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Die technische Entwicklung des Zoom-Objektivs (1961)

aus KINO-TECHNIK Nr. 5/1961
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Zoom-Objektive (auch als Gummilinsen, Varifokus-Objektive oder Pankrate bezeichnet) sind optische Systeme, bei denen die Brennweite durch Axialverschiebung eines oder mehrerer Glieder stetig veränderbar ist und bei denen die Bildlage entweder durch mechanische oder optische Mittel konstantgehalten wird.

Sie werden vorwiegend für die Film- oder Fernsehaufnahme verwendet. Seit kurzem werden sie jedoch auch für Kleinbildkameras sowie für verschiedene Film- und Kleinbildprojektoren benutzt. Ihre ausgedehnte Verwendung für Vergrößerungsgeräte sei hier nicht betrachtet.

Beim Zoomen entstehen Bildfehler

Die Hauptschwierigkeit beim Entwurf eines Zoom-Objektivs liegt darin, die durch die Bewegung der Linsenglieder entstehenden Bildfehler auszugleichen. Um speziell den Einfluß der Einstellentfernung auf die Korrektur des Gesamtsystems unwirksam zu machen, ist es üblich, dieses auf Unendlich zu korrigieren und für die Entfernungseinstellung entweder die Frontlinse zu verschieben oder ein aus zwei Linsen entgegengesetzt gleicher Brechkraft bestehendes Einstellglied anzuordnen.
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Die Reihenfolge der bewegten Glieder

In den meisten Entwürfen von Zoom-Objektiven befindet sich die Blende hinter dem letzten bewegten Glied, so daß der Blendenwert durch die Brennweitenänderung nicht beeinflußt wird. Diese Maßnahme vergrößert allerdings den Durchmesser des Frontgliedes.

In einigen Fällen wurde die Blende zwischen den bewegten Objektivteilen angeordnet und durch eine Steuerkurve konstant gehalten. Der Sucher wird am besten als Reflexsucher ausgebildet, um Parallaxfehler und Schwierigkeiten beim Arbeiten mit Vorsatzsystemen auszuschließen.

Das Teilungsprisma wird zweckmaßigerweise vor die Blende gelegt, um die Helligkeit des Suchers durch das Abblenden nicht zu beeinflussen.
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Erste echte Zoom-Objektive etwa um 1932

Nach früheren Versuchen mit variablen Telesystemen, deren Bildqualität noch zu wünschen übrig ließ, entstanden die ersten echten Zoom-Objektive etwa um 1932, zum Beispiel Bell & Howell „Cooke Varo". Asrro „Transfokator", Busch „Vario Glaukar" und „Vario Neokino".

Diese ersten Versuche überlebten die Wirtschaftsdepression der 1930er Jahre nicht und erlebten ihre Auferstehung erst etwa 20 Jahre später für Filmaufnahme- und Fernsehkameras (zum Beispiel 16mm-„Zoomar" 1945, „Pan Cinor" 1949, Wollensak „Raptar" sowie Taylor-Hobson „Varotal" 1950 und andere).

Die Keystone 8mm-Kamera von 1956

1956 kam schließlich die Keystone 8mm-Kamera mit einem relativ preiswerten Zoom-Objektiv der Firma Ednalite Opt. Co. auf den Markt, dem eine ganze Reihe weiterer Konstruktionen anderer Firmen, sowohl für Aufnahme- wie für Projektionszwecke, folgten.

In zwei umfangreichen Tabellen sind die bisher erschienenen Zoom-Objektive zusammengestellt. In einer anschließenden ausführlichen Beschreibung der optisch-mathematischen Grundlagen sowie der wichtigsten Konstruktionsformen von Zoom-Objektiven unterscheidet der Autor zwischen mechanisch und optisch kompensierten Systemen.

Bei ersteren wird mindestens eines der Glieder durch eine Kurvenführung bewegt, um die Bildlage konstant zu halten. Bei den optisch kompensierten Objektiven sind alle beweglichen Güeder fest miteinander verbunden, so daß keine Kurvenführung benötigt wird.

Die Anzahl der erforderlichen Linsenglieder ist bei der optischen Kompensation größer und außerdem ist die Bildlage nicht im ganzen Brennweitenbereich konstant, sondern nur für drei oder mehr Punkte gleich.

Für alle dazwischenliegenden Brennweitenwerte ergeben sich Abweichungen, die allerdings meist innerhalb der Schärfentiefe gehalten werden können.

„Vario Glaukar" und „Transfokator" sind Beispiele für mechanisch kompensierte. „Zoomar" und „Pan Cinor" solche für optisch kompensierte Systeme. In neueren Zoom-Objektiven kommen Kombinationen beider Prinzipien vor, um trotz geringerer Linsenzahl optimale Konstanz der Bildlage zu erhalten. Als dritte Gruppe seien schließlich noch die prismatischen Zoom-Systeme erwähnt.

H. Ulffers in 1961
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Tab. I. Mechanisch kompensierte Zoom-Objektive

Jahr etwa Hersteller Typ Brennweite [mm] Öffnung Anwendung
1931 Durholz   40-160 5.6-8 Cine-35
1931 Busch Vario-Glaukar 25-80 2,8 Cine-16
1931 Busch Vario-Neokino 70-140 2,0 35-mm Projektor
1932 Taylor-Hobson Varo 40-120 3,5-8 Cine-35
1932 Astro Transfokator (3:1) --- --,
1950 Rad, Opt. Res. Electrazoom 52-152 3,0 Image-Orthikon
1951 Watson 5:1 zoom lens 3-15 in. 6-30 in. 3-4,5 6-9 Image-Orthikon
1953 Taylor-Hobson Varotal (I) 5-25 in. 5,6 Image-Orthikon
      8-40 in. 8  
1955 Zeiss Ikon Pentovar 30-120 2 Cine,35
1956 Ednalite Pro-zoom 10-28 2.4 Cine-8
1957 Bell & Howell Filmovara 15-20 1,5 8mm-Projektor
      1,75-2,25 in. 1,6 16mm-Projektor
1958 A.G. Opt. Co. Agolux 15-25 1,6 8mm - Projektor
1958 Wollensak T.V.Raptar 30-150 2.7-3.5 Vidikon
      60 - 300    
1958 Perkin-Elmer Auto-Zoom 16B 30-150 3,5 Vidikon
      60-300 7 5,4-7
1958 Angenieux Model 70(L-1) 17-68 2,2 Cine-16
1958 Walz Zoom Projector 16-22 1,5 8mm-Projektor
1959 Taylor-Hobson Studio Varotal (II) 22-80 1.8 Vidikon
      2,25-8 in. 4,5 Image-Orthikon
1959 Ercsam Polyfoc 8-20 1,9 Cine-8
      12-30    
      23-50    
1959 Bell & Howell Varamat 9-27 1.8 Cine-8
1959 Bell & Howell Filmovara 3,5 - 4,5 in . 3,5 Dia-Projektor
1959 Angenieux K-l 9-35 1,8 Cine-8
1959 Angenieux B-l 15-25 1,5 8-inm-Projektor
1960 Canon Zoom 45 - 200 2,8 Minecam
1960 Canon C-8 zoom 10-40 M Cine-8
1960 Bell & Howell Filmovara 15-25 1,2 8mm-Projektor
1960 Sehneider Variogon 10-40 2.8 Cine-8
1960 Taylor-Hobson Varotal (III) 4-20 in. 4 Image-Orthikon
      8-40 in. 8  

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Tab. II. Optisch kompensierte Zoom-Objektive

Jahr etwa Hersteller Typ Brennweite [mm] Öffnung Anwendung
1946 Res. and Dev. Zoomar 17-53 2,9 Cine-16
1947 Res. and Dev. Newsreel-Zoomar 75-250 4,5 Cine-35
      150-500 9  
1947 Res. and Dev. Field Zoomar 75-325 3,6 Image-Orthikon
      127 - 550 9,5  
1950 SOM-Berthiot Pan-Cinor 20-60 2,8 Cine-16
1953 Zoomar Zoomar 16 25-75 2,8 Cine-16
1953 Zoomar Studio Zoomar 63-178 2,8 Image-Orthikon
1954 SOM-Berthiot Pan-Cinor 36 12,5-36 2,8 Cine-8
    60 20-60 2,8 Cine-16
1954 SOM-Berthiot Pan-Cinor 70 17.5-70 2,4 Cine-16
    100 25-100 3,4  
1954 Zoomar Zoomar 8 13-39 2,8 Gine-8
1955 Zooniar Universal Zoomar 63-406 3,9 Image-Orthikon
1956 Zoomar Zoomar 35 40-120 2,8 Cine-35
1956 Zoomar Zoomar II 22-130 3,5 Vidikon
      35-210 5,6  
1956 Zoomar l.T.V. Zoomar 20-120 3,9 Vidikon
1957 SOM-Berthiot Pan-Cinor 35 38-154 2,4 Cine-35
1957 Zoomar Super St Zoomar 57 -180 2,7 Image-Orthikon
      127-380 5,6  
1958 Zoomar Zoomar MK-IV 17-70 2,0 Vidikon
      30-125 2,8  
1958 Zoomar Super Univ Zoomar 57-406 3,9 Vidikon
      101-635 165-1016 5,6 8  
1958 Zoomar Zoomar MK-VI 25-150 3,5 Vidikon
      40-240 5,6  
1959 Voigtländer Zoomar 36-82 2,8 Photokamera
1959 WolIensak Raptar Zoom 9-30 1,8 Cine-8
1959 SOM-Berthiot Pan-Cinor 85 17-85 2,0 Cine-16
1959 SOM-Berthiot Pan-Cinor 30 L 10-30 2,8 Cine-8
1959 Kodak Zoom lens 8,5-24 1,9 Cine-8
1959 Elgeet Vari-Zoom 9-27 1,8 Cine-8
1959 WolIensak Protection Zoom 15-25 1,5 8-mm-Projektor
1960 SOM-Berthiot Pan-Cinor 150 38-150 3.8 Cine-16

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Tab. III. Neuere Zoom-Objektive unbekannter Konstruktion

Jahr etwa Hersteller Typ Brennweite [mm] Öffnung Anwendung
1959 Zeika Zoom Nominar 13-38 2,8 Cine-8
1959 Nippon Kogaku Nikkor Tele-Zoom 85 - 250 4 Fotokamera
1959 Konishiroku V-Hexanon 12-32 2 Cine-8
1960 Elmo Zoom 10-30 1.8 Cine-8
1960 Sun Zoom Lern 10-30 1,8 Cine-8

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Wir sind hier noch im Jahr 1961. Die Entwicklung ging von nun an rasant weiter.

Weitere Artikel über die moderneren Zooms kommen noch.
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