DE102019009255B3 - Optisches System und Bildaufnahmegerät - Google Patents

Abstract

Ein optisches System gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optisches System, das aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. In dem optischen System werden Beziehungen zwischen einem Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer negativen Linse mit der stärksten Brechkraft in der hinteren Linsengruppe und einer positiven Linse, die auf der Bildseite der negativen Linse angeordnet ist, einem Öffnungswinkel der positiven Linse, einem Backfokus des optischen Systems, und einer Brennweite des optischen Systems entsprechend bestimmt.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System und ein Bildaufnahmegerät.
• Stand der Technik
• In den letzten Jahren wurde als optisches System für den Einsatz in einem Bildaufnahmegerät ein optisches System benötigt, das klein ist, und eine Abnahme der Randbeleuchtung verhindert.
• Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-56917 ( JP 6 256 917 B2 ) zeigt ein optisches System, das eine erste Linseneinheit mit positiver Brechkraft und eine zweite Linseneinheit mit negativer Brechkraft umfasst, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Die zweite Linseneinheit mit starker negativer Brechkraft ist auf der Bildseite angeordnet, wodurch die Austrittspupille nahe an die Bildseite gebracht wird. Dadurch wird ein kleines optisches System erreicht.
• Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-192973 ( JP 2007-192 973 A ) zeigt ein telezentrisches optisches System, bei dem eine Vielzahl von positiven Linsen nahe einer Bildebene angeordnet ist, wodurch ein etwa senkrecht zu der Bildebene einfallender Lichtstrahl entsteht.
• Ein für den Stand der Technik weiterhin relevantes Dokument US 2015/0 092 100 A1 zeigt ein Abbildungsobjektiv und eine Abbildungsvorrichtung.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die Erfindung betrifft ein optisches System sowie ein Bildaufnahmegerät gemäß den beigefügten Patentansprüchen.
• Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung besteht ein optisches System aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende beziehungsweise Öffnungsblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind, wobei die hintere Linsengruppe eine negative Linse Ln mit der stärksten Brechkraft in der hinteren Linsengruppe, und eine positive Linse Lp umfasst, die auf der Bildseite der negativen Linse Ln angeordnet ist und den bedingten Ausdruck $$18<\left|\mathrm{\theta }\text{p}\right|<90\left(\text{Grad}\right)$$

  

  erfüllt, wobei θp den größeren von Halböffnungswinkeln von Linsenoberflächen auf den Objekt- und Bildseiten der positiven Linse Lp darstellt, und wobei das optische System die bedingten Ausdrücke $$\mathrm{0,20}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{1,20,}$$

  

  und $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00}$$

  

  erfüllt, wobei Δnp einen Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln und der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und fn eine Brennweite der negativen Linse Ln darstellt, wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, sk einen Backfokus des Einzelfokusobjektivs darstellt, und f eine Brennweite des Einzelfokusobjektivs darstellt, und wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, sk einen Backfokus des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende darstellt, und f eine Brennweite des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende darstellt.
• Gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung besteht ein optisches System aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende beziehungsweise Öffnungsblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind, wobei die hintere Linsengruppe eine negative Linse Ln mit der stärksten Brechkraft in der hinteren Linsengruppe, und eine positive Linse Lp umfasst, die unter positiven Linsen weiter auf der Bildseite als die negative Linse Ln angeordnet ist und den bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,40}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{sp}<\mathrm{3,00}$$

  

  erfüllt, wobei Φp einen effektiven Durchmesser einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp darstellt, und Φsp einen Aperturdurchmesser beziehungsweise Öffnungsdurchmesser der Aperturblende darstellt, und wobei das optische System die bedingten Ausdrücke $$\mathrm{0,20}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{1,20,}$$

  

  $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00,}\text{ und}$$

  

  $$\mathrm{0,50}<\text{Lnsk/Ssk}<\mathrm{1,00}$$

  

  erfüllt, wobei Δnp einen Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln und einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und fn eine Brennweite der negativen Linse Ln darstellt, wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, sk einen Backfokus des Einzelfokusobjektivs darstellt, f eine Brennweite des Einzelfokusobjektivs darstellt, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu einer Bildebene darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene darstellt, und wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, sk einen Backfokus des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende darstellt, f eine Brennweite des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende darstellt, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt.
• Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
• Figurenliste
• 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 2 sind Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 4 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 6 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 8 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 9 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 10 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß einem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 12A und 12B zeigen Aberrationsdiagramme des optischen Systems gemäß dem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
• 13 zeigt ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Bildaufnahmegeräts veranschaulicht.
• 14 zeigt ein Diagramm, das einen Öffnungswinkel veranschaulicht.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Auf Grundlage der beigefügten Zeichnungen ist ein optisches System und ein Bildaufnahmegerät gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Folgenden im Detail beschrieben. Jedes der Ausführungsbeispiele der im Folgenden beschriebenen vorliegenden Erfindung kann einzeln oder, wenn erforderlich oder wenn die Kombination von Elementen oder Merkmalen einzelner Ausführungsbeispiele in einem einzelnen Ausführungsbeispiel vorteilhaft ist, als eine Kombination einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen oder deren Merkmalen implementiert werden.
• [Beispielhafte Ausführungsbeispiele eines optischen Systems]
• Jedes der optischen Systeme gemäß den beispielhaften Ausführungsbeispielen ist ein bildaufnehmendes optisches System zur Verwendung in einem Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise einer Videokamera, einer Digitalkamera, einer Silberhalogenid-Filmkamera, und einer Fernsehkamera. In jeder der Querschnittsansichten des optischen Systems, die in 1, 3, 5, 7, 9, und 11, veranschaulicht sind, ist die linke Seite eine Objektseite (vorne), und die rechte Seite ist eine Bildseite (hinten). In jeder der Querschnittsansichten stellt Li die i-te Linseneinheit dar, falls i die Reihenfolge von Linseneinheiten von der Objektseite zu der Bildseite darstellt. Eine Aperturblende SP bestimmt (beschränkt) einen Strahl mit einer offenen Blendenzahl (Fno).
• Beim Fokussieren von einem Objekt in Unendlichkeit auf ein Objekt in nächstgelegener Entfernung, bewegt sich die Fokuslinseneinheit wie durch einen in jeder der 3, 5, 7, 9, und 11 veranschaulichten gestrichelten Pfeil. In einem Zoomobjektiv bewegen sich Linseneinheiten beim Zoomen von einem Weitwinkelende zu einem Teleobjektivende, wie in 11 durch durchgezogene Pfeile veranschaulicht. In dieser Spezifikation kann eine „Linseneinheit“ eine Vielzahl von Linsen umfassen oder kann eine einzelne Linse umfassen.
• In einem Fall, in dem das optische System gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele in dem Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise einer Videokamera und einer Digitalkamera, verwendet wird, entspricht eine Bildebene IP einem Bildsensor (Fotoelektrisches Umwandlungselement), wie beispielsweise einem Charge-Coupled Device (CCD) -Sensor und einem Complementary Metal-Oxid-Semiconductor (CMOS) -Sensor. In einem Fall, in dem das optische System gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele in dem Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise einer Silberhalogenid-Filmkamera, verwendet wird, entspricht die Bildebene IP einer Filmfläche.
• 2, 4, 6, 8, 10, 12A, und 12B zeigen Aberrationsdiagramme der optischen Systeme gemäß den beispielhaften Ausführungsbeispielen. In jedem der sphärischen Aberrationsdiagramme stellt eine durchgezogene Linie die d-Linie (Wellenlänge von 587,6 nm) dar, stelle eine Zwei-Punkt-Kettenlinie die g-Linie (Wellenlänge von 435,8 nm) dar, stellt eine Ein-Punkt-Kettenlinie die C-Linie (Wellenlänge von 656,3 nm) dar, und stellt eine gestrichelte Linie die F-Linie (Wellenlänge von 486,1 nm) dar. In jedem der Astigmatismus-Diagramme stellt eine gestrichelte Linie ΔM eine meridionale Bildebene dar, und eine durchgezogene Linie ΔS stellt eine sagittale Bildebene dar. Jedes der Verzerrungsdiagramme veranschaulicht eine Verzerrung bei der d-Linie. Eine chromatische Aberration einer Vergrößerung ist durch die g-Linie, die F-Linie, und die C-Linie dargestellt. Ein Halbsichtwinkel (Grad) ist durch ω dargestellt, und eine Blendenzahl ist durch Fno dargestellt.
• In der unteren Beschreibung bezeichnet ein „Einzelfokusobjektiv“ ein optisches System mit einer konstanten Brennweite. Ein „Zoomobjektiv“ bezeichnet ein optisches System mit einer variablen Brennweite. Bei dem Zoomobjektiv bezeichnet ein „Weitwinkelende“ ferner eine Zoomposition, bei der die Brennweite des Zoomobjektivs am kürzesten ist, und ein „Teleobjektivende“ bezeichnet eine Zoomposition, bei der die Brennweite des Zoomobjektivs am längsten ist.
• Wie in den optischen Systemen, die in der als verwandte Technik zitierten Literatur gezeigt sind, ist der maximale Einfallswinkel eines auf den Bildsensor einfallenden achsenversetzen Strahls groß, falls eine Linseneinheit mit starker negativer Brechkraft nahe einer Bildebene angeordnet ist, und eine Randbeleuchtung nimmt daher ab. Falls andererseits viele positive Linsen nebeneinander nahe der Bildebene angeordnet sind, um einen Lichtstrahl etwa parallel zur optischen Achse in Richtung der Bildebene zu leiten, ist die Position einer Austrittspupille zu weit von der Bildebene entfernt, und dadurch ist eine Gesamtlänge des optischen Systems wahrscheinlich lang.
• Als Antwort darauf verwendet ein optisches System gemäß der vorliegenden Erfindung die folgende Konfiguration.
• Das optische System gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Jede der vorderen und hinteren Linsengruppen umfasst eine Linse. Insbesondere umfasst die hintere Linsengruppe eine positive Linse Lp und eine negative Linse Ln.
• Die negative Linse Ln ist eine Linse mit der stärksten Brechkraft unter negativen Linsen, die in der hinteren Linsengruppe umfasst sind. Die positive Linse Lp ist eine positive Linse, die auf der Bildseite der negativen Linse Ln angeordnet ist und den bedingten Ausdruck $$18<\left|\mathrm{\theta }\text{p}\right|<90\left(\text{Grad}\right)$$

  

  erfüllt, wobei θp den größeren der Halböffnungswinkel von Linsenoberflächen auf den Objekt- und Bildseiten der positiven Linse Lp darstellt.
• Mit Bezug zu 14 ist die Definition des Halböffnungswinkels θp beschrieben. Der Halböffnungswinkel θp wird durch $$\theta \text{p}=\angle \text{BOA}={\text{sin}}^{-1}\left\{\left(\mathrm{\Phi /}2\right)\text{/R}\right\},$$

  

  berechnet, wobei ein Ursprung O ein Schnittpunkt einer geraden Linie, die durch einen Oberflächeneckpunkt A einer Linse mit einem effektiven Durchmesser Φ verläuft und parallel zu der optischen Achse ist, und einer Normalen einer Tangentenlinie, die eine Position B auf einer Linsenoberfläche der Linse mit dem effektiven Durchmesser Φ durchläuft und wobei die Länge einer geraden Linie OB der Krümmungsradius R ist, ist.
• In der vorliegenden Beschreibung ist der effektive Durchmesser einer Linse jedoch der Durchmesser eines Kreises, dessen Radius gleich der Höhe eines Lichtstrahls von der optischen Achse aus ist, der eine Position durchläuft, die am weitesten von der optischen Achse entfernt ist, unter Lichtstrahlen, die eine Linsenoberfläche der Linse durchlaufen.
• Das optische System gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele erfüllt die folgenden bedingten Ausdrücke (2) und (3). $$\mathrm{0,20}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{1,20}$$

  

  $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00}$$

  
• Ein Abstand auf der optischen Achse zwischen einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln und der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp ist Δnp. Ein Vorzeichen von Δnp ist in einem Fall positiv, in dem die negative Linse Ln auf der Objektseite der positiven Linse Lp lokalisiert ist und ist in einem Fall negativ, in dem die negative Linse Ln auf der Bildseite der positiven Linse Lp lokalisiert ist. Eine Brennweite der negativen Linse Ln ist fn. Eine luftumgewandelte Entfernung auf der optischen Achse (im Folgenden als ein „Backfokus“ bezeichnet) von einer Linsenoberfläche, die am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems liegt, zu der Bildebene IP ist Sk. In einem Fall jedoch, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, ist der Backfokus des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende sk. Eine Brennweite des gesamten optischen Systems ist f. In einem Fall jedoch, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, ist die Brennweite des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende f.
• Ein Lichtstrahl, der unter dem maximalen Einfallswinkel auf die Bildebene einfällt, ist ein Lichtstrahl, der einen achsenversetzten Strahl ausbildet. Um den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene zu verringern, um eine Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, ist es somit notwendig, den Einfallswinkel von hauptsächlich dem achsenversetzten Strahl zu verringern.
• Als Antwort darauf sind in jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele die Brechkraft und die Platzierung der negativen Linse Ln und der positiven Linse Lp wichtig. Die negative Linse mit starker negativer Brechkraft ist weiter auf der Bildseite als die Aperturblende angeordnet, wodurch ein auf der Achse liegender Strahl von einem achsenversetzten Strahl in eine Richtung senkrecht zu der optischen Achse (hier im Folgenden als eine Radialrichtung bezeichnet) separiert wird. Die positive Linse Lp mit relativ starker positiver Brechkraft ist ferner auf der Bildseite der negativen Linse Lp angeordnet, wodurch der achsenversetzte Strahl unter den durch die negative Linse Lz separierten Strahlen adäquat gebrochen wird. Das verringert den Einfallswinkel des achsenversetzten Strahls.
• Es ist insbesondere wünschenswert, dass die positive Linse Lp an einer Position angeordnet ist, die auf der Bildseite der negativen Linse Ln ist und dort ist, wo der auf der Achse liegende Strahl und der achsenversetzte Strahl in der Radialrichtung weitgehend voneinander separiert sind. Der Absolutwert des Halböffnungswinkels der positiven Linse Lp wird dann relativ groß gemacht, wodurch es möglich ist, den achsenversetzten Strahl, der die positive Linse Lp durchläuft, stark zu brechen.
• Auf Grundlage der Platzierung der negativen Linse Ln wird ferner ein Effekt des Verkürzens eines Abstands von der Bildebene zu der Austrittspupille (hier im Folgenden als ein „Austrittspupillenabstand“ bezeichnet) erhalten, wodurch ein kleines optisches System erreicht wird.
• Als nächstes wird jeder der bedingten Ausdrücke (1) bis (3) beschrieben.
• Der bedingte Ausdruck (1) betrifft den Absolutwert des Halböffnungswinkels der positiven Linse Lp. In einem Fall, in dem positive Linsen mit sphärischen Formen verglichen werden, die gleiche Brennweiten und unterschiedliche Halböffnungswinkel haben, kann die Linse mit einem kleineren Krümmungsradius, d. h., die Linse mit dem größeren Absolutwert des Halböffnungswinkels, einen Lichtstrahl, der einen Abschnitt nahe des Außenumfangs der Linse durchläuft, stärker brechen. Falls |θp| unter den unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (1) fällt, wird die Stärke zum Brechen von insbesondere des achsenversetzen Strahls in dem Lichtstrahl, der die positive Linse Lp durchläuft, schwach. Es ist konsequenterweise schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Es ist physikalisch unmöglich eine positive Linse Lp zu erhalten, die einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (1) übersteigt.
• Der bedingte Ausdruck (2) betrifft den Abstand zwischen der negativen Linse Ln und der positiven Linse Lp, und die Brechkraft der negativen Linse Ln. Falls |Δnp/fn| unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (2) fällt, d. h., die Brechkraft der negativen Linse Ln ist zu schwach für Δnp, ist der Austrittspupillenabstand lang, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist daher lang, was nicht wünschenswert ist. Falls |Δnp/fn| einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (2) übersteigt, d. h., die Brechkraft der negativen Linse Ln ist zu stark für Δnp, ist eine Kraft zum Separieren des auf der Achse liegenden Strahls und des achsenversetzten Strahls voneinander in der Radialrichtung zu stark. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (3) betrifft ein Verhältnis zwischen der Brennweite und dem Backfokus des optischen Systems, und trägt insbesondere zum Verkleinern des optischen Systems bei. Falls sk/f unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (3) fällt und der Backfokus relativ zu der Brennweite klein ist, wird eine Linse, die eine Linsenoberfläche mit einem großen effektiven Durchmesser aufweist, weiter auf der Bildseite als die Aperturblende platziert. Das macht das optische System in der Radialrichtung groß, was nicht wünschenswert ist. Falls sk/f den oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (3) übersteigt, und der Backfokus relativ zu der Brennweite lang ist, ist die Gesamtlänge des optischen Systems lang, was nicht wünschenswert ist.
• Es ist wünschenswert, die numerischen Bereiche der bedingten Ausdrücke (1) bis (3) wie folgt einzustellen. $$19<\left|\mathrm{\theta }\text{p}\right|<50\left(\text{Grad}\right)$$

  

  $$\mathrm{0,22}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{0,90}$$

  

  $$\mathrm{0,20}<\text{sk/f}<\mathrm{0,80}$$

  
• Es ist stärker erwünscht, die numerischen Bereiche der bedingten Ausdrücke (1) bis (3) wie folgt einzustellen. $$18<\left|\mathrm{\theta }\text{p}\right|<45\left(\text{Grad}\right)$$

  

  $$\mathrm{0,24}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{0,85}$$

  

  $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{0,70}$$

  
• Die obere Konfiguration und bedingten Ausdrücke sind erfüllt, wodurch es möglich ist, das optische System zu erreichen, das klein ist und die Abnahme der Randbeleuchtung verhindert. Ferner beispielsweise in einem Fall, in dem eine austauschbare Linse, die dieses optische System umfasst, an ein Bildaufnahmegerät angebracht ist, ist es möglich, ein Auftreten einer Schattierung zu verringern.
• Es ist ferner wünschenswert, dass das optische System gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele wenigstens einen der folgenden bedingten Ausdrücke (4) bis (19) erfüllt. $$\mathrm{0,70}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{r}\le \mathrm{1,00}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\text{fp/fpp}<\mathrm{6,00}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{pp}<\mathrm{4,00}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{a}<\text{4}\mathrm{,00}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\left({\text{h}}^{\wedge }\text{p/hp}\right)/\left({\text{h}}^{\wedge }\text{a/ha}\right)<\mathrm{5,00}$$

  

  $$\mathrm{0,20}<\mathrm{\Phi }\text{p/Tk}<\text{1}\text{,00}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\text{Tk/f}<\mathrm{5,00}$$

  

  $$\mathrm{0,30}<\text{fp/f}<\mathrm{5,00}$$

  

  $$-\mathrm{6,00}<\text{fp/fn}<-\mathrm{0,70}$$

  

  $$\mathrm{0,50}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{i}<\text{1}\text{,00}$$

  

  $$\mathrm{2,00}<\left|\text{fr/fn}\right|<\mathrm{10,00}$$

  

  $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{np}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{0,80}$$

  

  $$\mathrm{0,50}<\text{Lnsk/Ssk}<\mathrm{1,00}$$

  

  $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{ppp}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{1,00}$$

  

  $$-\mathrm{0,20}<\Delta \text{ppn/Ssk}<\mathrm{0,20}$$

  

  $$\mathrm{0,20}<\left|\left(\text{R}2+\text{R}1\right)/\left(\text{R}2-\text{R}1\right)\right|<\mathrm{1,00}$$

  
• Die Zeichen sind wie folgt definiert.
• Der effektive Durchmesser der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist Φp, und der maximal effektive Durchmesser einer Linse mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen, die in der hinteren Linsengruppe umfasst sind, ist Φr. Der effektive Durchmesser Φp der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp kann gleich dem maximalen effektiven Durchmesser Φr (Φp = Φr) sein. Die Brennweite der positiven Linse Lp ist fp.
• Wenn eine positive Linse, die in der hinteren Linsengruppe umfasst ist und die stärkste Brechkraft unter positiven Linsen aufweist, die auf der Objektseite der positiven Linse Lp platziert sind, als eine positive Linse Lpp bezeichnet wird, ist eine Brennweite der positiven Linse Lpp fpp, und ist ein effektiver Durchmesser der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp Φpp.
• Wenn eine Linse, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist, als eine Linse La bezeichnet wird, ist ein effektiver Durchmesser einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der Linse La Φa. „Daneben angeordnet“ umfasst jedoch auch einen Fall, in dem die Linse La neben der positiven Linse Lp mit einer dazwischen eingefügten Luftschicht angeordnet ist. Die Linse La kann eine positive Linse oder eine negative Linse sein. Die Linse La kann ferner die positive Linse Lpp oder die negativen Linse Ln sein.
• Auf der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist eine Höhe eines Hauptstrahls des achsenversetzten Strahls, der die positive Linse Lp durchläuft, h^p, und ist eine Höhe des peripheren Lichtstrahls des auf der Achse liegenden Strahls, der die positive Linse Lp durchläuft, hp. Auf der Linsenoberfläche auf der Bildseite der Linse La ist eine Höhe des Hauptstrahls des achsenversetzten Strahls, der die Linse La durchläuft, h^a, und ist eine Höhe des peripheren Lichtstrahls des auf der Achse liegenden Strahls, der die Linse La durchläuft, ha.
• Der Austrittspupillenabstand des optischen Systems ist Tk, der Durchmesser des Bildkreises des optischen Systems ist Φi, die Brennweite der hinteren Linsengruppe ist fr, der Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene ist Ssk, und der Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu der Bildebene ist Lnsk. Ein Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp ist Δppp, und ein Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der negativen Linse Ln ist Δppn.
• In einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Einzellinse ist (d. h., die positive Linse Lp ist nicht eine Komponente eines Kittglieds), sind die Krümmungsradien der Linsenoberflächen auf den Objekt- und Bildseiten der positiven Linse Lp jeweils R1 und R2. In einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Komponente eines Kittglieds ist, sind die Radien der Linsenoberfläche auf den Objekt- und Bildseiten des Kittglieds jeweils R1 und R2.
• In einem Fall jedoch, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, sind der Austrittspupillenabstand Tk, der Bildkreis Φi, die Brennweite fr, der Abstand Ssk, der Abstand Lnsk, der Abstand Δppp, und der Abstand Δppn Werte an dem Weitwinkelende des Zoomobjektivs. Ferner ist das Vorzeichen von Δppp in einem Fall positiv, in dem die positive Linse Lpp auf der Objektseite der positiven Linse Lp lokalisiert ist, und ist in einem Fall negativ, in dem die positive Linse Lpp auf der Bildseite der positiven Linse Lp lokalisiert ist. Das Vorzeichen von Δppn ist in einem Fall positiv, in dem die positive Linse Lpp auf der Objektseite der negativen Linse Ln lokalisiert ist, und ist in einem Fall negativ, in dem die Linse Lpp auf der Bildseite der negativen Linse Ln lokalisiert ist.
• Der bedingte Ausdruck (4) repräsentiert, dass die positive Linse Lp eine Linse mit dem maximalen effektiven Durchmesser ist, oder dass die positive Linse Lp an einer Position relativ nahe der Linse mit dem maximalen effektiven Durchmesser angeordnet ist. Genauer gesagt gibt der bedingte Ausdruck (4) an, dass die positive Linse Lp nahe der Bildebene angeordnet ist, wo die Linse mit dem maximalen effektiven Durchmesser oft angeordnet ist. Falls Φp/Φr unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (4) fällt und der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp klein ist, ist der Austrittspupillenabstand lang, und damit ist die Gesamtlänge des optischen Systems lang, was nicht wünschenswert ist. Es ist ferner unmöglich für den effektiven Durchmesser der positiven Linse Lp einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (4) zu übersteigen.
• Der bedingte Ausdruck (5) betrifft ein Verhältnis zwischen den Brennweiten der positiven Linse Lp und der positiven Linse Lpp. Falls fp/fpp unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (5) fällt und die Brechkraft der positiven Linse Lp stark ist, ist es schwierig eine durch den achsenversetzten Strahl verursachte Aberration zu korrigieren. Der maximale Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene ist ferner zu klein, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist daher lang, was nicht wünschenswert ist. Falls fp/fpp einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (5) übersteigt, und die Brechkraft der positiven Linse Lp schwach ist, ist die Kraft zum Brechen des achsenversetzten Strahls schwach. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (6) betrifft das Verhältnis zwischen dem effektiven Durchmesser der positiven Linse Lp und dem effektiven Durchmesser der positiven Linse Lpp. Falls Φp/Φpp unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (6) fällt, ist es schwierig für die positive Linse Lp den achsenversetzten Strahl zu brechen. Der achsenversetzte Strahl wird somit stufenweise gebrochen, wenn er die positive Linse Lpp und die positive Linse Lp durchläuft. Das macht den maximalen Einfallswinkel auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Falls Φp/Φpp einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (6) übersteigt, ändert sich die Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl durchläuft, deutlich weiter auf der Bildseite als der Aperturblende. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (7) betrifft ein Verhältnis zwischen dem effektiven Durchmesser der positiven Linse Lp und dem effektiven Durchmesser der Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist. Falls Φp/Φa unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (7) fällt, ist der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp kleiner als der der Linse La. In solch einem Fall ist es für die positive Linse Lp schwierig ihre Brechwirkung auf den achsenversetzten Strahl größer als ihre Brechwirkung auf den auf der Achse liegenden Strahl zu machen, was nicht wünschenswert ist. Es ist somit für die positive Linse Lp schwierig den achsenversetzten Strahl zu brechen. Das macht den maximalen Einfallswinkel auf die Bildebene groß, was nicht wünschenswert ist. Falls Φp/Φa einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (7) übersteigt, ändert sich eine Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl durchläuft, weiter auf der Bildseite als der Aperturblende. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (8) betrifft ein Verhältnis zwischen den Höhen des achsenversetzen Strahls und des auf der Achse liegenden Strahls, die die positive Linse Lp durchlaufen, und ein Verhältnis zwischen den Höhen des achsenversetzten Strahls und des auf der Achse liegenden Strahls, die die Linse La durchlaufen. Insbesondere repräsentiert der bedingte Ausdruck (8) das Verhältnis zwischen den Separationsgraden der Strahlen auf der positiven Linse Lp und der Linse La. Falls (h^p/hp)/(h^a/ha) unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (8) fällt und der Separationsgrad der Strahlen auf der positiven Linse Lp klein ist, ist es für die positive Linse Lp schwierig den achsenversetzten Strahl stark zu brechen, was nicht wünschenswert ist. Falls (h^p/hp)/(h^a/ha) einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (8) übersteigt und der Separationsgrad der Strahlen auf der positiven Linse Lp groß ist, wird die Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl durchläuft, in einer Richtung groß, in der der Einfallswinkel auf die Bildebene zunimmt. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (9) betrifft ein Verhältnis zwischen dem effektiven Durchmesser der positiven Linse Lp und dem Austrittspupillenabstand des optischen Systems. Falls Φp/Tk unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (9) fällt und der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp relativ zu dem Austrittspupillenabstand klein ist, wird eine Einfallshöhe des auf die positive Linse Lp einfallenden achsenversetzten Strahls klein. Eine Brechwirkung auf den achsenversetzten Strahl nimmt dann ab. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Falls Φp/Tk einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (9) übersteigt und der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp relativ zu dem Austrittspupillenabstand groß ist, kommt das optische System auf der Bildseite nahe einem telezentrischen optischen System, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist daher lang, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (10) betrifft ein Verhältnis zwischen der Brennweite und dem Austrittspupillenabstand des optischen Systems. Falls Tk/f unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (10) fällt und die Brennweite lang ist, ist eine Brechwirkung auf den achsenversetzten Strahl klein. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Falls Tk/f einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (10) übersteigt und der Austrittspupillenabstand lang ist, ist die Gesamtlänge des optischen Systems lang, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (11) betrifft die Brennweite der positiven Linse Lp und die Brennweite des gesamten optischen Systems. Falls fp/f unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (11) fällt, und die Brennweite der positiven Linse Lp kurz ist, d. h., die Brechkraft der positiven Linse Lp ist stark, ist ein Abstand von der Bildebene zu der Austrittspupille lang, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist daher lang. Das macht das optische System groß, was nicht wünschenswert ist. Ferner erhöht die starke Brechwirkung der positiven Linse Lp verschiedene Arten von Aberrationen beziehungsweise Abbildungsfehlern, was nicht wünschenswert ist. Falls fp/f einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (11) übersteigt und die Brennweite der optischen Linse Lp lang ist, d. h., die Brechkraft der positiven Linse Lp ist schwach, ist die Brechwirkung auf den achsenversetzten Strahl, der die positive Linse Lp durchläuft, klein. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (12) betrifft ein Verhältnis zwischen der Brennweite der positiven Linse Lp und der Brennweite der negativen Linse Ln. Falls fp/fn unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (12) fällt und die Brechkraft der positiven Linse Lp schwach ist, ist der Einfallswinkel des achsenversetzten Strahls auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Falls fp/fn einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (12) übersteigt und die Brechkraft der positiven Linse Lp stark ist, ist der Einfallswinkel auf die Bildebene zu klein, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist daher lang, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (13) betrifft ein Verhältnis zwischen dem effektiven Durchmesser der positiven Linse Lp und einem Durchmesser eines Bildkreises des optischen Systems. Falls Φp/Φi unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (13) fällt und der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp relativ zu dem Bildkreis klein ist, ist die Brechwirkung der positiven Linse Lp auf den achsenversetzten Strahl klein. Es ist somit schwierig, den Einfallswinkel auf die Bildebene klein zu machen, was nicht wünschenswert ist. Falls Φp/Φi einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (13) übersteigt und der effektive Durchmesser der positiven Linse Lp relativ zu dem Durchmesser des Bildkreises groß ist, ist der Durchmesser der positiven Linse Lp groß und somit ist das optische System in der Radialrichtung groß, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (14) betrifft ein Verhältnis zwischen der kombinierten Brennweite der hinteren Linsengruppe zu der Brennweite der negativen Linse Ln. Falls |fr/fn| unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (14) fällt, ist die Brechkraft der negativen Linse Ln schwach. Das macht den Austrittspupillenabstand lang, und die Gesamtlänge des optischen Systems ist somit lang, was nicht wünschenswert ist. Falls |fr/fn| einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (14) übersteigt, ist die Brechkraft der negativen Linse Ln stark. Das macht die Kraft zum Separieren des auf der Achse liegenden Strahls und des achsenversetzten Strahls übermäßig groß. Somit ist eine Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl Die positive Linse Lp durchläuft, groß, und somit ist der maximale Einfallswinkel auf die Bildebene groß, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (15) betrifft ein Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen der positiven Linse Lp und der negativen Linse Ln, und einem Abstand von der Aperturblende zu der Bildebene. Falls |Δnp|/Ssk unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (15) fällt, ist der Abstand zwischen der positiven Linse Lp und der negativen Linse Ln zu kurz, und die Kraft zum Separieren des auf der Achse liegenden Strahls von dem achsenversetzten Strahl ist daher zu schwach. Konsequenterweise ist die Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl die positive Linse Lp durchläuft, zu klein. Zum Beibehalten des maximalen Einfallswinkels auf die Bildebene innerhalb eines akzeptablen Bereichs, ist die Gesamtlänge des optischen Systems somit lang, was nicht wünschenswert ist. Falls |Δnp|/Ssk einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (15) übersteigt, ist der Abstand zwischen der positiven Linse Lp und der negativen Linse Ln lang, und daher ist die Kraft zum Separieren des auf der Achse liegenden Strahls von dem achsenversetzten Strahl stark. Das macht den maximalen Einfallswinkel auf die Bildebene groß. Es ist somit schwierig, die Abnahme der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (16) betrifft eine Anordnung der negativen Linse Ln. Falls Lnsk/Ssk unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (16) fällt und die negative Linse Ln relativ nahe der Bildseite angeordnet ist, ist der Austrittspupillenabstand lang, und die Gesamtlänge ist daher lang, was nicht wünschenswert ist. Falls Lnsk/Ssk einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (16) übersteigt und die negative Linse Ln relativ nahe der Objektseite angeordnet ist, ist der maximale Einfallswinkel auf die Bildebene groß, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (17) betrifft einen Abstand zwischen der positiven Linse Lpp und der positiven Linse Lp. Falls |Δppp|/Ssk unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (17) fällt, ist es schwierig, einen Unterschied zwischen den Durchmessern der positiven Linse Lpp und der positiven Linse Lp sicherzustellen. Konsequenterweise wird der achsenversetzte Strahl schrittweise in Richtung der Bildebene gebrochen. Es ist somit schwierig, den maximalen Einfallswinkel auf die Bildebene zu verringern, was nicht wünschenswert ist. Es ist physikalisch unmöglich, dass |Δppp|/Ssk einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (17) übersteigt. Je näher ein Wert des bedingten Ausdrucks (17) an 1,00 ist, desto größer wird der Durchmesser der positiven Linse Lp. Das macht das optische System in der Radialrichtung lang, was nicht wünschenswert ist.
• Der bedingte Ausdruck (18) betrifft einen Abstand zwischen der positiven Linse Lpp und der negativen Linse Ln. Die positive Linse Lpp kann weiter auf der Objektseite als die negative Linse Ln angeordnet sein, oder die positive Linse Lpp kann weiter auf der Bildseite als die negative Linse Ln angeordnet sein. Falls Δppn/Ssk unter einen unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (18) fällt und die negative Linse Ln weiter auf der Objektseite als die positive Linse Lpp angeordnet ist, ist die Gesamtlänge des optischen Systems lang, was nicht wünschenswert ist. Falls ferner Δppn/Ssk einen oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (18) übersteigt und die positive Linse Lpp weiter auf der Objektseite als die negative Linse Ln angeordnet ist, ist die Gesamtlänge des optischen Systems kurz, aber der maximale Einfallswinkel auf die Bildebene ist groß, was nicht wünschenswert ist.
• In einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Einzellinse ist, betrifft der bedingte Ausdruck (19) einen Formfaktor der positiven Linse Lp. In einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Komponente eines Kittglieds ist, betrifft der bedingte Ausdruck (19) einen Formfaktor des Kittglieds. Es ist wünschenswert, dass die positive Linse Lp eine Linse mit konvexen Formen auf beiden Seiten davon ist, sodass der achsenversetzte Strahl weitgehend gebrochen werden kann. Es ist ferner wünschenswert, dass der Krümmungsradius von einer der Linsenoberflächen der positiven Linse größer als der der anderen ist, um den achsenversetzten Strahl weitgehend zu brechen, während ein Auftreten einer Aberration verringert wird. Konsequenterweise ist es möglich, das Auftreten einer Aberration zu verringern und gleichzeitig die Brechwirkung nahe des Umrisses der Linse, der hauptsächlich den achsenversetzten Strahl bricht, größer als nahe des Zentrums der Linse zu machen.
• Der bedingte Ausdruck (19) wird von diesem Standpunkt aus bestimmt. Falls |(R2 + R1)/(R2 - R1)| unter den unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (19) fällt, und der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite nahe dem Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Objektseite ist, ist eine Brechkraft pro Linsenoberfläche schwach. Konsequenterweise ist die Brechwirkung auf den achsenversetzten Strahl zerstreut, und es ist daher schwierig, den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene zu verringern. Es ist somit schwierig, eine Abnahme in der Randbeleuchtung zu verhindern, was nicht wünschenswert ist. Falls |(R2 + R1)/(R2 - R1)| den oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (19) übersteigt, d. h., die positive Linse Lp weist eine Meniskusform auf, ist die Brechkraft der positiven Linse Lp klein, was nicht wünschenswert ist.
• Weitere beispielhafte Ausführungsbeispiele des optischen Systems sind beschrieben. Es ist wünschenswert, dass die Linse La eine konkave Linsenoberfläche umfasst, die der Bildseite zugewandt ist. Konsequenterweise ist es möglich, den Lichtstrahl in dem Zustand auf die positive Linse Lp einfallen zu lassen, in dem der auf der Achse liegende Strahl und der achsenversetzte Strahl in der Radialrichtung weitgehend voneinander separiert sind. Somit kann die positive Linse Lp den achsenversetzten Strahl stärker als den auf der Achse liegenden Strahl brechen. Es ist somit möglich, den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene zu verringern.
• Es ist wünschenswert, dass der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp (oder des Kittglieds, das die positive Linse Lp umfasst) kleiner als der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp (oder des Kittglieds, das die positive Linse Lp umfasst) ist. Der Einfallswinkel auf die positive Linse Lp (oder das Kittglied, das die positive Linse Lp umfasst) wird relativ klein gemacht, wodurch es möglich ist, eine durch den achsenversetzten Strahl verursachte Aberration zu verringern.
• In einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, ist es wünschenswert, dass eine Einfallshöhe des achsenversetzten Strahls, der die positive Linse Lp an einem Weitwinkelende des optischen Systems durchläuft, größer als eine Einfallshöhe des achsenversetzten Strahls ist, der die positive Linse Lp an einem Teleobjektivende des optischen Systems durchläuft. An dem Weitwinkelende, wo der maximale Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene mit größerer Wahrscheinlichkeit groß ist, ist ein Effekt des Verringerns des Einfallwinkels des Lichtstrahls auf die Bildebene konsequenterweise größer. Es ist somit möglich, Fluktuationen in dem maximalen Einfallswinkel in dem gesamten Zoombereich zu verringern.
• Es ist wünschenswert, die numerischen Bereiche der bedingten Ausdrücke (4) bis (19) wie folgt einzustellen. $$\mathrm{0,77}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{r}\le \mathrm{1,00}$$

  

  $$\mathrm{1,10}<\text{fp/fpp}<\mathrm{5,00}$$

  

  $$\mathrm{1,20}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{pp}<\mathrm{3,00}$$

  

  $$\mathrm{1,20}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{a}<\mathrm{3,00}$$

  

  $$\mathrm{1,20}<\left({\text{h}}^{\wedge }\text{p/hp}\right)/\left({\text{h}}^{\wedge }\text{a/ha}\right)<\mathrm{4,00}$$

  

  $$\mathrm{0,40}<\mathrm{\Phi }\text{p/Tk}<\mathrm{0,90}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\text{Tk/f}<\mathrm{4,00}$$

  

  $$\mathrm{0,40}<\text{fp/f}<\mathrm{4,00}$$

  

  $$-\mathrm{5,00}<\text{fp/fn}<-\mathrm{0,80}$$

  

  $$\mathrm{0,55}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{i}<\text{0}\text{,90}$$

  

  $$\mathrm{2,10}<\left|\text{fr/fn}\right|<\mathrm{7,50}$$

  

  $$\mathrm{0,03}<\left|\Delta \text{np}\right|\text{/Ssk}<\text{0}\text{,60}$$

  

  $$\mathrm{0,55}<\text{Lnsk/Ssk}<\text{0}\text{,90}$$

  

  $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{ppp}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{0,50}$$

  

  $$-\mathrm{0,10}<\Delta \text{ppn/Ssk}<\mathrm{0,15}$$

  

  $$\mathrm{0,35}<\left|\left(\text{R}2+\text{R}1\right)/\left(\text{R}2-\text{R}1\right)\right|<\mathrm{1,00}$$

  
• Es ist stärker wünschenswert, die numerischen Bereiche der bedingten Ausdrücke (4) bis (19) wie folgt einzustellen. $$\mathrm{0,84}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{r}\le \text{1}\text{,00}$$

  

  $$\mathrm{1,15}<\text{fp/fpp}<\text{4}\text{,75}$$

  

  $$\mathrm{1,30}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{pp}<\mathrm{2,50}$$

  

  $$\mathrm{1,30}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{a}<\mathrm{2,50}$$

  

  $$\mathrm{1,30}<\left({\text{h}}^{\wedge }\text{p/hp}\right)/\left({\text{h}}^{\wedge }\text{a/ha}\right)<\mathrm{3,50}$$

  

  $$\mathrm{0,50}<\mathrm{\Phi }\text{p/Tk}<\mathrm{0,80}$$

  

  $$\mathrm{1,00}<\text{Tk/f}<\mathrm{3,50}$$

  

  $$\mathrm{0,50}<\text{fp/f}<\mathrm{3,00}$$

  

  $$-\mathrm{4,50}<\text{fp/fn}<-\mathrm{0,90}$$

  

  $$\mathrm{0,60}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{i}<\mathrm{0,85}$$

  

  $$\mathrm{2,20}<\left|\text{fr/fn}\right|<\mathrm{6,30}$$

  

  $$\mathrm{0,05}<\left|\Delta \text{np}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{0,40}$$

  

  $$\mathrm{0,60}<\text{Lnsk/Ssk}<\mathrm{0,80}$$

  

  $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{ppp}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{0,35}$$

  

  $$-\mathrm{0,05}<\Delta \text{ppn/Ssk}<\mathrm{0,12}$$

  

  $$\mathrm{0,45}<\left|\left(\text{R}2+\text{R}1\right)/\left(\text{R}2-\text{R}1\right)\right|<\mathrm{1,00}$$

  
• Das optische System gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch durch Verwendung der folgenden bedingten Ausdrücke anstelle der bedingten Ausdrücke (1) bis (3) dargestellt werden. $$\mathrm{1,40}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{sp}<\mathrm{3,00}$$

  

  $$\mathrm{0,20}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{1,20}$$

  

  $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00}$$

  

  $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{ppp}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{1,00}$$

  
• Ein Aperturdurchmesser der Aperturblende ist Φsp, und die anderen Symbole haben eine gleiche Bedeutung wie die obigen.
• Eine positive Linse, die den bedingten Ausdruck (20) erfüllt, weist eine Funktion ähnlich der der positiven Linse Lp auf. Während der auf der Achse liegende Strahl und der achsenversetzte Strahl in der Radialrichtung durch die negative Linse Ln voneinander separiert werden, wird insbesondere hauptsächlich der achsenversetzte Strahl stark gebrochen, wodurch der maximale Einfallswinkel auf die Bildebene verringert wird.
• Je weiter entfernt der Lichtstrahl von der Aperturblende ist, desto länger wird der Lichtstrahldurchmesser des Lichtstrahls, der die Aperturblende durchläuft. Insbesondere bedeutet der bedingte Ausdruck (20), dass die positive Linse an einer etwas von der Blende entfernten Position angebracht ist.
• Falls Φp/Φsp unter den unteren Grenzwert des bedingten Ausdrucks (20) fällt, d. h., die positive Linse ist an einer Position nahe der Aperturblende angebracht, ist der Durchmesser der positiven Linse Lpp klein, und ein Unterschied zwischen den Brechwirkungen auf den auf der Achse liegenden Strahl und den achsenversetzten Strahl ist somit klein. Es ist somit schwierig, den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene zu verringern, was nicht wünschenswert ist. Falls Φp/Φsp den oberen Grenzwert des bedingten Ausdrucks (20) übersteigt, ist der Durchmesser der positiven Linse Lp groß. Somit ist die Höhe, bei der der achsenversetzte Strahl die positive Linse Lp durchläuft, groß. Das macht den maximalen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene groß, was nicht wünschenswert ist.
• Es ist stärker erwünscht, dass der bedingte Ausdruck (20) den bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,45}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{sp}<\mathrm{2,60}$$

  

  erfüllt.
• Es ist sogar stärker erwünscht, dass der bedingte Ausdruck (20) den bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,50}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{sp}<\mathrm{2,40}$$

  

  erfüllt.
• Die erwünschten numerischen Bereiche der bedingten Ausdrücke (2), (3), und (17) sind oben beschrieben.
• Es ist stärker erwünscht, dass das optische System, das die bedingten Ausdrücke (2), (3), (17), und (20) erfüllt, mindestens einen der anderen bedingten Ausdrücke erfüllt, die oben beschrieben sind.
• 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel. 2 zeigt ein Aberrationsdiagramm des optischen Systems OL beim Fokussieren auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Einzelfokusobjektiv, das eine Brennweite von 35,7 mm und eine Blendenzahl von 1,85 aufweist.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Das optische System OL besteht aus einer ersten Linseneinheit L1, die eine positive Brechkraft aufweist, und einer zweiten Linseneinheit L2, die eine negative Brechkraft aufweist, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind. Die erste Linseneinheit L1 besteht aus acht Linsen und der Aperturblende SP, und die Aperturblende SP ist zwischen zwei der Linsen angeordnet, die in der ersten Linseneinheit L1 umfasst sind. Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegt sich die erste Linseneinheit L1 zu der Objektseite, und die zweite Linseneinheit L2 bewegt sich nicht, wodurch sich ein Raum zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2 ändert.
• Eine positive Linse Lp ist die achte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und weist eine Brennweite von 31,56 mm, einen Halböffnungswinkel von 33,02°, und einen effektiven Durchmesser von 31,16 mm auf. Ein Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als ein Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die siebte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und ist auch eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist. Die negative Linse Ln umfasst eine konkave Linsenoberfläche, die der Bildseite zugewandt ist.
• Eine positive Linse Lpp ist auf der Objektseite der negativen Linse Ln angeordnet, und die positive Linse Lpp und die negative Linse Ln bilden ein Kittglied aus. Eine Linse Lm, die den maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen aufweist, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind, ist am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems OL angeordnet.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 2 veranschaulicht, ist es möglich, verschiedene Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 26° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und eine Abnahme der Randbeleuchtung verhindert.
• 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel. 4 zeigt ein Aberrationsdiagramm des optischen Systems OL bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Einzelfokusobjektiv, das eine Brennweite von 20,5 mm und eine Blendenzahl von 2,06 aufweist.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Die vordere Linsengruppe Lf ist eine erste Linseneinheit L1, die eine negative Brechkraft aufweist, und die Aperturblende SP und die hintere Linsengruppe Lr sind eine zweite Linseneinheit L2, die eine positive Brechkraft aufweist. Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegt sich die erste Linseneinheit L1 nicht, und die zweite Linseneinheit L2 bewegt sich auf die Objektseite, wodurch sich ein Raum zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2 ändert.
• Eine positive Linse Lp ist eine Linse, die am weitesten von der Bildseite des optischen Systems OL entfernt angeordnet ist, und ist auch eine Linse Lm, die den maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen aufweist, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind. Die positive Linse Lp weist eine Brennweite von 37,35 mm, einen Halböffnungswinkel von 41,99°, und einen effektiven Durchmesser von 36,46 mm auf. Der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die neunte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL. Eine positive Linse Lpp ist die sechste Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und ist neben der Aperturblende SP auf der Bildseite angeordnet.
• Eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist, umfasst eine konkave Linsenoberfläche, die der Bildseite zugewandt ist.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 4 veranschaulicht, ist es möglich, unterschiedliche Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 21° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und eine Abnahme der Randbeleuchtung verhindert.
• 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel. 6 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems OL bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Einzelfokusobjektiv mit einer Brennweite von 35,7 mm und einer Blendenzahl von 2,88.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Das optische System OL besteht aus einer ersten Linseneinheit L1, die eine positive Brechkraft aufweist, einer zweiten Linseneinheit L2, die eine positive Brechkraft aufweist, und einer dritten Linseneinheit L3, die eine negative Brechkraft aufweist, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind. Die erste Linseneinheit L1 besteht aus fünf Linsen und der Aperturblende SP, und die Aperturblende SP ist zwischen zwei der Linsen angeordnet, die in der ersten Linseneinheit L1 umfasst sind.
• Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegen sich die erste Linseneinheit L1 und die zweite Linseneinheit L2 auf die Objektseite, und die dritte Linseneinheit L3 bewegt sich nicht. Bei diesem Fokussieren ändert sich ein Raum zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2 und ein Raum zwischen der zweiten Linseneinheit L2 und der dritten Linseneinheit L3.
• Eine positive Linse Lp ist die achte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL. Die positive Linse Lp weist eine Brennweite von 27,33 mm, einen Halböffnungswinkel von 31,83°, und einen effektiven Durchmesser von 28,09 mm auf. Der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die siebte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und ist auch eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist. Die negative Linse Ln umfasst eine konkave Linsenoberfläche, die der Bildseite zugewandt ist. Eine positive Linse Lpp ist auf der Objektseite der negativen Linse Ln angeordnet, und die positive Linse Lpp und die negative Linse Ln bilden ein Kittglied aus. Eine Linse Lm mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind, ist am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems OL angeordnet.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 6 veranschaulicht, ist es möglich, verschiedene Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 27° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und ein Abnehmen der Randbeleuchtung verhindert.
• 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel. 8 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems OL bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Einzelfokusobjektiv mit einer Brennweite von 44,7 mm und einer Blendenzahl von 2,85.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Das optische System OL besteht aus einer ersten Linseneinheit L1, die eine positive Brechkraft aufweist, und einer zweiten Linseneinheit L2, die eine negative Brechkraft aufweist, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind. Die erste Linseneinheit L1 besteht aus fünf Linsen und der Aperturblende SP, und die Aperturblende SP ist zwischen zwei der Linsen angeordnet, die in der ersten Linseneinheit L1 umfasst sind. Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegt sich die erste Linseneinheit L1 auf die Objektseite, und die zweite Linseneinheit L2 bewegt sich nicht, wodurch sich ein Raum zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2 ändert.
• Eine positive Linse Lp weist eine Brennweite von 23,59 mm, einen Halböffnungswinkel von 38,65°, und einen effektiven Durchmesser von 33,56 mm auf. Der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die dritte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und ist auch eine Linse, die neben der Aperturblende SP auf der Bildseite angeordnet ist. Eine positive Linse Lpp ist neben der negativen Linse Ln auf der Bildseite angeordnet. Eine Linse Lm mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind, ist am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems OL angeordnet.
• Eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist, umfasst eine konkave Linsenoberfläche, die der Bildseite zugewandt ist.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 8 veranschaulicht, ist es möglich, verschiedene Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 24° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und eine Abnahme der Randbeleuchtung verhindert.
• 9 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel. 10 zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems OL bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Einzelfokusobjektiv, mit einer Brennweite von 35,9 mm und einer Blendenzahl von 2,06.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegen sich die vordere Linsengruppe Lf, die Aperturblende SP, und die hintere Linsengruppe Lr entlang der gleichen Bewegungsbahn auf die Objektseite, d. h., das gesamte optische System OL bewegt sich auf die Objektseite.
• Eine positive Linse Lp ist die sechste Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und weist eine Brennweite von 83,25 mm, einen Halböffnungswinkel von 29,94°, und einen effektiven Durchmesser von 32,40 mm auf. Der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die vierte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und ist auch eine Linse, die neben der Aperturblende SP auf der Bildseite angeordnet ist. Eine positive Linse Lpp ist neben der negativen Linse Ln auf der Bildseite angeordnet, und die positive Linse Lpp und die negative Linse Ln bilden ein Kittglied aus. Die positive Linse Lpp ist auch eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist. Eine Linse Lm mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind, ist am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems OL angeordnet.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 10 veranschaulicht, ist es möglich, verschiedene Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 27° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und ein Abnehmen der Randbeleuchtung verhindert.
• 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines optischen Systems OL gemäß einem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel an einem Weitwinkelende. 12A zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems OL an einem Weitwinkelende, bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. 12B zeigt Aberrationsdiagramme des optischen Systems OL an einem Teleobjektivende bei der Fokussierung auf ein Objekt in Unendlichkeit. Das optische System OL gemäß dem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Zoomobjektiv mit einer Brennweite von 16,5 mm bis 33,8 mm, einem Zoomverhältnis von 2,1, und einer Blendenzahl von 4,1.
• Das optische System OL besteht aus einer vorderen Linsengruppe Lf, einer Aperturblende SP, und einer hinteren Linsengruppe Lr, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. Das optische System OL besteht aus einer ersten Linseneinheit L1, die eine negative Brechkraft aufweist, einer zweiten Linseneinheit L2, die eine positive Brechkraft aufweist, einer dritten Linseneinheit L3, die eine negative Brechkraft aufweist, und einer vierten Linseneinheit L4, die eine positive Brechkraft aufweist, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind. Beim Zoomen von dem Weitwinkelende zu dem Teleobjektivende ändert sich ein Raum zwischen benachbarten Linseneinheiten. Bei diesem Zoomen bewegt sich die erste Linseneinheit L1 auf die Bildseite und bewegt sich dann auf die Objektseite. Die zweite Linseneinheit L2, die dritte Linseneinheit L3, und die vierte Linseneinheit L4 bewegen sich auf die Objektseite. Bei diesem Zoomen verengt sich der Raum zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2, erweitert sich der Raum zwischen der zweiten Linseneinheit L2 und der dritten Linseneinheit L3, und verengt sich der Raum zwischen der dritten Linseneinheit L3 und der vierten Linseneinheit L4. Beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung, bewegt sich die dritte Linseneinheit L3 auf die Bildseite.
• Eine positive Linse Lp ist die dreizehnte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL und weist eine Brennweite von 49,18 mm, einen Halböffnungswinkel von 20,54°, und einen effektiven Durchmesser von 34,51 mm auf. Der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp ist dazu eingerichtet, um kleiner als der Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp zu sein.
• Eine negative Linse Ln ist die elfte Linse von der Objektseite des optischen Systems OL. Eine Linse Lpp ist neben der negativen Linse Ln auf der Objektseite angeordnet, und eine Linse, die auf der Objektseite der positiven Linse Lpp angeordnet ist, die positive Linse Lpp, und die negative Linse Ln bilden ein Kittglied aus.
• Eine Linse La, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite angeordnet ist, umfasst eine konkave Linsenoberfläche, die der Bildseite zugewandt ist. Eine Linse Lm mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen, die in der hinteren Linsengruppe Lr umfasst sind, ist am weitesten auf der Bildseite des optischen Systems OL angeordnet.
• Wie in dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist in einem Fall, in dem das optische System OL ein Zoomobjektiv ist, eine Einfallshöhe des achsenverletzten Strahls, der die positive Linse Lp an dem Weitwinkelende durchläuft, dazu eingerichtet, um größer als eine Einfallshöhe des achsenversetzten Strahls zu sein, der die positive Linse Lp an dem Teleobjektivende durchläuft. An dem Weitwinkelende, wo der maximale Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Bildebene mit größerer Wahrscheinlichkeit groß ist, ist der Effekt des Verringerns des Einfallswinkels des Lichtstrahls auf die Bildebene konsequenterweise größer. Es ist somit möglich, Fluktuationen in dem maximalen Einfallswinkel in dem gesamten Zoombereich zu verringern.
• Mit diesen Komponenten, wie in den Aberrationsdiagrammen in 12A und 12B veranschaulicht, ist es möglich, verschiedene Arten von Aberrationen ausgezeichnet zu korrigieren und gleichzeitig den maximalen Einfallswinkel eines Lichtstrahls auf eine Bildebene auf 23° zu verringern. Es ist somit möglich, ein optisches System zu erhalten, das klein ist und eine Abnahme der Randbeleuchtung verhindert.
• Obwohl das vorliegende beispielhafte Ausführungsbeispiel ein Fall ist, in dem die positive Linse Lp eine Komponente eines Kittglieds ist, kann die positive Linse Lp in dem Zoomobjektiv aus einer Einzellinse ausgebildet sein.
• Während die beispielhaften Ausführungsbeispiele des optischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung oben beschrieben werden, ist das optische System gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt und kann auf verschiedene Art und Weise innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung modifiziert und geändert werden. Zum Beispiel kann alles oder ein Teil einer bestimmten Linseneinheit in dem optischen System eine Bildstabilisationslinseneinheit sein und kann in eine Richtung bewegt werden, in der die Bildstabilisationslinseneinheit eine Radialrichtungskomponente für den Zweck der Bildstabilisation umfasst.
• [Numerische Beispiele]
• Numerische Beispiele 1 bis 6 gemäß den jeweils ersten bis sechsten beispielhaften Ausführungsbeispielen sind im Folgenden veranschaulicht. In den numerischen Beispielen 1 bis 6 stellt eine Oberflächenzahl die Reihenfolge der optischen Oberflächen von der Objektseite dar. Der Krümmungsradius (mm) einer optischen Oberfläche wird durch R dargestellt, der Raum (mm) zwischen benachbarten optischen Oberflächen wird durch D dargestellt, und der Brechungsindex und die Abbe-Zahl eines Materials eines optischen Elements sind jeweils durch nd und vd auf Grundlage der d-Linie dargestellt. Wo die Brechungsindizes des Materials in Bezug auf die g-Linie (Wellenlänge von 435,8 nm), die F-Linie (486,1 nm), die d-Linie (587,6 nm) und die C-Linie (656,3 nm), die Fraunhofer-Linien sind, jeweils Ng, NF, Nd, und NC sind, ist die Abbe-Zahl vd durch vd = (Nd - 1)/(NF - NC) dargestellt. Ein Backfokus ist durch BF dargestellt.
• Die gesamte Objektivlänge ist ein Abstand, der durch Addieren des Backfokus zu einem Abstand auf der optischen Achse von einer optischen Oberfläche, die am weitesten auf der Objektseite liegt, zu einer optischen Oberfläche, die am weitesten auf der Bildseite liegt, erhalten wird.
• In jedem der numerischen Beispiele wird „*“ rechts neben der Oberflächenzahl einer asphärischen Oberfläche hinzugefügt. Eine asphärische Form ist durch $$\text{X}=\frac{H^2/R}{1+\sqrt{1-\left(1+K\right){\left(H/R\right)}^2}}+B\cdot H^4+C\cdot H^6+D\cdot H^8+E\cdot H^{10}+F\cdot H^{12},$$

  

  dargestellt, wobei die optische Achsenrichtung eine X-Achse ist, eine Richtung senkrecht zu der optischen Achse eine H-Achse ist, eine Laufrichtung des Lichts positiv ist, ein paraxialer Krümmungsradius R ist, eine konische Konstante K ist, und asphärische Koeffizienten B, C, D, E, und F sind. Bei jedem der asphärischen Koeffizienten bedeutet „E±x“ 10^±x.
• Tabelle 1 veranschaulicht Parameter, die in bedingten Ausdrücken (1) bis (20) in numerischen Beispielen 1 bis 6 verwendet werden. Tabelle 2 veranschaulicht Werte gemäß den bedingten Ausdrücken (1) bis (20) in numerischen Beispielen 1 bis 6.
• [Numerisches Beispiel 1]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1	-837,414	1,40	1,80810	22,8	29,97
  2	35,178	4,68			27,43
  3	75,060	3,35	2,00100	29,1	26,23
  4	-88,847	3,50			25,76
  5	-55,800	1,20	1,58032	41,2	21,49
  6	17,607	5,86	1,91082	35,3	22,21
  7	-5487,199	4,56			21,86
  8 (Blende)	∞	2,79			20,24
  9	84,383	1,80	1,72916	54,7	19,06
  10	-278,246	3,64			18,72
  11*	-34,597	6,50	1,76802	49,2	17,26
  12	-12,673	1,10	1,74077	27,8	17,45
  13	121,499	4,90			21,02
  14	200,119	7,18	1,80400	46,6	29,78
  15	-28,591	(Variable)			31,16
  16	-90,842	2,70	1,81325	45,8	33,00
  17	-46,016	10,20			33,31
  18	-26,079	1,65	1,59270	35,3	32,44
  19	-79,756	(Variable)			35,06
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Elfte Oberfläche

  K = 0,0000E+00 |	B = -3,1662E-05	C = -9,2057E-08
  D = 8,4502E-11	E = -1,7333E-12	F = 0,0000E+00

• Verschiedene Arten von Daten

  Brennweite	35,70
  Fno	1,85
  Halbsichtwinkel (Grad)	31,22
  Bildhöhe	21,64
  Gesamtobjektivlänge	81,87
  BF	13,49
  Eingangspupillenposition	16,36
  Ausgangspupillenposition	-41,76
  Vordere Hauptpunktposition	28,99
  Hintere Hauptpunktposition	-22,21
  d15	1,36
  d19	13,49

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	35,61	52,48	35,32	-6,26
  2	16	-197,90	14,55	27,50	12,99

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	-41,750
  2	3	41,070
  3	5	-22,930
  4	6	19,280
  5	9	88,980
  6	11	23,070
  7	12	-15,440
  8	14	31,560
  9	16	111,650
  10	18	-66,130

• [Numerisches Beispiel 2]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1	34,417	2,20	1,72916	54,7	37,25
  2	16,502	0,20			28,58
  3*	16,948	1,80	1,58313	59,4	28,32
  4*	13,106	11,56			25,27
  5	-31,273	1,30	1,48749	70,2	24,72
  6	22,562	2,80			23,15
  7	30,719	8,49	1,88300	40,8	23,65
  8	-23,294	0,90	1,85478	24,8	22,85
  9	-53,295	(Variable)			22,09
  10 (Blende)	∞	0,96			18,83
  11*	20,088	8,58	1,58313	59,4	18,92
  12	-14,953	1,00	1,83481	42,7	17,70
  13	-28,429	0,15			17,57
  14	59,345	4,96	1,59522	67,7	17,78
  15	-16,759	1,00	1,61293	37,0	17,68
  16	22,212	3,77			17,48
  17	-24,187	1,30	1,85135	40,1	17,63
  18*	-47,158	5,03			19,37
  19	102,175	11,18	1,59522	67,7	34,21
  20	-27,253	(Variable)			36,46
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Dritte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = 1,7106E-05	C = -9,2057E-08
  D = 8,4502E-11	E = -1,7333E-12	F = 0,0000E+00

• Vierte Oberfläche

  K = -1,1029E+00	B = 6,6803E-05	C = 1,5440E-07
  D = -2,6047E-10	E = 2,7484E-12	F = 0,0000E+00

• Elfte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -1,6574E-06	C = 8,4594E-09
  D = -8.7895E-11	E = 2,4378E-12	F = 0,0000E+00

• Achtzehnte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = 6,7655E-05	C = 1,6693E-07
  D = 1,7835E-09	E = -8,5459E-12	F = 0,0000E+00

• Verschiedene Arten von Daten

  Brennweite	20,50
  Fno	2,06
  Halbsichtwinkel (Grad)	46,54
  Bildhöhe	21,64
  Gesamtobjektivlänge	90,13
  BF	13,50
  Eingangspupillenposition	18,26
  Ausgangspupillenposition	-56,98
  Vordere Hauptpunktposition	32,79
  Hintere Hauptpunktposition	-7,00
  d9	9,45
  d20	13,50

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	-205,97	29,25	-74,38	-158,89
  2	10	35,39	37,93	16,68	-25,42

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	-45,850
  2	3	-119,850
  3	5	-26,670
  4	7	16,200
  5	8	-49,090
  6	11	16,160
  7	12	-39,110
  8	14	22,500
  9	15	-15,430
  10	17	-59,880
  11	19	37,350

• [Numerisches Beispiel 3]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1	-38,673	0,90	1,72825	28,5	17,68
  2	27,661	0,26			16,44
  3	30,504	3,12	1,91082	35,3	16,41
  4	-54,805	1,02			15,87
  5	-111,495	0,80	1,51742	52,4	14,27
  6	17,350	0,14			13,03
  7	16,698	2,75	1,88100	40,1	13,13
  8	124,168	2,73			12,88
  9 (Blende)	∞	2,80			12,34
  10	38,650	1,41	1,76385	48,5	11,67
  11	516,587	(Variable)			11,42
  12*	-23,400	3,71	1,76802	49,2	14,93
  13	-10,852	0,90	1,78472	25,7	16,15
  14	234,754	3,28			20,09
  15	1103,025	5,73	1,95375	32,3	26,79
  16	-26,627	(Variable)			28,09
  17	-60,697	2,16	1,88300	40,8	29,58
  18	-38,698	6,59			30,00
  19	-24,580	1,60	1,59551	39,2	30,44
  20	-62,769	(Variable)			33,27
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Zwölfte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -4,4141E-05	C = -2,9439E-08
  D = -2,0859E-09	E = 5,6739E-12	F = 0,0000E+00

• Verschiedene Arten von Daten

  Brennweite	35,70
  Fno	2,88
  Halbsichtwinkel (Grad)	31,22
  Bildhöhe	21,64
  Gesamtobjektivlänqe	60,00
  BF	13,15
  Einqanqspupillenposition	7,95
  Ausqanqspupillenposition	-35,67
  Vordere Hauptpunktposition	17,54
  Hintere Hauptpunktposition	-22,55
  d11	5,96
  d16	1,00
  d20	13,15

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	31,46	15,92	8,84	-2,82
  2	12	97,71	13,63	30,42	31,28
  3	17	-186,70	10,35	13,87	4,79

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	-22,020
  2	3	21,900
  3	5	-28,950
  4	7	21,640
  5	10	54,620
  6	12	23,350
  7	13	-13,200
  8	15	27,330
  9	17	115,600
  10	19	-68,920

• [Numerisches Beispiel 4]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1	25,629	1,20	1,77799	26,0	17,84
  2	16,647	0,36			17,36
  3	17,958	2,96	1,88300	40,8	17,48
  4	45,739	2,70			17,12
  5 (Blende)	∞	10,00			14,24
  6	-27,137	1,20	1,77090	26,2	15,92
  7	62,111	0,15			16,52
  8*	44,640	5,82	1,88300	40,8	16,69
  9	-25,683	1,72			18,68
  10	-40,206	2,38	1,84666	23,9	23,91
  11	-29,638	(Variable)			4,70
  12	-20,376	1,20	1,64706	33,0	26,47
  13	76,356	0,16			32,30
  14	77,987	9,12	1,88300	40,8	32,69
  15	-26,863	0,15			33,56
  16	-28,818	1,20	1,59517	38,5	33,36
  17	- 493,584	(Variable)			35,55
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Achte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -2,0857E-05	C = 5,9814E-08
  D = -2,2894E-10	E = 4,7502E-13	F = 0,000QE+00

• Verschiedene Arten von Daten

  Brennweite	44,70
  Fno	2,85
  Halbsichtwinkel (Grad)	25,83
  Bildhöhe	21,64
  Gesamtobjektivlänqe	62,63
  BF	13,13
  Einqanqspupillenposition	6,02
  Ausqanqspupillenposition	-37,96
  Vordere Hauptpunktposition	11,62
  Hintere Hauptpunktposition	-31,56
  d11	9,18
  d17	13,13

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	33,12	28,50	19,35	-10,14
  2	12	-76,69	11,82	-6,06	-13,67

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	-64,840
  2	3	31,890
  3	6	-24,360
  4	8	19,210
  5	10	120,730
  6	12	-24,740
  7	14	23,590
  8	16	-51,470

• [Numerisches Beispiel 5]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1	16,662	5,02	2,00100	29,1	20,33
  2	212,406	0,90	1,89286	20,4	17,92
  3	15,827	1,67			14,31
  4*	61,177	1,90	1,85135	40,1	14,27
  5*	1125,069	0,67			14,07
  6 (Blende)	∞	8,33			13,66
  7	-13,016	0,90	1,72825	28,5	14,85
  8	-242,788	6,46	1,85135	40,1	19,47
  9*	-14,291	0,15			23,23
  10	344,603	6,81	1,83481	42,7	30,90
  11*	-86,277	1,00			32,40
  12	-38,941	1,63	1,64769	33,8	32,60
  13	-152,656	(Variable)			34,37
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Vierte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -7,6176E-05	C = -5,2215E-08
  D = -4,1896E-09	E = 4,7502E-13	F = 0,0000E+00

• Fünfte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -7,5876E-05	C = -5,2454E-08
  D = -42425E-09	E = 5,0437E-12	F = 0,0000E+00

• Neunte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = 8,3111E-05	C = 1,1290E-07
  D = -6,7559E-11	E = 5,8465E-12	F = 0,0000E+00

• Elfte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -68949E-05	C = 1,9512E-07
  D = -4,6150E-10	E = 4,9411E-13	F = 0,0000E+00

• Verschiedene Arten von Daten

  Brennweite	35,91
  Fno	2,06
  Halbsichtwinkel (Grad)	31,07
  Bildhöhe	21,64
  Gesamtobjektivlänqe	50,50
  BF	15,05
  Einqangspupillenposition	9,00
  Ausqanqspupillenposition	-27,75
  Vordere Hauptpunktposition	14,78
  Hintere Hauptpunktposition	-20,86
  d13	15,05

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	35,91	35,45	14,78	-20,86

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	17,830
  2	2	-19,190
  3	4	75,930
  4	7	-18,920
  5	8	17,610
  6	10	83,250
  7	12	-81,170

• [Numerisches Beispiel 6]
• Einheit: mm
  Oberflächendaten

  Oberflächenzahl	R	D	Nd	vd	Effektiver Durchmesser
  1*	104,054	2,50	1,76802	49,2	45,91
  2*	13,602	12,00			31,66
  3*	64,613	1,80	1,83220	40,1	30,21
  4*	35,368	2,86			28,79
  5	-127,884	1,00	1,59522	67,7	28,70
  6	57,293	0,20			28,74
  7	37,990	5,72	1,80610	33,3	29,17
  8	-124,870	(Variable)			28,79
  9	-78,343	2,41	1,78442	48,1	17,62
  10	-45,720	1,71			18,20
  11	21,878	4,06	1,77888	48,8	19,17
  12	197,854	2,82			18,53
  13 (Blende)	∞	2,67			17,27
  14	-48,298	0,74	1,91138	35,2	16,31
  15	26,393	0,15			16,10
  16	14,877	5,52	1,49700	81,5	16,78
  17	-42,678	0,15			16,42
  18	21,573	1,00	1,85150	40,8	15,31
  19	11,767	8,22	1,56560	49,5	14,13
  20	-10,812	1,00	1,83220	40,1	12,59
  21*	-48,387	(Variable)			13,67
  22	322,013	1,12	1,83707	41,7	14,93
  23*	28,916	(Variable)			15,63
  24	47,935	7,55	1,59270	35,3	33,64
  25	-70,015	1,10	1,83481	42,7	34,51
  26	-321,558	(Variable)			35,58
  Bildebene	∞

• Asphärische Oberflächendaten
  Erste Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = 1,1865E-05	C = -2,3678E-08
  D = 1,1358E-11	E = 1,1654E-14	F = -1,9116E-18

• Zweite Oberfläche

  K = -1,0908E+00	B = 2,6285E-05	C = 8,5778E-08
  D = -3,5421E-10	E = 7,8718E-13	F = -5,5703E-15

• Dritte Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = -12210E-04	C = 5,2126E-07
  D = -1,4530E-09	E = 1,7965E-12	F = 0,0000E+00

• Vierte Oberfläche

  K = 9,1838E-01	B = -1,1915E-04	C = 6,0146E-07
  D = -1,9362E-09	E = 3,6929E-12	F = 0.0000E+00

• Einundzwanzigste Oberfläche

  K = 00000E+00	B = 4,0811E-05	C = 2,9340E-07
  D = 8,9338E-10	E = 3,0453E-11	F = 0,0000E+00

• Dreiundzwanzigste Oberfläche

  K = 0,0000E+00	B = 6,1229E-06	C = -7,6025E-08
  D = -7,2438E-10	E = 1,9471E-12	F = 0,0000E+00

• Verschiedene Arten von Daten

  	Weitwinkelende	Mitte	Teleobjektivende
  Brennweite	16,48	24,02	33,75
  Fno	4,12	4,12	4,12
  Halbsichtwinkel (Grad)	52,70	42,01	32,66
  Bildhöhe	21,64	21,64	21,64
  Gesamtobjektivlänqe	117,64	109,16	110,13
  BF	11,50	19,17	29,63
  Eingangspupillenposition	16,79	15,20	13,87
  Ausqanqspupillenposition	-34,73	-33,12	-32,06
  Vordere Hauptpunktposition	27,40	28,19	29,16
  Hintere Hauptpunktposition	-4,98	-4,85	-4,12
  d8	27,41	11,26	1,77
  d21	1,42	3,20	4,34
  d23	11,02	9,24	8,10
  d26	11,50	19,17	29,63

• Linseneinheitsdaten

  Einheit	Startoberfläche	Brennweite	Linsenstrukturlänge	Vordere Hauptpunktposition	Hintere Hauptpunktposition
  1	1	-24,46	26,08	-0,74	-25,04
  2	9	25,51	30,45	4,59	-17,68
  3	22	-38,02	1,12	0,67	0,06
  4	24	86,66	8,65	-0,22	-5,55

• Einzellinsendaten

  Linse	Startoberfläche	Brennweite
  1	1	-20,620
  2	3	-96,600
  3	5	-66,340
  4	7	36,710
  5	9	135,570
  6	11	31,270
  7	14	-18,640
  8	16	22,930
  9	18	-31,900
  10	19	11,470
  11	20	-16,940
  12	22	-38,020
  13	24	49,180
  14	25	-107,430

  [Tabelle 1]

  	Numerisches Beispiel 1	Numerisches Beispiel 2	Numerisches Beispiel 3	Numerisches Beispiel 4	Numerisches Beispiel 5	Numerisches Beispiel 6
  Φp	31,160	36,460	28,090		32,400 32,400	34,510
  Φr	35,060	36,460	33,270	35,550	34,370	35,580
  Φpp	17,450		16,150	18,680	23,230	14,130
  Φa		19,370		32,300	23,230	15,630
  Φsp	20,240	18,830	12,340	14,240	13,660	17,270
  fp	31,560	37,350	27,330	23,590	83,250	49,180
  f	35,700	20,500 1 2	35,700	44,700	35,910	16,480
  θp	33,023	41,988	31,831	38,651	29,938	20,542
  hp	8,859	3,426	4,295	2,513	4,293	2,049
  h∧p	15,582	18,172	13,841	15,734	16202	16,820
  ha	8,636	5,292	4,419	3,198	5,419	3,119
  h∧a	10,510	9,680	9,956	14,704	11,617	7,817
  tk		70,480	48,820	51,090	42,800	46,230
  sk	13,490	13,500	13,150	13,130	15,050	11,500
  fpp	23,070	16,160	23,350	19,210	17,610	11,470
  fn	15,440	15,430	13,200	24,360	-18,920	-16,940
  Φi		43,280		43,280	43,280	43,280
  (R2 + R1) / (R2-R1)	-0,750	-0,579	-0,953	-0,488	-0,600	0,741
  fr	52,954	35,393	55,662	83,742	83,742	83,742
  Δnp.	4,900	10,100	3,280		6,610	13,560
  Δppp	6,000	17,210	4,180	14,640	0,150	14,560
  Δppn	0,0000	6,110	0,000	-0,150	0,000	0,000
  Ssk	57,319	51,428	48,439	55,403	40,335	53,160
  Lnsk	41,482	34,779	33,514	44,201	31,105	33,702

  [Tabelle 2]

  Bedingter Ausdruck		Numerisches Beispiel 1	Numerisches Beispiel 2	Numerisches Beispiel 3	Numerisches Beispiel 4	Numerisches Beispiel 5	Numerisches Beispiel 6
  (1)	|θp|	33,023	41,988	31,831	38,651	29,938	20,542
  (2)	|Δnp/ fn	0,317	0,655	0,248	0,846	0,349	0,800
  (3)	sk/f	0,378	0,659	0,368	0,294	0,419	0,698
  (4)	Φρ/Φr	0,889	1,000	0,844	0,944	0,943	0,970 0,970
  (5)	fp/fpp	1,368	2,311	1,170	1,228	4,727	4,288
  (6)	Φp/Φpp	1,786	2,060	1,739	1,797	1,395	2,442
  (7)	Φp/Φa	1,482	1,882	1,398	1,039	1,395	2,208
  (8)	(h∧p/h p)/ (h∧a/h a	1,445	2,900	1,430	1,362	1,761	3,275
  (9)	Φp/Tk	0,564	0,517	0,575	0,657	0,757	0,746
  (10)	Tk/f	1,548	3,438	1,368	1,143	1,192
  (11)	fp/f	0,884	1,822		0,528		2,984
  (12)	fp/fn	-2,044	-2,421	-2,070	-0,968	-4,400	-2,903
  (13)	Φp/Φi	0,720	0,842	0,649	0,775	0,749	0,797
  (14)	|fr/fn|	3,430	2,294	4,217	3,438	4,426	4,943
  (15)	|Δnp|/ Ssk	0,085	0,196	0,068	0,372	0,164	0,255
  (16)	Lnsk/ Ssk	0,724	0,676	0,692	0,798	0,771	0,634
  3 (17)	|Δppp|/ Ssk	0,105	0,335	0,086 0,086	0,264	0,004	0,274
  (18)	Δppn/ Ssk	0,000	0,119	0,000	-0,003	0,000	0,000
  (19)	|(R2 + R1) / (R2 - R1)|	0,750	0,579	0,953	0,488		0,600 0,741
  (20)	Φp/ Φsp	1,540	1,936	2,276	2,357	2,372	1,998

• [Beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmegeräts]
• Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist beschrieben. 13 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Bildaufnahmegerät (digitale Fotokamera) 10 gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Bildaufnahmegerät 10 umfasst einen Kamerahauptkörper 13, eine Linsenvorrichtung 11, die ein optisches System OL gleich demjenigen gemäß einem der ersten bis sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiele umfasst, und ein lichtempfangenes Element (Bildsensor) 12, das ein durch das optische System OL ausgebildetes Bild fotoelektrisch umwandelt. Als lichtempfangenes Element 12 kann ein Bildsensor wie beispielsweise ein CCD-Sensor und ein CMOS-Sensor verwendet werden.
• Die Linsenvorrichtung 11 und der Kamerahauptkörper 13 können integriert sein oder können dazu eingerichtet sein, um aneinander anbringbar und voneinander abnehmbar zu sein.
• Das Bildaufnahmegerät 10 gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das optische System OL und kann daher ein Abnehmen der Randbeleuchtung verhindern.
• Eine Linsenvorrichtung gemäß jedem der beispielhaften Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben sind, kann nicht nur auf die Digitalfotokamera angewendet werden, die in 13 veranschaulicht ist, sondern auch auf verschiedene Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise eine Fernsehkamera, eine Silberhalogenid-Filmkamera, und eine Überwachungskamera.
• Während die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung oben beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auf verschiedene Art und Weise innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung kombiniert, modifiziert und geändert werden.
• Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben wird, gilt es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Patentansprüche ist die breiteste Interpretation zu gewähren, um alle solche Modifikationen und äquivalente Strukturen und Funktionen zu umfassen.
• Ein optisches System gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optisches System, das aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind. In dem optischen System werden Beziehungen zwischen einem Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer negativen Linse mit der stärksten Brechkraft in der hinteren Linsengruppe und einer positiven Linse, die auf der Bildseite der negativen Linse angeordnet ist, einem Öffnungswinkel der positiven Linse, einem Backfokus des optischen Systems, und einer Brennweite des optischen Systems entsprechend bestimmt.

Claims (22)

1. Optisches System, das aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind, wobei die hintere Linsengruppe umfasst: eine negative Linse Ln mit der stärksten Brechkraft unter negativen Linsen, die in der hinteren Linsengruppe umfasst sind; und eine positive Linse Lp, die auf der Bildseite der negativen Linse Ln angeordnet ist und einen bedingten Ausdruck $\mathrm{20,542}\leqq \left|\mathrm{\theta }\text{p}\right|<90\left(\text{Grad}\right)$

   

   erfüllt, wobei θp den größeren von Halböffnungswinkeln von Linsenoberflächen auf den Objekt- und Bildseiten der positiven Linse Lp darstellt, und wobei eine Linsenoberfläche, die den größeren von Halböffnungswinkeln auf den Objekt- und Bildseiten der positiven Linse Lp aufweist, in Kontakt mit Luft ist, wobei eine Linse, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite platziert ist, eine konkave Linsenoberfläche umfasst, die der Bildseite zugewandt ist, und wobei das optische System bedingte Ausdrücke $$\mathrm{0,317}\leqq \left|\Delta \text{np/fn}\right|\le \mathrm{0,800,}$$

   

   $$\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00,}$$

   

   $$\mathrm{0,517}\leqq \mathrm{\Phi }\text{p/Tk}<\mathrm{1,00,}$$

   

   $$\mathrm{1,00}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{a}<\mathrm{4,00,}$$

   

   $$\mathrm{1,00}<\left({\text{h}}^{\wedge }\text{p/hp}\right)/\left({\text{h}}^{\wedge }\text{a/ha}\right)<\mathrm{4,00,}\text{ und}$$

   

   $$\mathrm{0,45}<\left|\left(\text{R}2+\text{R}1\right)/\left(\text{R}2-\text{R}1\right)\right|<\mathrm{1,00}\text{ erfüllt}\text{,}$$

   

   wobei Δnp einen Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln und der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und fn eine Brennweite der negativen Linse Ln darstellt, wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, sk einen Backfokus des Einzelfokusobjektivs darstellt, f eine Brennweite des Einzelfokusobjektivs darstellt, und Tk einen Abstand auf der optischen Achse zwischen einer Austrittspupille des Einzelfokusobjektivs und einer Bildebene darstellt, und wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, sk einen Backfokus des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende darstellt, f eine Brennweite des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende darstellt, und Tk einen Abstand auf der optischen Achse zwischen einer Austrittspupille des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende und der Bildebene darstellt, wobei ϕp einen effektiven Durchmesser der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp darstellt, Φa einen effektiven Durchmesser einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der Linse darstellt, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite platziert ist, wobei, auf der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp, h^∧p eine Höhe eines Hauptstrahls eines achsenversetzten Strahls darstellt, und hp eine Höhe eines peripheren Lichtstrahls eines auf der Achse liegenden Strahls darstellt, wobei auf der Linsenoberfläche auf der Bildseite der Linse, die neben der positiven Linse Lp auf der Objektseite platziert ist, h^∧a eine Höhe des Hauptstrahls des achsenversetzten Strahls darstellt, und ha eine Höhe des peripheren Lichtstrahls des auf der Achse liegenden Strahls darstellt, und wobei, in einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Einzellinse ist, R1 einen Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und R2 einen Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp darstellt, und wobei, in einem Fall, in dem die positive Linse Lp eine Komponente eines Kittglieds ist, R1 einen Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf einer Objektseite des Kittglieds darstellt, und R2 einen Krümmungsradius einer Linsenoberfläche auf der Bildseite des Kittglieds darstellt.
2. Optisches System nach Anspruch 1, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,70}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{r}\le \mathrm{1,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei Φr einen effektiven Durchmesser der Linse mit dem maximalen effektiven Durchmesser unter Linsen darstellt, die in der hinteren Linsengruppe umfasst sind.
3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hintere Linsengruppe ferner eine positive Linse Lpp mit der stärksten Brechkraft unter positiven Linsen umfasst, die auf der Objektseite der positiven Linse Lp angeordnet sind, und wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,00}<\text{fp/fpp}<\mathrm{6,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei fpp eine Brennweite der positiven Linse Lpp darstellt, und fp eine Brennweite der positiven Linse Lp darstellt.
4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die hintere Linsengruppe ferner eine positive Linse Lpp mit der stärksten Brechkraft unter positiven Linsen umfasst, die auf der Objektseite der positiven Linse Lp angeordnet sind, und wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,00}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{pp}<\mathrm{4,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei Φpp einen effektiven Durchmesser einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp darstellt.
5. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{1,00}<\text{Tk/f}<\mathrm{5,00}\text{ erfüllt}.$$

   
6. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,30}<\text{fp/f}<\mathrm{5,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei fp eine Brennweite der positiven Linse Lp darstellt.
7. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$-\mathrm{6,00}<\text{fp/fn}<-\mathrm{0,70}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei fp eine Brennweite der positiven Linse Lp darstellt.
8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,50}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{i}<\mathrm{1,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei Φi einen Durchmesser eines Bildkreises des Einzelfokusobjektivs in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, und Φi einen Durchmesser eines Bildkreises des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist.
9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{2,00}<\left|\text{fr/fn}\right|<\mathrm{10,00}\text{ erfüllt},$$

   

   wobei fr eine Brennweite der hinteren Linsengruppe in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, und fr eine Brennweite der hinteren Linsengruppe an einem Weitwinkelende in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist.
10. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{np}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{0,80}\text{ erfüllt},$$

    

    wobei Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu einer Bildebene in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an einem Weitwinkelende in einem Fall darstellt, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist.
11. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,50}<\text{Lnsk/Ssk}<\mathrm{1,00}\text{ erfüllt},$$

    

    wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu einer Bildebene darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene darstellt, und in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu der Bildebene an einem Weitwinkelende darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt.
12. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die hintere Linsengruppe ferner eine positive Linse Lpp mit der stärksten Brechkraft unter positiven Linsen umfasst, die auf der Objektseite der positiven Linse Lp angeordnet sind, und wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$\mathrm{0,00}<\left|\Delta \text{ppp}\right|\text{/Ssk}<\mathrm{1,00}\text{ erfüllt},$$

    

    wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, Δppp einen Abstand auf der optischen Achse von einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu einer Bildebene darstellt, und in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, Δppp einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp an einem Weitwinkelende darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt.
13. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die hintere Linsengruppe ferner eine positive Linse Lpp mit der stärksten Brechkraft unter positiven Linsen umfasst, die auf der Objektseite der positiven Linse Lp angeordnet sind, und wobei das optische System einen bedingten Ausdruck $$-\mathrm{0,20}<\Delta \text{ppn/Ssk}<\mathrm{0,20}\text{ erfüllt},$$

    

    wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, Δppn einen Abstand auf der optischen Achse von einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der negativen Linse Ln darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu einer Bildebene darstellt, und in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, Δppn einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lpp zu der Linsenoberfläche auf der Objektseite der negativen Linse Ln an einem Weitwinkelende darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt.
14. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die positive Linse Lp eine Einzellinse ist und der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp kleiner als der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp ist.
15. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die positive Linse Lp eine Komponente eines Kittglieds ist und der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Bildseite des Kittglieds kleiner als der Krümmungsradius der Linsenoberfläche auf der Objektseite des Kittglieds ist.
16. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das optische System ein Zoomobjektiv ist, und wobei eine Einfallshöhe eines achsenversetzten Strahls, der die positive Linse Lp an einem Weitwinkelende durchläuft, größer als eine Einfallshöhe des achsenversetzten Strahls, der die positive Linse Lp an einem Teleobjektivende des optischen Systems durchläuft, ist.
17. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Vielzahl von Linseneinheiten, die in dem optischen System umfasst ist, aus einer ersten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft und einer zweiten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind, wobei die erste Linseneinheit eine Vielzahl von Linsen umfasst, und die Aperturblende zwischen zwei der Linsen angeordnet ist, die in der ersten Linseneinheit umfasst sind, und wobei sich beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung die erste Linseneinheit auf die Objektseite bewegt, wodurch sich ein Raum zwischen den ersten und zweiten Linseneinheiten ändert.
18. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Vielzahl von Linseneinheiten, die in dem optischen System umfasst ist, aus einer ersten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft, die die vordere Linsengruppe ist, und einer zweiten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft, die aus der Aperturblende und der hinteren Linsengruppe besteht, besteht, und sich beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung die hintere Linsengruppe auf die Objektseite bewegt, wodurch sich ein Raum zwischen den vorderen und hinteren Linsengruppen ändert.
19. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Vielzahl von Linseneinheiten, die in dem optischen System umfasst ist, aus einer ersten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft, und einer dritten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind, wobei die erste Linseneinheit eine Vielzahl von Linsen umfasst, und die Aperturblende zwischen zwei der Linsen angeordnet ist, die in der ersten Linseneinheit umfasst sind, und wobei sich beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung die ersten und zweiten Linseneinheiten auf die Objektseite bewegen, wodurch sich ein Raum zwischen benachbarten Linseneinheiten ändert.
20. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Vielzahl von Linseneinheiten, die in dem optischen System umfasst ist, aus einer ersten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft, einer dritten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft, und einer vierten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind, wobei die zweite Linseneinheit eine Vielzahl von Linsen umfasst, und die Aperturblende zwischen zwei der Linsen angeordnet ist, die in der zweiten Linseneinheit umfasst sind, wobei sich beim Zoomen ein Raum zwischen benachbarten Linseneinheiten ändert, und wobei sich beim Fokussieren von einer unendlichen Entfernung auf eine nächstgelegene Entfernung die dritte Linseneinheit auf die Bildseite bewegt.
21. Optisches System, das aus einer vorderen Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft, einer Aperturblende, und einer hinteren Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft besteht, die in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite angeordnet sind, wobei die hintere Linsengruppe umfasst: eine negative Linse Ln mit der stärksten Brechkraft in der hinteren Linsengruppe; und eine positive Linse Lp, die unter positiven Linsen weiter auf der Bildseite als die negative Linse Ln angeordnet ist und einen bedingten Ausdruck $\mathrm{1,40}<\mathrm{\Phi }\text{p/}\mathrm{\Phi }\text{sp}<\mathrm{3,00}$

    

    erfüllt, wobei Φp einen effektiven Durchmesser einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der positiven Linse Lp darstellt, und Φsp einen Aperturdurchmesser der Aperturblende darstellt, und wobei das optische System bedingte Ausdrücke $\mathrm{0,20}<\left|\Delta \text{np/fn}\right|<\mathrm{1,20,}$

    

    $\mathrm{0,25}<\text{sk/f}<\mathrm{1,00,}$

    

    und $\mathrm{0,50}<\text{Lnsk/Ssk}<\mathrm{1,00}$

    

    erfüllt, wobei Δnp einen Abstand auf einer optischen Achse zwischen einer Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln und einer Linsenoberfläche auf der Objektseite der positiven Linse Lp darstellt, und fn eine Brennweite der negativen Linse Ln darstellt, wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Einzelfokusobjektiv ist, sk einen Backfokus des Einzelfokusobjektivs darstellt, f eine Brennweite des Einzelfokusobjektivs darstellt, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu einer Bildebene darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene darstellt, und wobei in einem Fall, in dem das optische System ein Zoomobjektiv ist, sk einen Backfokus des Zoomobjektivs an einem Weitwinkelende darstellt, f eine Brennweite des Zoomobjektivs an dem Weitwinkelende darstellt, Lnsk einen Abstand auf der optischen Achse von der Linsenoberfläche auf der Bildseite der negativen Linse Ln zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt, und Ssk einen Abstand auf der optischen Achse von der Aperturblende zu der Bildebene an dem Weitwinkelende darstellt.
22. Bildaufnahmegerät, mit: einem optischen System nach einem der Ansprüche 1 bis 21; und einem Bildsensor, der dazu eingerichtet ist, um ein durch das optische System ausgebildetes Bild zu empfangen.

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