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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