CH689317A5 - Vario imaging device with a finite Uebertragungslaenge. - Google Patents

Vario imaging device with a finite Uebertragungslaenge. Download PDF

Info

Publication number
CH689317A5
CH689317A5 CH01359/94A CH135994A CH689317A5 CH 689317 A5 CH689317 A5 CH 689317A5 CH 01359/94 A CH01359/94 A CH 01359/94A CH 135994 A CH135994 A CH 135994A CH 689317 A5 CH689317 A5 CH 689317A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sep
lens group
cel
lens
vario
Prior art date
Application number
CH01359/94A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Winterot
Original Assignee
Zeiss Carl Jena Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeiss Carl Jena Gmbh filed Critical Zeiss Carl Jena Gmbh
Publication of CH689317A5 publication Critical patent/CH689317A5/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143105Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged +-+

Description

       

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Varioabbildungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Derartige Abbildungsvorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um ein relativ grosses Objektfeld mit variabler Vergrösserung auf einen Empfänger abzubilden, wie es in Bildprojektionseinrichtungen und Colorprintern der Fall ist, aber auch in Stereomikroskopen vom Greenough-Typ. Es kommt hierbei darauf an, mit möglichst wenigen Bauelementen einen möglichst hohen Zoombereich zu erzielen. 



  In der DE-OS 3 418 639 wird ein Varioobjektiv für endliche Abstände beschrieben, das aus vier beweglichen Linsengruppen besteht. Durch die Vielzahl der optischen Bauelemente entsteht ein erhöhter allgemeiner Aufwand. Weiterhin ergeben sich Nachteile bezüglich des zu erzielenden Bildkontrastes. Dadurch, dass alle vier Gruppen beweglich ausgebildet sind, ist auch der konstruktive Aufwand für die benötigten Führungselemente relativ hoch. 



  Die DE-OS 3 141 824 beschreibt ein Varioobjektiv mit einer ersten Linsengruppe negativer Brennweite sowie einer zweiten Linsengruppe positiver Brennweite. 



  Beide Linsengruppen sind beweglich angeordnet. Die Anzahl der benötigten optischen Bauelemente ist relativ hoch, was sich negativ auf die Gesamtkosten auswirkt. 



  Durch den unterschiedlichen Einzeldurchmesser der Linsen ergeben sich Probleme bezüglich der Führbarkeit in einer gemeinsamen Fassung. Die angegebene numerische Apertur in einen Bereich von  0,1 schränkt den Anwendungsbereich ein, da beispielsweise in den stereoskopischen Abbildungsstrahlengängen eines Greenough-Stereomikroskopes die maximale Apertur jedes Kanals ca. 0,07 beträgt. 



  In der DE-OS 3 544 148 ist ein Objektiv für das Kopieren mit variabler Abbildungsgrösse angegeben, das aus einer ersten Linseneinheit mit negativer Brennweite, einer zweiten Linseneinheit mit positiver Brennweite sowie einer dritten Linseneinheit mit negativer Brennweite besteht, wobei alle Linseneinheiten beweglich ausgebildet sind. 



  Die zweite Linseneinheit besteht aus einer Vielzahl von Einzellinsen. 



  Dadurch, dass die Brennweite der ersten Linseneinheit negativ ist, wird man gezwungen, den \ffnungswinkel von vornherein zu verkleinern, da das Negativglied die Apertur vergrössert. 



  In "Das optische System des Mikroskopes", Verlag für Technik Berlin 1958, S. 66 ff, wird ein pankratischer Kondensor von Richter/Reinert beschrieben, der aus einer ersten Linse positiver Brechkraft, einer zweiten Linse negativer Brechkraft und einer dritten Linse positiver Brechkraft besteht, wobei erste und dritte Linse fest miteinander gekoppelt sind und gemeinsam verschoben werden. Die Bildlage ist in dieser Lösung nicht konstant (Fokusschwankung von 1,5 mm). Durch die gleichen Brennweiten der ersten und dritten Linse und die verwendeten Abstände werden Vergrösserungen von -0,3 bis 3 erzielt. 



  Die Erfindung geht nunmehr von der Aufgabe aus, eine Varioabbildungsvorrichtung mit endlicher Übertragungslänge zu schaffen, die mit möglichst wenigen Einzellinsen auskommt und dennoch einen Zoombereich von 0,65-5 überdeckt, wobei die  Bildlage konstant sein soll. Dabei soll die Varioabbildungsvorrichtung möglichst universell einsetzbar sein und bezüglich der benötigten Linsenführungen einen einfachen und platzsparenden Aufbau gewährleisten. 



  Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Varioabbildungsvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. 



  Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. 



  In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt die dritte Linsengruppe eine gegenüber der zeitlich linearen Verschiebebewegung der ersten Linsengruppe zeitlich verzögerte, nichtlineare Verschiebebewegung aus, wobei durch die Verschiebebewegung die zwischen den Brennweiten f1, f2, f3 der Linsengruppen, der Übertragungslänge L und den Abständen l1 der ersten Linsengruppe von der Objektebene O und l4 der dritten Linsengruppe von der Bildebene O min  in den Ansprüchen 5 und 6 formulierten Bedingungen erfüllt werden. 



  In einem speziellen Ausführungsbeispiel werden gemäss Anspruch 7 die genauen Werte für die verwendeten Linsengruppen und ihre Verschiebebewegung angegeben. 



  In weiteren Ausführungsbeispielen gemäss den Ansprüchen 8-14 wird beschrieben, wie die Ansteuerung der Verschiebebewegung der ersten und dritten Linsengruppe erfolgt. 



  Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der schematischen Zeichnungen. 



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1a: Den prinzipiellen Aufbau sowie den Strahlengang eines erfindungsgemässen Varioabbildungssystems. 
   Fig. 1b: Den zeitlichen Verlauf l1(t) der Verschiebebewegung der ersten Linsengruppe. 
   Fig. 1c: Den zeitlichen Verlauf l3(t) der Verschiebebewegung der dritten Linsengruppe. 
   Fig. 2: Die Ansteuerung der Verschiebebewegung der ersten und dritten Linsengruppe mittels einer Trommel. 
   Fig. 3: Die Ansteuerung mittels einer die Linsengruppen umgebenden Trommel. 
   Fig. 4: Die Ansteuerung mittels eines an einer Kurvenscheibe angelenkten Hebelsystems. 
 



  In Fig. 1 sind O die Objektebene, O min  die Bildebene, r1 ... rg die Linsenradien, d1-d6 die Linsendicken sowie L1 ... L4 die Abstände der Linsengruppen untereinander sowie zwischen O und O min . 



  Der Abbildungsstrahlengang von einer Objektebene O zu einer Bildebene O min  verläuft durch eine Linsengruppe 1 mit positiver Brechkraft, einer Linsengruppe 2 mit negativer Brechkraft, sowie eine Linsengruppe 3 mit positiver Brechkraft. 



  Die Linsengruppe 1 und 3 sind dabei, vorzugsweise miteinander verkoppelt, entlang der optischen Achse relativ zur Linsengruppe 2 verschiebbar angeordnet. 



  In Fig. 1b und 1c ist der Verschiebeweg l1, l3 der Linsengruppen 1 und 3 in Abhängigkeit von der Zeit schematisch dargestellt. In Fig. 1c ist dabei der Verschiebeweg l1 der Linsengruppe 1 gestrichelt dargestellt. Die der Momentanposition der Linsengruppen 1 und 3 entsprechenden Kurvenstellen in 1b und 1c sind ebenfalls markiert. Zwischen der Brennweite f1 der Linsengruppe 1, der Brennweite f2 der Linsengruppe 2 sowie der Brennweite f3 sowie der Übertragungslänge L besteht hierbei folgende allgemeine Beziehung.
 



  7,7 x f1 < L < 8,2 x f1
 -13,8 x f2 < L < -14,3 f2         (1)
 5,9 x f3 < L < 6,3 x f3 
 
 wobei die Verschiebebewegung der Bedingung 
EMI5.1
 
 



  genügt. Der Abstand L4 ist hierbei grösser als der Abstand L1. Vorzugsweise wird die Übertragungslänge L durch die Linsengruppe 2 im Verhältnis 1:1,55 geteilt. 



  Als konkretes Beispiel seien folgende Daten für die Abstände, Radien, Glasarten sowie Brennweiten der Linsengruppe 1, 2 und 3 angegeben: 
<tb><TABLE> Columns=5 
<tb>Head Col 1: Linsen-
 gruppe 
<tb>Head Col 2: Abstand L (mm)/ 
 Dicke d (mm) 
<tb>Head Col 3: Radius (mm) 
<tb>Head Col 4: Glasart 
<tb>Head Col 5:

   Brennweite (mm) der Linsengruppe
<tb><SEP>L1 = 157,685
<tb><SEP>r1 = 59,808
<tb><CEL AL=L>1<CEL AL=L>d1 = 3,8
<tb><SEP>r2 = 18,246<SEP>BaK2
<tb><SEP>d2 = 1,7<SEP>52,64
<tb><SEP>r3 = -37,725<SEP>SF8
<tb><SEP>L2 = 3,22
<tb><SEP>r4 = -39,028
<tb><SEP>2<SEP>d3 = 1,5
<tb><CEL CB=3 AL=L>r5 = 13,146<SEP>BaLF4
<tb><SEP>d4 = 2,5<SEP>-30,30
<tb><SEP>r6 = 24,026<CEL AL=L>SF14
<tb><SEP>L3 = 53,198
<tb><SEP>r7 = 123,944
<tb><SEP>3<SEP>d5 = 2,0
<tb><SEP>r8 = 25,256<SEP>SF12
<tb><SEP>d6 = 2,5<SEP>69,75
<tb><SEP>r9 = 56,020<SEP>SK2
<tb><CEL CB=2 AL=L>L4 = 197,362 
<tb></TABLE> 
 <SEP>wobei die Verschiebebewegungen gemäss o.g.

   Bedingung (2) folgenden Abstandsänderungen l1 ... l4 und Vergrösserungen entsprechen: 
<tb><TABLE> Columns=5 
<tb>Head Col 1: Vergrösserung 
<tb>Head Col 2:  DELTA L1 (mm) 
<tb>Head Col 3:  DELTA L2 (mm) 
<tb>Head Col 4:  DELTA L3 (mm) 
<tb>Head Col 5:  DELTA L4 (mm)
<tb><SEP>-0,65<SEP>0<SEP>0<SEP>0<SEP>0
<tb><SEP>-0,80<CEL AL=L>-6,38<CEL AL=L>6,38<SEP>-3,74<SEP>3,74
<tb><SEP>-1,00<SEP>-12,71<SEP>12,71<SEP>-8,15<SEP>8,15
<tb><CEL AL=L>-1,25<SEP>-18,58<SEP>18,58<SEP>-12,98<SEP>12,98
<tb><SEP>-1,60<SEP>-24,65<SEP>24,65<CEL AL=L>-18,84<SEP>18,84
<tb><SEP>-2,00<SEP>-29,84<SEP>29,84<SEP>-24,63<SEP>24,63
<tb><CEL AL=L>-2,50<SEP>-34,86<SEP>34,86<SEP>-30,85<SEP>30,85
<tb><SEP>-3,20<SEP>-40,39<SEP>40,39<CEL AL=L>-38,10<SEP>38,10
<tb><SEP>-4,00<SEP>-45,74<SEP>45,74<SEP>-44,66<SEP>44,66
<tb><CEL AL=L>-5,00<SEP>-52,63<SEP>52,63<SEP>-49,89<SEP>49,89 
<tb></TABLE> 



  Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen zur Realisierung der angegebenen Verschiebungen der Linsengruppen 1 und 3 näher erläutert: 



  In Fig. 2 sind die Linsengruppen 1, 2 und 3 mit ihren Fassungen in Linsenhaltern 4, 5 und 6 befestigt, die an Führungsstangen 7 und 8 gelagert sind. Die Linsengruppen 1 und 3 sind dabei gegenüber der festen Linsengruppe 2 verschiebbar angeordnet. Die Führungsstangen 7 und 8 sind in einem ortsfest zwischen  Objektebene O und Bildebene O min  angeordneten Gehäuse 9 aufgenommen, das auch eine drehbar gelagerte Trommel 10 trägt, die Führungsnuten 11 und 12 aufweist, in die mit den Linsenhaltern 4 und 6 verbundene Führungsstifte 13 und 14 eingreifen. Bei Drehung der Trommel wird durch eine Kurvenform der Führungsnuten 11 und 12 die Verschiebebewegung der Linsenhalter 4 und 6 festgelegt und erfolgt beispielsweise nach dem anhand von Zahlenwerten oben beschriebenen konkreten Verlauf.

   Bezüglich der Verwendung einer drehbaren Trommel sind auch andere Ausführungsformen denkbar, beispielsweise die in Fig. 3 beschriebene. 



  Hier umschliesst eine ortsfeste Trommel 15, die in ihrem Inneren Führungsnuten 16, 17 aufweist, den Abbildungskanal des Varioabbildungssystems. In die Führungsnuten 16, 17 greifen Führungsstifte 18, 19 ein, die mit den Linsenhalterungen 4 und 6 verbunden sind. Die Linsenhalterungen 4 und 6 sind hierbei in einem Rohr 20 verdrehfest verschiebbar gelagert. 



  Es kann entweder die Trommel 15 ortsfest und das Rohr 20 verdrehbar oder das Rohr 20 ortsfest und die Trommel 15 verdrehbar ausgebildet sein. Die Verschiebung der Linsengruppen 1 und 3 erfolgt jeweils, indem Trommel 15 und Rohr 20 gegeneinander verdreht werden, wobei im Rohr 20 eine entsprechende Längsnut 30 vorgesehen ist, in der die Führungstifte 18, 19 verschoben werden. 



  In Fig. 4 sind die Linsengruppen 1 und 3 in einem ortsfesten Rohr 21 verschiebbar angeordnet, das eine Längsnut 22 aufweist, innerhalb derer die Linsengruppen verschoben werden. Die Linsenhalterungen 4 und 6 sind hierbei als Drehlager 23, 24  ausgebildet, in denen Hebel 25, 26 angelenkt sind, die in einem gemeinsamen Drehpunkt 27 zusammengeführt sind. 



  Zwischen den Drehlagern 23 und 24 ist eine Zugfeder 28 vorgesehen, die die Linsenhalterungen 4 und 6 zusammenzieht. Dadurch wird der Drehpunkt 27 an eine ortsfeste Kurvenscheibe 29 angedrückt. Bei Anlegen einer Kraft F, beispielsweise, wie dargestellt, an der Linsenhalterung 4, folgt der Drehpunkt 27, der Form der Kurvenscheibe 29. 



  Infolgedessen vollführt die Halterung 6 über den Hebel 26 eine gleichsinnige Verschiebebewegung, deren Verlauf von der Form der Kurvenscheibe abhängt. Bezüglich der Ausbildung des Hebelsystems sowie der Anlenkung an eine Kurvenscheibe sind verschiedene konstruktive Weiterbildungen von der Lehre der Erfindung eingeschlossen. 



  Beispielsweise kann das Rohr 21 in Fig. 4 durch Fig. 2 analoge Führungsstangen ersetzt werden, auf denen die Linsenhalterungen 4, 5, 6 verschiebbar angeordnet sind. 



  Weitere technische Lösungen zur Verschiebung von Linsengruppen mittels einer Kurvenscheibe sind beispielsweise in der DE-OS 4 008 154 aufgeführt. 



  
 



  The invention relates to a zoom imaging device according to the preamble of claim 1.



  Such imaging devices are used, for example, to image a relatively large object field with variable magnification on a receiver, as is the case in image projection devices and color printers, but also in stereomicroscopes of the Greenough type. It is important to achieve the highest possible zoom range with as few components as possible.



  DE-OS 3 418 639 describes a zoom lens for finite distances, which consists of four movable lens groups. The large number of optical components results in increased general outlay. There are also disadvantages with regard to the image contrast to be achieved. Because all four groups are designed to be movable, the design effort for the required guide elements is also relatively high.



  DE-OS 3 141 824 describes a zoom lens with a first lens group of negative focal length and a second lens group of positive focal length.



  Both lens groups are movably arranged. The number of optical components required is relatively high, which has a negative effect on the total costs.



  Due to the different individual diameters of the lenses, problems regarding the feasibility arise in a common version. The specified numerical aperture in a range of 0.1 limits the range of application, since, for example, in the stereoscopic imaging beam paths of a Greenough stereomicroscope, the maximum aperture of each channel is approximately 0.07.



  DE-OS 3 544 148 specifies a lens for copying with variable image size, which consists of a first lens unit with a negative focal length, a second lens unit with a positive focal length and a third lens unit with a negative focal length, all lens units being designed to be movable.



  The second lens unit consists of a large number of individual lenses.



  Because the focal length of the first lens unit is negative, one is forced to reduce the opening angle from the outset, since the negative element enlarges the aperture.



  In "The Optical System of the Microscope", Verlag für Technik Berlin 1958, p. 66 ff., A pan-condenser by Richter / Reinert is described, which consists of a first lens with positive refractive power, a second lens with negative refractive power and a third lens with positive refractive power , wherein the first and third lenses are firmly coupled together and are moved together. The image position is not constant in this solution (focus fluctuation of 1.5 mm). The same focal lengths of the first and third lenses and the distances used achieve magnifications of -0.3 to 3.



  The invention is now based on the object of creating a zoom imaging device with a finite transmission length which manages with as few individual lenses as possible and yet covers a zoom range of 0.65-5, the image position being intended to be constant. The zoom imaging device should be as universal as possible and ensure a simple and space-saving construction with respect to the lens guides required.



  The object is achieved in a generic zoom imaging device by the characterizing features of claim 1.



  Preferred developments are described in the dependent claims.



  In a preferred embodiment of the invention, the third lens group executes a non-linear displacement movement which is delayed compared to the linear displacement movement of the first lens group, the displacement movement between the focal lengths f1, f2, f3 of the lens groups, the transmission length L and the distances l1 conditions of the first lens group from the object plane O and l4 of the third lens group from the image plane O min in claims 5 and 6.



  In a special exemplary embodiment, the exact values for the lens groups used and their displacement movement are specified.



  Further exemplary embodiments according to claims 8-14 describe how the displacement movement of the first and third lens groups is controlled.



  Further advantages and details of the invention emerge from the following description with reference to the schematic drawings.



  Show it:
 
   Fig. 1a: The basic structure and the beam path of a zoom imaging system according to the invention.
   1b: The time course l1 (t) of the displacement movement of the first lens group.
   1c: The time course l3 (t) of the displacement movement of the third lens group.
   Fig. 2: The control of the displacement movement of the first and third lens groups by means of a drum.
   Fig. 3: The control by means of a drum surrounding the lens groups.
   Fig. 4: The control by means of a lever system articulated on a cam disc.
 



  In Fig. 1, O is the object plane, O min the image plane, r1 ... rg the lens radii, d1-d6 the lens thicknesses and L1 ... L4 the distances between the lens groups and between O and O min.



  The imaging beam path from an object plane O to an image plane O min runs through a lens group 1 with positive refractive power, a lens group 2 with negative refractive power, and a lens group 3 with positive refractive power.



  The lens groups 1 and 3 are arranged, preferably coupled to one another, displaceably along the optical axis relative to the lens group 2.



  1b and 1c, the displacement path l1, l3 of the lens groups 1 and 3 is shown schematically as a function of time. 1c, the displacement path l1 of the lens group 1 is shown in broken lines. The curve locations in FIGS. 1b and 1c corresponding to the current position of lens groups 1 and 3 are also marked. The following general relationship exists between the focal length f1 of the lens group 1, the focal length f2 of the lens group 2 and the focal length f3 and the transmission length L.
 



  7.7 x f1 <L <8.2 x f1
 -13.8 x f2 <L <-14.3 f2 (1)
 5.9 x f3 <L <6.3 x f3
 
 being the shifting motion of the condition
EMI5.1
 
 



  enough. The distance L4 is larger than the distance L1. The transmission length L is preferably divided by the lens group 2 in a ratio of 1: 1.55.



  The following data for the distances, radii, types of glass and focal lengths of lens groups 1, 2 and 3 are given as a concrete example:
<tb> <TABLE> Columns = 5
<tb> Head Col 1: lens
 group
<tb> Head Col 2: distance L (mm) /
 Thickness d (mm)
<tb> Head Col 3: radius (mm)
<tb> Head Col 4: type of glass
<tb> Head Col 5:

   Focal length (mm) of the lens group
<tb> <SEP> L1 = 157.685
<tb> <SEP> r1 = 59.808
<tb> <CEL AL = L> 1 <CEL AL = L> d1 = 3.8
<tb> <SEP> r2 = 18.246 <SEP> BaK2
<tb> <SEP> d2 = 1.7 <SEP> 52.64
<tb> <SEP> r3 = -37.725 <SEP> SF8
<tb> <SEP> L2 = 3.22
<tb> <SEP> r4 = -39.028
<tb> <SEP> 2 <SEP> d3 = 1.5
<tb> <CEL CB = 3 AL = L> r5 = 13.146 <SEP> BaLF4
<tb> <SEP> d4 = 2.5 <SEP> -30.30
<tb> <SEP> r6 = 24.026 <CEL AL = L> SF14
<tb> <SEP> L3 = 53.198
<tb> <SEP> r7 = 123.944
<tb> <SEP> 3 <SEP> d5 = 2.0
<tb> <SEP> r8 = 25.256 <SEP> SF12
<tb> <SEP> d6 = 2.5 <SEP> 69.75
<tb> <SEP> r9 = 56.020 <SEP> SK2
<tb> <CEL CB = 2 AL = L> L4 = 197.362
<tb> </TABLE>
 <SEP> where the displacement movements according to the above

   Condition (2) corresponds to the following changes in distance l1 ... l4 and increases:
<tb> <TABLE> Columns = 5
<tb> Head Col 1: enlargement
<tb> Head Col 2: DELTA L1 (mm)
<tb> Head Col 3: DELTA L2 (mm)
<tb> Head Col 4: DELTA L3 (mm)
<tb> Head Col 5: DELTA L4 (mm)
<tb> <SEP> -0.65 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> <SEP> -0.80 <CEL AL = L> -6.38 <CEL AL = L> 6.38 <SEP> -3.74 <SEP> 3.74
<tb> <SEP> -1.00 <SEP> -12.71 <SEP> 12.71 <SEP> -8.15 <SEP> 8.15
<tb> <CEL AL = L> -1.25 <SEP> -18.58 <SEP> 18.58 <SEP> -12.98 <SEP> 12.98
<tb> <SEP> -1.60 <SEP> -24.65 <SEP> 24.65 <CEL AL = L> -18.84 <SEP> 18.84
<tb> <SEP> -2.00 <SEP> -29.84 <SEP> 29.84 <SEP> -24.63 <SEP> 24.63
<tb> <CEL AL = L> -2.50 <SEP> -34.86 <SEP> 34.86 <SEP> -30.85 <SEP> 30.85
<tb> <SEP> -3.20 <SEP> -40.39 <SEP> 40.39 <CEL AL = L> -38.10 <SEP> 38.10
<tb> <SEP> -4.00 <SEP> -45.74 <SEP> 45.74 <SEP> -44.66 <SEP> 44.66
<tb> <CEL AL = L> -5.00 <SEP> -52.63 <SEP> 52.63 <SEP> -49.89 <SEP> 49.89
<tb> </TABLE>



  Various embodiments for realizing the specified displacements of lens groups 1 and 3 are explained in more detail below:



  In Fig. 2, the lens groups 1, 2 and 3 are fixed with their frames in lens holders 4, 5 and 6, which are mounted on guide rods 7 and 8. The lens groups 1 and 3 are arranged displaceably with respect to the fixed lens group 2. The guide rods 7 and 8 are accommodated in a housing 9 which is arranged in a fixed position between the object plane O and the image plane O min and which also carries a rotatably mounted drum 10 which has guide grooves 11 and 12 into which guide pins 13 and 14 connected to the lens holders 4 and 6 intervention. When the drum rotates, the displacement movement of the lens holders 4 and 6 is determined by a curve shape of the guide grooves 11 and 12 and takes place, for example, according to the specific course described above using numerical values.

   With regard to the use of a rotatable drum, other embodiments are also conceivable, for example the one described in FIG. 3.



  Here, a stationary drum 15, which has guide grooves 16, 17 in its interior, encloses the imaging channel of the zoom imaging system. Guide pins 18, 19 engage in the guide grooves 16, 17 and are connected to the lens holders 4 and 6. The lens holders 4 and 6 are in this case mounted in a tube 20 so that they can rotate.



  Either the drum 15 is stationary and the tube 20 is rotatable or the tube 20 is stationary and the drum 15 is rotatable. The lens groups 1 and 3 are each displaced by rotating the drum 15 and the tube 20 relative to one another, a corresponding longitudinal groove 30 being provided in the tube 20, in which the guide pins 18, 19 are displaced.



  4, the lens groups 1 and 3 are arranged displaceably in a stationary tube 21 which has a longitudinal groove 22 within which the lens groups are displaced. The lens holders 4 and 6 are designed as rotary bearings 23, 24, in which levers 25, 26 are articulated, which are brought together in a common pivot point 27.



  Between the pivot bearings 23 and 24, a tension spring 28 is provided which pulls the lens holders 4 and 6 together. As a result, the pivot point 27 is pressed against a fixed cam 29. When a force F is applied, for example, as shown, to the lens holder 4, the pivot point 27, the shape of the cam disk 29, follows.



  As a result, the holder 6 carries out a movement in the same direction via the lever 26, the course of which depends on the shape of the cam. With regard to the design of the lever system and the articulation on a cam disc, various structural developments are included in the teaching of the invention.



  For example, the tube 21 in Fig. 4 can be replaced by Fig. 2 analog guide rods on which the lens holders 4, 5, 6 are slidably arranged.



  Further technical solutions for shifting lens groups by means of a cam are listed, for example, in DE-OS 4 008 154.


    

Claims (10)

1. Varioabbildungsvorrichtung mit endlicher Übertragungslänge (L) von einer Objektebene (O) zueiner Bildebene (O min ), die, der Objektebene nachgeordnet, in Abbildungsrichtung hintereinander enthält - eine erste Linsengruppe (1) mit positiver Brechkraft - eine zweite Linsengruppe (2) mit negativer Brechkraft - eine dritte Linsengruppe (3) mit positiver Brechkraft, wobei die erste und dritte Linsengruppe (1) relativ zur zweiten Linsengruppe (2) gleichsinnig verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Linsengruppe (3) eine bezüglich der Verschiebebewegung l1(t) der ersten Linsengruppe (1) abweichende Bewegung l3(t) ausführt.     1. Vario imaging device with finite transmission length (L) from an object plane (O) to an image plane (O min) which, arranged downstream of the object plane, contains one after the other in the imaging direction  - A first lens group (1) with positive refractive power  - A second lens group (2) with negative refractive power  a third lens group (3) with positive refractive power,    wherein the first and third lens groups (1) are arranged to be displaceable in the same direction relative to the second lens group (2), characterized in that the third lens group (3) has a movement l3 (t) which differs with respect to the displacement movement l1 (t) of the first lens group (1) ) executes. 2. 2nd Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe (1) eine zeitlich lineare Verschiebebewegung l1(t) ausführt, während die dritte Linsengruppe (3) eine zeitlich nichtlineare Verschiebebewegung l3(t) ausführt.  Vario-imaging device according to claim 1, characterized in that the first lens group (1) executes a linear linear displacement movement l1 (t), while the third lens group (3) executes a temporally non-linear displacement movement l3 (t). 3. Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Verschiebebewegung l1(t) der ersten Linsengruppe (1) als auch die Verschiebebewegung l3(t) der dritten Linsengruppe (3) einen zeitlich nichtlinearen Verlauf haben. 3. Vario imaging device according to claim 1, characterized in that both the displacement movement l1 (t) of the first lens group (1) and the displacement movement l3 (t) of the third lens group (3) have a temporally non-linear course. 4. Varioabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebebewegung l3(t) der dritten Linsengruppe gegenüber der Verschiebebewegung l1(t) der ersten Linsengruppe eine zeitliche Verzögerung aufweist. 4. Vario imaging device according to one of claims 1-3, characterized in that the displacement movement l3 (t) of the third lens group has a time delay compared to the displacement movement l1 (t) of the first lens group. 5. 5. Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Beziehung zwischen der Brennweite (f1) der ersten Linsengruppe (1), der Brennweite (f2) der zweiten Linsengruppe (2), der Brennweite (f3) der dritten Linsengruppe (3) und der Übertragungslänge (L): 7,7 x f1 < L < 8,2 x f1 -13,8 x f2 < L < -14,3 f2 5,9 x f3 < L < 6,3 x f3  Vario-imaging device according to claim 4, characterized by the following relationship between the focal length (f1) of the first lens group (1), the focal length (f2) of the second lens group (2), the focal length (f3) of the third lens group (3) and the transmission length (L ):    7.7 x f1 <L <8.2 x f1  -13.8 x f2 <L <-14.3 f2  5.9 x f3 <L <6.3 x f3 6. Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebebewegung der ersten und dritten Linsengruppe (1, 3) folgender Bedingung genügt: EMI10.1 wobei l1 der Abstand der ersten Linsengruppe (1) von der Objektebene (O) und (l4) der Abstand der dritten Linsengruppe (3) von der Bildebene (O min ) ist. 6. Vario imaging device according to claim 5, characterized in that the displacement movement of the first and third lens groups (1, 3) satisfies the following condition: EMI10.1        where l1 is the distance of the first lens group (1) from the object plane (O) and (l4) is the distance of the third lens group (3) from the image plane (O min). 7. 7. Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Linsengruppe (1, 2, 3) folgende Bedingungen erfüllen: <tb><TABLE> Columns=5 <tb>Head Col 1: Linsen- gruppe <tb>Head Col 2: Abstand L (mm)/ Dicke d (mm) <tb>Head Col 3: Radius (mm) <tb>Head Col 4: Glasart <tb>Head Col 5:  Vario imaging device according to claim 6, characterized in that the first, second and third lens group (1, 2, 3) meet the following conditions: <tb> <TABLE> Columns = 5 <tb> Head Col 1: lens  group <tb> Head Col 2: distance L (mm) /  Thickness d (mm) <tb> Head Col 3: radius (mm) <tb> Head Col 4: type of glass <tb> Head Col 5: Brennweite (mm) der Linsengruppe <tb><SEP>L1 = 157,685 <tb><SEP>r1 = 59,808 <tb><CEL AL=L>1<CEL AL=L>d1 = 3,8 <tb><SEP>r2 = 18,246<SEP>BaK2 <tb><SEP>d2 = 1,7<SEP>52,64 <tb><SEP>r3 = -37,725<SEP>SF8 <tb><SEP>L2 = 3,22 <tb><SEP>r4 = -39,028 <tb><SEP>2<SEP>d3 = 1,5 <tb><CEL CB=3 AL=L>r5 = 13,146<SEP>BaLF4 <tb><SEP>d4 = 2,5<SEP>-30,30 <tb><SEP>r6 = 24,026<CEL AL=L>SF14 <tb><SEP>L3 = 53,198 <tb><SEP>r7 = 123,944 <tb><SEP>3<SEP>d5 = 2,0 <tb><SEP>r8 = 25,256<SEP>SF12 <tb><SEP>d6 = 2,5<SEP>69,75 <tb><SEP>r9 = 56,020<SEP>SK2 <tb><CEL CB=2 AL=L>L4 = 197,362 <tb></TABLE> <SEP>wobei der Verschiebebewegung der ersten Linsengruppen und der dritten Linsengruppe folgende Abstandsänderungen ( DELTA l1, DELTA l2, DELTA l3, DELTA l4) entsprechen: <tb><TABLE> Columns=5 <tb>Head Col 1: Vergrösserung <tb>Head Col 2: DELTA L1 (mm) <tb>Head Col 3: DELTA L2 (mm) <tb>Head Col 4:  Focal length (mm) of the lens group <tb> <SEP> L1 = 157.685 <tb> <SEP> r1 = 59.808 <tb> <CEL AL = L> 1 <CEL AL = L> d1 = 3.8 <tb> <SEP> r2 = 18.246 <SEP> BaK2 <tb> <SEP> d2 = 1.7 <SEP> 52.64 <tb> <SEP> r3 = -37.725 <SEP> SF8 <tb> <SEP> L2 = 3.22 <tb> <SEP> r4 = -39.028 <tb> <SEP> 2 <SEP> d3 = 1.5 <tb> <CEL CB = 3 AL = L> r5 = 13.146 <SEP> BaLF4 <tb> <SEP> d4 = 2.5 <SEP> -30.30 <tb> <SEP> r6 = 24.026 <CEL AL = L> SF14 <tb> <SEP> L3 = 53.198 <tb> <SEP> r7 = 123.944 <tb> <SEP> 3 <SEP> d5 = 2.0 <tb> <SEP> r8 = 25.256 <SEP> SF12 <tb> <SEP> d6 = 2.5 <SEP> 69.75 <tb> <SEP> r9 = 56.020 <SEP> SK2 <tb> <CEL CB = 2 AL = L> L4 = 197.362 <tb> </TABLE>  <SEP> where the displacement movement of the first lens group and the third lens group corresponds to the following changes in distance (DELTA l1, DELTA l2, DELTA l3, DELTA l4): <tb> <TABLE> Columns = 5 <tb> Head Col 1: enlargement <tb> Head Col 2: DELTA L1 (mm) <tb> Head Col 3: DELTA L2 (mm) <tb> Head Col 4: DELTA L3 (mm) <tb>Head Col 5: DELTA L4 (mm) <tb><SEP>-0,65<SEP>0<SEP>0<SEP>0<SEP>0 <tb><SEP>-0,80<CEL AL=L>-6,38<CEL AL=L>6,38<SEP>-3,74<SEP>3,74 <tb><SEP>-1,00<SEP>-12,71<SEP>12,71<SEP>-8,15<SEP>8,15 <tb><CEL AL=L>-1,25<SEP>-18,58<SEP>18,58<SEP>-12,98<SEP>12,98 <tb><SEP>-1,60<SEP>-24,65<SEP>24,65<CEL AL=L>-18,84<SEP>18,84 <tb><SEP>-2,00<SEP>-29,84<SEP>29,84<SEP>-24,63<SEP>24,63 <tb><CEL AL=L>-2,50<SEP>-34,86<SEP>34,86<SEP>-30,85<SEP>30,85 <tb><SEP>-3,20<SEP>-40,39<SEP>40,39<CEL AL=L>-38,10<SEP>38,10 <tb><SEP>-4,00<SEP>-45,74<SEP>45,74<SEP>-44,66<SEP>44,66 <tb><CEL AL=L>-5,00<SEP>-52,63<SEP>52,63<SEP>-49,89<SEP>49,89 <tb></TABLE>   DELTA L3 (mm) <tb> Head Col 5: DELTA L4 (mm) <tb> <SEP> -0.65 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <tb> <SEP> -0.80 <CEL AL = L> -6.38 <CEL AL = L> 6.38 <SEP> -3.74 <SEP> 3.74 <tb> <SEP> -1.00 <SEP> -12.71 <SEP> 12.71 <SEP> -8.15 <SEP> 8.15 <tb> <CEL AL = L> -1.25 <SEP> -18.58 <SEP> 18.58 <SEP> -12.98 <SEP> 12.98 <tb> <SEP> -1.60 <SEP> -24.65 <SEP> 24.65 <CEL AL = L> -18.84 <SEP> 18.84 <tb> <SEP> -2.00 <SEP> -29.84 <SEP> 29.84 <SEP> -24.63 <SEP> 24.63 <tb> <CEL AL = L> -2.50 <SEP> -34.86 <SEP> 34.86 <SEP> -30.85 <SEP> 30.85 <tb> <SEP> -3.20 <SEP> -40.39 <SEP> 40.39 <CEL AL = L> -38.10 <SEP> 38.10 <tb> <SEP> -4.00 <SEP> -45.74 <SEP> 45.74 <SEP> -44.66 <SEP> 44.66 <tb> <CEL AL = L> -5.00 <SEP> -52.63 <SEP> 52.63 <SEP> -49.89 <SEP> 49.89 <tb> </TABLE> 8. 8th. Varioabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Verschiebebewegung der ersten und dritten Linsengruppe (1, 3) über mit den Linsengruppen verbundene Führungselemente (13, 14) erfolgt, die in kurvenförmige Ausnehmungen (11, 12) einer drehbaren Trommel (10) eingreifen.  Vario imaging device according to one of Claims 1-7, characterized in that the control of the displacement movement of the first and third lens groups (1, 3) takes place via guide elements (13, 14) which are connected to the lens groups and which are in curved recesses (11, 12) engage rotatable drum (10). 9. Varioabbildungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und dritte Linsengruppe (1, 3) auf Führungsstangen (7, 8) verschiebbare Linsenhalterungen (4, 6) vorgesehen sind, auf denen Taststifte (13, 14) angebracht sind, die in nutenförmige Ausnehmungen (11, 12) der drehbaren Trommel (10) eingreifen, wobei die Trommel (10) sowie die Führungsstangen (7, 8) ortsfest in einem Gehäuse (9) zwischen Objektebene O und Bildebene O min gelagert sind. 9. Vario imaging device according to claim 8, characterized in that for the first and third lens groups (1, 3) on guide rods (7, 8) displaceable lens holders (4, 6) are provided, on which styli (13, 14) are attached, which engage in groove-shaped recesses (11, 12) of the rotatable drum (10), the drum (10) and the guide rods (7, 8) being fixed in a housing (9) between the object plane O and the image plane O min. 10. 10th Varioabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung der Verschiebebewegung der ersten und dritten Linsengruppe (1, 3) ein auf einer Kurvenscheibe (29) geführtes Hebelsystem (25, 26) vorgesehen ist, das mit der ersten und dritten Linsengruppe (1, 3) verbunden ist.  Vario imaging device according to one of claims 1-7, characterized in that for controlling the displacement movement of the first and third lens groups (1, 3) a lever system (25, 26) guided on a cam disc (29) is provided, which is connected to the first and third Lens group (1, 3) is connected.  
CH01359/94A 1993-05-04 1994-05-02 Vario imaging device with a finite Uebertragungslaenge. CH689317A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4315630A DE4315630C2 (en) 1993-05-04 1993-05-04 Varifocal lens with finite transmission length

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH689317A5 true CH689317A5 (en) 1999-02-15

Family

ID=6487760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH01359/94A CH689317A5 (en) 1993-05-04 1994-05-02 Vario imaging device with a finite Uebertragungslaenge.

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH689317A5 (en)
DE (1) DE4315630C2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19822256C2 (en) * 1998-05-18 2002-07-11 Zeiss Carl Jena Gmbh Arrangement for direct control of the movement of a zoom system in a stereo microscope
DE19943015A1 (en) * 1999-09-09 2001-03-15 Zeiss Carl Jena Gmbh Zoom lens
EP2053443A1 (en) * 2007-10-24 2009-04-29 Swiss Medical Technology GmbH Zoom system for an optical stereo device
DE102017212463B4 (en) 2017-07-20 2022-06-23 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Optical system for imaging at least one object, coordinate measuring machine, microscope, method for generating an image with extended depth of focus, method for expanding the zoom range of an optical system, computer program, electronic storage medium and electronic control unit
DE102018218569A1 (en) 2018-10-30 2020-04-30 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Greenough-type stereomicroscope, optical assembly for adjusting a stereo angle in a greenough-type stereomicroscope and zoom system for a greenough-type stereomicroscope

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3270615A (en) * 1961-08-15 1966-09-06 Nippon Kogaku Kk Three component zoom lens for photographic miniature cameras
JPS5773715A (en) * 1980-10-24 1982-05-08 Asahi Optical Co Ltd Zoom lens system for finite distance
JPS59214009A (en) * 1983-05-19 1984-12-03 Asahi Optical Co Ltd High variable power zoom lens for definite distance
JPS61140912A (en) * 1984-12-13 1986-06-28 Asahi Optical Co Ltd Copying variable power lens system
US4836662A (en) * 1985-04-19 1989-06-06 Olympus Optical Co., Ltd. Telephoto zoom lens system
US5245476A (en) * 1989-03-14 1993-09-14 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Zoom lens barrel

Also Published As

Publication number Publication date
DE4315630A1 (en) 1994-11-10
DE4315630C2 (en) 1996-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19723226A1 (en) Moderate telephoto zoom lens system
DE2914504C2 (en) Focusing device for a zoom lens
DE2846056C2 (en) Transmitted light illumination device for a microscope
DE102013006999A1 (en) Telecentric modular zoom system
WO2012034723A1 (en) Wide range zoom system
EP1544653A1 (en) Afocal zoom system
DE2927478C2 (en)
DE3023595A1 (en) ZOOM LENSES FOR MACROPHOTOGRAPHY
DE1299903B (en) Pancratic lens
CH689317A5 (en) Vario imaging device with a finite Uebertragungslaenge.
DE3128642A1 (en) Zoom (varifocal) lens assembly
DE2346398C3 (en) Adjustable device for lens systems
DD284768B5 (en) Modular lighting device
DE3813992A1 (en) Eyepiece of variable focal length
DE3323653A1 (en) Adjustable, microoptical coupling device for light pipes
DE2235412C2 (en) Varifocal lens
DE3832107A1 (en) TELE-ZOOM LENS SYSTEM
DE19649677A1 (en) Variable focus lens, especially for frame camera
DE19529672A1 (en) Projector and focusing
DE4342873A1 (en) Optical device
DE102018218569A1 (en) Greenough-type stereomicroscope, optical assembly for adjusting a stereo angle in a greenough-type stereomicroscope and zoom system for a greenough-type stereomicroscope
DE4133758A1 (en) ZOOM LENS SYSTEM
DE3119273A1 (en) Telephoto lens
DE10201835A1 (en) Optical magnification device for distance variation
EP1305655B1 (en) Optical arrangement and method for producing stereoscopic images

Legal Events

Date Code Title Description
PFA Name/firm changed

Owner name: CARL ZEISS JENA GMBH

Free format text: CARL ZEISS JENA GMBH#TATZENDPROMENADE 1A#D-07745 JENA (DE) -TRANSFER TO- CARL ZEISS JENA GMBH#TATZENDPROMENADE 1A#D-07745 JENA (DE)

PL Patent ceased