DE60100933T2

DE60100933T2 - Varioobjektiv und damit ausgestatteter Fotoapparat

Info

Publication number: DE60100933T2
Application number: DE60100933T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Ohta-ku Tomita; Shinichiro Ohta-ku Yakita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2002258157A; US20020149692A1; JP3950685B2; DE60100933D1; EP1220001B1; EP1220001A1; US6965481B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zoomobjektiv, das für eine Fernsehkamera, eine Videokamera und dergleichen geeignet ist.
Stand der Technik
Als ein Autofokus-System (AF-System) bei einer Videokamera oder dergleichen ist ein sogenanntes „hill-climbing AF"-System weit verbreitet, welches die Entfernung beziehungsweise den Abstand zu einem Hauptobjekt erlangt und eine Fokussiereinheit zu einer geeigneten Position ansteuert.
Bei diesem System wird die Richtung der besten Abbildungsposition aus einer Änderung eines Videosignals erfasst, indem einige der Objektiveinheiten bzw. Linseneinheiten eines Bildaufnahmesystems zur Abbildung Verwendung finden, und es wird die Ausdehnungsrichtung bzw. Verlängerungsrichtung einer fokussierenden Linse bzw. Objektivs berechnet. Ein Vorzug dieses Systems besteht darin, dass für eine Entfernungsmessung kein optisches System erneut verwendet werden muss.
Zusätzlich wird bei diesem System, um zu prüfen, ob sich die beste Abbildungsposition vor oder hinter der Bildaufnahmefläche (CCD-Fläche oder Filmfläche) befindet, ein optisches Teilsystem des Bildaufnahmesystems in der optischen Achsrichtung geringfügig amplitudenangesteuert (was nachfolgend als wobbeln bzw. gewobbelt (wobbled) bezeichnet wird). Es wird eine Fokussiereinheit angesteuert, um den besten Fokus auf der Bildaufnahmefläche auf der Grundlage des erfassten Signals einzustellen.
Zu dieser Zeit ändert sich, da ein Teil des optischen Systems gewobbelt wird, die Abbildungsvergrößerung stark, was in einer schlechten Bildschirmanzeige resultiert, außer wenn die Linseneinheiten und dergleichen richtig bzw. genau angeordnet sind.
Als ein Verfahren zur Reduktion einer Änderung der Abbildungsvergrößerung ist das in dem japanischen Patent Nr. 2744336 offenbarte Verfahren verfügbar. Dieses Verfahren steht mit einem hinteren bzw. Rück-Fokussier-Zoomobjektiv in Verbindung, bei dem die erste Einheit eine positive Brechkraft aufweist, die zweite Einheit eine negative Brechkraft zur Vergrößerungsänderungsoperation aufweist, die dritte Einheit eine positive Brechkraft aufweist, und die vierte Einheit eine positive Brechkraft aufweist und zur Korrektur einer Bildebenenfluktuation mit einer Änderung der Vergrößerung dient, und entworfen ist, um unter Verwendung der vierten Einheit eine Fokussierung durchzuführen.
Eine ein Wobbeln begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung kann durch eine paraxiale Spur zum Ausdruck gebracht werden. In US 5,138,492 sind mehrere Bedingungen zur Unterdrückung einer ein Wobbeln begleitenden Änderung einer Abbildungsvergrößerung auf einen kleinen Wert beschrieben.
Diese Bedingungen sind jedoch unzureichend, um bei einem Bildaufnahmesystem angewendet zu werden, welches eine in einer Verzögerungsobjektiveinheit bzw. Verzögerungslinseneinheit angeordnete Wobbling-Objektiveinheit bzw. Wobblinglinseneinheit aufweist, die sich näher an der Bildseite als dem Stop befindet, und ein Einfügen/Entfernen eines Extenders zum Verschieben der Brennweite auf die Telebereichsseite ermöglicht.
Genauer sind die bei der vorangehenden Bezugsquelle beschriebenen Bedingungen für ein Verfahren zum Reduzieren einer Änderung einer Abbildungsvergrößerung in einem Zustand wirksam, bei dem eine optische Anordnung hinter dem Stop fixiert ist, jedoch sind sie nicht ausreichend, um auf einen Fall angewendet zu werden, bei dem die Anordnung eines optischen Systems nach Einfügen/Entfernen eines Extenders oder dergleichen geändert wird, und es ändert sich insbesondere der Einfallswinkel eines sich nicht auf der Achse befindlichen Hauptstrahls auf einer Wobbling-Linseneinheit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Zoomobjektiv mit vier Einheiten zur Verfügung zu stellen, welche eine ein Wobbeln begleitende kleine Änderung einer Abbildungsvergrößerung an den Tag legt, auch wenn ein optisches System, wie beispielsweise ein Extender, in der als eine Verzögerungslinseneinheit dienenden vierten Einheit eingefügt ist, und auch durch die gesamte Vergrößerungsänderungsspanne hindurch ein exzellentes optisches Leistungsverhalten an den Tag legt.
Um die vorangehende Aufgabe zu lösen, ist gemäß der Erfindung bei einem Zoomobjektiv, in das/von dem eine optische Einheit zur Vergrößerungsänderung zur Änderung einer Gesamtbrennweite des Zoomobjektivs eingefügt/ entfernt werden kann, eine Wobbling-Einheit, die in einer optischen Achsrichtung geringfügig amplitudengesteuert werden kann, um eine beste Abbildungsposition zu erfassen, näher an einer Bildseite angeordnet, als eine Einfügeposition der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung.
Mit dieser Anordnung kann ungeachtet eines Einfügens/ Entfernens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung reduziert werden, die hervorgerufen wird, wenn die Wobbling-Einheit in der optischen Achsrichtung geringfügig angesteuert wird.
Das Zoomobjektiv umfasst von einer Objektseite her sequentiell eine erste Einheit, welche bei einer Vergrößerungsänderungsoperation fixiert ist und eine positive Brechkraft aufweist, eine zweite Einheit, welche sich bei einer Vergrößerungsänderungsoperation in der optischen Achsrichtung bewegt und eine negative Brechkraft aufweist, eine dritte Einheit zur Korrektur einer eine Vergrößerungsänderungsoperation begleitenden Bildebenenfluktuation, und eine vierte Einheit mit einer positive Brechkraft zur Abbildung, und in die/von der vierten Einheit kann eine optische Einheit zur Vergrößerungsänderung eingefügt/entfernt werden, welche die Gesamtbrennweite des Zoomobjektivs ändert. Bei diesem Zoomobjektiv ist eine Wobbling-Einheit, die in der optischen Achsrichtung geringfügig amplitudenangesteuert werden kann, um eine beste Abbildungsposition zu erfassen, näher an der Bildseite angeordnet als die Einfügeposition der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung, und ein Stop zur Einstellung einer Lichtmenge ist vorzugsweise auf der Objektseite in Bezug auf die vierte Einheit angeordnet.
Genauer ist, beispielsweise, wenn die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordnet ist und amplitudenangesteuert wird, so dass eine Amplitudenhalbbreite eines Änderungsbetrags des hinteren Brennpunkts bzw. Fokus 1/2 einer Tiefenschärfe wird, |α1(S1 – 1)/fw1| < 0,6 (1)erfüllt, wobei α1 ein Winkel eines sich nicht auf der Achse befindlichen Unterhauptstrahls ist, der auf einer Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit einfällt (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), S1 eine Entfernung zu einem von der Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Stop ist (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), E1 eine Entfernung zu einer von einer Bildseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Bildaufnahmeebene (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), und fw1 eine Brennweite bei einem Weitwinkelbereichsende ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Mit dieser Anordnung kann eine ein Wobbeln begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ausreichend klein unterdrückt bzw. heruntergedrückt werden.
Zusätzlich wird, wenn die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordnet ist und amplitudengesteuert wird, so dass eine Amplitudenhalbbreite eines Änderungsbetrags des hinteren Brennpunkts 1/2 einer Tiefenschärfe wird, |α2 (S2 – E2)/fw2| < 2,2 (2)erfüllt ist, wobei α2 ein Winkel eines sich nicht auf der Achse befindenden Unterhauptstrahls ist, der auf eine Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit einfällt (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), S2 eine Entfernung zu dem von der Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Stop ist (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), E2 eine Entfernung zu der von der Bildseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Bildaufnahmeebene ist (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), und fw2 eine Brennweite bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Zusätzlich ist in der vierten Einheit –0,001 < ϕ/Im < 0,0015 (3)erfüllt, wobei φ eine Brechkraft einer unmittelbar vor der Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordneten Linseneinheit ist, und Im eine Bildgröße eines Bildaufnahmeelements ist.
Mit dieser Anordnung kann eine Änderung des Einfallswinkels auf der Wobbling-Einheit nach Einfügen/Entfernen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung klein gemacht werden. Dies macht es möglich, eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung zuverlässiger zu reduzieren.
Zudem ist die Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit vor /nach einem Einfügen des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung vorzugsweise derart eingestellt, um die folgende Bedingung (4) zu erfüllen. Δx2 = F*Δx1 (4)wobei Δx₁ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit vor Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung, Δx₂ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit nach Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung, und F eine Änderungsrate der F-Zahl aufgrund des Einfügens/Entfernens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Es sei erwähnt, dass eine Reduktion der Größe und des Gewichts der geringfügig amplitudenanzusteuernden Wobbling-Einheit erzielt werden kann, indem die Wobbling-Einheit am nächsten an die Bildseite in der vierten Einheit angeordnet wird.
Wenn dieses System gestaltet ist, um einen Teil der vierten Einheit von der optischen Achse zurückzuziehen, indem die optische Einheit zur Vergrößerungsänderung eingefügt wird, kann ein großer Raum für das Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung sichergestellt werden, während eine Reduktion der Gesamtgröße des zoomobjektivs erreicht wird. Dies macht es möglich, eine Verschlechterung des optischen Leistungsverhaltens zu der Zeit eines Einfügens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung zu unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem ersten numerischen Ausführungsbeispiel;
2 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem zweiten numerischen Ausführungsbeispiel;
3 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem dritten numerischen Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem vierten numerischen Ausführungsbeispiel;
5 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem fünften numerischen Ausführungsbeispiel;
6 ist eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem sechsten numerischen Ausführungsbeispiel;
7 ist eine schematische Ansicht, die eine optische Konfiguration nach dem Stop des Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels (ohne Einfügen eines Extenders) zeigt;
8 ist eine schematische Ansicht, die eine optische Konfiguration nach dem Stop des Zoomobjektivs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels (mit Einfügen eines Extenders) zeigt;
9 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem ersten numerischen Ausführungsbeispiel;
10 ist ein Abberationsschaubild bei dem Telebereichsendes bei dem ersten numerischen Ausführungsbeispiel;
11 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem zweiten numerischen Ausführungsbeispiel;
12 ist ein Abberationsschaubild bei dem Telebereichsende bei dem zweiten numerischen Ausführungsbeispiel;
13 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem vierten numerischen Ausführungsbeispiel;
14 ist ein Abberationsschaubild bei dem Telebereichsende bei dem vierten numerischen Ausführungsbeispiel;
15 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem fünften numerischen Ausführungsbeispiel;
16 ist ein Abberationsschaubild bei dem Telebereichsende bei dem fünften numerischen Ausführungsbeispiel;
17 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem sechsten numerischen Ausführungsbeispiel;
18 ist ein Abberationsschaubild bei dem Telebereichsende bei dem sechsten numerischen Ausführungsbeispiel;
19 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem ersten numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
20 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem zweiten numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
21 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem dritten numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
22 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem vierten numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
23 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem fünften numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
24 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende bei dem sechsten numerischen Ausführungsbeispiel zu der Zeit eines Einfügens des Extenders;
25 ist eine Ansicht, die die Anordnung eines Photosystems zeigt, welches das Zoomobjektiv gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als ein optisches Photosystem verwendet; und
26 ist eine Ansicht, die ein Photosystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 bis 6 zeigen die Querschnittskonfigurationen von Linsen bzw. Objektiven, von Zoomobjektiven gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die bei dem ersten bis sechsten numerischen Ausführungsbeispiel bei dem Weitwinkelbereichsende und unendlicher Brennpunktposition angeordnet sind.
Bezugnehmend auf 1 bis 6 weist eine erste Einheit (vorderes Element) I eine positive Brechkraft auf, und ein Variator II dient als die zweite Einheit mit einer negativen Brechkraft und ist in der Lage, sich bei einer Vergrößerungsänderungsoperation in der optischen Achsrichtung zu bewegen. Die zweite Einheit II wird auf der optischen Achse monoton zu der Bildseite bewegt, um die Vergrößerung von dem Weitwinkelbereichsende zu dem Telebereichsende zu ändern. Bei einer Vergrößerungsänderungsoperation wird die zweite Einheit II innerhalb einer Spanne bewegt, die eine Abbildungsvergrößerung von 1x (–1x) (das heißt gleiche Vergrößerung) umfasst.
Ein Kompensator III dient als die dritte Einheit, welche sich in der optischen Achsrichtung bewegen kann, um eine eine Vergrößerungsänderungsoperation begleitende Bildebenenfluktuation zu korrigieren.
Zur Lichtmengeneinstellung wird ein Stop SP verwendet. Zur Abbildung wird ein vierte Einheit IV mit einer positiven Brechkraft verwendet.
Ein Glasblock G besteht aus einem Farbaufteilungsprisma, einem optischen Filter oder dergleichen. Eine Wobbling-Einheit wo kann in der optischen Achsrichtung geringfügig amplitudenangesteuert werden, um die beste Abbildungsposition zu erfassen. Unmittelbar vor der Wobbling-Einheit in der vierten Einheit ist eine Linseneinheit L4b angeordnet.
In den/aus dem Raum in der vierten Einheit kann ein Extender (optische Einheit zur Vergrößerungsänderung) EX zur Erhöhung oder Verringerung der Gesamtbrennweite des Zoomobjektivsystems eingefügt/entfernt (oder montiert/ demontiert) werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die sich näher an der Bildseite als der Stop SP befindende Konfiguration einer (nachfolgend als eine Verzögerungseinheit bezeichnete) Linseneinheit derart richtig beziehungsweise genau eingestellt, dass eine ein Wobbeln der Wobbling-Einheit wo begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung ungeachtet davon reduziert wird, ob der Extender EX eingefügt/entfernt ist.
Die Wobbling-Einheit wo muss in der optischen Achsrichtung mit hoher Geschwindigkeit amplitudengesteuert werden. Es ist daher wünschenswert, dass die Wobbling-Einheit wo ein genaues Empfindlichkeitsmaß des hinteren Brennpunkt aufweist und leichtgewichtig ist. Ein Zoomobjektiv für eine Fernsehanlage muss einen langen hinteren Brennpunkt und eine kleine F-Zahl aufweisen, und erfordert daher viele Linsen, die eine Einheit bilden. Zusätzlich weist jede Linse einen großen effektiven Durchmesser auf, und in der Verzögerungseinheit müssen ein Extender, ein Makrophotomechanismus, ein Flangeback-Einstellmechanismus bzw. Flanschback-Einstellmechanismus (flange-back adjustment mechanism) und dergleichen angeordnet sein, was in einem geringen Freiheitsgrad beim Anordnen der Wobbling-Einheit resultiert.
7 und 8 zeigen schematisch Linseneinheiten hinter dem Stop SP. 7 zeigt einen Zustand, bei dem der Extender EX nicht eingefügt ist. 8 zeigt einen Zustand, bei dem der Extender EX eingefügt ist. Bezugnehmend auf 8 ist die Vergrößerung des Extenders EX auf 2x eingestellt, und ein Bild wird um 2x auf einer Bildebene vergrößert.
Bezugnehmend auf 7 kann ein Bildhöhen-Änderungsverhältnis wie folgt ausgedrückt werden. Sei α1 der Einfallswinkel des Unterhauptstrahls auf die Wobbling-Einheit wo, ϕwo die Kraft der Wobbling-Einheit wo, S1 die Entfernung beziehungsweise der Abstand zwischen der Wobbling-Einheit wo und einer Bildebene, ϕ4c die Kraft der Linseneinheit L4c, die näher an der Bildseite angeordnet ist als die Wobbling-Einheit wo, Δx der Wobbling-Betrag, (S1 – E1) die Differenz zwischen der von der Wobbling-Einheit wo aus betrachteten Entfernung zu einem virtuellem Bild des Stops SP und der von der Wobbling-Einheit wo aus betrachteten Entfernung zu einem virtuellen Bild auf der Bildebene, und Δy der Bildhöhen-Anderungsbetrag zu der Zeit eines Wobbelns, dann kann ein Bildhöhen-Änderungsverhältnis Δy/fw (wobei fw die Brennweite des Gesamtsystems bei dem Weitwinkelbereichsende ist) durch
ausgedrückt werden.
Der Wobbling-Betrag Δx ist im Vergleich zu (S1 – E1) ein relativ kleiner Wert, und kann daher durch
ausgedrückt werden.
Bei der Konfiguration des Zoomobjektivs gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind Parameter, die sich nach Einfügen /Entfernen des Extenders EX ändern und große Einflüsse auf das Bildhöhen-Änderungsverhältnis Δy/fw aufweisen, der Einfallswinkel α1 eines Hauptstrahls auf der Wobbling-Einheit wo und (S1 – E1).
Nun wird der zulässige Wert des Wobbling-Betrags Δx beschrieben. Es wird gesagt, dass die Auflösung des visuellen Sinns einer Person mit einem Sehvermögen beziehungsweise einer Sicht von 20/20 ungefähr eine Minute beträgt. Betrachtet die Person beispielsweise einen 30-Zoll-Fernsehbildschirm (mit einer Bildschirmgröße von ungefähr 50 cm in der horizontalen Richtung) aus einer Entfernung von 2,5 m, wird der Sichtwinkel in der horizontalen Richtung ungefähr 680 Minuten. Daher entspricht eine Auflösung von 1 Minute ungefähr 0,15% des Bildschirms.
Wird das Objektiv heruntergestoppt, nimmt die Tiefenschärfe verglichen mit der bei voller Apertur zu. Zusätzlich ist ein großer Wobbling-Betrag erforderlich, um die beste Fokusposition zu erfassen, daher nimmt das Bildhöhen-Änderungsverhältnis zu.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die höchste Frequenz im Gebrauch von einer F-Zahlenspanne ungefähr volle Apertur beträgt: F/5,6, dann ist bei F/5,6 ein Bildhöhen-Änderungsverhältnis von höchstens 0,15% zulässig. Ein zulässiger Wert bei voller Apertur (F/1,752) wird ungefähr 0,06%, was ungefähr 1/3 des Bildhöhen-Änderungsverhältnisses bei F/5,6 ist. Der obere Grenzwert der Bedingungsgleichung (1) ist derart bestimmt, dass das Bildhöhen-Änderungsverhältnis bei voller Apertur (F/1,752) innerhalb ein Bildhöhen-Änderungsverhältnis von 0,06 (0,15% bei F/5,6) fällt, und innerhalb die zulässige Spanne fällt, auch wenn sich das Bildhöhen-Änderungsverhältnis nach Einfügen des Extenders EX ändert.
Die Beziehung zwischen dem Wobbling-Betrag Δx und dem Änderungsbetrag des hinteren Brennpunkts Δsk, wird durch
ausgedrückt, wobei β₁ eine seitliche Vergrößerung der Wobbling-Einheit ist, und (β₂ eine seitliche Vergrößerung eines optischen Systems ist, das in Bezug auf die Wobbling-Einheit auf der Bildseite angeordnet ist. Beträgt der Änderungsbetrag des hinteren Brennpunkts Δsk gleich 1/2 der Tiefenschärfe, wird die Beziehung zwischen dem Änderungsbetrag des hinteren Brennpunkts Δsk und F-Zahl fno durch Δsk = δ·fno/2ausgedrückt, wobei δ ein von dem Kamerasystem bestimmter zulässiger Unschärfekreis ist.
Bei der Erfindung ist die Wobbling-Linseneinheit näher an der Bildseite angeordnet als die optische Einheit zur Vergrößerungsänderung, die eingefügt oder entfernt werden kann, so dass der Wobbling-Betrag Δx eine Beziehung proportional zu der F-Zahl aufweist, da sowohl β₁ als auch β₂ vor/nach Einfügen des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung konstant sind.
Unter Berücksichtigung des Wobbling-Betrag nach Einfügen eines 2x-Extenders wird, da die F-Zahl verdoppelt wird, auch die Tiefenschärfe verdoppelt. Es muss auch der Amplitudenansteuerbetrag der Wobbling-Einheit verdoppelt werden.
Die F-Zahl praktischer Verwendung fällt zu der Zeit eines Einfügens des 2x-Extenders innerhalb eine enge Spanne von ungefähr F/4 bis F/5,6, da die F-Zahl bei dem Volle-Apertur-Bereichsende zunimmt. Aus diesem Grund wird, wenn ein Maximum von 0,15% des Wertes bei F/5,6 zu der Zeit eines Einfügens des Extenders zugelassen wird, der zulässige Betrag bei voller Apertur (F/4) ungefähr 0,1%. Das heißt, es kann ein zulässiger Betrag so groß wie der doppelte Wert vor dem Einfügen des Extenders zugelassen werden.
Der zulässige obere Grenzwert eines von den Bedingungsgleichungen (1) und (2) angezeigten Bildhöhen- Änderungsverhältnisses ist der Wert, der gesetzt wird, wenn die Wobbling-Einheit in der optischen Achsrichtung derart amplitudenangesteuert wird, dass die Amplitudenhalbbreite einer Änderung des hinteren Brennpunkts 1/2 der Tiefenschärfe wird. In der Praxis ändert sich dieser Wert abhängig von der Weise des Bestimmens eines Wobbling-Betrags in Bezug auf die Tiefenschärfe (beispielsweise Setzen der Amplitudenhalbbreite auf 1/3 der Tiefenschärfe, oder dass sie den gleichen Betrag aufweist), eine angenommene Bildschirmgröße, und dergleichen.
Wird eine Systemfrequenz betrachtet, die gleiche oder größere F-Zahlen als F/5,6 verwendet, oder werden kleinere Volle-Apertur-F-Zahlen gesetzt, ist ein System erforderlich, bei welchem das Bildhöhen-Änderungsverhältnis bei voller Apertur weiter unterdrückt wird und eine Änderung vor/nach einem Einfügen eines Extenders kleiner ist.
Es sei ein Zustand betrachtet, bei dem kein Extender eingefügt ist. In diesem Fall muss, um eine ein Wobbeln begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung zu reduzieren, der Einfallswinkel α1 eines Unterhauptstrahls auf die Wobbling-Einheit und die Differenz (S1 – E1) zwischen der von der Wobbling-Einheit aus betrachteten Entfernung E1 zu dem Stop und der von der Wobbling-Einheit aus betrachteten Entfernung S1 zu der Bildebene reduziert werden.
Ist der Extender EX in dem in 7 gezeigten Zustand eingefügt (8) ändert sich der Einfallswinkel eines Unterhauptstrahls auf der Wobbling-Einheit wo in α2, und es ändert sich eine von der Wobbling-Einheit aus betrachtete Entfernung E2 zu dem Stop SP. Jedoch ist eine von der Wobbling-Einheit wo aus betrachtete Entfernung S2 zu der Bildebene ungeachtet des Einfügens/Entfernens des Extenders annähernd konstant (S2 – S1), daher bleibt eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung zu der Zeit eines Einfügens des Extenders zurück.
Um eine Änderung einer ein Wobbeln begleitenden Änderung einer Abbildungsvergrößerung in einem Zustand zu reduzieren, bei dem der Extender nicht eingefügt ist, muss die folgende Bedingung erfüllt sein: 0,05 < |α1 (S1 – E1)/fw1| < 0,6 (1)
Mit Annäherung an den unteren Grenzwert von Bedingungsgleichung (1) wird, während der Extender nicht eingefügt ist, eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung reduziert, und es wird eine ideale Bedingung erlangt.
Während der Extender eingefügt ist, ist es schwierig, die Entfernung E2 in Bezug auf die Entfernung S2 in 8 auszulöschen, und es verbleibt eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung. Diese Bedingung ist für ein optisches System, in das/von dem der Extender eingefügt/ entfernt wird, nicht notwendigerweise eine gewünschte Bedingung.
Wird der obere Grenzwert überschritten, ist eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung ohne Einfügen des Extenders groß. Es zeigt an, dass diese Bedingung zum Wobbeln nicht geeignet ist.
Daher wird, während der Extender eingefügt ist, vorzugsweise das Folgende erfüllt: 0,05 < |α2 (S2 – E2)/fw2| < 2,2 (2)
Wird der obere Grenzwert dieser Bedingungsgleichung (2) überschritten, zeigt dies an, dass eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung zu der Zeit eines Einfügens/ Entfernens des Extenders groß ist. Zusätzlich erfüllt die Brechkraft ϕ4b der sich unmittelbar vor der Wobbling-Einheit wo in der vierten Einheit IV befindenden Linseneinheit L4b vorzugsweise –0,001 < ϕ4b/Im < 0,0015 (3)wobei Im die Bildgröße des Bildaufnahmeelements ist.
Wird die positive oder negative Brechkraft der Linseneinheit L4b über die Spanne der Bedingungsgleichung (3) hinaus erhöht, ändert sich der Einfallswinkel eines Hauptstrahls auf der Wobbling-Einheit wo stark von α1 nach α2 oder von α2 nach α1, und unter einer der Bedingungen wird eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung groß.
Es ist vorzuziehen, den Amplitudenbetrag der Wobbling-Einheit auf die folgende Bedingung (4) vor/nach Einfügen des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung zu setzen, Δx2 = F·Δx1 (4)wobei Δx₁ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit vor Einfügen des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung ist, Δx₂ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit nach Einfügen des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung ist, und F eine Änderungsrate der F-Zahl aufgrund eines Einfügens/Entfernens des optischen Systems zur Vergrößerungsänderung ist. Dies ermöglicht, dass die beste Fokusposition erfasst wird, und dass ein System, bei welchem eine Unschärfe auf einem Bildschirm nach Erfassung nicht bemerkbar ist, unabhängig davon zur Verfügung gestellt wird, ob das optische System zur Vergrößerungsänderung eingefügt ist oder nicht.
<<Numerische Ausführungsbeispiele>>
Nachstehend werden die numerischen Ausführungsbeispiele dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 6 seien ri der Krümmungsradius der i-ten Linse von der Objektseite her, di die Dicke oder der Luftspalt des i-ten optischen Bauteils von der Objektseite her, und ni und γi („vi" in den Tabellen) jeweils der Brechungsindex und die Abbe-Zahl des Glases der i-ten Linse von der Objektseite her, in Bezug auf eine a-d-Linie.
Seien die x-Achse die optische Achsrichtung, die H-Achse eine zu der optischen Achse senkrechte Richtung, eine Laufrichtung des Lichtes positiv, R der paraxiale Krümmungsradius, und B, C, D, und E asphärische Koeffizienten, dann wird eine asphärische Form durch
ausgedrückt.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 1)
Tabelle 1 Numerisches Ausführungsbeispiel 1
Tabelle 2 Extenderteil
Bei dem in 1 gezeigten numerischen Ausführungsbeispiel 1 ist der Extender EX zum Reduzieren von Variationen des optischen Leistungsvermögens nach Einfügen des Extenders EX vorzugsweise in einem im Wesentlichen brennpunktlosen parallelen Lichtstrahl angeordnet. Zusätzlich ist ein breiter Spalt bzw. eine Lücke erforderlich, um die Extendervergrößerungsanforderung und die optische Leistungsverhaltensanforderung zu erfüllen.
Da eine die Bedingungsgleichung (1) erfüllende Wobbling-Einheit ein genaues Empfindlichkeitsmaß des hinteren Brennpunkt aufweist, welches ein geringfügiges Amplitudenansteuern der Wobbling-Einheit wo begleitet, und eine kleine Änderung einer Abbildungsvergrößerung an den Tag legt, werden vorzugsweise alle oder einige der sich näher an der Bildseite als der Extender EX befindenden Linseneinheiten verwendet.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 1 werden drei Linsen, die zwei Einheiten in der vierten Einheit bilden und am nächsten zu der Bildseite angeordnet sind, als Wobbling-Einheit-Linsen verwendet. Werden einige Linsen der vierten Einheit beweglich gemacht, wird eine Reduktion des Gewichts der Wobbling-Einheit wo erreicht. Zusätzlich wird durch Setzen der Brechkraft der sich unmittelbar vor der Wobbling-Einheit befindenden Linseneinheit L4b innerhalb der Spanne der Bedingungsgleichung (3) eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung ungeachtet der Anwesenheit/ Abwesenheit des Extenders Ex klein.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 1 kann der Extender Ex in einen/aus einem Raum mit einem Spalt d26 = 36 mm eingefügt/entfernt werden.
Tabelle 12 zeigt die numerischen Werte von Bedingungsausdrücken und Abbildungsvergrößerungs-Änderungsverhältnissen bei den jeweiligen numerischen Ausführungsbeispielen. Jedes Abbildungsvergrößerungs-Änderungsverhältnis ist der Wert, der erlangt wird, wenn ein Wobbeln nach Setzen der Amplitudenhalbbreite auf 1/2 der Tiefenschärfe bei dem Volle-Apertur-Bereichsende durchgeführt wird.
Ist beispielsweise der zulässige Unschärfekreis einer 2/3-Zoll-CCD (Bildgröße: ϕ11 mm), welche die vorherrschende Fernsehkamera ist, auf ungefähr 0,021 mm gesetzt, wird die Tiefenschärfe bei F/2 ungefähr 0,04 mm.
9 und 10 sind Abberationsschaubilder bei dem Weitwinkelbereichsende und dem Telebereichsende ohne Einfügen des Extenders bei dem ersten numerischen Ausführungsbeispiel. 19 ist Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen des Extenders.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 2)
Tabelle 3 Numerisches Ausführungsbeispiel 2
Tabelle 4 Extenderteil
Bei dem in 2 gezeigten numerischen Ausführungsbeispiel 2 findet die zweite Linse, die näher zu der Bildseite angeordnet ist als der Einfügespalt des Extenders Ex, als eine Wobbling-Einheit-Linse Verwendung. Der Extender EX kann in einen/aus einem Raum von d24 = 30 mm eingefügt/ entfernt werden.
Da die positive Brechkraft ϕ4b der sich unmittelbar vor der Wobbling-Einheit wo befindenden Linseneinheit L4b bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 1 näher an den oberen Grenzwert herangebracht wird, nimmt eine Änderung (Bedingungsausdruck (2)) einer Abbildungsvergrößerung nach Einfügen/Entfernen des Extenders einen großen Wert an.
Die Linseneinheit L4c, die aus sechs Linsen zusammengesetzt ist, welche vier Einheiten in der vierten Einheit bilden und sich näher an der Bildseite befinden als die Wobbling-Einheit wo, ist aus zwei Linseneinheiten L4c1 und L4c2 zusammengesetzt. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung der Linseneinheit L4c2 eine Makrophotografie für eine Nahphotografie und eine Flanschback-Einstellung zum Einstellen des dimensionalen Fehlers zwischen der Bezugsfläche einer Linse (Flangefläche bzw. Flanschfläche) und einer Bildebene bei einer Kamera mit austauschbarem Objektiv, unabhängig von der hauptfokussierenden Linse bzw. Objektiv.
11 und 12 sind Abberationsschaubilder bei dem Weitwinkelbereichsende und Telebereichsende ohne Einfügen des Extenders bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 1. 20 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen des Extenders.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 3)
Tabelle 5 Numerisches Ausführungsbeispiel 3 Extenderteil
Im Gegensatz zu dem bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 2 gezeigten Linsensystem kann der Extender bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel 3 in den Raum mit d24 bis d26 eingefügt werden, indem der Teil (L4b) der vierten Einheit von der optischen Achse zu der Zeit eines Einfügens des Extenders EX zurückgezogen (ausgestoßen) wird. Durch Zurückziehen eines Teils der vierten Einheit kann eine Reduktion des Raums zum Einfügen/Entfernen des Extenders erreicht werden. Dies macht es möglich, eine Reduktion der Größe des Linsensystems zu erzielen und eine Verschlechterung des optischen Leistungsverhaltens zu der Zeit eines Einfügens des Extenders zu unterdrücken, indem der breite bzw. weite Raum effektiv Verwendung findet.
Sogar bei einem Fall, bei dem ein Teil der vierten Einheit zu der Zeit eines Einfügens des Extenders zurückgezogen wird, kann ein geeignetes Abbildungsvergrößerungs- Änderungsverhältnis beibehalten werden, indem die Brechkraft der Linseneinheit L4b richtig gesetzt wird.
21 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende zu der Zeit eines Einfügens des Extenders bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 3.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 4)
Tabelle 6 Numerisches Ausführungsbeispiel 4
Tabelle 7 Extenderteil
Bei dem in 4 gezeigten numerischen Ausführungsbeispiel 4 findet die zweite Linse, die sich näher an der Bildseite befindet als der Einfügespalt für den Extender EX, als eine Wobbling-Einheit-Linse Verwendung. Zusätzlich dazu kann der Extender EX in einem Raum mit d26 = 30 mm eingefügt werden.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 4 weist die Linseneinheit L4b, die sich näher an der Objektseite befindet als die wobbling-Einheit wo, eine negative Brechkraft auf. Im Gegensatz zu dem numerischen Ausführungsbeispiel 1 nimmt, da ϕ4b näher zu dem unteren Grenzwert gebracht wird, eine ein Einfügen des Extenders EX begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung (Bedingungsgleichung (2)) einen großen Wert an.
13 und 14 sind Abberationsschaubilder bei dem Weitwinkelbereichsende und Telebereichsende ohne Einfügen des Extenders bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 4.
22 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen des Extenders.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 5)
Tabelle 8 Numerisches Ausführungsbeispiel 5
Tabelle 9 Extenderteil
Bei dem in 5 gezeigten numerischen Ausführungsbeispiel 5, findet die zweite Linse, die sich näher an der Bildseite befindet als der Einfügespalt des Extenders EX, als eine Wobbling-Einheit-Linse Verwendung, und der Extender EX kann in einen/aus einem Raum mit d24 = 30 mm eingefügt/ entfernt werden. Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 5 weist die Wobbling-Einheit wo eine negative Brechkraft auf.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 5 wird ϕ4b näher an den oberen Grenzwert gebracht, und eine ein Einfügen/ Entfernen des Extenders begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung (Bedingungsgleichung (2)) nimmt einen großen Wert an.
Bei diesem numerischen Ausführungsbeispiel wird die Einheit L4c einteilig bewegt, um Makrophotografie und Flanschback-Einstellung zu ermöglichen.
15 und 16 sind Abberationsschaubilder bei dem Weitwinkelbereichsende und Telebereichsende ohne Einfügen des Extenders bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 5. 23 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen des Extenders.
(Numerisches Ausführungsbeispiel 6)
Tabelle 10 Numerisches Ausführungsbeispiel 6
Siebzehnte Fläche einer asperischen Fläche R = –1,01 × 10⁺², B = 5,06 × 10^–8, C = 4,27 × 10^–12, D = 2,70 × 10^–14, E = –2,56 × 10^–17
Tabelle 11 Extenderteil
Bei dem in 6 gezeigten numerischen Ausführungsbeispiel 6 wird die sechste Linse der vierten Einheit von der Bildseite her als eine Wobbling-Einheit-Linse verwendet und der Extender Ex kann in einen/aus einem Raum mit d34 = 45,2 mm eingefügt/entfernt werden.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 6 ist, ungleich den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 5, ein optisches System in dem Raum in der vierten Einheit angeordnet, in das/von dem Extender EX eingefügt/entfernt wird, anstatt das zu der Zeit von 1x ein großer Raum als ein Luftspalt gesetzt wird, wobei das optische System zu der Zeit von 1x nach Einfügen des Extenders von der optischen Achse zurückgezogen (ausgeworfen) wird.
Auch in diesem Fall kann durch Setzen der Brechkraft der Linseneinheit L4b innerhalb einer geeigneten Spanne ein Bildhöhen-Änderungsverhältnis ungeachtet von dem Einfügen/ Entfernen des Extenders EX auf einen niedrigen Wert gedrückt werden.
Bei jedem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Linseneinheiten, die sich näher an der Objektseite befinden als der Extender EX, ungeachtet eines Einfügens/ Entfernens des Extenders Ex fixiert. Durch Anordnung eines optischen Systems zu der Zeit von 1x und Einfügen des Extenders nimmt der Gestaltungsfreiheitsgrad zu, und es kann ein hohes optisches Leistungsverhalten mit einem niedrigen Bildhöhen-Änderungsverhältnis realisiert werden.
17 und 18 sind Abberationsschaubilder bei dem Weitwinkelbereichsende und Telebereichsende ohne Einfügen des Extenders bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 6. 24 ist ein Abberationsschaubild bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen des Extenders.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein für eine Fernsehkamera, eine Videokamera oder dergleichen geeignetes Zoomobjektiv zur Verfügung gestellt, welches eine große Apertur mit einer F-Zahl von 1,8 bis 2 und ein hohes Vergrößerungsverhältnis von 10x oder mehr aufweist, ungeachtet eines Einfügens/ Entfernens eines optischen Systems wie beispielsweise dem Extender EX in der Verzögerungseinheit eine ein Wobbeln begleitende kleine Änderung einer Abbildungsvergrößerung an den Tag legt, und durch die gesamte Vergrößerungsänderungsspanne hindurch ein exzellentes optisches Leistungsverhalten aufweist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 25 ein Photosystem (Fernsehkamerasystem) beschrieben, welches eines der Zoomobjektive von den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 6 als ein optisches Photosystem verwendet.
Bezugnehmend auf 25 umfasst dieses Photosystem einen Photosystemkörper 106 mit Linsen bzw. Objektiven, ein optisches Photosystem 101, das mit einem der Zoomobjektive von den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 6 gebildet wird, einen einem Filter oder einem Farbaufteilungsprisma entsprechenden Glasblock 102, ein Bildaufnahmeelement 103, wie beispielsweise eine CCD zum Empfangen eines von dem optischen Photosystem 101 gebildeten Objektbildes, und CPUs 104 und 105 zur Steuerung des Photosystems und der Linsen bzw. Objektive.
Unter Verwendung von einem der Zoomobjektive von den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 6 für ein Photosystem, wie beispielsweise eine Fernsehkamera, kann ein Photosystem realisiert werden, bei dem eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung nach geringfügigem Amplitudenansteuern einer Wobbling-Einheit wo in der optischen Achsrichtung zur Autofokusoperation ungeachtet davon klein ist, ob ein Extender EX eingefügt/entfernt ist, das heißt, es kann eine schlechte Bildschirmanzeige verhindert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die in 1 bis 6 gezeigten Zoomobjektive beschränkt. Es kann eine andere Objektiveinheit bzw. Linseneinheit als die in 1 bis 6 gezeigten Linseneinheiten zu dem Zoomobjektiv hinzugefügt werden.
Beispielsweise kann die Linseneinheit, wie in 16 gezeigt, durch I, II, III, IV und V Einheiten zusammengesetzt werden. In 26 bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben Teile wie in 25.
Wie es zuvor beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung, die hervorgerufen wird, wenn die Wobbling-Einheit in der optischen Achsrichtung geringfügig amplitudenangesteuert wird, ungeachtet des Einfügens/Entfernens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung auf einen kleinen Wert heruntergedrückt werden.
Es sei erwähnt, dass wenn die Bedingungsgleichung (1) erfüllt ist, eine ein Wobbeln begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ausreichend klein heruntergedrückt werden kann.
Ist die Bedingungsgleichung (2) erfüllt, kann eine ein Wobbeln begleitende Änderung einer Abbildungsvergrößerung mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ausreichend klein heruntergedrückt werden.
Ist die Bedingungsgleichung (3) erfüllt, kann eine Änderung eines Einfallswinkels auf die Wobbling-Einheit nach Einfügen/Entfernen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung klein gemacht werden. Dies macht es möglich, eine Änderung einer Abbildungsvergrößerung zuverlässiger zu reduzieren.
Es sei erwähnt, dass eine Reduktion der Größe und des Gewichts der geringfügig amplitudenanzusteuernden Wobbling-Einheit erreicht werden kann, wenn die wobbling-Einheit am nächsten zu der Bildseite in der vierten Einheit angeordnet ist.
Wenn dieses System gestaltet ist, um einen Teil der vierten Einheit von der optischen Achse durch Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung zurückzuziehen, ein großer Raum für das Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung sichergestellt werden, während eine Reduktion der Gesamtgröße des Zoomobjektivs erreicht wird. Dies macht es möglich, eine Verschlechterung des optischen Leistungsverhaltens zu der Zeit eines Einfügens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung zu unterdrücken.

Claims

Zoomobjektiv in welches/von welchem eine optische Einheit zur Vergrößerungsänderung zur Änderung der Gesamtbrennweite des Zoomobjektivs eingefügt/entfernt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wobbling-soptischen Achsrichtung geringfügig amplitudengesteuert werden kann, um ungeachtet der Abwesenheit oder der Anwesenheit der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung eine beste Abbildungsposition zu erfassen, näher an der Bildseite angeordnet ist als die Position, bei welcher die optische Einheit zur Vergrößerungsänderung eingefügt/entfernt wird.
Objektiv nach Anspruch 1, wobei das Zoomobjektiv von einer Objektseite her sequentiell umfasst, eine bei dem Vergrößerungsänderungsvorgang fixierte erste Einheit mit einer positiven Brechkraft, eine sich bei dem Vergrößerungsänderungsvorgang in der optischen Achsrichtung bewegende zweite Einheit mit einer negativen Brechkraft, eine dritte Einheit zur Korrektur einer einen Vergrößerungsänderungsvorgang begleitenden Bildebenenfluktuation, und eine vierte Einheit mit einer positiven Brechkraft zur Abbildung, wobei eine optische Einheit zur Vergrößerungsänderung, die die Gesamtbrennweite des Zoomobjektivs ändert, in die vierte Einheit eingefügt beziehungsweise von der vierten Einheit entfernt werden kann.
Objektiv nach Anspruch 2, wobei ein Lichtmengen-Einstellstop näher an der Objektseite angeordnet ist als die vierte Einheit.
Objektiv nach Anspruch 3, wobei, wenn die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordnet ist und amplitudengesteuert wird, so dass eine Amplitudenhalbbreite eines Änderungsbetrags des hinteren Brennpunkts 1/2 einer Tiefenschärfe wird, |α1(S1 – E1)/fw1| < 0,6erfüllt ist, wobei α1 ein Winkel eines sich nicht auf der Achse befindenden Hauptstrahls ist, der auf eine Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit einfällt (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), S1 eine Entfernung zu einem von der Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Stop ist (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), E1 eine Entfernung zu einer von einer Bildseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Bildaufnahmeebene ist (ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), und fw1 eine Brennweite bei einem Weitwinkelbereichsende ohne Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Objektiv nach Anspruch 3 oder 4, wobei, wenn die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordnet ist und amplitudengesteuert wird, so dass eine Amplitudenhalbbreite eines Änderungsbetrags des hinteren Brennpunkts 1/2 einer Tiefenschärfe wird, |α2(S2 – E2)/fw2| < 2,2erfüllt ist, wobei α2 ein Winkel eines sich nicht auf der Achse befindenden Hauptstrahls ist, der auf eine Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit einfällt (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), S2 eine Entfernung zu dem von der Objektseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Stop ist (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), E2 eine Entfernung zu der von der Bildseiten-Hauptebene der Wobbling-Einheit betrachteten Bildaufnahmeebene ist (mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung), und fw2 eine Brennweite bei dem Weitwinkelbereichsende mit Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der vierten Einheit –0,001 < ϕ4b/Im < 0,0015erfüllt ist, wobei ϕ4b eine Brechkraft einer unmittelbar vor der Wobbling-Einheit in der vierten Einheit angeordneten Linseneinheit ist, und Im eine Bildgröße eines Bildaufnahmeelements ist.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wobbling-Einheit am nächsten zu der Bildseite in der vierten Einheit angeordnet ist.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Teil der vierten Einheit auf der optischen Achse zurückgezogen wird, indem die optische Einheit zur Änderung der Vergrößerung eingefügt wird.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein optisches System für Makrophotographie und eine Flanschback-Einstellung näher zu der Bildseite angeordnet ist als die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit, und sich das optische System bei Makrophotographie und Flanschback-Einstellung integral bewegen kann.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein optisches System für Makrophotographie und Flangeback-Einstellung näher zu der Bildseite angeordnet ist als die Wobbling-Einheit in der vierten Einheit, und das optische System eine bei Makrophotographie und Flanschback-Einstellung fixierte Linseneinheit umfasst und eine Linseneinheit, die sich bei Makrophotographie und Flanschback-Einstellung bewegen kann.
Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit vor/nach Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung Δx2 = F*Δx1 beträgt, wobei Δx₁ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit vor Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung, Δx₂ eine Amplitudenhalbbreite der Wobbling-Einheit nach Einfügen der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung, und F eine Änderungsrate der F-Zahl aufgrund des Einfügens/Entfernens der optischen Einheit zur Vergrößerungsänderung ist.
Photosystem mit dem Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einer Kamera, an der das Zoomobjektiv angebracht ist.