DE10317940A1

DE10317940A1 - Variolinsensystem

Info

Publication number: DE10317940A1
Application number: DE10317940A
Authority: DE
Inventors: Masaru Eguchi
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US20030197950A1; JP2003315676A; US6975461B2

Abstract

Ein Variolinsensystem umfasst eine bewegbare, positive erste Linsengruppe (10), eine bewegbare, negative zweite Linsengruppe (20), eine bewegbare, positive dritte Linsengruppe (30) und eine bewegbare oder ortsfeste, positive vierte Linsengruppe (40). Bei der Brennweitenänderung nimmt der Abstand zwischen der ersten (10) und der zweiten Linsengruppe (20) zu, der Abstand zwischen der zweiten (20) und der dritten Linsengruppe (30) ab und der Abstand zwischen der dritten (30) und der vierten Linsengruppe (40) zu. Das Variolinsensystem erfüllt die folgenden Bedingungen: DOLLAR F1 2 < m3t/m3w < 4 (2), DOLLAR A worin DOLLAR A fi die Brennweite der i-ten Linsengruppe (i = 1, 2, 3), DOLLAR A m3t den paraxialen Abbildungsmaßstab der positiven dritten Linsengruppe (30) bei der Einstellung längster Brennweite und bei Fokussierung auf Unendlich und DOLLAR A m3w den paraxialen Abbildungsmaßstab der positiven dritten Linsengruppe bei der Einstellung kürzester Brennweite und bei Fokussierung auf Unendlich bezeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Variolinsensystem, das hauptsächlich in einer elektronischen Einzelbildkamera oder digitalen Kamera eingesetzt wird, ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 hat und einen Weitwinkelbereich entsprechend einem halben Bildfeldwinkel von mehr als 30° abdeckt.
In den vergangenen Jahren ist die Nachfrage an digitalen Kameras gestiegen, die noch weiter miniaturisiert sind und über eine noch höhere Auflösung verfügen. Auch die Bildpunkte oder Pixel von CCD-Bildaufnahmevorrichtungen sollen weiter miniaturisiert werden. Folglich müssen die für solche digitalen Kameras bestimmten Aufnahmelinsensysteme über eine hohe Auflösung verfügen. Ferner ist eine lange hintere Schnittweite erforderlich, um eine Filtergruppe unterzubringen. Schließlich muss eine für eine Farb-CCD bestimmte Optik eine gute Telezentrizität aufweisen, um eine Bildabschattung oder eine Farbverschiebung zu vermeiden. Telezentrizität bedeutet dabei, dass die aus der letzten Linsenfläche austretenden Lichtstrahlen so weitgehend wie möglich senkrecht auf die Bildfläche fallen.
Als miniaturisiertes Variolinsensystem für eine digitale Kompaktkamera kann für den Fall, dass das Zoom- oder Brennweitenverhältnis bei etwa 3 bis 4 liegen soll, ein Linsensystem verwendet werden, dessen vordere Linsengruppe negative Brechkraft hat und das deshalb auch als "negativ geführtes" System bezeichnet wird. Ein solches Linsensystem verfügt bei der Einstellung kürzester Brennweite über einen vergleichsweise großen Bildfeldwinkel und kann weiter miniaturisiert werden. Insbesondere kann der Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe, d. h. des am weitesten objektseitig angeordneten Linsenelementes verringert werden. Aus diesem Grunde ist dieses negativ geführte Linsensystem als zusammenschiebbares Variolinsensystem geeignet, bei dem der Abstand zwischen den Linsengruppen in der zusammengeschobenen Stellung verkürzt ist. Jedoch ist es schwierig, mit einem solchen Variolinsensystem ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 zu erreichen.
Ein Beispiel für ein Variolinsensystem, das ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 hat, ist in der US 5,100,223 offenbart. Dieses Variolinsensystem erreicht ein Brennweitenverhältnis von etwa 6. Jedoch ist dort der Linsendurchmesser der vorderen Linsengruppe vergleichsweise groß und die Miniaturisierung des Linsensystems ungenügend. Der halbe Bildfeldwinkel bei der Einstellung kürzester Brennweite beträgt etwa 25°. Bei diesem Linsensystem ist also die Brennweite in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung, d. h. in der Einstellung kürzester Brennweite, ausreichend kurz.
Ein weiteres Beispiel für ein Variolinsensystem ist in der US 5,570,233 beschrieben. Dieses Variolinsensystem erreicht einen großen Bildfeldwinkel, d. h. eine ausreichend kurze Brennweite in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung. Jedoch ist der Durchmesser der vorderen Linsengruppe vergleichsweise groß. Außerdem ist eine vergleichsweise große Zahl an Linsenelementen erforderlich. Dieses Variolinsensystem ist also nicht für eine Kamera geeignet, die mit einem zusammenschiebbaren Variolinsensystem arbeitet.
Bei einem Variolinsensystem, das für eine Kompaktkamera bestimmt ist und zusammenschiebbar sein muss, sollten die Linsengruppen jeweils vergleichs-Weise dünn sein. Außerdem sollten der Durchmesser der vorderen Linsengruppe sowie die Gesamtlänge des Linsensystems vergleichsweise klein sein. Will man die Zahl an Linsenelementen verringern, um so die Gesamtdicke der Linsengruppen klein zu halten, so wird jedoch die Korrektion der Aberration schwierig. Um die Aberrationen über den gesamten Brennweitenbereich bei gleichzeitiger Miniaturisierung des Linsensystems gut korrigieren zu können, sind eine geeignete Verteilung der Brechkraft über die Linsengruppen sowie eine geeignete Linsenanordnung erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Variolinsensystem für eine digitale Kamera anzugeben, das ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 sowie einen halben Bildfeldwinkel von mehr als 30° bei der Einstellung kürzester Brennweite hat.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Variolinsensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Um die Zahl an Linsenelementen zu verringern, sind die Linsengruppen des erfindungsgemäßen Variolinsensystems vorzugsweise wie folgt ausgebildet:

a) Die positive erste Linsengruppe umfasst ein positives Linsenelement oder aber ein negatives Linsenelement und ein positives Linsenelement;
b) die positive dritte Linsengruppe umfasst ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement oder aber zwei positive Linsenelemente und ein negatives Linsenelement; und
c) die positive vierte Linsengruppe umfasst ein positives Linsenelement.

In den vorstehend angegebenen Fällen (i) bis (iii) kann die negative zweite Linsengruppe zwei negative Linsenelemente und ein positives Linsenelement umfassen.
Die positive vierte Linsengruppe, die bei der Brennweitenänderung entweder ortsfest oder bewegbar ist, kann als fokussierende Linsengruppe verwendet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 die Linsenanordnung eines Variolinsensystems als erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2A, 2B, 2C und 2D die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 3A, 3B, 3C und 3D die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei der Einstellung mittlerer Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 4A, 4B, 4C und 4D die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 5 die Linsenanordnung eines Variolinsensystems als zweites Ausführungsbeispiel,
Fig. 6A, 6B, 6C und 6D die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 7A, 7B, 7C und 7D die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei der Einstellung mittlerer Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 8A, 8B, 8C und 8D die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 9 die Linsenanordnung eines Variolinsensystems als drittes Ausführungsbeispiel,
Fig. 10A, 10B, 10C und 10D die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 11A, 11B, 11G und 11D die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei der Einstellung mittlerer Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 12A, 12B, 12C und 12D die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 13 die Linsenanordnung eines Variolinsensystems als viertes Ausführungsbeispiel,
Fig. 14A, 14B, 14C und 14D die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 15A, 15B, 15C und 15D die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei der Einstellung mittlerer Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 16A, 16B, 16C und 16D die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 17 die Linsenanordnung eines Variolinsensystems als fünftes Ausführungsbeispiel,
Fig. 18A, 18B, 18C und 18D die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 19A, 19B, 19C und 19D die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei der Einstellung mittlerer Brennweite auftretenden Aberrationen,
Fig. 20A, 20B, 20C und 20D die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen, und
Fig. 21 eine schematische Darstellung der Verstellwege der in dem erfindungsgemäßen Variolinsensystem enthaltenen Linsengruppen.
Wie in Fig. 21 gezeigt, in der Verstellwege schematisch dargestellt sind, enthält das Variolinsensystem nach Erfindung eine erste Linsengruppe 10 positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 20 negativer Brechkraft, eine Blende S. eine dritte Linsengruppe 30 positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 40 positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind.
Bei dem aus dieser Anordnung aus vier Linsengruppen bestehenden Variolinsensystem erfolgt eine Brennweitenänderung ausgehend von der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung (W), d. h. der Einstellung kürzester Brennweite, hin zur langbrennweitigen Grenzeinstellung (T), d. h. der Einstellung längster Brennweite, derart, dass der Abstand zwischen der positiven ersten Linsengruppe 10 und der negativen zweiten Linsengruppe 20 zunimmt, der Abstand zwischen der negativen zweiten Linsengruppe 20 und der positiven dritten Linsengruppe 30 abnimmt, und der Abstand zwischen der positiven dritten Linsengruppe 30 und der positiven vierten Linsengruppe 40 zunimmt. Die positive vierte Linsengruppe 40 kann, wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, ortsfest sein, wie dies in Fig. 21 mit der Doppelpunktlinie angedeutet ist. Die positive vierte Linsengruppe 40 kann jedoch auch, wie in dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel, beweglich sein, wie dies in Fig. 21 mit der gestrichelten Linie angedeutet ist. Die Blende S bewegt sich gemeinsam mit der positiven dritten Linsengruppe 30. Die Fokussierung erfolgt durch die positive vierte Linsengruppe 40. Vor der Bildaufnahmevorrichtung ist ein Deckglas (planparallele Platte) CG für ein Infrarot-Sperrfilter angeordnet.
Die Bedingung (1) des Anspruchs 1 bestimmt das Brechkraftverhältnis der negativen zweiten Linsengruppe 20 zur positiven dritten Linsengruppe 30, die hauptsächlich für die Brennweitenänderung in dem Variolinsensystem verantwortlich sind.
Unterschreitet |f2|/f3 die untere Grenze der Bedingung (1), so wird die negative Brechkraft der negativen zweiten Linsengruppe 20 so groß, dass die Aberrationsschwankungen bei der Brennweitenänderung unvorteilhaft groß werden.
Übersteigt |f2|/f3 die obere Grenze der Bedingung (1), so werden die negative Brechkraft der negativen zweiten Linsengruppe 20 und die positive Brechkraft der positiven dritten Linsengruppe 30 jeweils so klein, dass die Gesamtlänge des Variolinsensystems vergleichsweise groß wird.
Die Bedingung (2) des Anspruchs 1 bestimmt das Verhältnis des paraxialen oder achsennahen Abbildungsmaßstabs (laterale Vergrößerung) bei der Einstellung kürzester Brennweite zu dem paraxialen Abbildungsmaßstab bei der Einstellung längster Brennweite unter der Annahme, dass auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so ist die mit der Brennweitenänderung verbundene Last, die auf der positiven dritten Linsengruppe 30 ruht, geeignet festgelegt, und der Durchmesser der vorderen Linsengruppe, d. h. der positiven ersten Linsengruppe 10, kann vergleichsweise klein gehalten werden.
Unterschreitet dagegen m3t/m3w die untere Grenze der Bedingung (2), so wird die mit der Brennweitenänderung einhergehende Last, die auf der positiven dritten Linsengruppe 30 ruht, verringert und damit die mit der Brennweitenänderung einhergehende Last, die auf der negativen zweiten Linsengruppe 20 ruht, entsprechend erhöht, wenn ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 erreicht werden soll. Infolgedessen nimmt die Höhe des auf die positive erste Linsengruppe 10 bezogenen Randstrahls bei der Einstellung längster Brennweite zu, so dass der Durchmesser der positiven ersten Linsengruppe 10 größer wird.
Übersteigt m3t/m3w die obere Grenze der Bedingung (2), so wird die mit der Brennweitenänderung einhergehende Last, die auf der positiven dritten Linsengruppe 30 ruht, größer, wodurch die Verstellstrecke der positiven dritten Linsengruppe 30 bei der Brennweitenänderung zunimmt. Infolgedessen nimmt die f-Zahl bei der Einstellung längster Brennweite zu.
Um die Länge des Linsensystems in der zusammengeschobenen Stellung zu verringern, ist es erforderlich, in jeder Linsengruppe die Zahl an Linsenelementen zu reduzieren. Die positive erste Linsengruppe 10 umfasst vorzugsweise ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement oder aber ein positives Linsenelement. So nimmt nämlich der Durchmesser des vorderen Linsenelementes zu, wenn die Zahl an Linsenelementen größer wird. Um die Länge des Linsensystems in der zusammengeschobenen Stellung weiter zu verringern, umfasst die positive dritte Linsengruppe 30 vorzugsweise ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement oder aber zwei positive Linsenelemente und ein negatives Linsenelement.
In dem Fall, in dem die positive dritte Linsengruppe 30 ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement umfasst, d. h. aus einer Anordnung aus zwei Linsenelementen gebildet ist, wird jedoch die Brechkraft des positiven Linsenelementes so stark, dass es Schwierigkeiten bereitet, die bei der Brennweitenänderung auftretenden Schwankungen der sphärischen Aberration oder dergleichen gering zu halten. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, mindestens eine Fläche des positiven Linsenelementes asphärisch auszubilden. Noch besser sind beide Flächen des positiven Linsenelementes asphärisch. In diesem Fall können die bei der Brennweitenänderung auftretenden Schwankungen von sphärischer Aberration und Koma deutlich verringert werden. Zusätzlich erfüllt das positive Linsenelement vorzugsweise die folgende Bedingung:

νs < 23 (3)

worin
νs die Abbe-Zahl bei der d-Linie des positiven Linsenelementes bezeichnet, wenn die positive dritte Linsengruppe 30 das positive Linsenelement und ein negatives Linsenelement umfasst.
Erfüllt νs die Bedingung (3) nicht, so werden die bei der Brennweitenänderung auftretenden Schwankungen der chromatischen Längs- und Queraberration so groß, dass eine ausreichende Abbildungsleistung nicht erreicht werden kann.
Die positive vierte Linsengruppe 40 kann ein einzelnes positives Linsenelement umfassen.
Im Folgenden werden spezielle numerische Ausführungsbeispiele angegeben. In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die positive vierte Linsengruppe 40 während der Brennweitenänderung ortsfest, während sie in dem dritten bis fünften Ausführungsbeispiel während der Brennweitenänderung bewegt wird. Die positive vierte Linsengruppe 40 bildet in allen Ausführungsbeispielen die fokussierende Linsengruppe.
In den Diagrammen der chromatischen Aberration (chromatische Längsaberration), dargestellt durch die sphärische Aberration, bezeichnen die durchgezogene Linie und die beiden gestrichelten Linien die sphärische Aberration bei der d-, der g- bzw. der C-Linie. In den Diagrammen der chromatischen Queraberration bezeichnen die beiden gestrichelten Linien den Abbildungsmaßstab bei der g- bzw. der C-Linie. Die d-Linie fällt als Basislinie mit der Ordinate zusammen. In den Diagrammen des Astigmatismus bezeichnet S das Sagittalbild und M das Meridionalbild. In den Tabellen bezeichnet F_NO die f-Zahl, f die Brennweite des gesamten Variolinsensystems, f_B die hintere Schnittweite, W den halben Bildfeldwinkel (°), r den Krümmungsradius, d die Linsenelementdicke bzw. den Linsenelementabstand, Nd den Brechungsindex bei der d-Linie und νd die Abbe-Zahl.
Eine zur optischen Achse rotationssymmetrische, asphärische Fläche ist wie folgt definiert:
x = cy²/(1 + [1 - {1 + K}c²y²]^1/2) + A4y⁴ + A6y⁶ + A8y⁸ + A10y¹⁰ . . .
worin
c die Krümmung (1/r) der asphärischen Fläche im Scheitel,
y den Abstand von der optischen Achse,
K den Kegelschnittkoeffizienten, sowie
A4 einen Asphären-Koeffizienten vierter Ordnung,
A6 einen Asphären-Koeffizienten sechster Ordnung,
A8 einen Asphären-Koeffizienten achter Ordnung, und
A10 einen Asphären-Koeffizienten zehnter Ordnung bezeichnet.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt die Linsenanordnung des Variolinsensystems gemäß erstem Ausführungsbeispiel. Die Fig. 2A bis 2D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 3A bis 3D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei einer mittleren Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 4A bis 4D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen. In Tabelle 1 sind die numerischen Daten des ersten Ausführungsbeispiel angegeben.
Die positive erste Linsengruppe 10 umfasst ein einzelnes Linsenelement. Die negative zweite Linsengruppe 20 umfasst ein negatives Linsenelement 21, ein negatives Linsenelement 22 und ein positives Linsenelemente 23, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind. Die positive dritte Linsengruppe 30 umfasst ein positives Linsenelement 31 sowie ein Kittglied, das aus einem positiven Linsenelement 32 und einem negativen Linsenelemente 33 besteht, in dieser Reihenfolge vom Objekt her. Die positive vierte Linsengruppe 40 umfasst ein einzelnes Linsenelement. Vor einer Bildaufnahmevorrichtung befindet sich ein Deckglas (Filtergruppe) CG. Die Blende S ist in einem Abstand von 0,97 mm vor, d. h. objektseitig der positiven dritten Linsengruppe 30 (Fläche Nr. 9) angeordnet. Tabelle 1

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 5 zeigt die Linsenanordnung des Variolinsensystems gemäß zweitem Ausführungsbeispiel. Die Fig. 6A bis 6D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 7A bis 7D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei einer mittleren Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 8A bis 8D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 5 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen. In Tabelle 2 sind die numerischen Daten des zweiten Ausführungsbeispiels angegeben.
Der Aufbau ist im Grunde der gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass die dritte Linsengruppe 30 ein positives Linsenelement 31 und ein negatives Linsenelement 32 umfasst, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind. Die Blende S ist in einem Abstand von 0,97 mm vor, d. h. objektseitig der positiven dritten Linsengruppe 30 (Fläche Nr. 9) angeordnet. Tabelle 2

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 9 zeigt die Linsenanordnung des Variolinsensystems gemäß drittem Ausführungsbeispiel. Die Fig. 10A bis 10D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 11A bis 11 D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei einer mittleren Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 12A bis 12D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 9 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen. In Tabelle 3 sind die numerischen Daten des dritten Ausführungsbeispiels angegeben.
Der Linsenaufbau im Grunde ist der gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass (i) die positive erste Linsengruppe 10 ein Kittglied bestehend aus einem negativen Linsenelement 11 und einem positiven Linsenelement 12 umfasst und dass (ii) die positive dritte Linsengruppe 30 ein positives Linsenelement 31, ein Kittglied, bestehend aus einem positiven Linsenelement 32 und einem negativen Linsenelement 33, sowie ein negatives Linsenelement 34 umfasst, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind. Die Blende S ist in einem Abstand von 0,90 mm vor, d. h. objektseitig der positiven dritten Linsengruppe 30 (Fläche Nr. 10) angeordnet. Tabelle 3

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 13 zeigt die Linsenanordnung des Variolinsensystems gemäß viertem Ausführungsbeispiel. Die Fig. 14A bis 14D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 15A bis 15D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei einer mittleren Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 16A bis 6D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 13 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen. In Tabelle 4 sind die numerischen Daten des vierten Ausführungsbeispiels angegeben.
Die grundlegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass (i) die positive erste Linsengruppe 10 ein Kittglied, bestehend aus einem negativen Linsenelement 11 und einem positiven Linsenelemente 12 umfasst, und dass (ii) die positive dritte Linsengruppe 30 ein positives Linsenelement 31, ein positives Linsenelement 32 und ein negatives Linsenelement 33, d. h. kein Kittglied, umfasst, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind. Die Blende S ist in einem Abstand von 0,97 mm vor, d. h. objektseitig der dritten Linsengruppe (Fläche Nr. 10) angeordnet. Tabelle 4

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 17 zeigt die Linsenanordnung des Variolinsensystems gemäß fünftem Ausführungsbeispiel. Die 18A bis 18D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei der Einstellung kürzester Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 19A bis 19D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei einer mittleren Brennweite auftretenden Aberrationen. Die Fig. 20A bis 20D zeigen die in der Linsenanordnung nach Fig. 17 bei der Einstellung längster Brennweite auftretenden Aberrationen. In Tabelle 5 sind die numerischen Daten des fünften Ausführungsbeispiels angegeben.
Die grundlegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass die positive erste Linsengruppe 10 ein Kittglied, bestehend aus einem negativen Linsenelement 11 und einem positiven Linsenelement 12 umfasst. Die Blende S befindet sich in einem Abstand von 0,97 mm vor, d. h. objektseitig der dritten Linsengruppe 30 (Fläche Nr. 10). Tabelle 5
In Tabelle 6 sind für jedes Ausführungsbeispiel die auf die einzelnen Bedingungen bezogenen numerischen Werte angegeben. Tabelle 6
Wie aus Tabelle 6 hervorgeht, erfüllen alle Ausführungsbeispiele die Bedingungen (1) und (2). Wie weiter aus den Aberrationsdiagrammen hervorgeht, sind die verschiedenen Aberrationen vergleichsweise gut korrigiert.
Die Erfindung stellt ein Variolinsensystem für eine digitale Kamera bereit, das ein Brennweitenverhältnis von mehr als 4 und einen halben Bildfeldwinkel von mehr als 30° bei der Einstellung kürzester Brennweite hat.

Claims

1. Variolinsensystem, umfassend eine bewegbare, positive erste Linsengruppe (10), eine bewegbare, negative zweite Linsengruppe (20), eine bewegbare, positive dritte Linsengruppe (30) und eine bewegbare oder ortsfeste, positive vierte Linsengruppe (40), die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, wobei
bei einer Brennweitenänderung ausgehend von der Einstellung kürzester Brennweite hin zur Einstellung längster Brennweite der Abstand zwischen der positiven ersten Linsengruppe (10) und der negativen zweiten Linsengruppe (20) zunimmt, der Abstand zwischen der negativen zweiten Linsengruppe (20) und der positiven dritten Linsengruppe (30) abnimmt und der Abstand zwischen der positiven dritten Linsengruppe (30) und der positiven vierten Linsengruppe (40) zunimmt, und folgende Bedingungen erfüllt sind:

0,5 < |f2|/f3 < 1,0 (f2 < 0) (1)

2 < m3t/m3w < 4 (2)

worin
fi die Brennweite der i-ten Linsengruppe (i = 1, 2, 3),
m3t den paraxialen Abbildungsmaßstab der positiven dritten Linsengruppe (30) bei der Einstellung längster Brennweite und bei Fokussierung auf Unendlich, und
m3w den paraxialen Abbildungsmaßstab der positiven dritten Linsengruppe (30) bei der Einstellung kürzester Brennweite und bei Fokussierung auf Unendlich bezeichnet.

2. Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positive erste Linsengruppe (10) ein positives Linsenelement oder aber ein negatives Linsenelement und ein positives Linsenelement umfasst.

3. Variolinsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die positive dritte Linsengruppe (30) ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement oder aber zwei positive Linsenelemente und ein negatives Linsenelement umfasst.

4. Variolinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die positive vierte Linsengruppe (40) ein positives Linsenelement umfasst.

5. Variolinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Bewegen der positiven vierten Linsengruppe (40) fokussierbar ist.