DE102004014967B4

DE102004014967B4 - Variolinsensystem und Verfahren zu dessen Schärfenjustierung

Info

Publication number: DE102004014967B4
Application number: DE102004014967A
Authority: DE
Inventors: Masaru Eguchi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: US6943961B2; JP2004294976A; DE102004014967A1; US20040190157A1; JP4256705B2

Abstract

Variolinsensystem mit mindestens drei Linsengruppen (11, 12, 13, 14), von denen mindestens zwei zur Brennweitenänderung bewegbar sind, wobei
eine erste und eine zweite Linsengruppe (11, 12), die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, Schärfenjustierungslinsengruppen bilden, die bei der Montage des Variolinsensystems so bewegbar sind, dass eine Verschiebung der Position einer Bildebene während der Brennweitenänderung vermieden wird, und
die Schärfenjustierungslinsengruppen folgende Bedingung erfüllen: 0,4 < {K1(L) – K1(S)}/{K2(L) – K2(S)} < 1,6 (1)worin
K1(L) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung,
K1(S) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung,
K2(L) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, und
K2(S) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bezeichnet,
wobei die jeweilige Schärfenempfindlichkeit die Verstellstrecke der Bildebene angibt, die auftritt, wenn die jeweilige Linsengruppe (11, 12) um eine vorbestimmte Einheitsstrecke bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Variolinsensystem mit mindestens drei Linsengruppen sowie ein Verfahren zur Schärfenjustierung eines solchen Variolinsensystems.
In einem Variolinsensystem ist eine Vario- oder Zoomjustierung von grundlegender Bedeutung, durch die (i) sich die Position der Bildebene mit der Brennweitenänderung, d. h. dem Zoomen, nicht ändert und (ii) die Bildebene (innerhalb einer erlaubten Toleranz) mit der Filmfläche (Bildaufnahmeebene) in Übereinstimmung gebracht wird.
Dabei wird (i) als Vario- oder Zoomjustierung im engeren Sinne und (ii) als Bildschnittweitenjustierung bezeichnet.
Der Begriff "Schärfenjustierung", der Teil der Bezeichnung der vorliegenden Erfindung bildet, ist allgemein als Vario- oder Zoomjustierung in weiteren Sinne zu verstehen, welche die Variojustierung im engeren Sinne und die Bildschnittweitenjustierung umfasst.
Im Stand der Technik wird die Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) in der Weise durchgeführt, dass die Positionen der Linsengruppen (Schärfenjustierungslinsengruppen) mechanisch eingestellt werden, wenn das Variolinsensystem zusammengebaut wird.
In der im Stand der Technik vorgenommenen Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) wird die Bewegung des Schärfenpunktes (Fokuspunkt, Brennpunkt) in der kurz- und der langbrennweitigen Grenzeinstellung mechanisch unter Verwendung von zwei Schärfenjustierungslinsengruppen korrigiert, die sich in zwei Positionen befinden. Jedoch kann die Bewegung des Schärfenpunktes bei einer mittleren Brennweite nicht angemessen korrigiert werden. Insbesondere in einem Variolinsensystem, das eine hohe Auflösung erfordert, hat sich die Bewegung des Schärfenpunktes bei einer mittleren Brennweite als Problem herausgestellt.
Andererseits sind in den vergangenen Jahren Optiken entwickelt worden, die beispielsweise in digitalen Kameras verwendet werden und mit einem Linsensystem mit rückwärtiger Fokussierung, in dem die Fokussierlinsengruppe besonders leichtgewichtig ist, oder einem Linsensystem mit Innenfokussierung arbeiten. Bei diesen Arten der Fokussierung wird die Position der Fokussierlinsengruppe impulsgesteuert. In diesem impulsgesteuerten Prozess kann selbst ein Variofokus-Linsensystem, bei dem die Position des Schärfenpunktes mit Änderung der Brennweite variiert, in gleicher Weise wie ein Zoom- oder Variolinsensystem genutzt werden, indem für jede Brennweite die zugehörige Fokus- oder Schärfenobjektentfernung gespeichert wird. Sind jedoch eine Fokussierfunktion und eine Korrekturfunktion für die Schärfenpunktbewegung in der Fokussierlinsengruppe eines Variofokus-Linsensystems vorgesehen, so wird die Verstellstrecke der Fokussierlinsengruppe länger, wodurch die Gesamtlänge des Linsensystems zunimmt. Erfolgt außerdem die Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) über eine einzige Schärfenjustierungslinsengruppe, so muss der Abstand zwischen der Schärfenjustierungslinsengruppe und der unmittelbar vor dieser angeordneten Linsengruppe verlängert werden. Entsprechend muss der Abstand zwischen der Schärfenjustierungslinsengruppe und der unmittelbar hinter dieser angeordneten Linsengruppe verlängert werden. Diese Abstände werden benötigt, um den Raum für die Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) bereitzustellen. Dadurch wird eine weitere Miniaturisierung des Linsensystems erschwert. Wird insbesondere der Abstand zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe größer, so nimmt der Durchmesser der ersten Linsengruppe in unerwünschter Weise zu.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat in der Japanischen Patentveröffentlichung JP 2000352649 A ein Schärfenjustierungsverfahren vorgeschlagen, das die Fokusverschiebung bei einer mittleren Brennweite verringert. Bei diesem Schärfenjustierungsverfahren ist es möglich, auf mechanischem Wege die Positionen mindestens dreier Linsengruppen einzustellen und den Korrekturwert in Abhängigkeit des Bewegungswertes des Schärfenpunktes bei mindestens drei Brennweiten zu berechnen.
Durch obiges Schärfenjustierungsverfahren kann die Fokusverschiebung nach der Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) verkleinert werden. Jedoch sind die Verstellstrecken und die Verstellrichtungen der Schärfenjustierungslinsengruppen nicht berücksichtigt. Der Abstand zwischen den Schärfenjustierungslinsengruppen muss deshalb verlängert werden, um zu verhindern, dass sich diese Linsengruppen gegenseitig stören. Dadurch nimmt die Gesamtlänge des Linsensystems zu.
Aus der DE 100 28 605 A1 ist ein Variolinsensystem mit vier Linsengruppen bekannt. Zwei dieser Linsengruppen werden zur Brennweitenänderung bewegt. Das Variolinsensystem enthält Justiermechanismen, mit denen drei der Linsengruppen beim Zusammenbau justierbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Variolinsensystem sowie ein Verfahren zur Schärfenjustierung eines solchen Systems anzugeben, die eine Verkürzung des Abstandes zwischen den Schärfenjustierungslinsengruppen ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung stellt ein Variolinsensystem mit mindestens drei Linsengruppen und ein Verfahren zur Schärfenjustierung dieses Systems bereit. Die Erfindung ermöglicht es, den Abstand zwischen den Schärfenjustierungslinsengruppen zu verkürzen, indem deren Positionen sowie deren Schärfenjustierungsrichtung berücksichtigt werden.
Durch die Erfindung wird eine Schärfenjustierung eines Variolinsensystems mit mindestens drei Linsengruppen in besonders einfacher Weise erreicht, ohne dass hierzu die Gesamtlänge des Variolinsensystems vergrößert werden müsste.
Gemäß Anspruch 1 sieht die Erfindung ein Variolinsensystem vor, das mindestens drei Linsengruppen enthält, von denen mindestens zwei zur Brennweitenänderung bewegt werden. Eine erste und eine zweite Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, bilden die Schärfenjustierungslinsengruppen, die bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegbar sind, um für eine Variojustierung im engeren Sinne zu sorgen, d. h. um eine Verschiebung einer Bildebene bei der Brennweitenänderung zu vermeiden. Dieses Variolinsensystem erfüllt die im Anspruch 1 angegebenen Bedingung (1).
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 bildet mindestens eine der hinter der zweiten Linsengruppe angeordneten Linsengruppe eine Schärfenjustierungslinsengruppe, die bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegbar ist, um eine Bildschnittweitenjustierung vorzunehmen, d. h. um die Bildebene mit der Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Gemäß Anspruch 3 können auch alle Linsengruppen Schärfenjustierungslinsengruppen bilden, die bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegbar sind, um die Bildschnittweitenjustierung vorzunehmen.
Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 werden die erste und die zweite Linsengruppe bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegt, um die Variojustierung im engeren Sinne durchzuführen, d. h. um zu gewährlei sten, dass sich die Position der Bildebene bei der Brennweitenänderung nicht bewegt.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 wird die dritte Linsengruppe bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegt, um die Bildschnittweitenjustierung vorzunehmen, d. h. um die Bildebene mit der Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 9 werden alle Linsengruppen bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegt, um die Bildschnittweitenjustierung vorzunehmen, d. h. um die Bildebene mit der Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Darin zeigen:
1 die Linsenanordnung und die Verstellwege der Linsengruppen für das Variolinsensystem (oder ein Variofokus-Linsensystem), an dem die Schärfenjustierung vorgenommen, und
2 ein Diagramm, das die Position des Schärfenpunktes vor und nach der Schärfenjustierung (Variojustierung im weiteren Sinne) zeigt.
1 zeigt die Linsenanordnung und die Verstellwege der Linsengruppen für das Variolinsensystem (oder ein Variofokus-Linsensystem), an dem die Schärfenjustierung vorgenommen wird.
Das Variolinsensystem 10 umfasst eine erste Linsengruppe 11 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 12 mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe 13 mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 14 mit positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge vom Objekt angeordnet sind. Die Linsengruppen mit positiver bzw. negativer Brechkraft werden im Folgenden kurz als positive bzw. negative Linsengruppen bezeichnet.
Bei der Brennweitenänderung (Zoomvorgang) ausgehend von der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung S in die langbrennweitige Grenzeinstellung L bewegen sich die positive erste Linsengruppe 11 und die positive dritte Linsengruppe 13 zum Objekt hin, während sich die negative zweite Linsengruppe 12 zum Bild hin bewegt und sich die positive vierte Linsengruppe 14 nicht bewegt. Die positive vierte Linsengruppe 14 dient als Fokussierlinsengruppe und wird zur Fokussierung bewegt. Dagegen ist im Falle eines Variofokus-Linsensystems (System mit variablem Schärfenpunkt) die positive vierte Linsengruppe 14 um eine vorbestimmte Verstellstrecke bewegbar, um die durch die Brennweitenänderung, d. h. den Zoomvorgang, verursachte Bewegung des Schärfenpunktes zu kompensieren.
Die Schärfenebene (Entwurfsbildebene, Bildaufnahmeebene, z. B. CCD, Film, etc.) ist mit 15 bezeichnet. Zwischen der positiven vierten Linsengruppe 14 und der Schärfenebene 15 ist eine Filtergruppe 16 angeordnet. Die Bildebene ist diejenige Ebene, in der das Aufnahmelinsensystem ein Bild erzeugt. Demnach gibt die Entwurfsbildebene den Idealzustand entsprechend den Entwurfsanforderungen an.
Die Variojustierung im engeren Sinne, bei der die Position des Schärfenpunktes (innerhalb einer erlaubten Toleranz) in der Position der Schärfenebe 15 bleibt, wird in der Weise durchgeführt, dass die Positionen der positiven ersten Linsengruppe 11 und der negativen zweiten Linsengruppe 12 in Richtung der optischen Achse justiert werden. Bei der Variojustierung im engeren Sinne erfüllen die Fokus- oder Schärfenempfindlichkeit der positiven ersten Linsengruppe 11 und die der negativen zweiten Linsengruppe 12 die Bedingung (1) des Anspruchs 1 bzw. 4. Die Schärfenempfindlichkeit gibt diejenige Verstellstrecke der Bildebene (nicht der Filmebene etc.) an, die auftritt, wenn eine vorbestimmte Linsengruppe um eine vorbestimmte Einheitsstrecke bewegt wird.
Unterschreitet {K1(L) – K1(S)}/{K2(L) – K2(S)} die untere Grenze der Bedingung (1), so wird die Differenz der Schärfenempfindlichkeit der positiven ersten Linsengruppe 11 bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung und der langbrennweitigen Grenzeinstellung kleiner, so dass die Größe der Variojustierung im engeren Sinne für die positive erste Linsengruppe 11 zunimmt. Damit nimmt die Gesamtlänge des Variolinsensystems zu.
Übersteigt {K1(L) – K1(S)}/{K2(L) – K2(S)} die obere Grenze der Bedingung (1), so wird der Unterschied der Schärfenempfindlichkeit der negativen zweiten Linsengruppe 12 zwischen der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung und der langbrennweitigen Grenzeinstellung kleiner, so dass die Größe der Variojustierung im engeren Sinne für die negative zweite Linsengruppe 12 zunimmt. Damit nimmt auch die Gesamtlänge des Variolinsensystems zu. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass es Optiken gibt, in denen allein durch die Variojustierung im engeren Sinne die Variojustierung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) vollendet werden kann. In 2 bezeichnen die Punktlinien jeweils die Position der Schärfenebene 15 (Entwurfsbildebene) und die durchgezogenen Linien die Schärfenposition.
Bei der Variojustierung im engeren Sinne erfüllen die Verstellstrecke der positiven ersten Linsengruppe 11 und die der negativen zweiten Linsengruppe 12 vorzugsweise die Bedingung (2) des Anspruchs 5.
Unterschreitet X1/X2 die untere Grenze der Bedingung (2), so verliert der Umstand, zwei Einstellpositionen, nämlich die positive erste Linsengruppe 11 und die negative zweite Linsengruppe 12, zur Verfügung zu haben, an Wirkung. Dies bedeutet, dass die Verstellstrecke der negativen zweiten Linsengruppe 12 vergleichsweise lang wird, so dass ein Abstand zwischen der positiven ersten Linsengruppe 11 und der negativen zweiten Linsengruppe 12 und ein Abstand zwischen der positiven dritten Linsengruppe 13 und der negativen zweiten Linsengruppe 12 gewährleistet sein müssen. Die Gesamtlänge des Variolinsensystems 10 nimmt demnach in unerwünschter Weise zu.
Übersteigt X1/X2 die obere Grenze der Bedingung (2), so wird die Verstellstrecke der positiven ersten Linsengruppe 11 länger. Deshalb muss der Durchmesser der positiven ersten Linsengruppe 11 vergrößert werden, um ausreichende Randausleuchtung einzufangen.
Wird die Brennweiteneinstellung im engeren Sinne so durchgeführt, dass die Position des Schärfenpunktes während der Brennweitenänderung innerhalb einer erlaubten Toleranz in der Position 15 der Entwurfsebene liegt, so ist auch die Brennweiteneinstellung im weiteren Sinne (Schärfenjustierung) vollendet.
Bekanntlich wird jedoch die Position der Schärfenebene während der Brennweitenänderung durch die Variojustierung im engeren Sinne nicht in Übereinstimmung mit der Bildebene 15 gebracht. Deshalb ist vorzugsweise mindestens eine der hinter der negativen zweiten Linsengruppe 12 angeordneten Linsengruppen als dritte Schärfenjustierungslinsengruppe ausgebildet, die der Bildschnittweitenjustierung dient. Es ist auch möglich, dass sämtliche Linsengruppen als Schärfenjustierungslinsengruppen für die Bildschnittweitenjustierung dienen.
Hat das Variolinsensystem beispielsweise vier Linsengruppen, so wird die Bewegungsstrecke des Schärfenpunktes (Δfb(S), Δfb(M) und Δfb(L)) bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, einer Zwischenbrennweite und der langbrennweitigen Grenzeinstellung gemessen, indem die positive vierte Linsengruppe 14 bewegt wird, um die Bildschnittweitenjustierung vorzunehmen. Die Verstellstrecke (X1, X2 und X3) der jeweiligen Schärfenjustierungslinsengruppe erhält man über folgende Gleichungen: [Gleichung 1]
[Gleichung 2]
worin
K1(L) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe in der langbrennweitigen Grenzeinstellung,
K1(M) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe bei einer Zwischenbrennweite,
K1(S) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung,
K2(L) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe in der langbrennweitigen Grenzeinstellung,
K2(M) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe bei einer Zwischenbrennweite,
K2(S) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung,
K3(L) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe in der langbrennweitigen Grenzeinstellung,
K3(M) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe bei einer Zwischenbrennweite, und
K3(S) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bezeichnet.
Für das erste bis dritte Ausführungsbeispiel gilt, dass (i) die positive vierte Linsengruppe 14 als dritte Schärfenjustierungslinsengruppe vorgesehen ist und dass (ii) die Verstellstrecken (X1, X2 und X3) der positiven ersten Linsengruppe 11, der negativen zweiten Linsengruppe 12 bzw. der positiven vierten Linsengruppe 14 unter Anwendung der Gleichungen (1) und (2) ermittelt werden.
Ausführungsbeispiel 1
In Tabelle 1 sind die Linsendaten für das in 1 gezeigte Variolinsensystem nach erstem Ausführungsbeispiel angegeben.

In Tabelle 1 bezeichnet S die kurzbrennweitige Grenzeinstellung, M eine mittlere Brennweite und L die langbrennweitige Grenzeinstellung sowie f die Brennweite und Fno. die f- oder Blendenzahl. Tabelle 1 Daten des gesamten Variolinsensystems:

	S	M	L
f =	7,7	18.0	39,0

Daten der einzelnen Linsengruppen bei Fokussierung auf ein Objekt im Unendlichen:

Linsengruppe Nr.	Abbildungsmaßstab
	S	M	L
1	0,000	0,000	0,000
2	–0,326	–0,453	–0,612
3	–0,597	–0,996	–1,597
4	0,724	0,724	0,724

Linsengruppe Nr.	Schärfenempfindlichkeit der einzelnen Linsengruppen
	S	M	L
1	0,020	0,107	0,501
2	0,167	0,413	0,836
3	0,337	0,004	-0,813
4	0,476	0,476	0,476

Gemessene Werte für die Bewegungsstrecke des Schärfenpunktes (Verschiebung gegenüber Entwurfsbildebene 15) bei S, M und L

Δfb(S) = 0,239
Δfb(M) = 0,383
Δfb(L) = 0,704
Anwenden der Gleichungen 1 und 2
X1 = 0,301
X2 = 0,478
X3 = 0,322

Ausführungsbeispiel 2
In Tabelle 2 sind die Linsendaten für das in 1 gezeigte Variolinsensystem nach zweitem Ausführungsbeispiel angegeben.

Die in Tabelle 2 angegebenen Symbole sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (Tabelle 1). Tabelle 2 Daten des gesamten Variolinsensystems:

	S	M	L
f =	7,8	18.0	39,0

Linsengruppe Nr.	Abbildungsmaßstab
	S	M	L
1	0,000	0,000	0,000
2	–0,314	–0,431	–0,569
3	–0,599	–1,009	–1,654
4	0,736	0,736	0,736

Linsengruppe Nr.	Schärfenempfindlichkeit der einzelnen Linsengruppen
	S	M	L
1	0,019	0,102	0,480
2	0,175	0,449	1,002
3	0,347	–0,010	–0,940
4	0,458	0,458	0,458

Δfb(S) = 0,256
Δfb(M) = 0,410
Δfb(L) = 0,766
Anwenden der Gleichungen 1 und 2
X1 = 0,215
X2 = 0,497
X3 = 0,360

Ausführungsbeispiel 3
In Tabelle 3 sind die Linsendaten für das in 1 gezeigte Variolinsensystem nach drittem Ausführungsbeispiel angegeben.

Die in Tabelle 3 angegebenen Symbole sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Tabelle 3 Daten des gesamten Variolinsensystems:

	S	M	L
f =	7,8	18.0	39,0

Linsengruppe Nr.	Abbildungsmaßstab
	S	M	L
1	0,000	0,000	0,000
2	–0,324	–0,449	–0,606
3	–0,587	–0,977	–1,571
4	0,728	0,728	0,728

Linsengruppe Nr.	Schärfenempfindlichkeit der einzelnen Linsengruppen
	S	M	L
1	0,019	0,102	0,480
2	0,163	0,404	0,828
3	0,347	0,024	–0,778
4	0,470	0,470	0,470

Δfb(S) = 0,245
Δfb(M) = 0,388
Δfb(L) = 0,708
Anwenden der Gleichungen 1 und 2
X1 = 0,292
X2 = 0,494
X3 = 0,338

Die auf die einzelnen Bedingungen bezogenen numerischen Werte sind für die einzelnen Ausführungsbeispiele in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4

Ausführungsbeispiel 1 Ausführungsbeispiel 2 Ausführungsbeispiel 3

Bedingung (1) 0,719 0,557 0,694

Bedingung (2) 0,630 0,433 0,592
Wie aus Tabelle 4 hervorgeht, erfüllen alle Ausführungsbeispiele die Bedingungen (1) und (2).

Claims

Variolinsensystem mit mindestens drei Linsengruppen (11, 12, 13, 14), von denen mindestens zwei zur Brennweitenänderung bewegbar sind, wobei eine erste und eine zweite Linsengruppe (11, 12), die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, Schärfenjustierungslinsengruppen bilden, die bei der Montage des Variolinsensystems so bewegbar sind, dass eine Verschiebung der Position einer Bildebene während der Brennweitenänderung vermieden wird, und die Schärfenjustierungslinsengruppen folgende Bedingung erfüllen: 0,4 < {K1(L) – K1(S)}/{K2(L) – K2(S)} < 1,6 (1)worin K1(L) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, K1(S) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, K2(L) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, und K2(S) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bezeichnet, wobei die jeweilige Schärfenempfindlichkeit die Verstellstrecke der Bildebene angibt, die auftritt, wenn die jeweilige Linsengruppe (11, 12) um eine vorbestimmte Einheitsstrecke bewegt wird.
Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der hinter der zweiten Linsengruppe (12) angeordneten Linsengruppen eine weitere Schärfenjustierungslinsengruppe (14) bildet, die bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegbar ist, um die Bildebene mit einer Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Linsengruppen (11, 12, 13, 14) als Schärfenjustierungslinsengruppen ausgebildet sind, die bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegbar sind, um die Bildebene mit der Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Verfahren zur Schärfenjustierung eines Variolinsensystems mit mindestens drei Linsengruppen (11, 12, 13, 14), von denen mindestens zwei zur Brennweitenänderung bewegbar sind, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Linsengruppe (11, 12), die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, als Schärfenjustierungslinsengruppen derart, dass diese beiden Linsengruppen (11, 12) folgende Bedingung erfüllen: 0,4 < {K1(L) – K1(S)}/{K2(L) – K2(S)} < 1,6 (1)worin K1(L) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, K1(S) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, K2(L) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, und K2(S) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bezeichnet, wobei die jeweilige Schärfenempfindlichkeit die Verstellstrecke der Bildebene angibt, die auftritt, wenn die jeweilige Linsengruppe (11, 12) um eine vorbestimmte Einheitsstrecke bewegt wird, Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe (11, 12) bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse derart, dass eine Verschiebung der Position der Bildebene bei der Brennweitenänderung vermieden wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Linsengruppe (11, 12) folgende Bedingung erfüllen: 0,2 < X1/X2 < 1,0 (2)worin X1 die Verstellstrecke der ersten Linsengruppe und X2 die Verstellstrecke der zweiten Linsengruppe bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der hinter der zweiten Linsengruppe (12) angeordneten Linsengruppen eine dritte Schärfenjustierungslinsengruppe (14) bildet und diese dritte Linsengruppe (14) bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse bewegt wird, um die Bildebene mit einer Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Messen der Verschiebung des Brennpunktes (Δfb(S), Δfb(M), Δfb(L)) der dritten Schärfenjustierungslinsengruppe (14) bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, einer Zwischenbrennweite und der langbrennweitigen Grenzeinstellung, und Ermitteln der Verstellstrecken (X1, X2 und X3) der Schärfenjustierungslinsengruppen (11, 12, 14) nach folgenden Gleichungen:
worin K1(L) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, K1(M) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) bei der Zwischenbrennweite, K1(S) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (11) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, K2(L) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, K2(M) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) bei der Zwischenbrennweite, K2(S) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, K3(L) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe (14) in der langbrennweitigen Grenzeinstellung, K3(M) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe (14) bei der Zwischenbrennweite, und K3(S) die Schärfenempfindlichkeit der dritten Linsengruppe (14) in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Schärfenjustierungslinsengruppen n Linsengruppen einschließlich der ersten und der zweiten Linsengruppe (11, 12) umfassen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Messen der Verschiebung des Brennpunktes (Δbf(f1), Δfb(f2) ..., Δfb(fn)) in n Brennweitenpositionen und Ermitteln der Verstellstrecken (X1, X2, ..., Xn) der Schärfenjustierungslinsengruppen über folgende Gleichungen:
worin K1(f1) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (10) bei einer Brennweite f1, K1(f2) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (10) bei einer Brennweite f2, K1(fn) die Schärfenempfindlichkeit der ersten Linsengruppe (10) bei einer Brennweite fn, K2(f1) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) bei einer Brennweite f1, K2(f2) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) bei der Brennweite f2, K2(fn) die Schärfenempfindlichkeit der zweiten Linsengruppe (12) bei der Brennweite fn, Kn(f1) die Schärfenempfindlichkeit der n-ten Linsengruppe bei der Brennweite f1, Kn(f2) die Schärfenempfindlichkeit der n-ten Linsengruppe bei der Brennweite f2, Kn(fn) die Schärfenempfindlichkeit der n-ten Linsengruppe bei der Brennweite fn, und Xn die Verstellstrecke der n-ten Linsengruppe bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei alle Linsengruppen (11, 12, 13, 14) Schärfenjustierungslinsengruppen bilden, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Bewegen aller Linsengruppen (11, 12, 13, 14) bei der Montage des Variolinsensystems längs der optischen Achse derart, dass die Bildebene mit der Bildaufnahmeebene in Übereinstimmung gebracht wird.