DE3617947A1

DE3617947A1 - Objektiv mit veraenderlicher brennweite

Info

Publication number: DE3617947A1
Application number: DE19863617947
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Yokohama Kanagawa Nishimoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1986-12-04
Also published as: US4758070A; DE3617947C2; GB8612562D0; GB2176625A; JPS61277919A; GB2176625B; FR2582817B1; FR2582817A1

Description

Objektiv mit veränderlicher Brennweite

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv mit veränderlicher Brennweite und insbesondere auf ein Varioobjektiv, in dem die Relativlage zwischen einer Doppelbrechungslinse und der Polarisationsebene eines auf diese Doppelbrechungslinse fallenden Lichtstrahls verändert wird, um dadurch eine gewünschte Brennweite zu erhalten.

\jj Eine Änderung in der Brennweite eines Varioobjektivs ist bisher dadurch bewerkstelligt worden, daß eine Mehrzahl von Linsengruppen, von denen jede eine Mehrzahl von einzelnen Linsen in dem optischen Linsensystem umfaßt, bewegt wird, um dadurch den Abstand zwischen diesen Linsengruppen zu verändern. In einem solchen Linsensystem ist jedoch ein bewegbarer Mechanismus zur Bewegung der.Linsengruppen notwendig gewesen, was zum Ergebnis hatte, daß bestimmte Leistungen, wie z.B. eine rasche Änderung der Brennweite,

Kompaktheit und niedrige Kosten, nicht in zufriedenstellender Weise erfüllt werden konnten, weshalb der Wunsch und der Bedarf für ein Linsensystem, mit dem diese Leistungen bzw. Eigenschaften in gesteigerter Weise zu erreichen sind, besteht.

Es wurden in dieser Hinsicht Varioobjektive, die kompakt und wenige oder keine bewegbaren Teile enthalten, die also die oben herausgestellten Probleme gelöst haben, vorgeschlagen (US-PS 3 520 592 und JP-Patent-Offenlegungsschrift Nr. 10 224/1985). Diese Schriften offenbaren ein Varioobjektiv, das eine aus einem Festkörper mit optischer Anisotropie gebildete Linse und Einrichtungen zur Änderung der Polarisationsrichtung des auf die Linse einfallenden Lichts umfaßt.

Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein Beispiel des in der oben genannten JP-OS Nr. 10 224/1985 vorgeschlagenen Varioobjektivs, das eine Polarisationsplatte 1, ein Element 2 zur Drehung einer Polarisationsebene, eine Doppelbrechungslinse 3, eine Stromquelle 4 und einen Schalter 5 aufweist.

Das Element 2 dreht die Polarisationsebene des übertragenen Lichts, indem an dieses ein elektrisches Feld angelegt wird, und umfaßt beispielsweise eine Z-geschnittene Platte od. dgl. eines Einkristalls KH₂PO., die an ihren einander gegenüberliegenden Seiten mit transparenten Elektroden versehen ist.

Die Doppelbrechungslinse 3 ist so ausgebildet, daß beispielsweise die optische Kristallachse (Z-Achse) rechtwinklig zur Hauptachse der Linse verläuft, und sie ist so angeordnet, daß die Z-Achse zur Zeichnungsebene parallel ist.

Demzufolge hat die Doppelbrechungslinse 3 einen derartigen Brechungsindex, daß der zur Hauptachse der Linse rechtwinklige sowie zur Zeichnungsebene parallele Brechungsindex für die Polarisationsrichtung der Normalstrahl-Brechungsindex η und daß der zur Hauptachse der Linse sowie zur Zeichnungsebene rechtwinklige Brechungsindex der Anomalstrahl-Brechungsindex η ist.

Gemäß Fig. 1 tritt das durch die Polarisationsplatte 1 linear polarisierte Licht in die Doppelbrechungslinse 3 ohne Änderung seiner Polarisationsrichtung, wenn der Schalter 5 offen ist, ein, und damit erhält das durch diese Linse tretende Licht den Brechungsindex η und hat eine Brennweite f . Hierbei ist die Polarisationsrichtung des übertragenen Lichts dieselbe wie diejenige des zuerst erwähnten einfallenden Lichts, d.h., die Richtung ist parallel zur Zeichnungsebene. Wenn dagegen der Schalter 5 geschlossen ist und eine Spannung von halber Wellenlänge angelegt wird, dann wird die Polarisationsrichtung durch die Wirkung des die Polarisationsebene drehenden Elements 2 geändert, und zwar zu einer mit bezug zum einfallenden Licht um 90° gedrehten Richtung, d.h. in eine zur Zeichnungsebene senkrechte Richtung. Demzufolge hat das durch die Doppelbrechungslinse 3 tretende Licht eine Brennweite f_, die durch den Brechungsindex η für diese Richtung bestimmt ist.

Das Varioobjektiv, das auf diese Weise die Polarisationsrichtung ändert, hat den Vorteil, daß es seinen Brennpunkt über einen weiten Bereich verändern kann.

Jedoch ist das für das die Polarisationsebene drehende Element 2 usw. verwendete elektrooptische Material üblicherweise für Beeinflussungen durch Temperatur, Feuchtigkeit

usw. empfindlich oder hat dieses Material selbst häufig eine Hysterese, weshalb dieses Material mit dem Nachteil behaftet ist, daß die Polarisationsrichtung des auf die Doppelbrechungslinse fallenden Lichts durch Schwankungen der an dieses elektrooptische Material angelegten Halbwellenlängenspannung ebenfalls Schwankungen unterliegt, so daß die Objektivleistung verschlechtert wird. Nicht nur der elektrooptische Kristall, sondern auch ein magnetooptischer Kristall oder ein elastisches Material,die als Element zur Drehung der Polarisationsebene verwendet werden, sind dafür empfindlich, einer Störung ausgesetzt zu sein, weshalb es schwierig ist, die Polarisationsebene immer normal oder senkrecht zu drehen.

Ein seine Brennweite durch Drehen einer Doppelbrechungslinse mit Bezug zu einem vorbestimmten, linear polarisierten Lichtstrahl wählendes Objektiv, wie es in der US-PS 3 520 592 offenbart ist, oder ein seine Brennweite durch Drehen einer Polarisationsplatte od. dgl., um die Polarisationsebene des einfallenden Lichtstrahls zu ändern und das Licht zu einer Dcppelbrechungslinse zu richten, auswählendes Objektiv sind mit Nachteilen behaftet, die diejenigen eines Objektivs mit einem die Polarisationsebene drehenden Element gleichartig sind. Das bedeutet, daß es schwierig ist, die DoppelDrechungslinse oder die Polarisationsplatte exakt um einen gewünschten Winkel zu drehen, um damit ein Schalten zu bewerkstelligen, weshalb es unmöglich gewesen ist, die Beziehung zwischen der Doppelbrechungslinse und der Polarisationsebene des einfallenden Lichtstrahls in einem gewünschten Verhältnis aufrechtzuerhalten, und als Ergebnis dessen ist es unmöglich gewesen, eine exakte Regelung der Brennweite zu bewerkstelligen.

Es ist insofern die Aufgabe der Erfindung, die oben herausgestellten, im Stand der Technik auftretenden Nachteile zu beseitigen und ein Varioobjektiv zu schaffen, das immer im besten Zustand betrieben werden kann und bei dem die Relativbeziehung zwischen einer Doppelbrechungslinse sowie der Polarisationsebene des einfallenden Lichts genau in ein gewünschtes Verhältnis gebracht werden kann.

Um die Aufgabe zu lösen, ist das Objektiv mit veränderlicher Brennweite ein solches Varioobjektiv, in dem die Polarisationsrichtung des auf eine Linse mit optischer Anisotropie einfallenden Lichts relativ zu dieser Linse verändert wird, um dadurch die Brennweite zu ändern, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, um die relative Polarisationsrichtung genau zu bestimmen.

Diese Steuereinrichtung erfaßt die Schwankung im polarisierten Zustand des Lichts, die durch ein die Polarisationsebene drehendes Element od. dgl., das einer Störung unterworfen ist, hervorgerufen wird, oder die Abweichung von einer gewünschten Beziehung der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts gegenüber der Doppelbrechungslinse, die durch die Ungenauigkeit in der Regelung der Drehung der Polarisationsplatte oder der Doppelbrechungslinse hervorgerufen wird, und sie steuert auf der Grundlage der erfaßten Information das die Polarisationsebene drehende Element bzw. einen die Polarisationsplatte oder die Doppelbrechungslinse drehenden Mechanismus, wobei die Erfindung darauf ausgerichtet ist, eine Rückkopplungs- oder Regelschleife in einem Varioobjektiv zu bilden und immer eine normale Objektivfunktion und -wirkungsweise zu erfüllen.

j~> Weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug

nehmenden Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen von Varioobjektiven deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Varioobjektivs nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen von drei Ausführungsformen von Varioobjektiven gemäß der Erfindung

Bei dem Varioobjektiv von Fig. 2 sind zu Elementen des Objektivs von Fig. 1 gleichartige Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Darüber hinaus weist das Varioobjektiv ein Element 2' zur Drehung der Polarisationsebene, Quellen 6 und 6' für eine veränderliche Spannung, einen Polarisationsstrahlenteiler 7, einen Strahlungsempfänger (Photodetektor) 9 und ein Verarbeitungsgerät 10 auf. Austretendes Licht ist mit 8 bezeichnet.

Wie bei dem Stand der Technik (Fig. 1) wird die Polaris'ationsrichtung eines durch eine Polarisationsplatte linear polarisierten Lichts durch Anlegen eines elektrischen Felds an das die Polarisationsebene drehende Element 2 verändert. Demzufolge tritt das durch drehende Element 2 gelangte Licht in eine Doppelbrechungslinse 3 ein, um deren Brennweite zu ändern. Bei dem in Rede stehenden Varioobjektiv wird die Polarisationsrichtung des austretenden Lichts normalerweise durch das die Polarisationsebene drehende Element 2¹, das hinter der Doppelbrechungslinse 3 angeordnet ist, fest gehalten, und das eine vorbestimmte Polarisationsrichtung aufweisende austretende Licht 8 wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 7 abgebildet. Die Richtung dieses Polarisationsstrahlenteilers 7 wird mit der Polarisationsrichtung des austretenden Lichts i η seinem normalen Zustand zusammenfallend gemacht, und wenn die Polarisationsrichtung des austretenden Lichts 8 schwankt sowie zwei auf F. und F₂ im wesentlichen konzentrierte

- ίο -

Lichtstrahlen austreten, dann wird ein Teil des austretenden Lichts, d.h. der auf F. konzentrierte Lichtstrahl, durch den Polarisationsstrahlenteiler abgelenkt und tritt in den Photodetektor 9 ein.

Das bedeutet, daß dann, wenn die Halbwellenlängenspannung der Spannungsquelle 6 durch Temperatur und Feuchtigkeit oder die Hysterese od. dgl. des die Polarisationsebene drehenden Elements 2 verändert wird, die in diesem drehenden Element 2 auftretende Verzögerung von der halben Wellenlänge abweicht, weshalb das in die Doppelbrechungslinse 3 eintretende Licht im allgemeinen elliptisch polarisiert wird und somit zwei verschiedene Brennpunktlagen bildet, womit die Objektivleistung verschlechtert wird. Die den Photodetektor 9 erreichende Lichtmenge steigt insofern mit einer Vergrößerung im Umfang der Schwankung der Halbwellenlängenspannung an, und deshalb wird durch Anlegen eines Steuersignals an die Spannungsquellen 6 sowie 6' von Seiten des Verarbeitungsgeräts 10, um die Menge des vom Photodetektor 9 erfaßten Lichts zu minimieren, die an die die Polarisationsebene drehenden Elemente 2 sowie 2¹ gelegte Spannung gesteuert, so daß diesen normalerweise eine optimale Spannung zugeführt wird.

Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um ein Varioobjektiv, das einen Satz von Elementen zur Drehung einer Polarisationsebene und eine Doppelbrechungslinse verwendet. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung auch auf eine Vorrichtung anwendbar ist, bei der eine Mehrzahl von Elementen zur Polarisationsebenendrehung und Doppelbrechungslinsen längs der optischen Achse angeordnet sind und der Bereich der veränderlichen Brennweite erweitert wird. Ferner verwenden die bei dieser Ausführungsform zum Einsatz gelangenden Elemente zur Drehung der Polarisationsebene einen elektro-

optischen Kristall, z.B. KH₂PO., jedoch kann alternativ von Elementen, die mit einem photoelastischen Effekt arbeiten, um die Polarisationsebene durch die von einer mechanischen Last erzeugte Doppelbrechung zu drehen, oder von einem sog. Faraday-Drehelement, das zur Drehung der Polarisationsebene den magnetooptischen Effekt benutzt, Gebrauch gemacht werden. Auch kann die Doppelbrechungslinse irgendeine Gestalt haben und entsprechend ihrer Verwendung bestimmt sein, wie auch ein durch Kombination herkömmlicher Linsen aufgebautes Linsensystem verwendet werden kann.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Schwankungskomponente von dem durch die die Polarisationsebene drehenden Elementen und dem Strahlenteiler, die hinter der Doppelbrechungslinse angeordnet sind, elliptisch polarisierten Licht auf den Photodetektor gerichtet; jedoch müssen diese drehenden Elemente nicht immer verwendet werden, sondern kann eine gleichartige Funktion auch durch Änderung der Richtung des Strahlenteilers und der Lage des Photodetektors in Wirkverbindung mit der Polarisationsrichtung des Lichts, die durch ein die Polarisationsebene drehendes, vor der Doppelbrechungslinse angeordnetes Element bestimmt ist, erzielt werden. Ferner kann das Verarbeitungsgerät verschiedenartig unter Verwendung einer herkömmlichen Analogschaltung ouer eines Mikrocomputers aufgebaut sein oder kann hierfür irgendeine geeignete Einrichtung verwendet werden. Die Einrichtung zur Ermittlung des polarisierten Zustandes muß nicht immer hinter der Doppelbrechungslinse angeordnet sein, sondern kann sich an irgendeiner Stelle befinden, wenn es eine Einrichtung ist, die an einer vorbestimmten Stelle hinter den die Polarisationsebene drehenden Elementen angeordnet werden kann, um eine Rückkopplungsschleife zu bilden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs sind zu Fig. 2 gleichartige Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Hierbei kommen ein halbdurchlässiger Spiegel 11 und eine Polarisationsplatte 12 zur Anwendung, die in einem der durch den halbdurchlässigen Spiegel 11 getrennten Strahlengänge angeordnet ist. Der diesen Strahlengang verfolgende Lichtstrahl wird vom Photodetektor 9 durch die Polarisationsplatte 12 empfangen.

Auch bei dieser Ausführungsform wird die Polarisationsrichtung des durch die Polarisationsplatte 1 linear polarisierten Lichts durch Anlegen eines elektrischen Felds an das die Polarisationsebene drehende Element 2 verändert oder umgeschaltet. Demzufolge tritt das durch das drehende Element 2 gelangende Licht in die Doppelbrechungslinse 3 ein und ändert deren Brennweite, d.h. deren Kondensorort. Bei der Ausführungsform von Fig. 2 wird der aus der Doppelbrechungslinse austretende Lichtstrahl durch das die Polarisationsebene drehende Element 2' des weiteren zu einem vorbestimmten, linear polarisierten Licht gemacht, und es wird die Größe in der Abweichung vom vorbestimmten, linear polarisierten Licht durch eine Kombination des Polarisationsstrahlenteilers 7 und des Photodetektors 9 ermittelt, während bei der Ausführungsform von Fig. 3 ein Teil des von der Doppelbrechungslinse 3 austretenden Lichtstrahls durch den halbdurchlässigen Spiegel 11 auf die Polarisationsplatte 12 gerichtet wird. Die Polarisationsrichtung der Polarisationsplatte 12 wird beispielsweise auf eine zur Zeichnungsebene parallele Richtung festgesetzt. Es sei angenommen, daß die Polarisationsrichtung eines am Brennpunkt F_? zu konzentrierenden Lichtstrahls (im folgenden als P-Lichtstrahl bezeichnet) im normalen Zustand parallel zur Zeichnungsebene ist, wobei ein am Brennpunkt F₁ konzentrier-

ter Lichtstrahl (im folgenden als S-Lichtstrahl bezeichnet), weil das die die Polarisationsebene drehende Element 2 durch die Umgebungstemperatur od. dgl. beeinflußt und der P-Lichtstrahl geringfügig elliptisch polarisiert ist, von der Doppelbrechungslinse 3 austritt, dann enthält der vom halbdurchlässigen Spiegel 11 reflektierte Lichtstrahl den P- sowie den S-Lichtstrahl, und die Polarisationsplatte 12 läßt nur den P-Lichtstrahl durchtreten, wobei der Photodetektor 9 die Lichtmenge dieses Lichtstrahls empfängt und ermittelt. Nimmt man die Lichtmenge des durch den halbdurchlässigen Spiegel 11 und die Polarisationsplatte 12 im normalen Zustand, d.h. in dem Zustand, in dem das Licht auf den Punkt F_? konzentriert wird, als Richtwert I , dann wird der vom Photodetektor 9 erhaltene Lichtmax

mengenwert durch das Verarbeitungsgerät 10 mit dem Bezugswert I verglichen, so daß der veränderlichen Strommax

quelle 6 des die Polarisationsebene drehenden Elements ein Steuersignal zugeführt werden kann, um die beiden Werte miteinander in Übereinstimmung zu bringen. Andererseits hat der S-Lichtstrahl in seinem normalen Zustand eine zur Zeichnungsebene senkrechte Polarisationsrichtung. Der Photodetektor empfängt dann jedoch, selbst wenn der S- sowie der P-Lichtstrahl aus der Doppelbrechungslinse 3 austreten, weil das die Polarisationsebene drehende Element 2 durch die Umgebungstemperatur od. dgl. beeinflußt und der S-Lichtstrahl elliptisch polarisiert ist, nur den P-Lichtstrahl durch die Polarisationsplatte 12 und ermittelt dessen Lichtmenge. Demzufolge ist in diesem Fall die Lichtmenge des P-Lichtstrahls im normalen Zustand im wesentlichen Null (I_n), weshalb der veränderlichen Stromquelle 6 des die Polarisationsebene drehenden Elements 2 ein Steuersignal zugeführt wird, so daß der am Photodetektor 9 erhaltene Lichtmengenwert Null (I_n) wird. Das bedeutet, daß dann, wenn ein das Umschalten der Polarisationsebene (P- oder

-H-

S-Lichtstrahl) betreffender, dem die Polarisationsebene drehenden Element 2 zugeführter Befehl durch das Verarbeitungsgerät 10 ausgeführt werden soll, eine Voreinstellung derart bewirkt wird, daß, wenn es beispielsweie gewünscht wird, den P-Lichtstrahl zu erhalten (Konzentration des Lichts am Brennpunkt Fp), ein Signal zur Erzeugung des P-Lichtstrahls der veränderlichen Spannungsquelle 6 zugeführt sowie der vom Photodetektor 9 erhaltene Lichtmengenwert mit I verglichen wird und daß, wenn es gewünscht max

wird, den S-Lichtstrahl zu erhalten (Konzentration des Lichts am Brennpunkt F.), ein Signal zur Erzeugung des S-Lichtstrahls der veränderlichen Spannungsquelle 6 zugeführt sowie der vom Photodetektor 9 erhaltene Lichtmengenwert mit I_n verglichen wird. Diese Voreinstellung kann durch Programmieren im voraus oder durch Vorsehen von zwei Vergleichern, die die Lichtmengenwerte mit I und I_n ver-

max υ

gleichen und so eingestellt werden, daß sie für die jeweiligen Lichtstrahlen, d.h. den P- sowie S-Lichtstrahl, umgeschaltet werden, bewerkstelligt werden.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3 wird im Vergleich zu derjenigen von Fig. 2 das Element 2¹ zur Drehung der Polarisationsebene nicht benötigt, womit die Konstruktion einfacher wird. Ferner können durch die Verwendung des halbdurchlässigen Spiegels anstelle des Polarisationsstrahlenteilers die Herstellungskosten des Objektivs vermindert werden. Der Ort, an dem der halbdurchlässige Spiegel angeordnet wird, ist nicht auf die in Fig. 3 gezeigte Stelle beschränkt, vielmehr kann dieser zwischen der Polarisationsplatte 1 und der Doppelbrechungslinse 3 vorgesehen werden, um einen Teil des Lichtstrahls zu entnehmen. Auch kann der Reflexionsgrad des halbdurchlässigen Spiegels 11 unter Berücksichtigung der Lichtempfangsempfindlichkeit od.dgl. des Photodetektors 9 in geeigneter Weise bestimmt werden.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei wiederum zu den vorherigen Ausführungsformen gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind und darüber hinaus eine Antriebsvorrichtung 13 vorhanden ist. Die Polarisationsplatte 1 ist um die optische Achse drehbar und wird von der Antriebsvorrichtung 13, z.B. einem Motor, gedreht, so daß die Polarisationsrichtung geändert und eine vorbestimmte polarisierte Komponente aus dem einfallenden Lichtstrahl entnommen wird. Das Schalten wird bei dieser Ausführungsform so bewirkt, daß die Polarisationsrichtung der Polarisationsplatte 1 eine Änderung um 90° zwischen einer zur Zeichnungsebene parallelen und einer zu dieser Ebene senkrechten Richtung erfährt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 wird die Polarisationsebene des in die Doppelbrechungslinse 3 einfallenden Lichts durch das die Polarisationsebene drehende Element 2 gesteuert, während bei der Ausführungsform von Fig. 4 die Polarisationsplatte 1 gedreht wird, um damit in ausgewählter Weise Lichtstrahlen von rechtwinklig zueinander polarisierten Komponenten zu entnehmen, und zwar den P- sowie S-Lichtstrahl. Das Prinzip, nach dem die Brennweite verändert wird, ist demjenigen gleichartig, das mit Bezug zu der vorherigen Ausführungsform erläutert wurde.

Auch wird die Schwankung der Polarisationsebene des Lichtstrahls, die auf die Ungenauigkeit in der Drehung der Polarisationsplatte 1 und auf die Änderung in der Charakteristik des die Polarisationsebenedrehenden Elements 2¹ zurückgeht, durch eine Kombination des Polarisationssträtilenteilers 7 und eines Photodetektors wie bei der Ausführungsform von Fig. 2 ermittelt und kann ein normaler Betrieb durch Zufuhr eines Steuersignals vom Verarbeitungsgerät 10 zur Antriebsvorrichtung 13 sowie zur veränderlichen

Spannungsquelle 6¹ durchgeführt werden. Bei der Ausführungsform von Fig. 2 wird der vom Polarisationsstrahlenteiler 7 reflektierte Lichtstrahl durch den Photodetektor 9 überwacht, während im Fall der Fig. 4 der durch den Polarisationsstrahlenteiler 7 übertragene Lichtstrahl vom Photodetektor 9 überwacht wird. Demzufolge wird der durch das Element 2' zur Drehung der Polarisationsebene tretende Lichtstrahl so gesteuert, daß ergänzlich in einer zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung polarisiiert ist.

Bei der letzten Ausführungsform (Fig. 4) wird die Polarisationsplatte 1 gedreht, um somit in ausgewählter Weise Licht von vorbestimmten, polarisierten Komponenten zu entnehmen, jedoch kann alternativ die Polarisationsrichtung der Polarisationsplatte 1 fest sein und die Doppelbrechungslinse 3 gedreht werden, um damit die Polarisationsebene des in die Doppelbrechungslinse 3 eintretenden Lichts relativ zu ändern. Auch kann die Schwankung der Polarisationsebene durch die in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 3 beschriebene Vorgehensweise ermittelt werden.

Anstelle der Antriebsvorrichtung zur Drehung der Polarisationsplatte 1 kann vorzugsweise eine Vorrichtung zum Einsatz kommen, die ein Schalten um einen gewünschten Winkel, z.B. von 90°, bewirken und eine Drehungsregelung mit einem winzigen Winkel bewerkstelligen kann.

Wie vorstehend erläutert wurde, kann das gemäß der Erfindung ausgebildete Varioobjektiv immer die Relativlage zwischen der Polarisationsebene des in die Doppelbrechungslinse eintretenden Lichtstrahls und der Doppelbrechungslinse in einer gewünschten Beziehung halten, indem die Schwankung vom Bezugszustand der Polarisationsebene des in die

Doppelbrechungslinse eintretenden Lichtstrahls erfaßt wird, und es kann seine Brennweite genau in einem besten Zustand ändern. Somit wird durch die Erfindung ein Varioobjektiv geschaffen, das eine zufriedenstellende Funktion auch dann ausführt, wenn es bei einem selbstfokussierendne Mechanismus od. dgl. einer optischen Scheibe, Platte usw. zur Anwendung kommt, und das auch bei weiteren verschiedenartigen optischen Geräten verwendbar ist.

Claims

Patentansprüche

Objektiv mit veränderlicher Brennweite, das ein Linsensystem mit optischer Anisotropie sowie eine eine Polarisationsebene steuernde Einrichtung zur Änderung der Polarisationsrichtung eines auf das Linsensystem einfallenden Lichtstrahls relativ zu dem Linsensystem umfaßt, gekennzeichnet durch eineden polarisierten Zustand des von dem Linsensystem (3) oder der Polarisationsebenen-Steuereinrichtung (1, 2, 6, 6') austretenden Lichtstrahls (8) erfassende Einrichtung (7, 9, 10, 11), die durch ein Signal die Polarisationsebenen-Steuereinrichtung steuert, so daß aus dem Linsensystem lediglich ein Lichtstrahl mit einer gewünschten polarisierten Komponente austritt.

INSPECTED
2.. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsebenen-Steuereinrichtung ein die Polarisationsebene drehendes Element (2, 2¹) umfaßt, das die Polarisationsrichtung des auf das Linsensystem einfallenden Lichtstrahls um 90° umschaltet.
3. Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das diePolarisationsebene drehende Element (2, 2') aus einem elektrooptischen Kristall besteht und die Polarisationsebene des Lichtstrahls durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Kristall verändert.
4. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsebenen-Steuereinrichtung eine drehbare Polarisationsplatte (1) umfaßt.
5. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß _s die Polarisationsebenen-Steuereinrichtung eine das Linsensystem um die optische Achse drehende Antriebseinrichtung (13) umfaßt.
6. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung umfaßt:

- eine Polarisiereinrichtung, die die Polarisationsrichtung des aus dem Linsensystem oder der die Polarisationsebene drehenden Einrichtung austretenden Lichtstrahls ständig in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung hält,

- einen Strahlenteiler (7, 11), der eine zweite polarisierte Komponente, die zu der in der vorbestimmten Richtung polarisierten Komponente unterschiedlich ist, aus dem von der Polaris iereinrichtu.ng erhaltenen Lichtstrahl abtrennt, und

- eine Lichterfassungseinrichtung (9), diedas Licht

mit der zweiten polarisierten Komponente empfängt sowie die Lichtmenge ermittelt.
7. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung umfaßt:

- einen Strahlenteiler (7, 11), der einen Teil des vom Linsensystem oder der Polarisationsebenen-Steuereinrichtung austretenden Lichtstrahls herausnimmt,

- eine Trenneinrichtung, die lediglich Licht mit einer vorbestimmten polarisierten Komponente aus dem Teil des durch den Strahlenteiler erhaltenen Lichtstrahls auswählt, und

- eine Lichterfassungseinrichtung (9), die das von der Trenneinrichtung erhaltene Licht empfängt sowie die Lichtmenge ermittelt.
8. Objektiv mit veränderlicher Brennweite, das ein Linsensystem mit optischer Anisotropie sowie eine eine Polarisationsebene steuernde Einrichtung zur Änderung der Polarisationsrichtung eines auf das Linsensystem einfallenden Lichtstrahls relativ zum Linsensystem steuert, gekennzeichnet

- durch eine den polarisierten Zustand des von dem Linsensystem oder der Polarisationsebenen-Steuereinrichtung austretenden Lichtstrahls erfassende Einrichtung,

- durch ein Verarbeitungsgerät (10), das ein von der Erfassungseinrichtung erhaltenes Signal mit einem Bezugssignal vergleicht, und

- durch eine Antriebsvorrichtung (13), die die Polarisationsebenen-Steuereinrichtung auf der Grundlage eines vom Verarbeitungsgerät ausgegebenen Steuersignals betätigt.