszwischenraum zu verkürzen und folglich die Gesamtlänge des Objektivs zu vermindern. Auch wird dadurch, daß das sog. Scharfeinstellen ausgeführt wird, wobei die Brechkraft der Linsenfläche V eines Teils des dritten Systems verändert wird, um eine Kompensation für die aus einer Änderung im Objektabstand folgende Schwankung der Bildfläche zu erlangen, der Linsendurchmesser des ersten Systems verkleinert.In contrast, in the subject matter of the invention, only the second system is moved on the optical axis during a change in magnification, and the fluctuation in the image area resulting from a change in magnification is brought about by changing the refractive power of the lens area V of a part of the third system in order to thereby increase the gap between the movements shorten and consequently reduce the overall length of the lens. Also, by performing the so-called focusing, changing the refractive power of the lens surface V of a part of the third system to compensate for the fluctuation in the image surface resulting from a change in the object distance, the lens diameter of the first system is reduced.

Die Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Größe in der Bewegung des zweiten Systems während eines Vergrößerungswechsels im Beispiel 1 der numerischen Werte und der Größe der Änderung im Krümmungsradius Rv der Linsenfläche V des dritten Systems. Gemäß Fig. 3 wird der Krümmungsradius Rv geändert, so daß er in Übereinstimmung mit der Bewegung des zweiten Systems, d. h. in Übereinstimmung mit dem Vergrößerungswechsel vom Weitwinkel- und Fernaufnahmeende, negativ, dann positiv und dann negativ wird. Fig. 3 shows the relationship between the amount in the movement of the second system during a change in magnification in Example 1 of the numerical values and the amount of change in the radius of curvature Rv of the lens surface V of the third system. According to FIG. 3, the radius of curvature Rv is changed, so that it in accordance with the movement of the second system, that is, in accordance with the magnification change from the wide-angle and telephoto end, negative, then positive, then negative.

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist die Linsenfläche V von veränderlicher Brechkraft an derjenigen Seite des dritten Systems angeordnet, die der Objektseite zunächst liegt, während sie bei der Ausführungsform von Fig. 2 vorwärts von der Seite des dritten Systems, die der Objektseite benachbart ist, angeordnet ist. Die Anordnung wird so getroffen, daß der durch die Linse Lv geführte Lichtstrahl nahe der Irisblende S im wesentlichen afokal ist.In the embodiment of FIG. 1, the lens surface V of variable refractive power is arranged on that side of the third system which lies first on the object side, while in the embodiment of FIG. 2 it is forward of the side of the third system which is adjacent to the object side , is arranged. The arrangement is such that the light beam guided through the lens Lv near the iris diaphragm S is essentially afocal.

Im Vergleich mit dem herkömmlichen optischen System für einen Vergrößerungswechsel mit vier Einheiten (Systemen) wird dadurch der Flankendurchmesser des dritten Systems um nahezu 20% vermindert. Zusätzlich kann auch die Brennweite desjenigen Teils des dritten Systems, der auf die Irisblende S folgt, verkürzt und ganz allgemein die Gesamtlänge des an das dritte System anschließenden Objektivs vermindert werden.In comparison with the conventional optical system for a magnification change with four units (systems), the flank diameter of the third system is reduced by almost 20%. In addition, the focal length of that part of the third system that follows the iris diaphragm S can be shortened and the overall length of the lens connected to the third system can be reduced.

Um die aus einer Änderung in der Brechkraft der Linsenfläche V des dritten Systems resultierende Wirkung bei Durchführen eines Vergrößerungswechsels und einer Scharfeinstellung völlig zu verdrängen und die Aberrationsschwankungen bei Änderung dieser Brechkraft zu vermindern, ist es bei der in Rede stehenden Ausführungsform vorzuziehen, den Krümmungsradius Rv der Linsenfläche V während des Vergrößerungwechsels vom Weitwinkelende zum Fernaufnahmeende zum Negativen, Positiven und Negativen zu verändern, wie Fig. 3 zeigt, d. h., die Linsenfläche V als eine konkave, konvexe und konkave Fläche auszugestalten.In order to completely suppress the effect resulting from a change in the refractive power of the lens surface V of the third system when performing a change in magnification and focusing and to reduce the aberration fluctuations when changing this refractive power, it is preferable in the embodiment in question to use the radius of curvature Rv To change the lens surface V during the change in magnification from the wide-angle end to the telephoto end to the negative, positive and negative, as shown in FIG. 3, ie to design the lens surface V as a concave, convex and concave surface.

Im Vergleich mit einem Vergrößerungswechselsystem, in dem ein Objektiv von negativer Brechkraft als die dritte Einheit vorgesehen ist, kann auch auf diese Weise die negative Petzval-Summe verkleinert werden. Das an die Irisblende S anschließende Objektiv besteht aus zwei Linsensystemen, d. h. aus einem vorderen System mit drei Linsen von jeweils positiver, negativer sowie positiver Brechkraft, das als Ganzes eine positive Brechkraft hat, und einem rückwärtigen System mit drei Linsen von jeweils negativer, positiver sowie positiver Brechkraft, das als Ganzes eine positive Brechkraft hat, womit die Krümmungsverschlechterung des Bildfeldes, Astigmatismus usw., was im herkömmlichen optischen Vergrößerungswechselsystem mit vier Einheiten oft in Erscheinung trat, wenn die beiden Systeme (Einheiten) nahe zueinander gebracht wurden, gut und geschickt verhindert werden. Deshalb kann der Abstand zwischen den beiden Einheiten knapp und die Gesamtlänge des an die Irisblende S anschließenden Objektivs sehr kurz gemacht werden. In comparison with a magnification changing system in which a lens of negative refractive power is provided as the third unit, the negative Petzval sum can also be reduced in this way. The lens connected to the iris diaphragm S consists of two lens systems, i.e. a front system with three lenses, each with positive, negative and positive refractive power, which has a positive refractive power as a whole, and a rear system with three lenses, each with negative, positive and positive refractive power, which as a whole has a positive refractive power, which well and skillfully prevents the deterioration of the curvature of the image field, astigmatism, etc., which often occurred in the conventional four-unit optical magnification changing system when the two systems (units) were brought close to each other will. Therefore, the distance between the two units can be narrow and the overall length of the lens connected to the iris S can be made very short.

Auch kann in der Zoomposition des Fernaufnahmeendes die Linsenfläche V eine der Aplanasiebedingung angenäherte Ausgestaltung erhalten, und verschiedene Aberrationen, wie eine sphärische Aberration und Koma, können gut korrigiert werden, so daß eine hohe optische Leistung erhalten wird.Also, in the zoom position of the far end, the lens surface V can be given a configuration approximating the aplanase condition, and various aberrations such as spherical aberration and coma can be corrected well, so that high optical performance is obtained.

Das Material für die Linse Lv der in Rede stehenden Ausführungsform kann vom Gesichtspunkt der Transparenz, Homogenität, Dispersionscharakteristik usw. beispielsweise Silikongummi sein. Auch kann die Linse gemäß einem Form- oder Treiberverfahren, beispielsweise nach den JP-Patent-OS'en Nr. 84 502/1985 oder Nr. 1 11 201/1985, gefertigt werden.The material for the lens Lv of the embodiment in question may be, for example, silicone rubber from the viewpoint of transparency, homogeneity, dispersion characteristics, etc. The lens can also be manufactured in accordance with a molding or driving process, for example in accordance with JP Patent OSs No. 84 502/1985 or No. 1 11 201/1985.

Wenn der Krümmungsradius Rv der Linsenfläche V während des Scharfeinstellens auf der Grundlage des Signals von einer automatischen Fokusermittlungsvorrichtung, beispielsweise gemäß der JP-Patent-OS Nr. 2 76 492/1984, verändert wird, so kann der Erfindungsgegenstand mit der automatischen Fokusermittlungsvorrichtung zur Anwendung kommen.If the radius of curvature Rv of the lens surface V is changed during the focusing based on the signal from an automatic focus detection device, for example according to JP-A-OS No. 2 76 492/1984, the subject matter of the invention can be used with the automatic focus detection device .

Bei dem Erfindungsgegenstand kann eine solche Konstruktion vorgesehen werden, daß die Brechkraft von zwei oder mehr Linsenflächen in der dritten Einheit jeweils verändert werden kann. Demzufolge wird die Belastung hinsichtlich der Brechkraft einer Linsenfläche geringer und die Aberrationsschwankung bei einer Veränderung kleiner, was vorzuziehen ist.In the subject of the invention, such a construction be provided that the refractive power of two or more lens surfaces can be changed in the third unit can. As a result, the strain in terms of refractive power a lens area less and the aberration fluctuation with a change smaller, which is preferable.

Es werden im folgenden Beispiele von numerischen Werten für den Erfindungsgegenstand gegeben. In diesen Beispielen stellen Ri den Krümmungsradius der i. Linsenfläche von der Objektseite, Di die Dicke und den Luftabstand der i. Linse von der Objektseite und Ni sowie ν i den Brechungsindex bzw. die Abbesche Zahl des Glases der i. Linse von der Objektseite dar. Examples of numerical values for the subject matter of the invention are given below. In these examples, Ri represents the radius of curvature of the i. Lens area from the object side, Di the thickness and the air gap of the i. Lens from the object side and Ni and ν i the refractive index or the Abbe number of the glass of the i. Lens from the object side.

Beispiel 1 der numerischen Werte: Example 1 of the numerical values:

Beispiel 2 der numerischen Werte: Example 2 of numerical values:

Gemäß der Erfindung wird in einem optischen Vergrößerungswechselsystem, das drei Linsensysteme von jeweils vorbestimmter Brechkraft hat, die Brechkraft von wenigstens einer Linsenfläche im dritten System während eines Vergrößerungswechsels und Scharfeinstellens nach vorbestimmten Bedingungen verändert, so daß ein optisches Vergrößerungswechselsystem erhalten werden kann, bei dem die Gesamtlänge des Objektivs vermindert wird, um das gesamte Objektivsystem kompakt auszubilden, und das eine Linsen-fläche mit veränderlicher Brechkraft von hoher Leistungsfähigkeit hat.According to the invention, in an optical magnification changing system, the three lens systems of predetermined each Has refractive power, the refractive power of at least one lens surface in the third system during a change in magnification and focusing according to predetermined conditions changed so that an optical magnification change system can be obtained with the total length of the lens is reduced to make the entire lens system compact, and the one lens surface with variable refractive power of high performance.

Claims

1. Optical magnification change system, characterized by a magnification change lens system working for a magnification change and by a compensation lens system ( L 3 ) with a lens ( Lv ), the refractive power of which is variable to compensate for the movement of the image area by the magnification change and to focus on an object .

2. System according to claim 1, characterized in that in the lens ( Lv ) whose refractive power is variable, the curvature of at least one of its lens surfaces ( V ) is variable.

3. System according to claim 2, characterized in that the lens ( Lv ), whose refractive power is variable, is made of an elastic material.

4. System according to claim 3, characterized in that the elastic material is silicone rubber.

5. System according to claim 1, characterized in that the Magnification change lens system closer to the object side than the compensation lens system is arranged.

6. System according to claim 5, characterized in that the Magnification change lens system along the optical Movable axis of the optical magnification changing system is.

7. System according to claim 1, characterized in that the lens ( Lv ), whose refractive power is variable, is in contact with a transparent, rigid member ( 15 ).

8. System according to claim 7, characterized in that the transparent, rigid link is a lens.

9. System according to claim 7, characterized in that the transparent, rigid link is a plane-parallel plate.

10. System according to claim 1, characterized by an aperture ( S ) determining the number of openings of the optical magnification changing system located closer to the image side than the compensation lens system.

11. System according to claim 11, characterized by a fixed lens system ( L 1 ) arranged close to the object side.

12. System according to claim 11, characterized in that the fixed lens system ( L 1 ), the magnification change lens system ( L 2 ) and the compensation lens system ( L 3 ) are arranged in succession from the object side and the magnification change lens system along the optical axis of the optical magnification changing system is movable.

13. System according to claim 12, characterized in that the Compensation lens system a plurality of lenses includes.

14. Recording lens, marked

- by a first, fixed lens system ( L 1 ) with positive refractive power,
- By a second lens system ( L 2 ) with negative refractive power, which is movable along the optical axis of the taking lens for a continuous focal length adjustment and is closer to the image side than the first lens system, and
- By a third, fixed lens system ( L 3 ), which is arranged closer to the image side than the second lens system and with a lens unit ( Lv ), which is made with an elastic material that is capable of changing the curvature of its lens surface ( V ) a transparent and rigid member ( 15 ) in contact with the elastic material and equipped with a plurality of lenses,
- The elastic material changes the curvature of the lens surface ( V ) during the continuous focal length adjustment and during focusing.

15. The taking lens as claimed in claim 14, characterized by an aperture ( S ) which determines the number of openings and is arranged closer to the image side than the lens unit ( Lv ).

16. taking lens according to claim 14, characterized in that that the elastic material is silicone rubber.

17. A taking lens according to claim 14, characterized in that the transparent, rigid member ( 15 ) is a lens.