DE102023103965A1 - Zoomobjektiv und Bildaufnahmegerät - Google Patents

Abstract

Ein Zoomobjektiv umfasst in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite eine erste Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die zwei oder mehr Linseneinheiten umfasst, und eine hintere Gruppe, die eine Linseneinheit oder mehrere Linseneinheiten umfasst und einen positiven Brechwert aufweist. Die erste Linseneinheit bewegt sich nicht für ein Zoomen. Während eines Zoomens bewegt sich die zweite Linseneinheit, wobei eine Entfernung zwischen jeden benachbarten Linseneinheiten sich ändert. In allen Linseneinheiten des Zoomobjektivs bewegt sich während eines Zoomens die zweite Linseneinheit um einen größten Bewegungsbetrag, wobei sie ein größtes Zoomverhältnis zwischen einem Weitwinkelende und einem Teleobjektivende aufweist. Vorbestimmte Bedingungen werden erfüllt.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Gebiet der Erfindung
• Die Ausgestaltung der Ausführungsbeispiele betrifft ein Zoomobjektiv bzw. eine Zoomlinse sowie ein Bildaufnahmegerät.
• Beschreibung des verwandten Standes der Technik
• Zoomobjektive, die in Bildaufnahmegeräten verwendet werden, wie beispielsweise in Überwachungskameras, digitalen Stehbildkameras, Videokameras und Rundfunkkameras, sollen einen weiteren Bildwinkel und eine kleinere Größe aufweisen. Jede der japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. JP 2012-047813 A und Nr. JP 2014-109761 A offenbart ein Zoomobjektiv mit negativem Anfang (Zoomobjektiv des negative-lead-Typs) als ein kleines Zoomobjektiv, das einen weiten Bildwinkel aufweist.
• Die Zoomobjektive, die vorstehend beschrieben sind, müssen ebenso eine hohe optische Leistungsfähigkeit aufweisen, die in der Lage ist, ein Bild mit einer hohen Bildqualität, wie beispielsweise einer 8K-Qualität, zu beschaffen.
• KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Offenbarung stellt beispielsweise ein Zoomobjektiv bereit, das hinsichtlich eines weiten Bildwinkels, einer kleinen Größe und einer hohen optischen Leistungsfähigkeit vorteilhaft ist.
• Die Offenbarung stellt in einer zugehörigen ersten Ausgestaltung ein Zoomobjektiv bereit, wie es in den Patentansprüchen 1-13 spezifiziert ist.
• Die Offenbarung stellt in einer zugehörigen zweiten Ausgestaltung ein Bildaufnahmegerät bereit, wie es in Patentanspruch 14 spezifiziert ist.
• Weitere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich.
• Figurenliste
• 1 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 1.
• 2A bis 2C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 1.
• 3 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 2.
• 4A bis 4C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 2.
• 5 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 3.
• 6A bis 6C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 3.
• 7 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 4.
• 8A bis 8C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 4.
• 9 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 5.
• 10A bis 10C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 5.
• 11 zeigt eine Schnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einem Beispiel 6.
• 12A bis 12C zeigen Aberrationsdiagramme bei einem Weitwinkelende, einer Mittelzoomposition und einem Teleobjektivende des Zoomobjektivs gemäß Beispiel 6.
• 13 zeigt ein Diagramm, das ein Bildaufnahmegerät veranschaulicht, das ein Zoomobjektiv gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 umfasst.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung wird nachstehend eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung angegeben.
• Zuerst wird vor spezifischen Beschreibungen der Beispiele 1 bis 6 eine Beschreibung von Dingen angegeben, die den Beispielen gemein sind. Ein Zoomobjektiv bzw. eine Zoomlinse gemäß jedem Beispiel wird als ein Bildaufnahmeobjektiv bzw. eine Bildaufnahmelinse für verschiedene Bildaufnahmegeräte verwendet, wie beispielsweise digitale Stehbildkameras, Videokameras, Rundfunkkameras, Überwachungskameras und Silberhalogenid-Film-Kameras. Die Bildaufnahmelinse kann in Bezug auf das Bildaufnahmegerät austauschbar sein oder kann integral mit dem Bildaufnahmegerät bereitgestellt sein. Das Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel kann ebenso als ein optisches Projektionssystem für ein Bildprojektionsgerät (einen Projektor) verwendet werden.
• Das Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel ist ein Zoomobjektiv mit negativem Anfang (negative lead type zoom lens), das in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite eine erste Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die zwei oder mehr Linseneinheiten umfasst, und eine hintere Gruppe umfasst, die eine Linseneinheit oder mehrere Linseneinheiten umfasst und einen positiven Brechwert aufweist. Da die negative erste Linseneinheit und die positive zweite Linseneinheit auf der Objektseite angeordnet sind, ist das Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel hinsichtlich eines weiten Bildwinkels von Vorteil.
• Eine „Linseneinheit“ ist eine Gruppe von einer Linse oder mehreren Linsen, die sich integral als Ganzes während eines Zoomens (einer Vergrößerungsvariation) zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende bewegen. Das heißt, jede Entfernung zwischen benachbarten Linseneinheiten ändert sich während eines Zoomens. Eine Linseneinheit kann eine Aperturblende umfassen. Ein Weitwinkelende und ein Teleobjektivende sind jeweilige Zoomzustände mit einem größten Bildwinkel (kürzeste Brennweite) und einem kleinsten Bildwinkel (längste Brennweite), in die jede Linseneinheit, die sich während eines Zoomens bewegt, bei einem Ende und dem anderen Ende eines mechanisch oder steuerbar bewegbaren Bereichs auf einer optischen Achse angeordnet wird.
• In dem Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel bewegt sich die erste Linseneinheit während eines Zoomens nicht (sie ist fixiert), die zweite Linseneinheit und zumindest eine mittlere Linseneinheit bewegen sich und jede Entfernung zwischen benachbarten Linseneinheiten ändert sich. Da ein Zoomen durch die zweite Linseneinheit und die Linseneinheit auf der Bildseite der zweiten Linseneinheit ausgeführt wird, ist es möglich, eine Bildebenenvariation, die durch das Zoomen verursacht wird, sowie verschiedene Aberrationsschwankungen während des Zoomens zu korrigieren.
• In jedem Beispiel wird ein Zoomen hauptsächlich durch die zweite Linseneinheit ausgeführt. Das heißt, wenn angenommen wird, dass ein Vergrößerungsvariationsverhältnis (Zoomverhältnis) einer Linseneinheit ein Absolutwert eines Werts ist, der beschafft wird, indem eine laterale Vergrößerung bei dem Teleobjektivende der Linseneinheit durch eine laterale Vergrößerung bei dem Weitwinkelende der Linseneinheit geteilt wird, ist das Vergrößerungsvariationsverhältnis der zweiten Linseneinheit das größte in den Vergrößerungsvariationsverhältnissen aller Linseneinheiten.
• Während des Zoomens bewegt sich zumindest eine mittlere Linseneinheit (nachstehend auch als eine „Fokuslinseneinheit“ bezeichnet) hauptsächlich, um eine Bildebenenvariation zu korrigieren. Die Fokuslinseneinheit bewegt sich ebenso während eines Fokussierens auf ein Objekt bei jeder Entfernung von einer unendlichen Entfernung zu einer nächsten Entfernung. Eine mittlere Linseneinheit, die zu der Fokuslinseneinheit unterschiedlich ist, umfasst eine Linseneinheit, die sich bewegt, um Aberrationsschwankungen während des Zoomens genauer zu korrigieren.
• Die hintere Gruppe, die den positiven Brechwert aufweist, korrigiert eine laterale chromatische Aberration, die in der ersten Linseneinheit auftritt, in der die Höhe eines außerhalb der Achse liegenden Lichtstrahls hoch ist, und verringert Winkel von Strahlen, die in die Bildebene eindringen.
• In jedem Beispiel ist während eines Zoomens zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende der Bewegungsbetrag der zweiten Linseneinheit der größte in Bewegungsbeträgen der Linseneinheiten, von denen sich jede während des Zoomens bewegt. Der „Bewegungsbetrag“ der zweiten Linseneinheit ist hier ein Absolutwert einer Differenz zwischen Positionen bei dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende einer Linsenoberfläche in der zweiten Linseneinheit.
• In jedem Beispiel umfasst die zweite Linseneinheit zumindest eine positive Linse und zumindest eine negative Linse. In einem Fall, bei dem die zweite Linseneinheit eine geklebte Linse umfasst, bei der die positive Linse und die negative Linse verklebt sind, wird angenommen, dass die positive Linse und die negative Linse einzelne Linsen sind, die nicht verklebt sind. Die Zoomlinse gemäß jedem Beispiel erfüllt Bedingungen der nachstehend genannten Ungleichungen (1) und (2), wobei f2p die kürzeste Brennweite in einer Brennweite einer positiven Linse darstellt, die in der zweiten Linseneinheit beinhaltet ist, f2n die kürzeste Brennweite in einer Brennweite einer negativen Linse darstellt, die in der zweiten Linseneinheit beinhaltet ist, und f2 eine Brennweite der zweiten Linseneinheit darstellt. $$\mathrm{0,65}\le \text{f}2\text{p}/\text{f}2\le \mathrm{2,00}$$

  

  $$-\mathrm{0,85}\le \text{f}2\text{n}/\text{f}2<0$$

  
• Wenn f2p/f2 kleiner als der untere Grenzwert der Ungleichung (1) ist, ist ein Brechwert der zweiten Linseneinheit so klein, dass der Bewegungsbetrag der zweiten Linseneinheit während eines Zoomens zunimmt, was es schwierig macht, die Größe des Zoomobjektivs zu verringern. Wenn f2p/f2 größer als der obere Grenzwert der Ungleichung (1) ist, ist der Brechwert der zweiten Linseneinheit zu groß, um eine Aberration gut zu korrigieren.
• Der obere Grenzwert der Ungleichung (2) wird durch den Brechwert der zweiten Linseneinheit, der positiv ist, und f2n, die eine negative Brennweite ist, bestimmt. Wenn f2n/f2 kleiner als der untere Grenzwert der Ungleichung (2) ist, ist die Kraft bzw. der Wert der zweiten Linse, die in der zweiten Linseneinheit beinhaltet ist, zu klein, um verschiedene Aberrationen, insbesondere eine sphärische Aberration und ein Koma, in ausreichendem Maße zu korrigieren. Durch Verringern der Aberration der zweiten Linseneinheit, die eine Hauptzoomeinheit ist, kann eine Aberrationsschwankung während eines Zoomens weiter verringert werden.
• Indem es die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweist und die Bedingungen der Ungleichungen (1) und (2) erfüllt, ist ein Zoomobjektiv hinsichtlich eines weiten Bildwinkels, einer kleinen Größe und einer optischen Leistungsfähigkeit, die eine hohe Auflösung unterstützt, vorteilhaft.
• Die numerischen Bereiche der Ungleichungen (1) und (2) können wie nachstehend beschrieben eingestellt werden. $$\mathrm{0,68}\le \text{f}2\text{p}/\text{f}2\le \mathrm{1,50}$$

  

  $$-\mathrm{0,80}\le \text{f}2\text{n}/\text{f}2<0$$

  
• Die numerischen Bereiche der Ungleichungen (1) und (2) können wie nachstehend beschrieben eingestellt werden. $$\mathrm{0,72}\le \text{f}2\text{p}/\text{f}2\le \mathrm{0,90}$$

  

  $$-\mathrm{0,76}\le \text{f}2\text{n}/\text{f}2<0$$

  
• Das Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel kann zumindest eine der Bedingungen der nachstehend genannten Ungleichungen (3) bis (9) erfüllen.
• Die Brennweiten f2p und f2n können eine Bedingung der nachstehend genannten Ungleichung (3) erfüllen. $$-\mathrm{2,00}\le \text{f}2\text{n}/\text{f}2\le -\mathrm{0,95}$$

  
• Wenn f2p/f2n den numerischen Bereich der Ungleichung (3) nicht erfüllt, können verschiedene Aberrationen, insbesondere eine sphärische Aberration und ein Koma, die durch die zweite Linseneinheit verursacht werden, verschlimmert werden.
• Des Weiteren kann eine Bedingung gemäß der nachstehend genannten Ungleichung (4) erfüllt werden, wobei m2 einen Bewegungsbetrag der zweiten Linseneinheit zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende darstellt und m3 einen Bewegungsbetrag der dritten Linseneinheit zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende darstellt, wobei die dritte Linseneinheit in der mittleren Gruppe beinhaltet ist und bei einer Position benachbart zu der zweiten Linseneinheit auf der Bildseite angeordnet ist. $$\mathrm{1,0}<\text{m}2/\text{m}3\le \mathrm{2,5}$$

  
• Eine Aperturblende kann in jeder der zweiten Linseneinheit oder der dritten Linseneinheit bereitgestellt werden, während die Bedingung der Ungleichung (4) erfüllt wird. In diesem Fall ist es möglich, eine Variation in einer Höhe eines Lichtstrahls in der zweiten Linseneinheit während eines Zoomens zu verringern, was es einfacher macht, eine Aberrationsschwankung während eines Zoomens zu verringern.
• Das Zoomobjektiv gemäß jedem Beispiel als ein Zoomobjektiv mit negativem Anfang, das in der Lage ist, den Bildwinkel zu weiten, kann eine Bedingung gemäß der nachstehend genannten Ungleichung (5) erfüllen, bei der f1 eine Brennweite der ersten Linseneinheit darstellt. $$-\mathrm{0,85}\le \text{f}1/\text{f}2\le -\mathrm{0,55}$$

  
• Wenn f1/f2 kleiner als der untere Grenzwert der Ungleichung (5) ist, kann der negative Brechwert der ersten Linseneinheit zu schwach sein, um den Bildwinkel gut zu weiten. Wenn f1/f2 größer als der obere Grenzwert der Ungleichung (5) ist, kann der negative Brechwert der ersten Linseneinheit zu stark sein, um eine auf der Achse liegende chromatische Aberration gut zu korrigieren.
• Damit eine auf der Achse liegende chromatische Aberration korrigiert wird, kann die erste Linseneinheit zumindest eine positive Linse umfassen und kann die nachstehend genannten Ungleichungen (6) und (7) erfüllen, in denen vd1p eine Abbe-Zahl in Bezug auf eine d-Linie der zumindest einen positiven Linse darstellt und θgF1p ein Teildispersionsverhältnis in Bezug auf eine g-Linie und eine f-Linie der positiven Linse darstellt. $$\text{vd}1\text{p}\le 40$$

  

  $$\mathrm{\theta }\text{gF}1\text{p}+\mathrm{0,00162}\times \text{vd}1\text{p}-\mathrm{0,64146}\le \mathrm{0,006}$$

  
• Da die erste Linseneinheit einen negativen Brechwert aufweist, kann zumindest eine positive Linse in der ersten Linseneinheit eine hohe Dispersion aufweisen, die die Bedingung der Ungleichung (6) erfüllt, damit eine auf der Achse liegende chromatische Aberration korrigiert wird. Außerdem kann die Bedingung der Ungleichung (7) erfüllt werden, wenn ein sekundäres Spektrum berücksichtigt wird. Die Abbe-Zahl vd1p wird durch die nachstehend genannte Gleichung ausgedrückt, wobei nd, nF und nC jeweils Brechungsindizes der positiven Linse (des Materials der positiven Linse) in Bezug auf die d-Linie (Wellenlänge 587,6 nm), die F-Linie (Wellenlänge 486,1 nm) und eine C-Linie (Wellenlänge 653,3 nm) darstellen. $$\text{Vd}1\text{p}=\left(\text{nd}-1\right)/\left(\text{nF}-\text{nC}\right)$$

  
• Das Teildispersionsverhältnis θgF1p wird durch die nachstehend genannte Gleichung ausgedrückt, wobei ng, nF und nC jeweils Brechungsindizes der positiven Linse in Bezug auf die g-Linie (Wellenlänge 435,8 nm), die F-Linie und die C-Linie darstellen. $$\mathrm{\theta }\text{gF}1\text{p}=\left(\text{ng}-\text{nF}\right)/\left(\text{nF}-\text{nC}\right)$$

  
• Die positive Linse in der ersten Linseneinheit kann mit einer negativen Linse verklebt sein, sodass eine auf der Achse liegende chromatische Aberration korrigiert wird.
• Die Bedingung der nachstehend genannten Ungleichung (8) kann erfüllt werden, wobei Ndp einen maximalen Brechungsindex in einem Brechungsindex der zumindest einen positiven Linse in der hinteren Gruppe darstellt, die einen positiven Brechwert aufweist. $$\mathrm{1,85}\le \text{Ndp}$$

  
• Wenn Ndp niedriger als der untere Grenzwert des numerischen Bereichs der Ungleichung (8) ist, ist eine Krümmung jeder Oberfläche der positiven Linse so groß, dass verschiedene Aberrationen zunehmen.
• Eine Abbe-Zahl vdp in Bezug auf die d-Linie einer positiven Linse, die den größten Brechungsindex in der hinteren Gruppe aufweist, kann eine Bedingung der nachstehend genannten ungleichen (9) erfüllen. $$\text{vdp}\le 25$$

  
• Indem die Bedingung der Ungleichung (9) in der hinteren Gruppe, die die laterale chromatische Aberration korrigiert, erfüllt wird, kann eine Korrekturwirkung verbessert werden.
• Außerdem kann die mittlere Gruppe zumindest eine Linseneinheit umfassen, die einen negativen Brechwert aufweist. Indem diese negative Linseneinheit als die Fokuslinseneinheit verwendet wird, kann ein Bewegungsbetrag der Fokuslinseneinheit während eines Fokussierens verringert werden, wobei die Größe des Zoomobjektivs weiter verringert werden kann.
• Die numerischen Bereiche der Ungleichungen (3) bis (9) können wie nachstehend beschrieben eingestellt werden. $$-\mathrm{1,90}\le \text{f}2\text{p}/\text{f}2\text{n}\le -\mathrm{0,97}$$

  

  $$\mathrm{1,0}\le \text{m}2/\text{m}3\le \mathrm{2,2}$$

  

  $$-\mathrm{0,80}\le \text{f}1/\text{f}2\le -\mathrm{0,56}$$

  

  $$\text{vd}1\text{p}\le 39$$

  

  $$\mathrm{\theta }\text{gF}1\text{p}+\mathrm{0,00162}\times \text{vd}1\text{p}-\mathrm{0,64146}\le \mathrm{0,004}$$

  

  $$\mathrm{1,90}\le \text{Ndp}$$

  

  $$\text{vdp}\le 23$$

  
• Die numerischen Bereiche der Ungleichungen (3) bis (9) können wie nachstehend beschrieben eingestellt werden. $$-\mathrm{1,80}\le \text{f}2\text{p}/\text{f}2\text{n}\le -\mathrm{0,98}$$

  

  $$\mathrm{1,0}<\text{m}2/\text{m}3\le \mathrm{1,9}$$

  

  $$-\mathrm{0,76}\le \text{f}1/\text{f}2\le -\mathrm{0,57}$$

  

  $$\text{vd}1\text{p}\le 38$$

  

  $$\mathrm{\theta }\text{gF}1\text{p}+\mathrm{0,00162}\times \text{vd}1\text{p}-\mathrm{0,64146}\le \mathrm{0,002}$$

  

  $$\mathrm{1,95}\le \text{Ndp}$$

  

  $$\text{vdp}\le \text{21}$$

  
• Als nächstes wird eine Beschreibung von Beispielen 1 bis 6 angegeben. 1, 3, 5, 7, 9 und 11 veranschaulichen jeweils Konfigurationen der Zoomobjektive bei Weitwinkelenden entsprechend den Beispielen 1 bis 6. Jedes der Zoomobjektive gemäß den Beispielen 1 bis 4 umfasst in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite eine erste Linseneinheit B1, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit B2, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die eine dritte Linseneinheit B3, die einen positiven Brechwert aufweist, und eine vierte Linseneinheit B4, die einen negativen Brechwert aufweist, umfasst, und eine fünfte Linseneinheit B5, die einen positiven Brechwert aufweist, als eine hintere Gruppe. Das Zoomobjektiv gemäß Beispiel 5 umfasst eine erste Linseneinheit B1, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit B2, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die eine dritte Linseneinheit B3, die einen positiven Brechwert aufweist, eine vierte Linseneinheit B4, die einen positiven Brechwert aufweist, und eine fünfte Linseneinheit B5, die einen negativen Brechwert aufweist, umfasst, und eine sechste Linseneinheit B6, die einen positiven Brechwert aufweist, als eine hintere Gruppe. Das Zoomobjektiv gemäß Beispiel 6 umfasst eine erste Linseneinheit B1, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit B2, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die eine dritte Linseneinheit B3, die einen negativen Brechwert aufweist, eine vierte Linseneinheit B4, die einen positiven Brechwert aufweist, und eine fünfte Linseneinheit B5, die einen negativen Brechwert aufweist, umfasst, und eine sechste Linseneinheit B6, die einen positiven Brechwert aufweist, als eine hintere Gruppe.
• In jeder Zeichnung bezeichnet AP eine Aperturblende. In jedem der Beispiele 1 bis 5 umfasst die zweite Linseneinheit B2 die Aperturblende AP, wobei in dem Beispiel 6 die dritte Linseneinheit B3 die Aperturblende AP umfasst.
• DP bezeichnet einen Glasblock, wie beispielsweise ein Abdeckungsglas, und einen Tiefpassfilter, der in einem Bildsensor, wie beispielsweise einem CCD-Sensor und einem CMOS-Sensor, bereitgestellt ist. IM bezeichnet eine Bildebene, wobei eine Bildaufnahmeebene des Bildsensors auf der Bildebene IM angeordnet ist. In einer Silberhalogenid-Kamera ist eine Filmoberfläche (lichtempfindliche Oberfläche) eines Silberhalogenid-Films auf der Bildebene IM angeordnet.
• In jedem Beispiel umfasst die erste Linseneinheit B1 eine positive Linse LP1. Die zweite Linseneinheit B2 umfasst eine positive Linse LP2, die die kürzeste Brennweite in einer positiven Linse aufweist, die in der zweiten Linseneinheit B2 beinhaltet ist, und eine negative Linse LN2, die die kürzeste Brennweite in einer negativen Linse aufweist, die in der zweiten Linseneinheit B2 beinhaltet ist. Die hintere Gruppe umfasst eine positive Linse LP3, die den größten Brechwert in den positiven Linsen aufweist, die in der hinteren Gruppe beinhaltet sind.
• In jeder Zeichnung ist ein Pfeil unter jeder Linseneinheit veranschaulicht, die sich während eines Zoomens bewegt, wobei der Pfeil eine Bewegungsbahn dieser Linseneinheit während eines Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Teleobjektivende angibt. In jedem der Beispiele 1 bis 4 bewegen sich die zweite Linseneinheit B2, die dritte Linseneinheit B3 und die vierte Linseneinheit B4 zu der Objektseite während eines Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Teleobjektivende. In jedem der Beispiele 5 und 6 bewegen sich die zweite Linseneinheit B2, die dritte Linseneinheit B3, die vierte Linseneinheit B4 und die fünfte Linseneinheit B5 zu der Objektseite während eines Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Teleobjektivende.
• Jede der vierten Linseneinheiten B4 in den Beispielen 1 bis 4 und der fünften Linseneinheiten B5 in den Beispielen 5 und 6 bewegt sich, um eine Bildebenenvariation während eines Zoomens zu kompensieren. Durchgezogene und gestrichelte Linien sind unter jeder dieser Linseneinheiten in der Zeichnung veranschaulicht, wobei die durchgezogenen und gestrichelten Linien jeweils die Bewegungsbahnen der Linseneinheit während eines Zoomens in Fällen angeben, bei denen ein Unendlichentfernungsobjekt und ein Kurzentfernungsobjekt fokussiert werden. Die vierten Linseneinheiten B4 in den Beispielen 1 bis 4 und die fünften Linseneinheiten B5 in den Beispielen 5 und 6 bewegen sich als Fokuslinseneinheiten während eines Fokussierens. Spezifisch bewegt sich jede dieser Linseneinheiten zu der Bildseite während eines Fokussierens von einem Unendlichentfernungsobjekt zu einem Kurzentfernungsobjekt.
• Numerische Beispiele 1 bis 6, die jeweils den Beispielen 1 bis 6 entsprechen, sind in Tabellen 1 bis 6 bereitgestellt. In jedem numerischen Beispiel stellt f eine Brennweite (mm) dar, Fno stellt eine F-Zahl dar und ω stellt einen Halbbildwinkel (°) dar.
• Die Oberflächenzahl i stellt eine Reihenfolge einer Oberfläche dar, die von der Objektseite aus gezählt wird. r stellt einen Radius (mm) einer Krümmung einer i-ten Oberfläche von der Objektseite dar, d stellt eine Linsendicke oder eine Luftentfernung (mm) zwischen den i-ten und (i+1)-ten Oberflächen dar und n stellt einen Brechungsindex in Bezug auf die d-Linie eines optischen Materials zwischen den i-ten und (i+1)-ten Oberflächen dar. v stellt eine Abbe-Zahl in Bezug auf die d-Linie des optischen Materials zwischen der i-ten Oberfläche und der (i+1)-ten Oberfläche dar.
• „*“, das bei der Oberflächenzahl angebracht ist, gibt an, dass die Oberfläche eine asphärische Form aufweist. Die Form der asphärischen Oberfläche wird durch die nachstehend genannte Gleichung ausgedrückt, wobei z einen Betrag eines Versatzes (sag) von einem Oberflächenscheitel in eine Optische-Achse-Richtung darstellt, y eine Höhe von der optischen Achse in einer Richtung, die orthogonal zu der optischen Achse ist, darstellt, eine Laufrichtung des Lichts als positiv angenommen wird, r einen achsenparallelen Radius einer Krümmung darstellt, k eine konische Konstante darstellt und Bj (j = 1 bis 16) einen asphärischen Koeffizienten darstellt. $$z=\frac{\frac{y^2}{r}}{1+\sqrt{1-\left(1+k\right){\left(\frac{y}{r}\right)}^2}}+{\displaystyle \sum {}_{j=1}^{16}}{B}_j{y}^j$$

  
• In jeder Tabelle stellt „E±x“ „10^±x“ dar. Alle Koeffizienten, die nicht spezifiziert sind, sind 0.
• Tabelle 7 fasst Werte zusammen, die den vorstehend beschriebenen Ungleichungen (1) bis (9) in den numerischen Beispielen 1 bis 6 entsprechen.
• Die 2A, 4A, 6A, 8A, 10A und 12A veranschaulichen longitudinale Aberrationen (eine sphärische Aberration, einen Astigmatismus, eine Verzeichnung und eine chromatische Aberration) bei Weitwinkelenden entsprechend den numerischen Beispielen 1 bis 6, die 2B, 4B, 6B, 8B, 10B und 12B veranschaulichen longitudinale Aberrationen bei Mittelzoompositionen entsprechend den numerischen Beispielen 1 bis 6 und die 2C, 4C, 6C, 8C, 10C und 12C veranschaulichen longitudinale Aberrationen bei Teleobjektivenden entsprechend den numerischen Beispielen 1 bis 6. In jedem Diagramm für die sphärische Aberration bezeichnet Fno eine F-Zahl, eine durchgezogene Linie stellt eine sphärische Aberration in Bezug auf die d-Linie dar, eine doppelpunktiert-gestrichelte Linie stellt eine sphärische Aberration in Bezug auf die C-Linie dar und eine punktgestrichelte Linie stellt eine sphärische Aberration in Bezug auf die g-Linie dar. Trennungsbeträge an der Unterseite geben eine auf der Achse liegende chromatische Aberration an. In jedem Astigmatismusdiagramm stellt eine durchgezogene Linie S eine Sagittalbildebene dar und eine gestrichelte Linie M stellt eine Meridionalbildebene dar. Jedes Verzeichnungsdiagramm veranschaulicht eine Verzeichnung in Bezug auf die d-Linie. In jedem Diagramm für die chromatische Aberration stellt eine doppelpunktiert-gestrichelte Linie eine laterale chromatische Aberration in Bezug auf die C-Linie dar und eine punktgestrichelte Linie stellt eine laterale chromatische Aberration in Bezug auf die g-Linie dar. ω bezeichnet einen Halbbildwinkel (°).
• Die Zoomobjektivkonfigurationen in den Beispielen 1 bis 6 sind lediglich Beispiele, wobei die Anzahl von Linsen in jeder Linseneinheit, die Anzahl von asphärischen Linsen oder die Anzahl von Linseneinheiten, die in der mittleren Gruppe beinhaltet sind, geändert werden kann. Zusätzlich ist jedes der Zoomobjektive gemäß den Beispielen 1 bis 6 ein Zoomobjektiv, das eine Linseneinheitsanordnung von der Objektseite entsprechend negativ, positiv, positiv, negativ und positiv, eine Linseneinheitsanordnung gemäß negativ, positiv, positiv, positiv, negativ und positiv oder eine Linseneinheitskonfiguration entsprechend negativ, positiv, negativ, positiv, negativ und positiv aufweist, wobei aber andere Linseneinheitsanordnungen verwendet werden können. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7

  	Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp.3	Bsp.4	Bsp.5	Bsp.6
  f1	-18,532	-22,323	-20,638	-22,022	-21,223	-19,466
  f2	29,913	29,637	29,934	30,564	29,358	33,579
  f2p	24,455	25,674	21,885	22,081	26,105	24,872
  f2n	-15,810	-22,468	-21,961	-12,421	-20,306	-14,972
  m2	23,560	33,503	22,865	23,403	32,325	25,458
  m3	15,187	27,328	12,056	14,459	31,437	16,711
  vd1p	31,604	31,604	37,134	31,604	31,604	31,604
  θgF1p	0,591	0,591	0,578	0,591	0,591	0,591
  Ungleichung (1) 0,65≤f2p/f2≤2,00	0,818	0,866	0,731	0,722	0,889	0,741
  Ungleichung (2) -0,85≤f2n/f2<0	-0,529	-0,758	-0,734	-0,406	-0,692	-0,446
  Ungleichung (3) -2,00 < f2p/f2n < -0,95	-1,547	-1,143	-0,997	-1,778	-1,286	-1,661
  Ungleichung (4) 1,0< m2/m3 < 2,5	1,551	1,226	1,897	1,619	1,028	1,523
  Ungleichung (5) -0,85<f1/f2<-0,55	-0,620	-0,753	-0,689	-0,721	-0,723	-0,580
  Ungleichung (6) vdlp<40	31,604	31,604	37,134	31,604	31,604	31,604
  Ungleichung (7) θgF1p+0,00162 × vldp-0,64146 < 0,006	0,001	0,001	-0,003	0,001	0,001	0,001
  Ungleichung (9) Ndp > 1,85	1,986	1,986	1,923	1,959	1,986	1,986
  Ungleichung (10) vdp<25	16,484	16,484	20,880	17,471	16,484	16,484

• BILDAUFNAHMEGERÄT
• 13 veranschaulicht ein Bildaufnahmegerät (eine Überwachungskamera), das ein Zoomobjektiv gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 als ein optisches Abbildungssystem verwendet. In 13 bezeichnet Bezugszeichen 16 ein optisches Abbildungssystem, das das Zoomobjektiv gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 umfasst. Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Kamerakörper. Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Bildsensor, wie beispielsweise einen CCD-Sensor und einen CMOS-Sensor, zur Aufnahme (fotoelektrischen Umwandlung) eines Objektbilds, das durch das optische Abbildungssystem 16 gebildet wird. Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Aufzeichnungsmedium, das Bildinformationen aufzeichnet, die von einer Signalausgabe von dem Bildsensor 12 erzeugt werden. Bezugszeichen 14 bezeichnet ein Kabel als eine Übertragungseinheit für ein Übertragen der Bildinformationen zu einer externen Vorrichtung.
• Durch Anwenden des Zoomobjektivs gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 bei einem Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise einer Überwachungskamera, ist es möglich, ein kleines Weitwinkelbildaufnahmegerät zu verwirklichen, das eine gute optische Leistungsfähigkeit aufweist, die in der Lage ist, eine hohe Auflösung zu unterstützen.
• Das Bildaufnahmegerät, das das Zoomobjektiv gemäß einem der Beispiel 1 bis 6 verwendet, ist nicht auf eine Überwachungskamera begrenzt, wobei das Zoomobjektiv gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 ebenso in einem anderen Bildaufnahmegerät, wie beispielsweise einer Videokamera und einer digitalen Stehbildkamera, verwendet werden kann. Zusätzlich zu dem Zoomobjektiv kann das Bildaufnahmegerät ferner eine Bildverarbeitungsschaltung umfassen, die elektrisch eine Aberration korrigiert.
• Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Dem Umfang der nachstehenden Patentansprüche ist die breiteste Interpretation zuzugestehen, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zu umfassen.
• Ein Zoomobjektiv umfasst in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite eine erste Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist, eine zweite Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, eine mittlere Gruppe, die zwei oder mehr Linseneinheiten umfasst, und eine hintere Gruppe, die eine Linseneinheit oder mehrere Linseneinheiten umfasst und einen positiven Brechwert aufweist. Die erste Linseneinheit bewegt sich nicht für ein Zoomen. Während eines Zoomens bewegt sich die zweite Linseneinheit, wobei eine Entfernung zwischen jeden benachbarten Linseneinheiten sich ändert. In allen Linseneinheiten des Zoomobjektivs bewegt sich während eines Zoomens die zweite Linseneinheit um einen größten Bewegungsbetrag, wobei sie ein größtes Zoomverhältnis zwischen einem Weitwinkelende und einem Teleobjektivende aufweist. Vorbestimmte Bedingungen werden erfüllt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2012047813 A [0002]
• JP 2014109761 A [0002]

Claims (14)

1. Zoomobjektiv, das in einer Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite umfasst: eine erste Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist; eine zweite Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist; eine mittlere Gruppe, die zwei oder mehr Linseneinheiten umfasst; und eine hintere Gruppe, die eine Linseneinheit oder mehrere Linseneinheiten umfasst und einen positiven Brechwert aufweist, wobei die erste Linseneinheit sich für ein Zoomen nicht bewegt, wobei sich während eines Zoomens die zweite Linseneinheit bewegt und eine Entfernung zwischen benachbarten Linseneinheiten ändert, wobei in allen Linseneinheiten des Zoomobjektivs während eines Zoomens die zweite Linseneinheit sich um einen größten Bewegungsbetrag bewegt und ein größtes Zoomverhältnis zwischen einem Weitwinkelende und einem Teleobjektivende aufweist und wobei die nachstehend genannten Ungleichungen erfüllt werden: $$\mathrm{0,65}\le \text{f}2\text{p/f2}\le \text{2}\text{,00}$$

   

   $$-\mathrm{0,85}\le \text{f}2\text{n/f2}<\mathrm{0,}$$

   

   wobei f2p eine kürzeste Brennweite in einer Brennweite von zumindest einer positiven Linse in der zweiten Linseneinheit darstellt, f2n eine kürzeste Brennweite in einer Brennweite von zumindest einer negativen Linse in der zweiten Linseneinheit darstellt und f2 eine Brennweite der zweiten Linseneinheit darstellt.
2. Zoomobjektiv nach Anspruch 1, wobei die nachstehend genannte Ungleichung erfüllt wird: $$-\mathrm{2,00}\le \text{f}2\text{p/f2n}\le \text{-0}\text{,95}\text{.}$$

   
3. Zoomobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mittlere Gruppe eine dritte Linseneinheit umfasst, die benachbart zu der zweiten Linseneinheit ist, und wobei die nachstehend genannte Ungleichung erfüllt wird: $$\mathrm{1,0}<\text{m}2/\text{m}3\le \mathrm{2,5,}$$

   

   wobei m2 einen Bewegungsbetrag der zweiten Linseneinheit zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende darstellt und m3 einen Bewegungsbetrag der dritten Linseneinheit zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende darstellt.
4. Zoomobjektiv nach Anspruch 3, wobei die zweite Linseneinheit oder die dritte Linseneinheit eine Aperturblende umfasst.
5. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die nachstehend genannte Ungleichung erfüllt wird: $$-\mathrm{0,85}\le \text{f1/f2}\le \text{-0}\text{,55}\text{,}$$

   

   wobei f1 eine Brennweite der ersten Linseneinheit darstellt.
6. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Linseneinheit eine positive Linse umfasst, die die nachstehend genannten Ungleichungen erfüllt: $$\text{vd1p}\le \text{40}$$

   

   $$\mathrm{\theta }\text{gF1p}+\mathrm{0,00162}\times \text{vd1p}-\mathrm{0,64146}\le \mathrm{0,006,}$$

   

   wobei vd1p eine Abbe-Zahl in Bezug auf eine d-Linie der positiven Linse darstellt und θgF1p ein Teildispersionsverhältnis in Bezug auf eine g-Linie und eine F-Linie der positiven Linse darstellt.
7. Zoomobjektiv nach Anspruch 6, wobei die positive Linse, die in der ersten Linseneinheit beinhaltet ist, mit einer negativen Linse verklebt ist.
8. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die nachstehend genannte Ungleichung erfüllt wird: $$\mathrm{1,85}\le \text{Ndp}\text{,}$$

   

   wobei Ndp einen Brechungsindex in Bezug auf eine d-Linie einer positiven Linse darstellt, die einen größten Brechungsindex in Bezug auf die d-Linie in zumindest einer positiven Linse in der hinteren Gruppe aufweist.
9. Zoomobjektiv nach Anspruch 8, wobei die nachstehend genannte Ungleichung erfüllt wird: $$\text{vdp}\le \text{25}\text{,}$$

   

   wobei vdp eine Abbe-Zahl in Bezug auf die d-Linie der positiven Linse darstellt, die den größten Brechungsindex aufweist, der in der hinteren Gruppe beinhaltet ist.
10. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mittlere Gruppe zumindest eine Linseneinheit umfasst, die einen negativen Brechwert aufweist.
11. Zoomobjektiv nach Anspruch 10, wobei die mittlere Gruppe eine Linseneinheit umfasst, die sich für ein Fokussieren bewegt und einen negativen Brechwert aufweist.
12. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mittlere Gruppe in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite eine dritte Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, und eine vierte Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist, umfasst und wobei die hintere Gruppe eine fünfte Linseneinheit umfasst, die einen positiven Brechwert aufweist.
13. Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mittlere Gruppe in einer Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite eine dritte Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, eine vierte Linseneinheit, die einen positiven Brechwert aufweist, und eine fünfte Linseneinheit, die einen negativen Brechwert aufweist, umfasst und wobei die hintere Gruppe eine sechste Linseneinheit umfasst, die einen positiven Brechwert aufweist.
14. Bildaufnahmegerät mit: dem Zoomobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 13, und einem Bildsensor, der konfiguriert ist, ein Bild aufzunehmen, das durch das Zoomobjektiv gebildet wird.

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