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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Abbildungsobjektiv, das für eine Verwendung in einer Digitalkamera, einer Videokamera und dergleichen gut geeignet ist. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf eine mit einem derartigen Abbildungsobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung.
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Beschreibung des Stands der Technik
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In den vergangenen Jahren wurden viele Digitalkameras kommerziell erhältlich, die mit großen Abbildungseinrichtungen (Bildgebungseinrichtungen) ausgestattet sind, die beispielsweise dem APS-Format oder dem Four-Thirds-Format genügen. In letzter Zeit sind derartige Kameras nicht auf digitale, einäugige Reflexkameras beschränkt, sondern es verwenden Wechselobjektiv-Digitalkameras ohne Reflexsucher und Kompaktkameras ebenfalls die vorgenannten großen Abbildungseinrichtungen. Die Vorteile dieser Kameras sind, dass sie als Ganzes kompakt sind und leicht tragbar, während sie Bildaufnahmen mit hoher Qualität erlauben. Dabei ist er gewünscht, dass Abbildungsobjektive zum Anbringen an derartigen Kameras, kompakt ausgestaltet sind.
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Bekannte Abbildungsobjektive, die eine Miniaturisierung erreichen und zudem mit großen Abbildungselementen (Bildgebungselementen) kompatibel sind, werden beispielsweise in Patentdokumenten 1 und 2 offenbart. Patentdokument 1 offenbart ein Linsensystem, das, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer ersten Linsengruppe mit drei oder weniger Linsen, einer Blende und einer zweiten Linsengruppe mit fünf oder weniger Linsen aufgebaut ist. Patentdokument 2 offenbart ein Linsensystem, das, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer ersten Linsengruppe mit zwei Linsen, einer Blende, einer zweiten Linsengruppe mit drei Linsen und einer dritten Linsengruppe mit zwei Linsen aufgebaut ist.
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[Stand der Technik-Dokumente]
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[Patentdokumente]
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- [Patentdokument 1] Internationale Patentveröffentlichung WO 2013/099214 A1
- [Patentdokument 2] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2014-219587 A
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Ein weiteres Abbildungsobjektiv ist aus der
DE 2551581 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wenn ein Linsensystem, das mit einem großen Abbildungselement nicht kompatibel ist, lediglich proportional vergrößert wird, um es mit einem großen Abbildungselement kompatibel zu machen, wird die Gesamtlänge des Linsensystems notwendigerweise lang werden. Daher sind Gegenmaßnahmen notwendig, um ein Linsensystem derart zu konfigurieren, dass es mit einem großen Abbildungselement kompatibel ist, während dessen Gesamtlänge verkürzt wird. Die in Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Abbildungsobjektive erzielen eine Miniaturisierung, während sie mit großen Abbildungselementen kompatibel sind. Jedoch gibt es in letzter Zeit Fälle, in denen eine stärkere Miniaturisierung gewünscht ist. Ein Linsensystem mit einem noch größeren Blickwinkel als diejenigen der in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Abbildungsobjektive wird gewünscht, um das Linsensystem mit einem großen Abbildungselement kompatibel zu machen und zugleich eine stärkere Miniaturisierung zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Umstände geschaffen. Die vorliegende Offenbarung schafft ein Abbildungsobjektiv mit günstiger optischer Performanz, das mit einem großen Abbildungselement kompatibel ist, kompakt ist und konfiguriert ist, einen großen Blickwinkel aufzuweisen. Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin eine mit diesem Abbildungsobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung.
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Ein Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung besteht, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus:
- einer ersten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes;
- einer Blende;
- einer zweiten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes; und
- einer dritten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes; wobei
- die erste Linsengruppe, in der Reihenfolge ausgehend von deren am weitesten objektseitigen Seite, hintereinander (konsekutiv, aufeinanderfolgend), eine negative Linse und eine positive Linse umfasst;
- die zweite Linsengruppe aus drei Linsen besteht, enthaltend eine positive Linse und eine negative Linse;
- die dritte Linsengruppe, in der Reihenfolge ausgehend von deren am weitesten objektseitigen Seite, hintereinander, eine negative Linse und eine positive Linse umfasst; und
- die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt wird:
- wobei f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist und f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.
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In dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung wird bevorzugt weiterhin die folgende Bedingungsformel (1-1) erfüllt
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Zusätzlich wird in dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung bevorzugt wenigstens eine der folgenden Bedingungsformeln (2) bis (7) und (2-1) bis (7-1) erfüllt. Es ist anzumerken, dass bevorzugte Aspekte diejenigen einschließen, in welchen (genau) irgendeine der Bedingungsformeln erfüllt wird, und diejenigen, in welchen beliebige Kombinationen der Bedingungsformeln erfüllt werden.
wobei f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist, f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist, f die Brennweite des gesamten Linsensystems ist, ω der halbe Blickwinkel ist, R3f der Krümmungsradius der zur Objektseite gerichteten Oberfläche der am weitesten objektseitig liegenden Linsen innerhalb der dritten Linsengruppe ist, Nd6 der Brechungsindex bezüglich der d-Linie der negativen, am weitesten objektseitig liegenden Linse innerhalb der dritten Linsengruppe ist, D12 die Distanz entlang der optischen Achse von der am weitesten objektseitig liegenden Linsenoberfläche innerhalb der ersten Linsengruppe zu der am weitesten bildseitig liegenden Linsenoberfläche innerhalb der zweiten Linsengruppe ist, Σd die Summe der Zentrumsdicken aller Linsen ist und TL die Summe der Distanz entlang der optischen Achse von der am weitesten objektseitig liegenden Linsenoberfläche zu der am weitesten bildseitig liegenden Linsenoberfläche und dem Rückfokus als Luft-konvertierte Länge ist.
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Hierbei sind f, ω, and TL Werte in einem Zustand, in dem das Abbildungsobjektiv auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert ist. Es ist anzumerken, dass ω dem halben Wert des maximalen Blickwinkels entspricht, TL der Gesamtlänge des Linsensystems entspricht und f·tanω der paraxialen Bildhöhe entspricht.
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In dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung kann die erste Linsengruppe so ausgestaltet sein, dass sie, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer negativen Meniskuslinse und einer positiven Linse besteht.
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In dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung kann die zweite Linsengruppe so ausgestaltet sein, dass sie, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer negativen Linse, einer positiven Linse und einer negativen Linse besteht. Zudem ist es bevorzugt, wenn die am weitesten objektseitig liegende Linsenoberfläche innerhalb der zweiten Linsengruppe eine konkave Oberfläche ist, und wenn die am weitesten bildseitig liegende Linsenoberfläche innerhalb der zweiten Linsengruppe eine konvexe Oberfläche ist.
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In dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung kann die dritte Linsengruppe so ausgestaltet sein, dass sie, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer negativen Linse und einer positiven Linse besteht.
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Das Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung kann so ausgestaltet sein, dass die dritte Linsengruppe bezüglich der Bildausbildungsebene feststeht, während die erste Linsengruppe, die Blende und die zweite Linsengruppe sich während Fokussierungsoperationen zusammen (als Ganzes) bewegen.
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Es ist anzumerken, dass die Ausdrücke „besteht ... aus “ und „bestehend ... aus“ sich auf wesentliche Elemente beziehen und bedeuten dass Linsen, die praktisch keine Brechkraft aufweisen, andere optische Elemente als Linsen wie eine Blende, ein Abdeckglas, und mechanische Teile wie Linsenflansche, ein Linsentubus, und ein Kameraverwacklungs-Korrekturmechanismus, als Bestandselemente zusätzlich zu den oben aufgelisteten Bestandselementen enthalten sein können.
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Es ist anzumerken, dass die Vorzeichen der Brechkräfte der Linsengruppen, die Vorzeichen der Brechkräfte der Linsen, die Oberflächenformen der Linsen und die Werte der Krümmungsradien in dem paraxialen (achsnahen) Bereich von asphärischen Oberflächen betrachtet werden, falls Linsen mit asphärischen Oberflächen enthalten sind. Zusätzlich sind die Vorzeichen der Krümmungsradien positiv für Formen, die zu der Objektseite hin konvex sind, und negativ für Formen, die zu der Bildseite hin konvex sind. Zusätzlich beziehen sich die Werte von jeder der obigen Bedingungsformeln auf die d-Linie (Wellenlänge: 587,6 nm).
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Eine Abbildungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist mit dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Offenbarung ausgestattet.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden die Konfigurationen der Linsen innerhalb jeder der Linsengruppen günstig festgelegt, in einem Linsensystem bestehend, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer positiven ersten Linsengruppe, einer Blende, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer positiven dritten Linsengruppe, und es wird eine vorbestimmte Bedingungsformel erfüllt. Somit kann ein Abbildungsobjektiv mit günstiger optischer Performanz, das mit einem großen Abbildungselement kompatibel ist, kompakt ist und konfiguriert ist, einen großen Blickwinkel aufzuweisen, geschaffen werden. Zusätzlich kann auch eine mit diesem Abbildungsobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung geschaffen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schnittdiagramm, das die Konfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen illustriert, die durch ein Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung verlaufen.
- 2 ist ein Schnittdiagramm, das die Konfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen illustriert, die durch ein Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Offenbarung verlaufen.
- 3 ist ein Schnittdiagramm, das die Konfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen illustriert, die durch ein Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Offenbarung verlaufen.
- 4 ist ein Schnittdiagramm, das die Konfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen illustriert, die durch ein Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Offenbarung verlaufen.
- 5 ist eine Sammlung von Diagrammen, die verschiedene Aberrationen des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 1 illustrieren, welche sphärische Aberration (spherical aberration), Astigmatismus (astigmatism), Verzeichnung (distortion) und laterale Aberration (lateral aberration), in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite des Zeichnungsblatts, sind.
- 6 ist eine Sammlung von Diagrammen, die verschiedene Aberrationen des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 2 illustrieren, welche sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und laterale Aberration, in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite des Zeichnungsblatts, sind.
- 7 ist eine Sammlung von Diagrammen, die verschiedene Aberrationen des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 3 illustrieren, welche sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und laterale Aberration, in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite des Zeichnungsblatts, sind.
- 8 ist eine Sammlung von Diagrammen, die verschiedene Aberrationen des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 4 illustrieren, welche sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und laterale Aberration, in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite des Zeichnungsblatts, sind.
- 9A ist eine schematische Vorderansicht, die eine Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert.
- 9B ist eine schematische Rückansicht der Abbildungsvorrichtung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. 1 bis 4 sind Querschnittdiagramme, die die Konfigurationen und die Pfade von Lichtstrahlen illustrieren, die durch Abbildungsobjektive gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verlaufen, die jeweils den später zu beschreibenden Abbildungsobjektiven der Beispiele 1 bis 4 entsprechen. Die grundlegenden Konfigurationen der in den 1 bis 4 illustrierten Ausführungsformen und die Arten und Weisen in denen die Zeichnungen illustriert sind, sind die Gleichen. Daher wird das Abbildungsobjektiv gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vornehmlich mit Bezug auf 1 beschrieben. In 1 ist die linke Seite die Objektseite und die rechte Seite ist die Bildseite. 1 illustriert die optischen Pfade eines axialen Lichtstrahls 2 und eines außer-axialen Lichtstrahls 3 bei maximalem Bildwinkel.
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Dieses Abbildungsobjektiv wird, entlang einer optischen Achse Z in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, gebildet aus: einer ersten Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft als Ganzes; einer Aperturblende St; einer zweiten Linsengruppe G2 mit einer positiven Brechkraft als Ganzes; und einer dritten Linsengruppe G3 mit einer positiven Brechkraft als Ganzes. Es ist anzumerken, dass die in 1 illustrierte Aperturblende St nicht notwendigerweise deren Größe oder Form darstellt, sondern deren Position entlang der optischen Achse Z angibt.
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1 illustriert ein Beispiel, in welchem ein Parallel-Platten-förmiges optisches Glied PP zwischen der am weitesten bildseitig liegenden Linse und einer Bildausbildungsebene Sim vorgesehen ist. Das optische Glied PP stellt das Vorhandensein verschiedener Filter wie eines Infrarot-Abschneidefilters und eines Tiefpass-Filters, sowie eines Abdeckglas und dergleichen dar. Jedoch ist die Position des optischen Glieds PP nicht auf die in 1 illustrierte beschränkt. Zudem ist eine Konfiguration, in welcher das optische Glied PP weggelassen wird, ebenfalls möglich.
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Die erste Linsengruppe G1 ist eine Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Zudem ist die erste Linsengruppe G1 konfiguriert, hintereinander (konsekutiv, aufeinanderfolgend), in dieser Reihenfolge ausgehend von deren am weitesten objektseitig liegenden Seite, genau eine negative Linse und genau eine positive Linse aufzuweisen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von sphärischer Aberration, Bildfeldwölbung (field curvature) und Verzeichnung.
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Beispielsweise kann die erste Linsengruppe G1 eine Zwei-Linsen-Konfiguration aufweisen, gebildet aus einer negativen Meniskuslinse und einer positiven Linse, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite. In dem Fall, dass diese Konfiguration angenommen wird, ist eine derartige Konfiguration vorteilhaft unter den Gesichtspunkten Korrigieren von chromatischen Aberrationen (chromatic aberrations) und Miniaturisierung. In dem Fall, dass die erste Linsengruppe G1 die oben beschriebene Zwei-Linsen-Konfiguration aufweist, können die beiden Linsen Einzellinsen sein oder miteinander verkittet sein. In dem Fall, dass die beiden Linsen miteinander verkittet sind, ist eine derartige Konfiguration noch vorteilhafter unter den Gesichtspunkten Korrigieren von chromatischen Aberrationen und Miniaturisierung und zusätzlich vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Bildfeldwölbung. In dem in 1 illustrierten Beispiel wird die erste Linsengruppe G1, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, gebildet aus einer Linse L11 mit einer negativen Meniskusform, mit einer zu der Bildseite gerichteten konkaven Oberfläche, und einer Linse L12 mit positiver Meniskusform mit einer zu der Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche. Die Linse L11 und die Linse L12 sind miteinander verkittet.
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Die zweite Linsengruppe G2 ist eine Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Die zweite Linsengruppe G2 wird durch drei Linsen gebildet. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt einer Miniaturisierung. Zudem ist die zweite Linsengruppe G2 konfiguriert genau eine positive Linse und genau eine negative Linse zu enthalten. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von chromatischen Aberrationen. Die zweite Linsengruppe G2 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Kittlinse aufweist, die durch Zusammenkitten einer positiven Linse und einer negativen Linse gebildet wird. Eine derartige Konfiguration ist vorteilhaft unter den Gesichtspunkten Korrigieren von chromatischen Aberrationen und Miniaturisierung.
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Beispielsweise kann die zweite Linsengruppe G2, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, gebildet sein aus einer negativen Linse, einer positiven Linse und einer negativen Linse. In dem Fall, dass diese Konfiguration angenommen wird, können die ausgehend von der Objektseite, innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 ersten und zweiten Linsen Farblängsfehler (longitudinal chromatic aberration) korrigieren und die am weitesten zur Bildseite liegende negative Linse kann Farbquerfehler (lateral chromatic aberration) korrigieren. Zudem werden die Höhen von Haupt-Lichtstrahlen bei peripheren Blickwinkeln, beim Durchtritt durch die innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 am weitesten bildseitig liegende negative Linse, höher sein als beim Durchtritt durch die innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 am weitesten zur Objektseite angeordnete negative Linse. Daher kann die innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 am weitesten zur Bildseite angeordnete negative Linse Astigmatismus korrigieren.
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Es ist vorteilhaft, wenn die innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 am weitesten zur Objektseite liegende Linsenoberfläche konkav ist und die innerhalb der zweiten Linsengruppe G2 am weitesten zur Bildseite liegende Linsenoberfläche konvex. In dem Fall, dass diese Konfiguration angenommen wird, kann vermieden werden, dass außer-axiale Lichtstrahlen stark gebrochen werden, und der Umfang der erzeugten Aberrationen kann vermindert werden.
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In dem in 1 illustrierten Beispiel wird die zweite Linsengruppe G2 in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite gebildet aus einer Linse L21 mit bikonkaver Form, einer Linse L22 mit bikonvexer Form und einer Linse L23 mit einer negativen Meniskusform, mit einer in dem paraxialen Bereich zur Objektseite gerichteten konkaven Oberfläche. Die Linse L21 und die Linse L22 sind miteinander verkittet.
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Die dritte Linsengruppe G3 ist eine Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft als Ganzes. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Die dritte Linsengruppe G3 ist so konfiguriert, dass sie hintereinander, in der Reihenfolge von dessen am weitesten objektseitig liegender Seite, eine negative Linse und eine positive Linse aufweist. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Bildfeldwölbung, was gerne zum Problem wird, wenn der Blickwinkel vergrößert wird, und das Vergrößern des Blickwinkels wird vereinfacht. Es ist anzumerken, dass die dritte Linsengruppe G3 eine Zwei-Linsen-Konfiguration aufweisen kann, gebildet, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer negativen Linse und einer positiven Linse. Eine derartige Konfiguration ist vorteilhaft unter den Gesichtspunkten Korrigieren von Bildfeldwölbung und Miniaturisierung.
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Die dritte Linsengruppe G3 kann so konfiguriert sein, dass sie asphärische Oberflächen enthält. In diesem Fall kann es vermieden werden, dass außer-axiale Lichtstrahlen stark gebrochen werden, was die Korrektur von außer-axialen Aberrationen vereinfacht. Im Ergebnis wird diese Konfiguration vorteilhaft sein unter dem Gesichtspunkt des Realisierens eines kompakten Weitwinkel-Abbildungsobjektivs. In dem in 1 illustrierten Beispiel ist die dritte Linsengruppe G3, in der Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite, aus einer negativen Linse L31, die in dem paraxialen Bereich eine zu der Bildseite gerichtete konkave Oberfläche aufweist, und einer positiven Linse L32, die eine zu der Objektseite gerichtete konvexe Oberfläche aufweist, gebildet. Beide Oberflächen der Linse L31 sind asphärische Oberflächen.
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In diesem Abbildungsobjektiv weisen alle Linsengruppen von erster Linsengruppe G1, zweiter Linsengruppe G2 und dritter Linsengruppe G3 positive Brechkräfte auf. Daher kann die positive Brechkraft des Abbildungsobjektivs auf alle diese Linsengruppen verteilt werden, was vorteilhaft unter den Gesichtspunkten Korrigieren von Aberrationen und Verkürzen der Gesamtlänge des Linsensystems ist. Insbesondere, dass die zweite Linsengruppe G2 eine positive Linsengruppe mit einer Drei-Linsen-Konfiguration ist und die dritte Linsengruppe G3 eine positive Linsengruppe mit, in der Reihenfolge von deren am weitesten objektseitig liegenden Seite, der negativen Linse und der positiven Linse ist, ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Realisierens eines Abbildungsobjektivs, das eine Vergrößerung des Blickwinkels erzielt, und der Miniaturisierung, während eine hohe optische Performanz beibehalten wird.
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Dieses Abbildungsobjektiv ist so konfiguriert, dass die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt wird.
wobei f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist und f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.
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Die untere Grenze von Bedingungsformel (1) ist 0, da die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 positive Linsengruppen sind. Mit anderen Worten ist es notwendig, dass der Wert von f1/f2 größer als die untere Grenze von Bedingungsformel (1) ist, um die positive Brechkraft zu verteilen. Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f2 nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (1) definierten oberen Grenze ist, ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Zusätzlich wird das Erzielen einer ausgeglichenen Verteilung der Brechkräfte zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 vereinfacht, was vorteilhaft ist unter dem Gesichtspunkt eines günstigen Korrigierens von Aberrationen. Es ist insbesondere wichtig, dass die Brechkräfte der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, die ausgehend von der Objektseite die ersten und zweiten Linsengruppen innerhalb des gesamten Linsensystems, mit der dazwischen angeordneten Aperturblende St, sind, ausbalanciert sind.
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Weiterhin ist es vorteilhaft wenn die folgende Bedingungsformel (1-1) erfüllt wird.
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Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert f1/f2 nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (1-1) definierten unteren Grenze ist, vereinfacht das Erreichen einer Ausbalanciertheit der Brechkräfte der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, was vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt eines günstigen Korrigierens von Aberrationen ist. Durch das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f2 nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (1-1) definierten oberen Grenze ist, werden die mit der oberen Grenze von Bedingungsformel (1) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (2) erfüllt wird.
wobei f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist und f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist.
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Die untere Grenze von Bedingungsformel (2) ist 0, da die erste Linsengruppe G1 und die dritte Linsengruppe G3 positive Linsengruppen sind. Mit anderen Worten ist es notwendig, dass der Wert von f1/f3 größer als die untere Grenze von Bedingungsformel (2) ist, um die positive Brechkraft zu verteilen. Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f3 nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (2) definierten oberen Grenze ist, ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Zusätzlich wird das Erzielen einer ausgeglichenen Verteilung der Brechkräfte zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der dritten Linsengruppe G3 vereinfacht, was vorteilhaft ist unter dem Gesichtspunkt eines günstigen Korrigierens von Aberrationen. Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f3 nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (2) definierten oberen Grenze ist, kann weiterhin die Brechkraft der dritten Linsengruppe G3, die von der Aperturblende St beabstandet ist, begrenzt werden. Dadurch können Änderungen in den Aberrationen, die durch Änderungen der Objektdistanz verursacht werden, unterdrückt werden.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn die folgende Bedingungsformel (2-1) erfüllt wird.
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Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f3 nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (2-1) definierten unteren Grenze ist, vereinfacht das Erreichen einer Ausbalanciertheit der Brechkräfte der ersten Linsengruppe G1 und der dritten Linsengruppe G3, was vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt eines günstigen Korrigierens von Aberrationen ist. Durch das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von f1/f3 nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (2-1) definierten oberen Grenze ist, werden die mit der oberen Grenze von Bedingungsformel (2) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (3) erfüllt wird.
wobei f die Brennweite des gesamten Linsensystems ist, ω der halbe Blickwinkel ist und R3f der Krümmungsradius der zur Objektseite gerichteten Oberfläche der am weitesten objektseitig liegenden Linse innerhalb der dritten Linsengruppe ist.
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Durch das Erfüllen von Bedingungsformel (3) kann verhindert werden, dass der Absolutwert des Krümmungsradius der am weitesten objektseitig liegenden Linsenoberfläche innerhalb der dritten Linsengruppe exzessiv klein wird, was vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems ist. Es ist vorteilhaft die folgende Bedingungsformel (3-1) zu erfüllen, um zu bewirken, dass die mit Bedingungsformel (3) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt werden.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (4) erfüllt wird.
wobei Nd6 der Brechungsindex bezüglich der d-Linie der negativen, am weitesten zur Objektseite liegenden Linse innerhalb der dritten Linsengruppe ist.
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Durch das Erfüllen von Bedingungsformel (4) kann der Brechungsindex der negativen, am weitesten objektseitig liegenden Linse innerhalb der dritten Linsengruppe G3 vermindert werden und das Beibehalten der positiven Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 als Ganzes wird vereinfacht. Das Konfigurieren aller drei Linsengruppen als positive Linsen ist vorteilhaft unter den Gesichtspunkten Miniaturisierung in der radialen Richtung und Verkürzen der Gesamtlänge des Linsensystems. Zusätzlich ist das Erfüllen von Bedingungsformel (4) vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Bildfeldwölbung. Es ist besonders bevorzugt, wenn die folgende Bedingungsformel (4-1) erfüllt wird, um zu bewirken, dass die mit der Bedingungsformel (4) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt werden. Weiterhin ist es noch vorteilhafter, wenn die Bedingungsformeln (
4-
2) und (
4-
3) erfüllt werden.
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Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von Nd6 nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (4-2) definierten unteren Grenze ist, ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Unterdrückens von sphärischer Aberration. Das Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von Nd6 nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (4-3) definierten unteren Grenze ist, ist zusätzlich vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Unterdrückens von sphärischer Aberration.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (5) erfüllt wird.
wobei D12 die Distanz entlang der optischen Achse von der am weitesten zur Objektseite liegenden Linsenoberfläche innerhalb der ersten Linsengruppe zu der am weitesten zur Bildseite liegenden Linsenoberfläche innerhalb der zweiten Linsengruppe ist, f die Brennweite des gesamten Linsensystems ist und ω der halbe Blickwinkel ist.
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Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von D12/(f·tanω) nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (5) definierten unteren Grenze ist, kann eine ausreichende Größe des Raums gewährleistet werden, in welchem die Linsen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 sowie die Aperturblende St vorgesehen werden, um eine günstige Korrektur von Aberrationen durchzuführen. Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von D12/(f·tanω) nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (5) definierten oberen Grenze ist, kann die Länge in der Richtung der optischen Achse von der ersten Linsengruppe G1 zu der zweiten Linsengruppe G2 vermindert werden, was vorteilhaft ist unter dem Gesichtspunkt des Verkürzens der Gesamtlänge des Linsensystems. Es ist noch vorteilhafter die folgende Bedingungsformel (5-1) zu erfüllen, um zu bewirken, dass die mit Bedingungsformel (5) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt werden.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (6) erfüllt wird.
wobei Σd die Summe der Zentrumsdicken aller Linsen ist und TL die Summe der Distanz entlang der optischen Achse von der am weitesten objektseitig liegenden Linsenoberfläche zu der am weitesten bildseitig liegenden Linsenoberfläche und dem Rückfokus als Luft-konvertierte Länge ist.
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Bedingungsformel (6) definiert einen bevorzugten Prozentbereich der Länge entlang der optischen Achse, der innerhalb der Gesamtlänge des Linsensystems durch die Linsen belegt wird. Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von Σd/TL nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (6) definierten unteren Grenze ist, kann ein ausreichender Prozentsatz der Länge entlang der optischen Achse, die durch die Linsen belegt ist, gewährleistet werden und eine günstige Korrektur von Aberrationen wird vereinfacht. Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von Σd/TL nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (6) definierten oberen Grenze ist, wird der Prozentsatz der Länge entlang der optischen Achse, die durch die Linsen belegt ist, nicht exzessiv groß werden. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass die Gesamtheit des Linsensystems schwergewichtig wird. Es ist noch vorteilhafter die folgende Bedingungsformel (6-1) zu erfüllen, um zu bewirken, dass die mit Bedingungsformel (6) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt werden.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft wenn in diesem Abbildungsobjektiv die folgende Bedingungsformel (7) erfüllt wird.
wobei TL die Summe der Distanz entlang der optischen Achse von der am weitesten objektseitig liegenden Linsenoberfläche zu der am weitesten bildseitig liegenden Linsenoberfläche und dem Rückfokus als Luft-konvertierte Länge ist, f die Brennweite des gesamten Linsensystems ist und ω der halbe Blickwinkel ist.
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Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von TL/(f·tanω) nicht weniger als oder gleich der in Bedingungsformel (7) definierten unteren Grenze ist, wird das Korrigieren von sphärischer Aberration und Bildfeldwölbung vereinfacht. Durch Konfigurieren des Abbildungsobjektivs derart, dass der Wert von TL/(f·tanω) nicht größer als oder gleich der in Bedingungsformel (7) definierten oberen Grenze ist, kann eine Zunahme der Gesamtlänge des Linsensystems verhindert werden und das Konfigurieren des Linsensystems als kompaktes Linsensystem wird vereinfacht. Dadurch kann verhindert werden, dass die Vorrichtung groß wird. Es ist noch vorteilhafter die folgende Bedingungsformel (7-1) zu erfüllen, um zu bewirken, dass die mit Bedingungsformel (7) verbundenen vorteilhaften Effekte stärker ausgeprägt werden.
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Es ist anzumerken, dass dieses Abbildungsobjektiv derart konfiguriert werden kann, dass ein Teil der Linsengruppen zur Durchführung von Fokussierungsoperationen bewegt wird. Beispielsweise kann das Abbildungsobjektiv so konfiguriert werden, dass die dritte Linsengruppe G3 bezüglich der Bildausbildungsebene Sim feststeht, während die erste Linsengruppe G1, die Aperturblende St und die zweite Linsengruppe G2 sich während Fokussierungsoperationen zusammen bewegen. In dem Fall, dass diese Konfiguration angenommen wird, kann der Umfang der Verfahrbewegung verringert werden, verglichen mit dem Fall eines Linsensystems, das das Rückfokusverfahren (rear focus method) anwendet, was vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der Miniaturisierung der Vorrichtung ist.
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Es sind beliebige Kombinationen der oben beschriebenen bevorzugten Konfigurationen und möglichen Konfigurationen, einschließlich der mit den Bedingungsformeln verknüpften Konfigurationen, möglich. Es ist bevorzugt, dass diese Konfigurationen gemäß gewünschten Spezifikationen geeignet gewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, ein Abbildungsobjektiv mit günstiger optischer Performanz, das mit einem großen Abbildungselement kompatibel ist, kompakt ist und konfiguriert ist, einen großen Blickwinkel aufzuweisen, zu realisieren, indem beispielsweise die obigen Konfigurationen geeignet angenommen werden. Es ist anzumerken, dass „kompakt“ hier bedeutet, dass der oben beschriebene Wert von TL/(f·tanω) kleiner als 2,4 ist. Zusätzlich bedeutet „großer Blickwinkel“, dass der gesamte Blickwinkel 70° oder mehr beträgt.
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Nachfolgend werden Beispiele des Abbildungsobjektivs der vorliegenden Offenbarung beschrieben, und insbesondere werden Beispiele von numerischen Werten detailliert beschrieben.
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[Beispiel 1]
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Die Linsenkonfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen durch das Abbildungsobjektiv von Beispiel 1 sind in 1 illustriert. Es ist anzumerken, dass die Konfigurationen der Linsen und die Arten und Weisen, wie diese illustriert sind, zuvor beschrieben wurden. Daher werden redundante Beschreibungen im Folgenden weggelassen.
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Für das Abbildungsobjektiv von Beispiel 1 werden grundlegende Linsendaten in Tabelle 1, verschiedene Einzelheiten in Tabelle 2 und asphärische Oberflächenkoeffizienten in Tabelle 3 gezeigt. In Tabelle 1 sind i-te (i=1, 2, 3,...) Oberflächennummern, die zu der Bildseite sequentiell zunehmen, wobei die zur Objektseite gerichtete Oberfläche des am weitesten objektseitig liegenden Bestandselements als 1 bezeichnet wird, in der Spalte Si aufgelistet, die Krümmungsradien der i-ten Oberflächen sind in Spalte Ri aufgelistet und die Abstände entlang der optischen Achse Z zwischen einer i-ten Oberfläche und einer (i+1)-ten Oberfläche sind in der Spalte Di aufgelistet. Zudem sind die Brechungsindizes bezüglich der d-Linie (Wellenlänge: 587,6 nm) der j-ten (j=1, 2, 3,...) Bestandselemente in der Spalte Ndj aufgelistet, wobei j die Nummern der Bestandselemente sind, wobei das am weitesten objektseitig liegende Bestandselement als 1 bezeichnet wird und wobei j zur Augpunktseite hin sequentiell zunimmt, und die Abbezahlen bezüglich der d-Linie der j-ten Bestandselemente sind in der Spalte vdj aufgelistet.
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Hier sind die Vorzeichen der Krümmungsradien positiv für Oberflächenformen, die zur Objektseite hin konvex sind, und negativ für Oberflächenformen, die zur Bildseite hin konvex sind. Tabelle 1 zeigt auch die Aperturblende St und das optische Glied PP. In Tabelle 1 ist eine Oberflächennummer und der Text „(St)“ in der Spalte der Oberflächennummern für die Reihe der Oberfläche gezeigt, die der Aperturblende St entspricht. Der Wert der untersten Reihe in der Spalte Di ist die Distanz zwischen der in der Tabelle am weitesten zur Bildseite liegenden Oberfläche und der Bildausbildungsebene Sim. Es ist anzumerken, dass die in Tabelle 1 gezeigten Werte diejenigen für einen Zustand sind, in welchem das Abbildungsobjektiv auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert ist.
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Tabelle 2 zeigt die Brennweite f des gesamten Linsensystems, den Rückfokus Bf als Luft-konvertierte Länge, die F-Zahl F No., den maximalen Gesamtblickwinkel 2ω und die Gesamtlänge TL (die Summe der Distanz von der am weitesten zur Objektseite liegenden Linsenoberfläche zu der am weitesten zur Bildseite liegenden Linsenoberfläche und dem Rückfokus als eine Luft-konvertierte Länge). Die Angabe „(°)“ in der Reihe für „2ω“ bedeutet, dass Grad als Einheiten verwendet werden. Die in Tabelle 2 gezeigten Werte sind diejenigen, die die d-Linie als Referenz verwenden, in einem auf ein Objekt im Unendlichen fokussierten Zustand.
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In den Linsendaten von Tabelle 1 sind die Oberflächennummern von asphärischen Oberflächen mit der Markierung „*“ bezeichnet, und numerische Werte, die die paraxialen Krümmungsradien darstellen, sind als die Krümmungsradien der asphärischen Oberflächen gezeigt. Tabelle 3 zeigt asphärische Oberflächendaten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 1. In den numerischen Werten der asphärischen Oberflächenkoeffizienten von Tabelle 3 bedeutet „E-n (n: ganzzahlig)“ „·10
-n“. Es ist anzumerken, dass die asphärischen Oberflächenkoeffizienten die Werte der Koeffizienten KA und Am (m=3,4, 5, ..., 20) in der folgenden asphärischen Oberflächenformel sind:
wobei: Zd die Tiefe der asphärischen Oberfläche ist (die Länge einer Normalenlinie, die sich von einem Punkt auf der asphärischen Oberfläche mit einer Höhe h zu einer zu der optischen Achse senkrechten, mit dem Scheitel der asphärischen Oberfläche in Kontakt stehenden Ebene erstreckt), h die Höhe ist (die Distanz von der optischen Achse zu der Oberfläche der Linse), C die paraxiale Krümmung ist und KA und Am asphärische Oberflächenkoeffizienten sind (m=3,4, 5, ..., 20).
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Für die Daten der folgenden Tabellen werden mm als Längeneinheiten und Grad als Winkeleinheiten verwendet. Es ist jedoch auch möglich, optische Systeme proportional zu vergrößern oder proportional zu verkleinern und zu verwenden. Daher können anderweitige geeignete Einheiten verwendet werden. Zusätzlich zeigen die folgenden Tabellen numerische Werte, die an vorbestimmten (Nachkomma-)Stellen gerundet sind.
[Tabelle 1]
Beispiel 1 |
Si | Ri | Di | Ndj | vdj |
1 | 33,66700 | 0,500 | 1,59270 | 35,31 |
2 | 6,36500 | 2,280 | 1,88300 | 40,76 |
3 | 51,96200 | 1,140 | | |
4 (St) | ∞ | 1,400 | | |
5 | -10,75200 | 0,500 | 1,69895 | 30,13 |
6 | 8,04000 | 3,110 | 1,88300 | 40,76 |
7 | -10,93100 | 1,170 | | |
*8 | -6,79295 | 1,550 | 1,56867 | 58,50 |
*9 | -10,81559 | 4,493 | | |
*10 | -39,36209 | 1,550 | 1,68201 | 31,43 |
*11 | 58,13827 | 0,300 | | |
12 | 124,77000 | 4,320 | 1,88300 | 40,76 |
13 | -31,86900 | 2,000 | | |
14 | ∞ | 1,300 | 1,49784 | 54,98 |
15 | ∞ | 2,225 | | |
[Tabelle 2]
Beispiel 1 |
f | 19,129 |
Bf | 5,092 |
F No. | 2,88 |
2ω (°) | 72,8 |
TL | 27,405 |
[Tabelle 3]
Beispiel 1 |
Oberflächennummer | 8 | 9 | 10 | 11 |
KA | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 |
A3 | 1,3782299E-03 | 1,6676754E-03 | 7,1558711E-03 | 5,5995896E-03 |
A4 | -3,9906529E-03 | -2,4750326E-03 | -4,5021273E-03 | -2,8612644E-03 |
A5 | 3,0279366E-03 | 1,2407224E-03 | 5,5943157E-04 | 1,4221896E-04 |
A6 | -7,2335607E-04 | -2,8344250E-05 | 1,8141289E-04 | 1,3246894E-04 |
A7 | -5,2662171E-04 | -1,8838124E-04 | -6,8061703E-05 | -2,6896787E-05 |
A8 | 4,3174050E-04 | 5,2306441E-05 | 7,9699513E-07 | -1,3966448E-06 |
A9 | -1,0667147E-04 | 7,3270033E-06 | 2,4057863E-06 | 8,5583589E-07 |
A10 | -2,6123249E-05 | -5,7426490E-06 | -1,9151359E-07 | -3,0874398E-08 |
A11 | 3,1013165E-05 | 6,1758754E-07 | -4,5583276E-08 | -1,2225967E-08 |
A12 | -7,7837347E-06 | 2,4398960E-07 | 5,3485862E-09 | 9,4461070E-10 |
A13 | -1,7599849E-06 | -7,3886864E-08 | 5,5459375E-10 | 8,3855914E-11 |
A14 | 1,2281672E-06 | -1,4360895E-09 | -8,1148605E-11 | -9,9278279E-12 |
A15 | -9,1395399E-08 | 2,9375274E-09 | -4,5531991E-12 | -1,6287784E-13 |
A16 | -6,0784881 E-08 | -1,9017547E-10 | 7,6779070E-13 | 4,3963915E-14 |
A17 | 1,2422264E-08 | -5,5363331E-11 | 2,2470633E-14 | -6,9690143E-16 |
A18 | 5,0707140E-10 | 5,8994028E-12 | -4,1664211E-15 | -6,2998485E-17 |
A19 | -3,2671505E-10 | 3,9589140E-13 | -4,9469722E-17 | 3,2617438E-18 |
A20 | 2,3730773E-11 | -5,2542757E-14 | 9,7697856E-18 | -8,4650758E-20 |
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5 ist eine Sammlung von Diagrammen, die verschiedene Aberrationen des Abbildungsobjektivs von Beispiel 1 in einem auf ein Objekt im Unendlichen fokussierten Zustand illustrieren. Die Aberrationsdiagramme von 5 illustrieren sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler (lateral chromatic aberration, chromatische Aberration der Vergrößerung), in dieser Reihenfolge von der linken Seite zu der rechten Seite des Zeichnungsblatts. Das Diagramm, das sphärische Aberration illustriert, zeigt Aberrationen bezüglich der d-Linie (Wellenlänge: 587,6 nm), der C-Linie (Wellenlänge: 656,3 nm) und der F-Linie (Wellenlänge: 486,1 nm) jeweils als eine durchgezogene Linie, eine lang gestrichelte Linie und eine kurz gestrichelte Linie. In dem Diagramm, das Astigmatismus illustriert, werden Aberrationen in der sagittalen Richtung und Aberrationen in der tangentialen Richtung bezüglich der d-Linie jeweils durch eine durchgezogene Linie und eine gestrichelte Linie angegeben. In dem Diagramm, das Verzeichnung illustriert, werden Aberrationen bezüglich der d-Linie als eine durchgezogene Linie gezeigt. In dem Diagramm, das Farbquerfehler-Diagramm illustriert, werden Aberrationen bezüglich der C-Linie und der F-Linie jeweils als eine lang gestrichelte Linie und eine kurz gestrichelte Linie gezeigt. In dem Diagramm das sphärische Aberration illustriert, bezeichnet „FNo.“ die F-Zahl. In den anderen Diagrammen, die die Aberrationen illustrieren, bezeichnet ω halbe Blickwinkel.
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Die Symbole, die Bedeutungen und die Arten, in der die verschiedenen Daten in der Beschreibung von Beispiel 1 oben beschrieben sind, sind für die im Folgenden zu beschreibenden Beispiele die gleichen, soweit nichtanderweitig angegeben. Daher werden redundante Beschreibungen nachfolgend weggelassen.
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[Beispiel 2]
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Die Linsenkonfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen, die durch ein Abbildungsobjektiv von Beispiel 2 verlaufen, sind in
2 illustriert. Für das Abbildungsobjektiv von Beispiel 2 werden grundlegende Linsendaten in Tabelle 4, verschiedene Einzelheiten in Tabelle 5, asphärische Oberflächenkoeffizienten in Tabelle 6 und verschiedene Diagramme, die Aberrationen in einem auf ein Objekt im Unendlichen fokussierten Zustand illustrieren, in
6 gezeigt.
[Tabelle 4]
Beispiel 2 |
Si | Ri | Di | Ndj | vdj |
1 | 33,04682 | 0,799 | 1,65985 | 32,88 |
2 | 6,51726 | 2,273 | 1,89725 | 40,09 |
3 | 42,89811 | 1,772 | | |
4 (St) | ∞ | 1,585 | | |
5 | -9,22076 | 0,355 | 1,65958 | 32,89 |
6 | 6,75244 | 2,959 | 1,88791 | 40,87 |
7 | -10,27358 | 0,849 | | |
*8 | -9,70997 | 1,550 | 1,56867 | 58,50 |
*9 | -15,23656 | 4,346 | | |
*10 | -61,35877 | 1,550 | 1,68201 | 31,43 |
*11 | 108,27767 | 0,300 | | |
12 | 35,59856 | 4,320 | 1,54296 | 64,99 |
13 | -108,10058 | 2,000 | | |
14 | ∞ | 1,300 | 1,49784 | 54,98 |
15 | ∞ | 0,896 | | |
[Tabelle 5]
Beispiel 2 |
f | 17,220 |
Bf | 3,764 |
F No. | 2,88 |
2ω (°) | 80,0 |
TL | 26,422 |
[Tabelle 6]
Beispiel 2 |
Oberflächennummer | 8 | 9 | 10 | 11 |
KA | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 |
A3 | 1,3782299E-03 | 1,6676754E-03 | 7,1558711E-03 | 5,5995896E-03 |
A4 | -5,2704746E-03 | -3,3057910E-03 | -4,4459561E-03 | -2,4147182E-03 |
A5 | 3,2562061E-03 | 1,2674642E-03 | 6,4303881E-04 | 1,0046269E-04 |
A6 | -7,3453167E-04 | -1,7227930E-05 | 1,7054825E-04 | 1,3210911E-04 |
A7 | -5,3154730E-04 | -1,8816678E-04 | -6,8588766E-05 | -2,6945711E-05 |
A8 | 4,3143664E-04 | 5,2122875E-05 | 8,1708506E-07 | -1,4017780E-06 |
A9 | -1,0661512E-04 | 7,3067644E-06 | 2,4068874E-06 | 8,5597722E-07 |
A10 | -2,6101993E-05 | -5,7435366E-06 | -1,9119689E-07 | -3,0793305E-08 |
A11 | 3,1014344E-05 | 6,1784788E-07 | -4,5565812E-08 | -1,2220938E-08 |
A12 | -7,7843494E-06 | 2,4421585E-07 | 5,3556234E-09 | 9,4511872E-10 |
A13 | -1,7598526E-06 | -7,3846731E-08 | 5,5520932E-10 | 8,3880499E-11 |
A14 | 1,2282003E-06 | -1,4281926E-09 | -8,1079002E-11 | -9,9266940E-12 |
A15 | -9,1400111E-08 | 2,9383168E-09 | -4,5666182E-12 | -1,6324147E-13 |
A16 | -6,0780749E-08 | -1,9017262E-10 | 7,6613099E-13 | 4,3910479E-14 |
A17 | 1,2422185E-08 | -5,5392610E-11 | 2,2543952E-14 | -7,0076669E-16 |
A18 | 5,0715494E-10 | 5,8931351E-12 | -4,1566794E-15 | -6,5763255E-17 |
A19 | -3,2670990E-10 | 3,9500901E-13 | -5,1407856E-17 | 3,7685905E-18 |
A20 | 2,3715117E-11 | -5,2537361E-14 | 9,8548274E-18 | -1,0414383E-19 |
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[Beispiel 3]
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Die Linsenkonfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen, die durch ein Abbildungsobjektiv von Beispiel 3 verlaufen, sind in
3 illustriert. Für das Abbildungsobjektiv von Beispiel 3 werden grundlegende Linsendaten in Tabelle 7, verschiedene Einzelheiten in Tabelle 8, asphärische Oberflächenkoeffizienten in Tabelle 9 und verschiedene Diagramme, die Aberrationen in einem auf ein Objekt im Unendlichen fokussierten Zustand illustrieren, in
7 gezeigt.
[Tabelle 7]
Beispiel 3 |
Si | Ri | Di | Ndj | vdj |
1 | 25,17427 | 0,460 | 1,59270 | 35,31 |
2 | 6,80509 | 2,219 | 1,88300 | 40,76 |
3 | 32,79840 | 1,188 | | |
4 (St) | ∞ | 1,425 | | |
5 | -19,11103 | 0,555 | 1,69895 | 30,13 |
6 | 8,50562 | 3,150 | 1,88300 | 40,76 |
7 | -17,36920 | 1,150 | | |
*8 | -6,54879 | 1,542 | 1,56867 | 58,50 |
*9 | -9,44298 | 4,497 | | |
*10 | 80,82271 | 1,500 | 1,68201 | 31,43 |
*11 | 34,16046 | 0,281 | | |
12 | 32,80578 | 4,320 | 1,88300 | 40,76 |
13 | 77,88003 | 3,000 | | |
14 | ∞ | 1,300 | 1,49784 | 54,98 |
15 | ∞ | 1,159 | | |
[Tabelle 8]
Beispiel 3 |
f | 19,146 |
Bf | 5,027 |
F No. | 2,00 |
2ω (°) | 73,2 |
TL | 27,314 |
[Tabelle 9]
Beispiel 3 |
Oberflächennummer | 8 | 9 | 10 | 11 |
KA | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 |
A3 | 1,3782299E-03 | 1,6676754E-03 | 7,1558711E-03 | 5,5995896E-03 |
A4 | -3,6997291E-03 | -1,8335552E-03 | -4,8021486E-03 | -2,8094446E-03 |
A5 | 3,3681619E-03 | 1,1748850E-03 | 7,1422544E-04 | 1,4207462E-04 |
A6 | -7,5986859E-04 | -1,2035532E-05 | 1,6874481E-04 | 1,3115271E-04 |
A7 | -5,3532224E-04 | -1,8794551E-04 | -6,9018764E-05 | -2,6803727E-05 |
A8 | 4,3160944E-04 | 5,1789320E-05 | 8,1274057E-07 | -1,3953091E-06 |
A9 | -1,0650521E-04 | 7,2448503E-06 | 2,4123158E-06 | 8,5543702E-07 |
A10 | -2,6087214E-05 | -5,7510225E-06 | -1,9081862E-07 | -3,0913949E-08 |
A11 | 3,1009563E-05 | 6,1824664E-07 | -4,5534305E-08 | -1,2229615E-08 |
A12 | -7,7830763E-06 | 2,4433370E-07 | 5,3486267E-09 | 9,4454276E-10 |
A13 | -1,7600284E-06 | -7,3809381E-08 | 5,5415356E-10 | 8,3877411E-11 |
A14 | 1,2281032E-06 | -1,4270243E-09 | -8,1215531E-11 | -9,9256894E-12 |
A15 | -9,1421069E-08 | 2,9376492E-09 | -4,5610356E-12 | -1,6272599E-13 |
A16 | -6,0783155E-08 | -1,9038881E-10 | 7,6746496E-13 | 4,3974610E-14 |
A17 | 1,2422757E-08 | -5,5421623E-11 | 2,2461072E-14 | -6,9589357E-16 |
A18 | 5,0752964E-10 | 5,8875105E-12 | -4,1642606E-15 | -6,3239958E-17 |
A19 | -3,2668466E-10 | 3,9622560E-13 | -4,9134821E-17 | 3,2487669E-18 |
A20 | 2,3708789E-11 | -5,2236758E-14 | 9,8228500E-18 | -8,5354671E-20 |
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[Beispiel 4]
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Die Linsenkonfiguration und die Pfade von Lichtstrahlen, die durch ein Abbildungsobjektiv von Beispiel 4 verlaufen, sind in
4 illustriert. Für das Abbildungsobjektiv von Beispiel 4 werden grundlegende Linsendaten in Tabelle 10, verschiedene Einzelheiten in Tabelle 11, asphärische Oberflächenkoeffizienten in Tabelle 12 und verschiedene Diagramme, die Aberrationen in einem auf ein Objekt im Unendlichen fokussierten Zustand illustrieren, in
8 gezeigt.
[Tabelle 10]
Beispiel 4 |
Si | Ri | Di | Ndj | vdj |
1 | 33,66700 | 0,500 | 1,59270 | 35,31 |
2 | 6,36500 | 2,280 | 1,88300 | 40,76 |
3 | 51,96200 | 1,140 | | |
4 (St) | ∞ | 1,400 | | |
5 | -10,75200 | 0,500 | 1,69895 | 30,13 |
6 | 8,04000 | 3,110 | 1,88300 | 40,76 |
7 | -10,93100 | 1,170 | | |
*8 | -5,94573 | 1,550 | 1,56867 | 58,50 |
*9 | -8,24153 | 4,493 | | |
*10 | 258,28672 | 1,201 | 1,68201 | 31,43 |
*11 | 49,52891 | 0,249 | | |
12 | 120,66350 | 1,350 | 1,88300 | 40,76 |
13 | -100,00000 | 2,000 | | |
14 | ∞ | 1,300 | 1,49784 | 54,98 |
15 | ∞ | 2,613 | | |
[Tabelle 11]
Beispiel 4 |
f | 16,978 |
Bf | 5,481 |
F No. | 2,87 |
2ω (°) | 77,6 |
TL | 24,424 |
[Tabelle 12]
Beispiel 4 |
Oberflächennummer | 8 | 9 | 10 | 11 |
KA | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 | 0,0000000E+00 |
A3 | 2,2861522E-03 | 2,0691587E-03 | 4,8771996E-03 | 3,8734129E-03 |
A4 | -4,9949435E-03 | -3,0008130E-03 | -5,4214725E-03 | -3,3186465E-03 |
A5 | 3,3483386E-03 | 1,3122157E-03 | 7,6294110E-04 | 1,5175402E-04 |
A6 | -7,5015518E-04 | -6,5288011E-06 | 1,8556499E-04 | 1,4610124E-04 |
A7 | -5,1750522E-04 | -1,8624413E-04 | -6,9206783E-05 | -2,6560802E-05 |
A8 | 4,2983910E-04 | 5,1647792E-05 | 6,8919389E-07 | -1,4902317E-06 |
A9 | -1,0672695E-04 | 7,2025229E-06 | 2,4062138E-06 | 8,3140486E-07 |
A10 | -2,6097596E-05 | -5,7239776E-06 | -1,9065419E-07 | -2,8759497E-08 |
A11 | 3,1013165E-05 | 6,1758754E-07 | -4,5583276E-08 | -1,2225967E-08 |
A12 | -7,7837347E-06 | 2,4398960E-07 | 5,3485862E-09 | 9,4461070E-10 |
A13 | -1,7599849E-06 | -7,3886864E-08 | 5,5459375E-10 | 8,3855914E-11 |
A14 | 1,2281672E-06 | -1,4360895E-09 | -8,1148605E-11 | -9,9278279E-12 |
A15 | -9,1395399E-08 | 2,9375274E-09 | -4,5531991E-12 | -1,6287784E-13 |
A16 | -6,0784881E-08 | -1,9017547E-10 | 7,6779070E-13 | 4,3963915E-14 |
A17 | 1,2422264E-08 | -5,5363331E-11 | 2,2470633E-14 | -6,9690143E-16 |
A18 | 5,0707140E-10 | 5,8994028E-12 | -4,1664211E-15 | -6,2998485E-17 |
A19 | -3,2671505E-10 | 3,9589140E-13 | -4,9469722E-17 | 3,2617438E-18 |
A20 | 2,3730773E-11 | -5,2542757E-14 | 9,7697856E-18 | -8,4650758E-20 |
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Tabelle 13 zeigt Werte, die den Bedingungsformeln (
1) bis (
7) der Abbildungsobjektive der Beispiele 1 bis 4 entsprechen. Die in Tabelle 13 gezeigten Werte beziehen sich auf die d-Linie.
[Tabelle 13]
Formel | | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 |
(1) | f1/f2 | 0,340 | 0,924 | 0,350 | 0,470 |
(2) | f1/f3 | 0,165 | 0,085 | 0,110 | 0,107 |
(3) | f·tanω/R3f | -0,358 | -0,235 | 0,176 | 0,053 |
(4) | Nd6 | 1,682 | 1,682 | 1,682 | 1,682 |
(5) | D12/(f·tanω) | 0,827 | 0,841 | 0,823 | 0,854 |
(6) | Σd/TL | 0,504 | 0,523 | 0,503 | 0,430 |
(7) | TL/(f·tanω) | 1,945 | 1,830 | 1,922 | 1,790 |
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Wie aus den obigen Daten ersichtlich, sind die Abbildungsobjektive der Beispiele 1 bis 4 kompakt konfiguriert, mit Werten von TL/(f·tanω) unter 2, mit großen Blickwinkeln, die 70° oder mehr betragen, verschiedenen, günstig korrigierten Aberrationen und weisen eine mit einem großen Abbildungselement kompatible, günstige optische Performanz auf.
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Nachfolgend wird eine Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 9A und 9B illustrieren das äußere Erscheinungsbild einer Kamera 30, die eine Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist. 9A ist eine perspektivische Ansicht der Kamera 30 von vorne gesehen und 9B ist eine perspektivische Ansicht der Kamera 30 von hinten gesehen. Die Kamera 30 ist eine einäugige Digitalkamera ohne einen Reflexsucher, auf der ein Wechselobjektiv 20 auswechselbar angebracht ist. Das Wechselobjektiv 20 ist ein Abbildungsobjektiv 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das in einem Linsentubus aufgenommen ist.
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Die Kamera 30 ist mit einem Kamerakörper 31 ausgestattet. Ein Auslöseknopf 32 und ein Einschaltknopf 33 sind auf der oberen Oberfläche des Kamerakörpers 31 vorgesehen. Bedienungsabschnitte 34 und 35 und ein Anzeigeabschnitt 36 sind auf der rückseitigen Oberfläche des Kamerakörpers 31 vorgesehen. Der Anzeigeabschnitt 36 zeigt Bilder, die photographiert worden sind und, vor dem Photographieren, Bilder innerhalb des Blickwinkels.
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Eine Photographier-Öffnung, in die Licht von Photographier-Zielen eintritt, ist an dem zentralen Abschnitt der vorderen Oberfläche des Kamerakörpers 31 vorgesehen. Eine Halterung 37 ist an einer der Photographier-Öffnung korrespondierenden Position vorgesehen. Das Wechselobjektiv 20 ist an dem Kamerakörper 31 mittels der Halterung 37 befestigt.
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In dem Kamerakörper 31 sind eine Abbildungseinrichtung (nicht dargestellt), wie eine CCD (Charge Coupled Device) oder ein CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), die von dem Wechselobjektiv 20 ausgebildete Bilder von Subjekten empfängt und den Bildern entsprechende Bildsignale ausgibt, ein Signalverarbeitungsschaltkreis (nicht dargestellt), der die von der Abbildungseinrichtung ausgegebenen Bildsignale verarbeitet, um Bilder zu generieren, und ein Speichermedium (nicht dargestellt) zum Abspeichern der erzeugten Bilder vorgesehen. In dieser Kamera 30 wird das Photographieren eines Standbilds oder eines Videos durch Drücken des Auslöseknopfs 32 durchgeführt. Die durch das Photographieren erhaltenen Bilddaten werden in dem Speichermedium abgespeichert.
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Durch Anwenden des Abbildungsobjektivs 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf das Wechselobjektiv 20 zur Verwendung in der Kamera 30, wie oben beschrieben, wird es möglich werden die Kamera 30 kompakt zu konfigurieren und zugleich ein großes Abbildungselement zu verwenden, und die Kamera 31 wird in der Lage sein, günstige Bilder bei einem großem Blickwinkel zu erzielen.
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Die vorliegende Offenbarung wurde mit Bezug auf dessen Ausführungsformen und Beispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt und verschiedene Modifikationen sind möglich. Zum Beispiel sind die Werte der Krümmungsradien von jeder Linse, der Oberflächenabstände, der Brechungsindizes, der Abbezahlen, der asphärischen Oberflächenkoeffizienten, etc. nicht auf die im Zusammenhang mit den Beispielen angegebenen numerischen Werte beschränkt und können andere Werte sein.
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Weiterhin wurde eine einäugige Digitalkamera ohne einen Reflexsucher mit Bezug auf die Zeichnungen als die Ausführungsform der Abbildungsvorrichtung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese beabsichtigte Verwendung beschränkt und kann beispielsweise auf eine einäugige Spiegelreflexkamera, eine Filmkamera, eine Videokamera und dergleichen angewendet werden.