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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zoomobjektiv und eine Abbildungsvorrichtung, und insbesondere ein Zoomobjektiv, das mit elektronischen Kameras wie Digitalkameras, Videokameras, Übertragungskameras, Filmkameras, Überwachungskameras und Ähnlichem verwendet werden kann, sowie eine mit dem Zoomobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Es besteht eine ständige Nachfrage nach einer Größenverringerung für Tele-Zoomobjektive, die in den Kameras der vorgenannten Gebiete installiert sind. Bislang vorgeschlagene, relativ kompakte Tele-Zoomobjektive umfassen beispielsweise die in den nachstehend angeführten PTL 1 und PTL 2 beschriebenen Objektive. Das in PTL 1 beschriebene Zoomobjektiv umfasst eine positive erste Linsengruppe, eine negative zweite Linsengruppe, eine positive dritte Linsengruppe und eine positive vierte Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sind, und das Zoomen geschieht durch Bewegen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe. Das in PTL 2 beschriebene Zoomobjektiv umfasst eine positive erste Linsengruppe, eine negative zweite Linsengruppe-Vordergruppe, eine negative zweite Linsengruppe-Hintergruppe und eine positive dritte Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sind, und das Zoomen geschieht durch Bewegen der zweiten Linsengruppe-Vordergruppe und der zweiten Linsengruppe-Hintergruppe.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- [PTL 1]: Japanisches Patent JP 4880498 B2
- [PTL 2]: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP H07159693 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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In der letzten Zeit sind die Anforderungen hinsichtlich der Größenverringerung gestiegen und insbesondere eine Reduzierung der Gesamtlänge (Abstand von der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche zu der Abbildungsebene auf der optischen Achse) eines Linsensystems wird stark nachgefragt. Beispielsweise wird bei Tele-Zoomobjektiven mit einem Zoomverhältnis von ungefähr 3,5 ein Linsensystem, dessen Gesamtlänge auf das ungefähr 1,0-fache der Brennweite am Teleende reduziert ist, gewünscht. Das in PTL 1 beschriebene Zoomobjektiv hat jedoch ein ungenügendes Zoomverhältnis, d. h., ungefähr 2,8, und die Gesamtlänge des Linsensystems beträgt das 1,2-fache der Brennweite am Teleende oder mehr, so dass es den neueren Anforderungen nicht genügt. Das in PTL 2 beschriebene Zoomobjektiv besitzt ein Zoomverhältnis von 5,8, jedoch beträgt die Gesamtlänge des Linsensystems das 1,7-fache der Brennweite am Teleende oder mehr, so dass es letztendlich den neueren Anforderung nicht genügen kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zoomobjektiv mit reduzierter Gesamtlänge des Linsensystems hinsichtlich des Zoomverhältnisses anzugeben, beispielsweise, bei Tele-Zoomobjektiven mit einem Zoomverhältnis von 3,5, ein Zoomobjektiv dessen Gesamtlänge auf das 1,0-fache der Brennweite am Teleende reduziert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einem derartigen Zoomobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung anzugeben.
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Lösung der Aufgabe
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Ein erfindungsgemäßes Zoomobjektiv ist ein Zoomobjektiv, das im Wesentlichen aus vier Linsengruppen besteht, aufgebaut aus einer ersten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, einer dritten Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft und einer vierten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende, die erste Linsengruppe und die vierte Linsengruppe bezüglich der Abbildungsebene feststehen, die dritte Linsengruppe monoton von der Objektseite zur Bildseite bewegt wird, und die zweite Linsengruppe bewegt wird, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu korrigieren und wobei das Zoomobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1) erfüllt: 0 < M2/M3 < 1,0 (1) wobei
- M2:
- ein Bewegungsumfang der zweiten Linsengruppe beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende ist, und
- M3:
- ein Bewegungsumfang der dritten Linsengruppe beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende, wobei das Vorzeichen von jedem von M2 und M3 für eine Bewegung zur Bildseite hin positiv ist.
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Der vorgenannte Ausdruck, dass ”die dritte Linsengruppe monoton von der Objektseite zur Bildseite bewegt wird”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich darauf, dass die dritte Linsengruppe von der Objektseite zur Bildseite bewegt wird ohne sich rückwärts zu bewegen.
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Es ist anzumerken, dass M2 der Unterschied in der Position der zweiten Linsengruppe auf der optischen Achse am Weitwinkelende und am Teleende ist.
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Das erfindungsgemäße Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1-1) und erfüllt besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1-2): 0 < M2/M3 < 0,5 (1-1) 0,15 < M2/M3 < 0,35. (1-2)
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Das erfindungsgemäße Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2) und erfüllt besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2-1): 1,0 < |f2/fw| < 2,0 (2) 1,1 < |f2/fw| < 1,8 (2-1) wobei
- f2:
- eine Brennweite der zweiten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Weiterhin erfüllt das erfindungsgemäße Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3) und besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3-1): 0,4 < |f3/fw| < 0,9 (3) 0,45 < |f3/fw| < 0,8 (3-1) wobei
- f3:
- eine Brennweite der dritten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Weiterhin erfüllt das erfindungsgemäße Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4) und besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4-1): 1,0 < f1/fw < 1,5 (4) 1,1 < f1/fw < 1,45 (4-1) wobei
- fl:
- eine Brennweite der ersten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Weiterhin erfüllt das erfindungsgemäße Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5) und besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5-1): 0,6 < f4/fw < 1,0 (5) 0,7 < f4/fw < 0,9 (5-1) wobei
- f4:
- eine Brennweite der vierten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Zoomobjektiv die erste Linsengruppe im Wesentlichen aufgebaut aus einer 1a-ten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene beim Fokussieren feststeht und eine 1b-ten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, die beim Fokussieren bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, und das Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (6) und (7) und besonders bevorzugt die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (6-1) und (7-1): 2,0 < f1a/f1 < 3,7 (6) 1,0 < f1b/f1 < 1,8 (7) 2,2 < f1a/f1 < 3,3 (6-1) 1,2 < f1b/f1 < 1,6 (7-1) wobei
- f1a:
- eine Brennweite der 1a-ten Linsengruppe ist,
- f1b:
- eine Brennweite der 1b-ten Linsengruppe, und
- f1:
- eine Brennweite der ersten Linsengruppe.
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Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Zoomobjektiv die vierte Linsengruppe im Wesentlichen aufgebaut aus einer 4a-ten Linsengruppe mit positiver Brechkraft, einer Blende, und einer 4b-ten Linsengruppe, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite und das Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (8) und (9) und besonders bevorzugt die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (8-1) und (9-1): 0,4 < f4a/f4 < 1,2 (8) –0,4 < f4/f4b < 0,6 (9) 0,5 < f4a/f4 < 1,0 (8-1) –0,2 < f4/f4b < 0,45 (9-1) wobei
- f4a:
- eine Brennweite der 4a-ten Linsengruppe ist,
- f4b:
- eine Brennweite der 4b-ten Linsengruppe, und
- f4:
- eine Brennweite der vierten Linsengruppe.
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In dem Fall, dass das erfindungsgemäße Zoomobjektiv die vorgenannte 4b-te Linsengruppe umfasst, ist die 4b-te Linsengruppe im Wesentlichen aufgebaut aus einer 4b1-ten Linsengruppe mit negativer Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene beim Fokussieren bei Nahabbildung feststeht, und eine 4b2-ten Linsengruppe mit positiver Brechkraft, die beim Fokussieren bei Nahabbildung bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite und das Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (10): –0,1 < fw/fA < 0,1 (10) wobei
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende ist, und
- fA:
- eine Brennweite eines optischen Systems, das die erste Linsengruppe bis 4b1-te Linsengruppe am Weitwinkelende kombiniert.
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Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Zoomobjektiv die zweite Linsengruppe im Wesentlichen aufgebaut aus einer 21-ten Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer 22-ten Linse mit einer positiven Brechkraft mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite, und einer 23-ten Linse mit einer negativen Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, und das Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (11): νd22 < νd23 < 50 (11) wobei
- νd22:
- eine Abbe-Zahl der 22-ten Linse bezüglich der d-Linie ist, und
- νd23:
- eine Abbe-Zahl der 23-ten Linse bezüglich der d-Linie.
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Eine erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung ist mit dem vorgenannten erfindungsgemäßen Zoomobjektiv ausgestattet.
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In dem Vorgenannten ist jede ”Linsengruppe” nicht notwendigerweise aus einer Vielzahl von Linsen aufgebaut und kann auch eine Linsengruppe umfassen, die aus nur einer einzigen Linse aufgebaut ist.
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Der Ausdruck ”im Wesentlichen” im Zusammenhang von ”bestehend im Wesentlichen aus”, wie er hier verwendet wird, soll ausdrücken, dass das erfindungsgemäße Zoomobjektiv über die oben beschriebenen Bestandteile hinaus eine Linse, die im Wesentlichen keine Abbildungskraft aufweist, ein anderes optisches Element als eine Linse, wie eine Blende, ein Abdeckglas, ein Filter oder Ähnliches, einen Linsenflansch, einen Linsentubus, einen Bildsensor, eine mechanische Komponente, wie einen Kameraverwacklungs-Korrekturmechanismus und Ähnliches umfassen kann.
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Es ist anzumerken, dass die Oberflächenformen und Vorzeichen der Brechkräfte der vorgenannten Linsen, die eine asphärische Oberfläche aufweisen, sich auf den achsnahen (paraxialen) Bereich beziehen.
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Es ist anzumerken, dass die Brennweite, die in jedem Bedingungsausdruck verwendet wird, die Brennweite in der Linsenanordnung ist, wenn das Gesamtsystem auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Zoomobjektiv besteht aus vier Linsengruppen, aufgebaut aus einer positiven Linsengruppe, einer negativen Linsengruppe, einer negativen Linsengruppe, und einer positiven Linsengruppe, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, in welchem Zoomen hauptsächlich durch Bewegen der dritten Linsengruppe geschieht, während die zweite Linsengruppe bewegt wird, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu korrigieren. Dies gestattet die Position des hinteren Hauptpunkts des optischen Systems, das die erste Linsengruppe und die zweite Linsegruppe kombiniert, zur Objektseite zu verschieben. Dadurch kann in dem erfindungsgemäßen Zoomobjektiv die Gesamtlänge des Linsensystems bezogen auf das Zoomverhältnis reduziert werden, während eine vorteilhafte optische Performanz beibehalten wird.
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Da die erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Zoomobjektiv ausgestattet ist, ist es möglich eine kompakte Konfiguration bezogen auf das Zoomverhältnis zu erreichen und ein vorteilhaftes Bild kann erhalten werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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2 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs von Beispiel 1, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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3 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs von Beispiel 2, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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4 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs von Beispiel 3, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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5 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs von Beispiel 4, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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6 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs von Beispiel 5, die dessen Linsenkonfiguration illustriert.
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7(A) bis 7(L) zeigen jede Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 1.
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8(A) bis 8(L) zeigen jede Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 2.
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9(A) bis 9(L) zeigen jede Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 3.
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10(A) bis 10(L) zeigen jede Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 4.
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11(A) bis 11(L) zeigen jede Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 5.
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12 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungen
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Nachfolgend werden Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Figuren detailliert beschrieben. 1 ist eine Querschnittansicht eines Zoomobjektivs gemäß einer Ausführung der Erfindung, die die Linsenkonfiguration am Weitwinkelende illustriert. Das in 1 gezeigte Beispiel entspricht Beispiel 1, das später beschrieben wird. In 1 ist die linke Seite die Objektseite und die rechte Seite die Bildseite und 1 illustriert das Zoomobjektiv in einem Zustand wenn auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert wird.
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Wenn das Zoomobjektiv an einer Abbildungsvorrichtung angebracht wird, wird bevorzugt zwischen dem optischen System und der Abbildungsebene Sim, entsprechend der Struktur auf der Abbildungsvorrichtungsseite an der das Objektiv befestigt ist, ein Deckglas und verschiedene Arten von Filtern wie ein Tiefpassfilter, ein Infrarot-Abschneide-Filter und Ähnliches angeordnet. 1 illustriert ein Beispiel in dem ein planparalleles optisches Glied PP, das dies darstellen soll, zwischen dem Linsensystem und der Abbildungsebene Sim angeordnet ist. Das optische Glied PP ist jedoch kein wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Zoomobjektivs.
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Das erfindungsgemäße Zoomobjektiv besteht im Wesentlichen aus vier Linsengruppen, aufgebaut aus einer ersten Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe G2 mit einer negativen Brechkraft, einer dritten Linsengruppe G3 mit einer negativen Brechkraft und einer vierten Linsengruppe G4 mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, entlang der optischen Achse Z angeordnet. In dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die vierte Linsengruppe G4 eine Aperturblende St. Die in 1 gezeigte Aperturblende St gibt jedoch nicht notwendigerweise die Größe oder Form an, sondern die Position auf der optischen Achse Z.
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Das vorliegende Zoomobjektiv ist derart ausgebildet, dass beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende, die erste Linsengruppe G1 und die vierte Linsengruppe G4 bezüglich der Abbildungsebene Sim feststehen, die dritte Linsengruppe G3 entlang der optischen Achse Z monoton von der Objektseite zur Bildseite bewegt wird und die zweite Linsengruppe G2 entlang der optischen Achse Z bewegt wird, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu korrigieren. Das heißt, in dem vorliegenden Zoomobjektiv übernimmt die dritte Linsengruppe G3 die Rolle einer Variator-Gruppe und die zweite Linsengruppe G2 übernimmt die Rolle einer Kompensator-Gruppe. 1 illustriert schematisch die Bewegungskurven der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 beim Zoomen von dem Weitwinkelende zu dem Teleende durch die durchgezogenen Linien unterhalb jeder Linsengruppe.
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Üblicherweise ist es gebräuchlich, in einem Vier-Gruppen-Zoomobjektiv, das aufgebaut ist aus einer ersten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, einer dritten Linsengruppe mit einer positiven oder negativen Brechkraft und einer vierten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sind, in welchem die zweite Linsengruppe und die dritte Linsengruppe Bewegungs-Gruppen sind, die zweite Linsengruppe von der Objektseite zu der Bildseite als Variator-Gruppe zu bewegen, während die dritte Linsengruppe als Kompensator-Gruppe beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende fungiert.
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Dagegen fungiert in dem Zoomobjektiv der vorliegenden Ausführung die dritte Linsengruppe G3 als die Variator-Gruppe, während die zweite Linsengruppe G2 als die Kompensator-Gruppe fungiert, wodurch beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende der Bewegungsumfang der zweiten Linsengruppe G2 in einer Richtung der optischen Achse verglichen mit dem oben beschriebenen allgemein üblichen Beispiel reduziert werden kann. Dies gestattet es, die Position des hinteren Hauptpunktes (Position des bildseitigen Hauptpunktes) des optischen Systems, das die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 kombiniert, zur Objektseite zu verschieben, insbesondere am Teleende, was vorteilhaft ist für eine Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems.
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Das vorliegende Zoomobjektiv ist eingerichtet, einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1) zu erfüllen: 0 < M2/M3 < 1,0 (1) wobei
- M2:
- ein Bewegungsumfang der zweiten Linsengruppe beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende ist, und
- M3:
- ein Bewegungsumfang der dritten Linsengruppe beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende, wobei das Vorzeichen von M2 oder M3 positiv ist wenn die zweite Linsengruppe G2 oder die dritte Linsengruppe G3 sich zur Bildseite hin bewegen, und negativ wenn die zweite Linsengruppe G2 oder die dritte Linsengruppe G3 sich zur Objektseite hin bewegen.
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Wenn das Zoomobjektiv auf oder unter die untere Grenze des Bedingungsausdrucks (1) fällt, wird die Verzeichnung (distortion) am Weitwinkelende verschlechtert. Wenn das Zoomobjektiv die obere Grenze des Bedingungsausdrucks (1) erreicht oder überschreitet, ist es schwierig sicherzustellen, dass die dritte Linsengruppe G3 als der Variator fungiert und die zweite Linsengruppe G2 als der Kompensator fungiert, was nachteilig ist hinsichtlich der Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems.
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Das vorliegende Zoomobjektiv erfüllt bevorzugt weiterhin einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1-1): 0 < M2/M3 < 0,5 (1-1)
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze des Bedingungsausdrucks (1-1) erreicht oder überschreitet, hat der Abstand von der am weitesten bildseitig liegenden Oberfläche der ersten Linsengruppe G1 zu der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche der vierten Linsengruppe G4 auf der optischen Achse die Tendenz, zuzunehmen, um den Raum für die Bewegung der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 beim Zoomen sicherzustellen, was nachteilig ist für die Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems. Wenn die Gesamtlänge des Linsensystems reduziert wird, indem die Reduzierung des Abstands von der am weitesten bildseitig liegenden Oberfläche der ersten Linsengruppe G1 zu der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche der vierten Linsengruppe G4 auf der optischen Achse erzwungen wird, nehmen die Brechkräfte der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 übermäßig zu, wodurch Aberrationen, insbesondere Verzeichnung am Weitwinkelende und sphärische Aberration (spherical aberration) am Teleende verschlechtert werden. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (1-1) ist vorteilhaft zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems und für eine zufriedenstellende Korrektur verschiedener Arten von Aberrationen.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (1-1) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1-2): 0,15 < M2/M3 < 0,35. (1-2)
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Weiterhin erfüllt das vorliegende Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2): 1,0 < |f2/fw| < 2,0 (2) wobei
- f2:
- eine Brennweite der zweiten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (2) erreicht oder überschreitet, wird die Brechkraft der zweiten Linsengruppe G2 reduziert und der Bewegungsumfang, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu kompensieren, wird erhöht, wodurch die Gesamtlänge des Linsensystems erhöht wird. Wenn dagegen das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (2) fällt, wird die Brechkraft der zweiten Linsengruppe G2 erhöht, was eine Degradation der sphärischen Aberration verursacht. Weiterhin erzeugt dies eine Zunahme des effektiven Durchmessers einer Linse in der ersten Linsengruppe G1, was nachteilig für die Größenverringerung ist. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (2) ist vorteilhaft zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems, für eine zufriedenstellende Korrektur von sphärischer Aberration und für eine Größenverringerung.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (2) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2-1): 1,1 < |f2/fw| < 1,8 (2-1)
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Weiterhin erfüllt das vorliegende Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3): 0,4 < |f3/fw| < 0,9 (3) wobei
- f3:
- eine Brennweite der dritten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (3) erreicht oder überschreitet, wird die Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 reduziert und der Bewegungsumfang während des Zoomens wird erhöht, wodurch die Gesamtlänge des Linsensystems erhöht wird. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (3) fällt, wird die Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 übermäßig erhöht, was eine Degradation der sphärischen Aberration verursacht. Weiterhin erzeugt dies eine Zunahme des effektiven Durchmessers einer Linse in der ersten Linsengruppe G1, was nachteilig für die Größenverringerung ist. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (3) ist vorteilhaft zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems, für eine zufriedenstellende Korrektur von sphärischer Aberration und für eine Größenverringerung.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (3) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3-1): 0,45 < |f3/fw| < 0,8 (3-1)
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Weiterhin erfüllt das vorliegende Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4): 1,0 < f1/fw < 1,5 (4) wobei
- fl:
- eine Brennweite der ersten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
(4) 1,0 < fl/fw < 1,5 wobei fl: eine Brennweite der ersten Linsengruppe ist, und fw: eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (4) erreicht oder überschreitet, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe G1 reduziert und die Gesamtlänge des Linsensystems wird erhöht. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (4) fällt, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe übermäßig erhöht, wodurch die Degradation der sphärischen Aberration und die Variation der Aberrationen beim Fokussieren zunehmen. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (4) ist vorteilhaft zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems, für eine zufriedenstellende Korrektur von sphärischer Aberration und für eine Unterdrückung einer Variation der Aberrationen beim Fokussieren.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (4) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4-1): 1,1 < f1/fw < 1,45 (4-1)
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Weiterhin erfüllt das vorliegende Zoomobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5): 0,6 < f4/fw < 1,0 (5) wobei
- f4:
- eine Brennweite der vierten Linsengruppe ist, und
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (5) erreicht oder überschreitet, wird die Brennweite der vierten Linsengruppe G4 und die Gesamtlänge des Linsensystems erhöht. Wenn dagegen das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (5) fällt, tritt Degradation der sphärischen Aberration und der Bildfeldwölbung (field curvature) auf und ein ausreichender Rückfokus kann nicht erreicht werden. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (5) ist vorteilhaft zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems, für eine zufriedenstellende Korrektur von sphärischer Aberration und Bildfeldwölbung und für das Sicherstellen eines ausreichenden Rückfokus.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (5) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5-1): 0.7 < f4/fw < 0.9 (5-1)
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Weiterhin ist in dem vorliegenden Zoomobjektiv die erste Linsengruppe G1 im Wesentlichen aufgebaut aus einer 1a-ten Linsengruppe G1a mit einer positiven Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene beim Zoomen feststeht und einer 1b-ten Linsengruppe G1b mit einer positiven Brechkraft, die beim Zoomen bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die erste Linsengruppe G1 hat eine starke Brechkraft, um die Gesamtlänge des Linsensystems zu reduzieren. Wenn die gesamte erste Linsengruppe G1 beim Fokussieren bewegt wird, wird die Variation der Aberrationen aufgrund der Fokussierung erhöht. Daher ist es wichtig, die erste Linsengruppe G1 in die 1a-te Linsengruppe G1a, die beim Fokussieren feststeht, und die 1b-te Linsengruppe G1b, die zum Fokussieren verwendet wird, zu unterteilen.
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Die Verwendung eines solchen Innen-Fokussierungssystems gestattet es die Variation der Aberrationen während des Fokussierens zu reduzieren, verglichen mit dem Fall, in dem die gesamte erste Linsengruppe G1 bewegt wird, sowie das Gewicht der Linsengruppe, die während des Fokussierens bewegt wird, zu reduzieren. Dieser Effekt tritt besonders bei Linsensystemen mit längeren Brennweiten stärker auf.
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In dem Fall, dass die erste Linsengruppe G1 in der vorgenannten Art und Weise ausgebildet ist, erfüllt das Linsensystem vorzugsweise die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (6) und (7): 2,0 < f1a/f1 < 3,7 (6) 1,0 < f1b/f1 < 1,8 (7) wobei
- f1a:
- eine Brennweite der 1a-ten Linsengruppe ist,
- f1b:
- eine Brennweite der 1b-ten Linsengruppe, und
- f1:
- eine Brennweite der ersten Linsengruppe.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (6) erreicht oder überschreitet, wird die Brennweite der 1a-ten Linsengruppe G1a erhöht, was zu einer Erhöhung der Brechkraft der 1b-ten Linsengruppe Glb führt, und die Variation der Aberrationen aufgrund des Fokussierens wird erhöht. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (6) fällt, wird die Brennweite der 1b-ten Linsengruppe und der Bewegungsumfang der 1b-ten Linsengruppe Glb während des Fokussierens erhöht, wodurch die Gesamtlänge des Linsensystems erhöht wird. Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (7) erreicht oder überschreitet, wird die Brennweite der 1b-ten Linsengruppe Glb und die Gesamtlänge des Linsensystems erhöht. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (7) fällt, wird die Brechkraft der 1b-ten Linsengruppe Glb und die Variation der Aberrationen aufgrund der Fokussierung erhöht. Das Erfüllen der Bedingungsausdrücke (6) und (7) ist vorteilhaft zum Reduzieren der Gesamtlänge des Linsensystems und zum Unterdrücken der Variation der Aberrationen während der Fokussierung.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (6) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (6-1). Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (7) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (7-1): 2,2 < f1a/f1 < 3,3 (6-1) 1,2 < f1b/f1 < 1,6 (7-1)
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Weiterhin ist in dem vorliegenden Zoomobjektiv die vierte Linsengruppe G4 bevorzugt im Wesentlichen aufgebaut aus einer 4a-ten Linsengruppe G4a mit positiver Brechkraft, einer Blende St, und einer 4b-ten Linsengruppe G4b, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Das Anordnen der Aperturblende St auf der Bildseite der 4a-ten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft gestattet es den Aperturdurchmesser zu reduzieren, was zu einer Größenverringerung der mechanischen Struktur führt.
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In dem Fall, dass die vierte Linsengruppe G4 in der vorgenannten Art und Weise ausgebildet ist, erfüllt das Linsensystem vorzugsweise die nachfolgend angegebenen Bedingungsausdrücke (8) und (9): 0,4 < f4a/f4 < 1,2 (8) –0,4 < f4/f4b < 0,6 (9) wobei
- f4a:
- eine Brennweite der 4a-ten Linsengruppe ist,
- f4b:
- eine Brennweite der 4b-ten Linsengruppe, und
- f4:
- eine Brennweite der vierten Linsengruppe.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (8) erreicht oder überschreitet, wird die Brechkraft der 4a-ten Linsengruppe G4a reduziert und es ist schwierig, den Aperturdurchmesser zu reduzieren. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (8) fällt, wird die Brechkraft der 4a-ten Linsengruppe G4a erhöht, und sphärische Aberration und Bildfeldwölbung wird verschlechtert. Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (9) erreicht oder überschreitet, wird die positive Brechkraft der 4b-ten Linsengruppe G4b erhöht, was als Ausgleich die Reduzierung der Brechkraft der 4a-ten Linsengruppe G4a notwendig macht, wodurch Schwierigkeiten bei der Reduzierung des Aperturdurchmessers verursacht werden. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (9) fällt, wird die negative Brechkraft der 4b-ten Linsengruppe G4b erhöht, was als Ausgleich die Erhöhung der Brechkraft der 4a-ten Linsengruppe G4a notwendig macht, woraus eine Verschlechterung der sphärischen Aberration und Bildfeldwölbung resultiert. Das Erfüllen der Bedingungsausdrücke (8) und (9) ist vorteilhaft zur Größenverringerung des Systems und für eine zufriedenstellende Korrektur von sphärischer Aberration und Bildfeldwölbung.
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Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdrucks (8) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (8-1). Um die vorgenannten Wirkungen des Bedingungsausdruck (9) weiter zu erhöhen, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (9-1): 0,5 < f4a/f4 < 1,0 (8-1) –0,2 < f4/f4b < 0,45 (9-1)
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Wenn weiterhin die vierte Linsengruppe G4 im Wesentlichen aufgebaut ist aus einer 4a-ten Linsengruppe G4a mit einer positiven Brechkraft, einer Aperturblende St und einer 4b-ten Linsengruppe G4b, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, kann eine Konfiguration vorgesehen werden, in der Fokussieren bei Nahabbildung, durch Bewegen eines Teils der 4b-ten Linsengruppe geschieht. Beispielsweise kann die 4b-te Linsengruppe G4b im Wesentlichen aufgebaut sein aus einer 4b1-ten Linsengruppe G4b1 mit einer negativen Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene Sim beim Fokussieren bei Nahabbildung feststeht, und einer 4b2-ten Linsengruppe G4b2 mit einer positiven Brechkraft, die beim Fokussieren bei Nahabbildung in Richtung einer optischen Achse bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Das Einbeziehen einer Linsengruppe, die beim Fokussieren bei Nahabbildung bewegt wird, neben der Fokussierungsgruppe, die beim Fokussieren für gewöhnliches Abbilden bewegt wird, gestattet das Vorsehen eines Nahabbildungsmodus, der sich von dem gewöhnlichen Abbildungsmodus unterscheidet, wodurch ein noch näheres Abbilden geschehen kann.
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In dem Fall, in dem die 4b-te Linsengruppe G4b aus der 4b1-ten Linsengruppe G4b1 und der 4b2-ten Linsengruppe G4b2 in der vorgenannten Art und Weise aufgebaut ist, erfüllt das Linsensystem bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (10): –0,1 < fw/fA < 0,1 (10) wobei
- fw:
- eine Brennweite des Gesamtsystems am Weitwinkelende ist, und
- fA:
- eine Brennweite eines optischen Systems, das die erste Linsengruppe bis 4b1-te Linsengruppe am Weitwinkelende kombiniert.
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Wenn das Linsensystem die obere Grenze von Bedingungsausdruck (10) erreicht oder überschreitet, wird der Bewegungsumfang der 4b1-ten Linsengruppe G4b 1 zum Umschalten in den Nahabbildungsmodus erhöht und die Variation der Aberrationen beim Umschalten in den Nahabbildungsmodus wird erhöht. Wenn das Linsensystem auf oder unter die untere Grenze von Bedingungsausdruck (10) fällt, ist dies nachteilig zur Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (10) ist vorteilhaft zur Unterdrückung der Variation von Aberrationen während des Nahabbildungsmodus und der Reduzierung der Gesamtlänge des Linsenssystems.
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Weiterhin ist die zweite Linsengruppe G2 des vorliegenden Zoomobjektivs im Wesentlichen aufgebaut aus einer 21-ten Linse L21 mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer 22-ten Linse L22 mit einer positiven Brechkraft mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite, und einer 23-ten Linse L23 mit einer negativen Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, und bevorzugt wird ein nachfolgend angegebener Bedingungsausdruck (11) erfüllt. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (11) gestattet eine zufriedenstellende Korrektur von Farbquerfehler (lateral chromatic aberration), insbesondere von sekundärer chromatischer Aberration (secondary chromatic aberration). νd22 < νd23 < 50 (11) wobei
- νd22:
- eine Abbe-Zahl der 22-ten Linse bezüglich der d-Linie ist, und
- νd23:
- eine Abbe-Zahl der 23-ten Linse bezüglich der d-Linie.
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Weiterhin umfasst die zweite Linsengruppe vorzugsweise wenigstens eine asphärische Oberfläche. Der Versuch, die Gesamtlänge des Linsensystems zu reduzieren, führt dazu, dass die Brechkraftlast auf die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 erhöht wird und es ist schwierig sphärische Aberration zu korrigieren. Daher wird bevorzugt eine asphärische Oberfläche miteinbezogen, was vorteilhaft zur Aberrationskorrektur (aberration correction) ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft zur Aberrationskorrektur, die asphärische Oberfläche in der ersten Linsengruppe G1 zu verwenden, in welcher in einem Telesystem der transmittierte Lichtstrahl groß ist, jedoch ist das Verwenden der asphärischen Oberfläche in der ersten Linsengruppe G1 nachteilig hinsichtlich der Kosten, da der effektive Durchmesser der ersten Linsengruppe G1 groß ist. Der Bewegungsumfang der zweiten Linsengruppe G2 zur Korrektur der Abbildungsebene ist gering, und die zweite Linsengruppe G2 ist in der Nähe der ersten Linsengruppe G1 angeordnet, so dass eine Anordnung der asphärischen Oberfläche in der zweiten Linsengruppe G2 am kosteneffektivsten ist und am ehesten realistisch. Insbesondere wird die asphärische Oberfläche vorzugsweise auf der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche der zweiten Linsengruppe G2 vorgesehen, da der Lichtstrahl auf der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche der zweiten Linsengruppe G2 am größten ist.
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Jede Linsengruppe, abgesehen von der zweiten Linsengruppe G2, kann beispielsweise die folgenden spezifischen Konfigurationen annehmen. Die 1a-te Linsengruppe G1a kann aufgebaut sein aus einer negativen Meniskuslinse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer bikonvexen Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die negative Meniskuslinse und die bikonvexe Linse können verkittete oder nicht verkittete Einzellinsen sein.
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Die 1b-te Linsengruppe kann aufgebaut sein aus einer negativen Meniskuslinse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Davon sind die negative Meniskuslinse und die positive Linse, welche die ersten und zweiten Linsen ausgehend von der Objektseite sind, vorzugsweise verkittet.
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Die dritte Linsengruppe G3 kann aufgebaut sein aus einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer positiven Meniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer bikonkaven Linse und einer negativen Meniskuslinse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Davon sind die negative Linse und die positive Meniskuslinse, welche die ersten und zweiten Linsen ausgehend von der Objektseite sind, vorzugsweise verkittet. Die bikonkave Linse und die negative Meniskuslinse, welche die dritte und vierte Linse ausgehend von der Objektseite sind, sind vorzugsweise verkittet. Die dritte Linsengruppe G3 kann auch aufgebaut sein aus einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer positiven Meniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und einer bikonkaven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite.
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Die 4a-te Linsengruppe G4a kann aufgebaut sein aus einer bikonvexen Linse, einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer bikonvexen Linse und einer bikonkaven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Davon sind die bikonvexe Linse und die bikonkave Linse, welche die dritte und vierte Linse ausgehend von der Objektseite sind, vorzugsweise verkittet.
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Die 4b1-te Linsengruppe G4b1 kann aufgebaut sein aus einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite und einer bikonkaven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Wenn dies der Fall ist, sind die beiden Linsen vorzugsweise verkittet. Alternativ kann die 4b1-te Linsengruppe G4b1 aus nur einer einzigen negativen Meniskuslinse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite aufgebaut sein.
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Die 4b2-te Linsengruppe G4b2 kann beispielsweise aufgebaut sein aus einer bikonvexen Linse, einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, einer bikonvexen Linse, einer bikonkaven Linse, einer bikonvexen Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Davon sind die bikonvexe Linse und die bikonkave Linse, die die dritte und vierte Linse sind, vorzugsweise verkittet.
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Die vorgenannten bevorzugten Konfigurationen können beliebig kombiniert werden und werden bevorzugt geeignet selektiv verwendet, entsprechend den von dem Zoomobjektiv benötigten Spezifikationen. Beispielsweise gestattet eine geeignete Verwendung der bevorzugten Konfigurationen die Realisierung eines kompakten Tele-Zoomobjektiv mit einem Gesamtblickwinkel von ungefähr 21 Grad, einem Zoomverhältnis von 3,5 und einer Gesamtlänge des Linsensystems von dem ungefähr 1,0-fachen der Brennweite am Teleende.
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Spezifische Beispiele des erfindungsgemäßen Zoomobjektivs werden im Folgenden beschrieben.
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<Beispiel 1>
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Eine Querschnittansicht, die die Konfiguration eines Zoomobjektivs von Beispiel 1 illustriert, ist in 2 gezeigt. Die Anordnung und Konfiguration von jeder Linsengruppe am Weitwinkelende, in der Zwischen-Brennweite-Lage und am Teleende sind jeweils in dem oberen Teil, dem mittleren Teil und dem unteren Teil illustriert, was auf der linken Seite jeweils durch die Symbole W, M und T angezeigt ist.
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Das Zoomobjektiv von Beispiel 1 ist schematisch wie folgt konfiguriert. Das Zoomobjektiv von Beispiel 1 besteht aus einer ersten Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe G2 mit einer negativen Brechkraft, einer dritten Linsengruppe G3 mit einer negativen Brechkraft und einer vierten Linsengruppe G4 mit einer positiven Brechkraft, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sind. Eine Aperturblende St ist in der vierten Linsengruppe G4 vorgesehen. Es ist anzumerken, dass die in 2 gezeigte Aperturblende St nicht notwendigerweise die Größe oder die Form darstellt, sondern vielmehr die Position auf der optischen Achse Z anzeigt. Weiterhin zeigt 2 ein Beispiel, in dem ein planparalleles optisches Glied PP, das verschiedene Arten von Filtern, ein Abdeckglas und Ähnliches darstellen soll, zwischen der vierten Linsengruppe G4 und der Abbildungsebene Sim angeordnet ist.
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Das Zoomobjektiv ist derart eingerichtet, dass beim Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende die erste Linsengruppe G1 und die vierte Linsengruppe G4 bezüglich der Abbildungsebene Sim feststehen, die dritte Linsengruppe G3 monoton von der Objektseite zur Bildseite entlang der optischen Achse bewegt wird, und die zweite Linsengruppe G2 entlang der optischen Achse bewegt wird, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu korrigieren.
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Die erste Linsengruppe G1 ist aufgebaut aus einer 1a-ten Linsengruppe G1a mit einer positiven Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene Sim beim Fokussieren feststeht, und einer 1b-ten Linsengruppe Glb mit einer positiven Brechkraft, die beim Fokussieren bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 1a-te Linsengruppe G1a ist aufgebaut aus einer 11-ten Linse L11 mit einer negativen Meniskusform, mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer 12-ten Linse L12 mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 1b-te Linsengruppe Glb ist aufgebaut aus einer 13-ten Linse L13 mit einer negativen Meniskusform, mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer positiven 14-ten Linse L14 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und einer positiven 15-ten Linse L15 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 13-te Linse L13 und die 14-te Linse L14 sind verkittet.
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Die zweite Linsengruppe G2 ist aufgebaut aus einer 21-ten Linse L21 mit einer bikonkaven Form im achsnahen (paraxialen) Bereich, einer positiven 22-ten Linse L22 mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite, einer negativen 23-ten Linse L23 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 22-te Linse L22 und die 23-te Linse L23 sind verkittet. In dem gesamten System ist eine asphärische Oberfläche nur auf der objektseitigen Oberfläche der 21-ten Linse L21 vorgesehen.
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Die dritte Linsengruppe G3 ist aufgebaut aus einer negativen 31-ten Linse L31 mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer 32-ten Linse L32 mit einer positiven Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer 33-ten Linse L33 mit einer bikonkaven Form und einer 34-ten Linse L34 mit einer negativen Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 31-te Linse L31 und die 32-te Linse L32 sind verkittet und die 33-te Linse L33 und die 34-te Linse L34 sind verkittet.
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Die vierte Linsengruppe G4 ist aufgebaut aus einer 4a-ten Linsengruppe G4a mit einer positiven Brechkraft, einer Aperturblende St und einer 4b-ten Linsengruppe G4b, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 4b-te Linsengruppe ist aufgebaut aus einer 4b1-ten Linsengruppe G4b1 mit einer negativen Brechkraft, die bezüglich der Abbildungsebene Sim beim Fokussieren bei Nahabbildung feststeht, und eine 4b2-ten Linsengruppe G4b2 mit einer positiven Brechkraft, die beim Fokussieren bei Nahabbildung bewegt wird, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite.
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Die 4a-te Linsengruppe G4a ist aufgebaut aus einer 41-ten Linse L41 mit einer bikonvexen Form, einer positiven 42-ten Linse L42 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer 43-ten Linse L43 mit einer bikonvexen Form und einer 44-ten Linse L44 mit einer bikonkaven Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 43-te Linse L43 und die 44-te Linse L44 sind verkittet.
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Die 4b1-te Linsengruppe G4b1 ist aufgebaut aus einer positiven 45-ten Linse L45 mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite und einer 46-ten Linse L46 mit einer bikonkaven Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 45-te Linse L45 und die 46-te Linse L46 sind verkittet.
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Die 4b2-te Linsengruppe G4b2 ist aufgebaut aus einer 47-ten Linse L47 mit einer bikonvexen Form, einer negativen 48-ten Linse L48 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, einer 49-ten Linse L49 mit einer bikonvexen Form, einer 50-ten Linse L50 mit einer bikonkaven Form und einer 51-ten Linse L51 mit einer bikonvexen Form. Die 47-te Linse L47 und die 48-te Linse L48 sind verkittet und die 49-te Linse L49 und die 50-te Linse L50 sind verkittet.
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Tabelle 1 zeigt grundlegende Linsendaten des Zoomobjektivs von Beispiel 1. In Tabelle 1 gibt die Spalte Si die i-te Oberflächennummer an, wobei jeder Oberfläche in einer zur Bildseite hin fortlaufend zunehmenden Art eine Nummer i (i = 1, 2, 3, -----) zugewiesen wird, wobei die objektseitige Oberfläche des am weitesten objektseitig liegenden Elements (constituent element) als die erste Oberfläche genommen wird. Die Spalte Ri gibt den Krümmungsradius der i-ten Oberfläche an und die Spalte Di gibt den Oberflächenabstand zwischen der i-ten Oberfläche und der (i + 1)-ten Oberfläche auf der optischen Achse Z an. Die Spalte Ndj gibt den Brechungsindex des j-ten optischen Elements bezüglich der d-Linie (Wellenlänge 587,56 nm) an, wobei jedem Element in einer zur Bildseite hin fortlaufend zunehmenden Art eine Nummer j (j = 1, 2, 3, -----) zugewiesen wird, wobei das am weitesten objektseitig liegende Element als das erste Element genommen wird, und Spalte νdj gibt die Abbe-Zahl des j-ten optischen Elements bezüglich der d-Linie an.
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Es ist anzumerken, dass die grundlegenden Linsendaten eine Aperturblende St und ein optisches Glied PP umfassen, und dass die Oberflächennummer und das Wort (St) in der Spalte der Oberflächennummern derjenigen Oberfläche angegeben ist, die der Aperturblende St entspricht. Das Vorzeichen des Krümmungsradius ist positiv wenn die Oberflächenform auf der Objektseite konvex ist und negativ wenn sie auf der Bildseite konvex ist. Es ist anzumerken, dass der numerische Wert unten in Spalte Di den Abstand zwischen einer bildseitigen Oberfläche des optischen Glieds PP und der Abbildungsebene Sim angibt. Weiterhin ist Markierung ”*” einer Oberflächennummer einer asphärischen Oberfläche beigefügt und in der Spalte des Krümmungsradius wird der Wert des achsnahen (paraxialen) Krümmungsradius der asphärischen Oberfläche angegeben.
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Tabelle 2 zeigt asphärische Oberflächen-Koeffizienten der asphärischen Oberfläche. ”E–n” (n: ganzzahlig) in den Werten der asphärischen Oberflächen-Koeffizienten stellen ”×10–n” dar. Die asphärischen Oberflächen-Koeffizienten stellen Werte der Koeffizienten KA und Am (m = 3, 4, 5, ----- und 12) in dem asphärischen Oberflächen-Ausdruck, der durch die nachfolgend angegebene Formel dargestellt wird, dar: Zd = C·h2/{1 + (1 – KA·C2·h2)1/2} + ΣAm·hm wobei
- Zd:
- eine Tiefe der asphärischen Oberfläche ist (eine Länge einer von einem Punkt auf der asphärischen Oberfläche mit einer Höhe h ausgehenden vertikalen Linie zu einer zu der optischen Achse orthogonalen ebenen Oberfläche, die der asphärische Scheitelpunkt berührt),
- h:
- eine Höhe (Abstand von der optischen Achse zu der Linsenoberfläche),
- C:
- eine achsnahe (paraxiale) Krümmung
- KA,
- Am: asphärische Oberflächen-Koeffizienten (m = 3, 4, 5, -----, und 12).
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Tabelle 3 zeigt Spezifikationen und Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren des Zoomobjektivs von Beispiel 1 am Weitwinkelende, in der Zwischen-Brennweite-Lage und am Teleende bezüglich der d-Linie. Die Symbole f', Bf', FNo., und 2ω in Tabelle 3 stellen jeweils die Brennweite des Gesamtsystems, den Rückfokus (Luftäquivalent-Länge), F-Zahl und den Gesamtblickwinkel (in Gradeinheiten) dar.
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Einige der Oberflächenabstände sind variable Oberflächenabstände, die sich während des Zoomens und/oder des Fokussierens ändern, und wenn der Oberflächenabstand zwischen der i-ten Oberfäche und der (i + 1)-ten Oberfläche variabel ist, ist dies durch DD[i] in den grundlegenden Linsendaten von Tabelle 1 angegeben. Der Abstand zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und der Abstand zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 sind variable Oberflächenabstände, die sich während des Zoomens ändern und in Tabelle 1 jeweils DD[9], DD[14], DD[20] entsprechen. Der Abstand zwischen der 1a.-ten Linsengruppe G1a und der 1b-ten Linsengruppe Gib und der Abstand zwischen der 1b-ten Linsengruppe Glb und der zweiten Linsengruppe G2 sind variable Oberflächenabstände, die sich während des Fokussierens ändern und jeweils DD[4] und DD[9] entsprechen. Der Abstand zwischen der 4b1-ten Linsengruppe G4b 1 und der 4b2-ten Linsengruppe G4b2 und der Abstand zwischen der 4b2-ten Linsengruppe G4b2 und dem optischen Glied PP sind variable Oberflächenabstände, die sich während des Fokussierens im Nahabbildungsmodus ändern und in Tabelle 1 jeweils DD[31] und DD[39] entsprechen.
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Die zweite Tabelle von Tabelle 3 zeigt den Wert von jedem variablen Oberflächenabstand wenn auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert wird. Die dritte Tabelle von Tabelle 3 zeigt die Werte von DD[4] und DD[9] wenn auf ein Objekt in einem Objektabstand von 1,2 m fokussiert wird. Die vierte Tabelle von Tabelle 3 zeigt die Werte von DD[31] und DD[39] wenn Nahabbildung durchgeführt wird, indem die 4b2-te Linsengruppe G4b2 ausgehend von der Lage, in der das Objekt in einem Objektabstand von 1,2 m im Fokus ist, bewegt wird und dabei fokussierte Objektabstände jeweils am Weitwinkelende, in der Zwischen-Brennweite-Lage und am Teleende. Der Ausdruck ”Objektabstand”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf den Abstand von der am weitesten objektseitigen Linsenoberfläche zu dem Objekt auf der optischen Achse.
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Tabellen 1 bis 3 zeigen Werte, die auf eine vorbestimmte (Nachkomma-)Stelle gerundet sind. In den Tabellen l bis 3, sind längenbezogene einheitslose Werte, Werte in der Einheit mm. [Tabelle 1] Beispiel 1 Grundlegende Linsendaten
| Si | Ri | Di | Ndj | νdj |
| 1 | 120,9976 | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 2 | 90,7917 | 1,83 | | |
| 3 | 94,5094 | 12,80 | 1,49700 | 81,54 |
| 4 | –800,4694 | DD[4] | | |
| 5 | 130,5301 | 3,20 | 1,80518 | 25,42 |
| 6 | 84,8200 | 11,30 | 1,49700 | 81,54 |
| 7 | ∞ | 0,50 | | |
| 8 | 112,0085 | 7,30 | 1,49700 | 81,54 |
| 9 | 1039,2896 | DD[9] | | |
| *10 | –108,7987 | 2,50 | 1,51633 | 64,14 |
| 11 | 70,6204 | 4,58 | | |
| 12 | 325,2958 | 6,80 | 1,80518 | 25,43 |
| 13 | –89,8870 | 2,50 | 1,80610 | 33,27 |
| 14 | ∞ | DD[14] | | |
| 15 | ∞ | 2,00 | 1,69680 | 55,53 |
| 16 | 32,4830 | 5,70 | 1,80518 | 25,43 |
| 17 | 94,9821 | 3,24 | | |
| 18 | –125,2008 | 1,70 | 1,80400 | 46,58 |
| 19 | 628,8200 | 1,70 | 1,80518 | 25,42 |
| 20 | 140,7639 | DD[20] | | |
| 21 | 705,0040 | 3,60 | 1,71299 | 53,87 |
| 22 | –126,5753 | 0,20 | | |
| 23 | 44,3446 | 7,60 | 1,61800 | 63,33 |
| 24 | –1042,5633 | 0,52 | | |
| 25 | 39,0713 | 9,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 26 | –181,8500 | 1,70 | 1,80000 | 29,84 |
| 27 | 62,7355 | 5,17 | | |
| 26(St) | ∞ | 6,76 | | |
| 29 | ∞ | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 30 | –130,0200 | 1,50 | 1,80518 | 25,42 |
| 31 | 28,9905 | DD[31] | | |
| 32 | 86,9078 | 7,90 | 1,84666 | 23,86 |
| 33 | –22,0320 | 1,50 | 1,80400 | 46,58 |
| 34 | –355,2703 | 0,20 | | |
| 35 | 45,9098 | 11,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 36 | –95,9100 | 1,70 | 1,80518 | 25,42 |
| 37 | 42,2855 | 14,63 | | |
| 38 | 40,8148 | 6,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 39 | –314,6444 | DD[39] | | |
| 40 | ∞ | 2,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 41 | ∞ | 5,03 | | |
[Tabelle 2] Beispiel 1 Asphärische Koeffizienten
| Si | 10 |
| KA | –8,7165474E + 00 |
| A3 | 0,0000000E + 00 |
| A4 | 4,0824795E – 09 |
| A5 | –1,7722885E – 08 |
| A6 | 1,6079644E – 09 |
| A7 | –4,3607205E – 11 |
| A8 | –1,2227806E – 12 |
| A9 | 1,0947532E – 13 |
| A10 | –1,8421612E – 15 |
| A11 | –3,8208402E – 17 |
| A12 | 9,7106795E – 19 |
[Tabelle 3] Beispiel 1 Spezifikationen 8 Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren
| Spezifikationen (d-Linie) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Zoom-Verhältnis | 1,0 | 2,0 | 3,4 |
| f' | 86,56 | 173,12 | 295,17 |
| Bf' | 36,13 | 36,13 | 36,13 |
| FNo. | 2,70 | 2,70 | 3,72 |
| 2ω[° ] | 21,2 | 10,4 | 6,0 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = Unendlich) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[4] | 16,22 | 18,22 | 18,22 |
| DD[9] | 5,85 | 19,29 | 19,55 |
| DD[14] | 2,10 | 17,28 | 47,71 |
| DD[20] | 62,90 | 34,27 | 3,58 |
| DD[31] | 8,34 | 8,34 | 8,34 |
| DD[39] | 29,58 | 29,58 | 29,58 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = 1,2 m) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[4] | 4,92 | 4,92 | 4,92 |
| DD[9] | 17,15 | 30,59 | 30,85 |
| Fokussierter Objektabstand bei Nahabbildung (DD[31] = 3,34, DD[39] = 34,58) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Fokussierter Objektabstand | 0,672 m | 1,013 m | 1,130 m |
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7(A) bis 7(D) sind Aberrationsdiagramme von sphärischer Aberration (spherical aberration), Astigmatismus (astigmatism), Verzeichnung (distortion) und Farbquerfehler (lateral chromatic aberration) des Zoomobjektivs von Beispiel 1 am Weitwinkelende. 7(E) bis 7(H) sind Aberrationsdiagramme von sphärischer Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler des Zoomobjektivs von Beispiel 1 in der Zwischen-Brennweite-Lage. 7(I) bis 7(L) sind Aberrationsdiagramme von sphärischer Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler des Zoomobjektivs von Beispiel l am Teleende. 7(A) bis 7(L) sind diejenigen, wenn ein Objekt im Unendlichen im Fokus ist.
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Jedes Aberrationsdiagramm zeigt Aberration mit der d-Linie (Wellenlänge 587,56 nm) als Referenzwellenlänge, jedoch illustriert das Diagramm der sphärischen Aberration auch Aberrationen bezüglich der C-Linie (Wellenlänge 656,27 nm) und der F-Linie (Wellenlänge 486,13 nm). Das Diagramm des Farbquerfehlers illustriert Aberrationen bezüglich der C-Linie und der F-Linie. In dem Diagramm des Astigmatismus illustriert die durchgezogene Linie Astigmatismus in der sagittalen Richtung während die gestrichelte Linie Astigmatismus in der tangentialen Richtung illustriert und die Bezeichnungen der Linientypen umfassen jeweils die Symbole (S) und (T). Die ”FNo.” in dem Diagramm der sphärischen Aberration stellt die F-Zahl dar und ”ω” in den anderen Aberrationsdiagrammen stellt den halben Blickwinkel dar.
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Alle Symbole in den Daten, deren Bedeutung, Darstellungsart und Ähnliches, wie in Beispiel 1 beschrieben, gelten auch für die nachfolgenden Beispiele, sofern nicht anderweitig angegeben, und eine doppelte Beschreibung wird nachfolgend vermieden.
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<Beispiel 2>
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Die Linsenkonfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 2 wird in
3 gezeigt. Die schematische Konfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 2 ist näherungsweise identisch zu derjenigen des oben beschriebenen Zoomobjektivs von Beispiel 1, unterscheidet sich jedoch darin, dass die 11-te Linse L11 und die 12-te Linse L12 verkittet sind und die 47-te Linse L47 und die 48-te Linse L48 nicht verkittet sind. Tabellen 4, 5 und 6 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten, asphärische Oberflächen-Koeffizienten, Spezifikationen und Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren des Zoomobjektivs von Beispiel 2.
8(A) bis
8(L) sind die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Zoomobjektivs von Beispiel 2. [Tabelle 4] Beispiel 2 Grundlegende Linsendaten
| Si | Ri | Di | Ndj | νdj |
| 1 | 117,4272 | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 2 | 80,0239 | 15,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 3 | –823,3627 | DD[3] | | |
| 4 | 108,8743 | 3,20 | 1,80518 | 25,42 |
| 5 | 78,4120 | 12,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 6 | 2771,2664 | 0,50 | | |
| 7 | 130,2209 | 6,41 | 1,49700 | 81,54 |
| 8 | 705,3472 | DD[8] | | |
| *9 | –141,3861 | 2,50 | 1,51833 | 64,14 |
| 10 | 83,3869 | 4,79 | | |
| 11 | –234,2289 | 4,11 | 1,80518 | 25,43 |
| 12 | –84,8614 | 2,50 | 1,80610 | 40,92 |
| 13 | –142,2027 | DD[13] | | |
| 14 | 790,3325 | 2,00 | 1,69680 | 55,53 |
| 15 | 25,7309 | 5,69 | 1,80518 | 25,43 |
| 16 | 73,8679 | 2,71 | | |
| 17 | –93,5415 | 1,70 | 1,80400 | 46,58 |
| 18 | 775,3039 | 1,70 | 1,80518 | 25,42 |
| 19 | 113,6549 | DD[19] | | |
| 20 | 193,0060 | 4,48 | 1,71299 | 53,87 |
| 21 | –117,3332 | 0,20 | | |
| 22 | 53,3973 | 5,49 | 1,61800 | 83,33 |
| 23 | 419,9389 | 0,20 | | |
| 24 | 35,8190 | 9,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 25 | –365,2507 | 1,70 | 1,80000 | 29,84 |
| 26 | 41,7871 | 6,15 | | |
| 27(St) | ∞ | 10,82 | | |
| 28 | 161,0350 | 3,16 | 1,80610 | 40,92 |
| 29 | –1832,3813 | 1,50 | 1,80518 | 25,42 |
| 30 | 37,5034 | DD[30] | | |
| 31 | 63,0027 | 8,05 | 1,84666 | 23,86 |
| 32 | –39,0282 | 0,83 | | |
| 33 | –36,8004 | 1,50 | 1,80400 | 46,58 |
| 34 | 815,5350 | 10,59 | | |
| 35 | 40,2061 | 6,34 | 1,49700 | 81,54 |
| 36 | –1859,0564 | 1,70 | 1,80518 | 25,42 |
| 37 | 33,4339 | 6,31 | | |
| 38 | 35,6016 | 6,63 | 1,51633 | 64,14 |
| 39 | –1155,0310 | DD[39] | | |
| 40 | ∞ | 2,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 41 | ∞ | 5,02 | | |
[Tabelle 5] Beispiel 2 Asphärische Koeffizienten
| Si | 9 |
| KA | –5,0000000E + 01 |
| A3 | 0,0000000E + 00 |
| A4 | –1,9075808E – 06 |
| A5 | 1,3186550E – 08 |
| A6 | 1,4137719E – 09 |
| A7 | 2,6952829E – 11 |
| A8 | –1,6964901E – 12 |
| A9 | 4,6556068E – 14 |
| A10 | –3,1571320E – 16 |
| A11 | 1,5831165E – 18 |
| Al2 | –3,0952463E – 18 |
[Tabelle 6] Beispiel 2 Spezifikationen & Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren
| Spezifikationen (d-Linie) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Zoom-Verhältnis | 1,0 | 2,0 | 3,4 |
| f' | 86,53 | 173,07 | 295,08 |
| Bf' | 34,95 | 34,95 | 34,95 |
| FNo. | 2,70 | 2,88 | 3,78 |
| 2ω[° ] | 21,2 | 10,4 | 6,0 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = Unendlich) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 16,93 | 16,93 | 16,93 |
| DD[8] | 7,00 | 19,77 | 17,27 |
| DD[13] | 2,38 | 14,90 | 44,94 |
| DD[19] | 56,61 | 31,31 | 3,79 |
| DD[30] | 11,68 | 11,68 | 11,68 |
| DD[39] | 28,41 | 28,41 | 28,41 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = 1,2 m) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 5,19 | 5,19 | 5,19 |
| DD[8] | 18,74 | 31,51 | 29,01 |
| Fokussierter Objektabstand bei Nahabbildung (DD[30] = 6,68, DD[39] = 33,41) | |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Fokussierter Objektabstand | 0,672 m | 1,014 m | 1,130 m |
-
<Beispiel 3>
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Die Linsenkonfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 3 wird in 4 gezeigt. Die schematische Konfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 3 ist näherungsweise identisch zu derjenigen des Zoomobjektivs von Beispiel 2, unterscheidet sich jedoch darin, dass es die 34-te Linse L34 nicht umfasst, und in den Konfigurationen der 4b1-ten Linsengruppe G4b1 und der 4b2-ten Linsengruppe G4b2. Die 4b1-te Linsengruppe G4b1 des Zoomobjektivs von Beispiel 3 ist aufgebaut aus nur einer 45-ten Linse L45 mit negativer Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite. Die 4b2-te Linsengruppe G4b2 des Zoomobjektivs von Beispiel 3 ist aufgebaut aus einer 46-ten Linse L46 mit bikonvexer Form, einer 47-ten Linse L47 mit bikonkaver Form, einer 48-ten Linse L48 mit bikonvexer Form, einer 49-ten Linse L49 mit bikonkaver Form und einer 50-ten Linse L50 mit bikonvexer Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 48-te Linse L48 und die 49-te Linse L49 sind verkittet.
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Tabellen 7, 8 und 9 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten, asphärische Oberflächen-Koeffizienten, Spezifikationen und Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren des Zoomobjektivs von Beispiel 3.
9(A) bis
9(L) sind die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Zoomobjektivs von Beispiel 3. [Tabelle 7] Beispiel 3 Grundlegende Linsendaten
| Si | Ri | Di | Ndj | νdj |
| 1 | 115,2238 | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 2 | 78,1021 | 15,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 3 | –1062,4336 | DD[3] | | |
| 4 | 116,1569 | 3,20 | 1,80518 | 25,42 |
| 5 | 83,9701 | 11,61 | 1,49700 | 81,54 |
| 6 | 3809,4857 | 0,50 | | |
| 7 | 126,7708 | 6,79 | 1,49700 | 81,54 |
| 8 | 792,2425 | DD[8] | | |
| *9 | –198,1716 | 2,50 | 1,51633 | 64,14 |
| 10 | 85,0071 | 3,94 | | |
| 11 | –734,9383 | 6,14 | 1,80518 | 25,42 |
| 12 | –62,7447 | 2,50 | 1,67270 | 32,10 |
| 13 | 4589,3780 | DD[13] | | |
| 14 | 534,0935 | 2,00 | 1,69680 | 55,53 |
| 15 | 28,4821 | 5,01 | 1,80518 | 25,42 |
| 16 | 63,1974 | 4,06 | | |
| 17 | –80,3434 | 1,70 | 1,80400 | 46,58 |
| 18 | 214,3310 | DD[18] | | |
| 19 | 173,7754 | 4,15 | 1,71299 | 53,87 |
| 20 | –153,2429 | 0,20 | | |
| 21 | 55,7735 | 5,63 | 1,71299 | 53,87 |
| 22 | 1258,0362 | 0,20 | | |
| 23 | 38,2619 | 9,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 24 | –191,3425 | 1,70 | 1,80000 | 29,84 |
| 25 | 42,1811 | 6,18 | | |
| 26(St) | ∞ | 13,69 | | |
| 27 | 147,2817 | 2,62 | 1,80518 | 25,42 |
| 28 | 37,6155 | DD[28] | | |
| 29 | 58,3242 | 10,27 | 1,84139 | 24,56 |
| 30 | –39,0751 | 1,09 | | |
| 31 | –36,1296 | 1,50 | 1,80400 | 46,58 |
| 32 | 1285,3252 | 0,20 | | |
| 33 | 41,7666 | 8,24 | 1,49700 | 81,54 |
| 34 | –12319,0027 | 1,70 | 1,84666 | 23,78 |
| 35 | 35,7876 | 12,26 | | |
| 36 | 38,3322 | 6,93 | 1,48749 | 70,23 |
| 37 | –441,1128 | DD[37] | | |
| 38 | ∞ | 2,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 39 | ∞ | 5,06 | | |
[Tabelle 8] Beispiel 3 Asphärische Koeffizienten
| Si | 9 |
| KA | –1,4783606E + 02 |
| A3 | 0,0000000E + 00 |
| A4 | –2,3436467E – 06 |
| A5 | 2,4106442E – 08 |
| A6 | 2,0839905E – 09 |
| A7 | 1,9496850E – 11 |
| A8 | –2,6626023E – 12 |
| A9 | –6,1340985E – 14 |
| A10 | 4,5217422E – 16 |
| A12 | 2,0648197E – 16 |
| A12 | –4,3936729E – 18 |
[Tabelle 9] Beispiel 3 Spezifikationen & Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren
| Spezifikationen (d-Linie) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Zoom-Verhältnis | 1,0 | 2,0 | 3,5 |
| f' | 85,06 | 170,12 | 100,26 |
| Bf' | 35,07 | 35,07 | 35,07 |
| FNo. | 2,70 | 2,83 | 3,78 |
| 2ω[° ] | 21,4 | 10,6 | 6,0 |
| Varitabler Oberflächenabstand (Objektabstand = Unendlich) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 17,50 | 17,50 | 17,50 |
| DD[8] | 6,03 | 20,16 | 18,23 |
| DD[13] | 2,60 | 13,05 | 43,63 |
| DD[18] | 56,63 | 32,05 | 3,40 |
| DD[28] | 9,57 | 9,57 | 9,57 |
| DD[37] | 28,50 | 28,50 | 28,50 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = 1,2 m) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 5,60 | 5,60 | 5,60 |
| DD[8] | 17,93 | 32,06 | 30,13 |
| Fokussierter Objektabstand bei Nahabbildung (DD[28] = 6,68, DD[37] = 33,50) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Fokussierter Objektabstand | 0,660 m | 1,008 m | 1,133 m |
-
<Beispiel 4>
-
Die Linsenkonfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 4 wird in 5 gezeigt. Die schematische Konfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 4 ist näherungsweise identisch zu derjenigen des Zoomobjektivs von Beispiel 3, unterscheidet sich jedoch darin, dass es keinen Nahabbildungsmodus umfasst. Die 4b-te Linsengruppe G4b des Zoomobjektivs von Beispiel 4 ist aufgebaut aus einer 45-ten Linse L45 mit bikonvexer Form, einer 46-ten Linse L46 mit bikonkaver Form, einer 47-ten Linse L47 mit bikonvexer Form, einer 48-ten Linse mit bikonkaver Form und einer 49-ten Linse L49 mit bikonvexer Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die 47-te Linse L47 und die 48-te Linse L48 sind verkittet.
-
Tabellen 10, 11 und 12 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten, asphärische Oberflächen-Koeffizienten, Spezifikationen und Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren des Zoomobjektivs von Beispiel 4.
10(A) bis
10(L) sind die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Zoomobjektivs von Beispiel 4. [Tabelle 10] Beispiel 4 Grundlegende Linsendaten
| Si | Ri | Di | Ndj | νdj |
| 1 | 20,5572 | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 2 | 80,0093 | 14,72 | 1,49700 | 81,54 |
| 3 | –1306,8915 | DD[3] | | |
| 4 | 130,6588 | 3,20 | 1,80518 | 25,42 |
| 5 | 94,3314 | 10,65 | 1,49700 | 81,54 |
| 6 | 2456,5549 | 0,50 | | |
| 7 | 131,9363 | 7,41 | 1,49700 | 81,54 |
| 8 | 2885,0637 | DD[8] | | |
| *9 | –170,5620 | 2,50 | 1,51633 | 64,14 |
| 10 | 91,5737 | 4,55 | | |
| 11 | –228,6605 | 5,43 | 1,80518 | 25,42 |
| 12 | –61,7594 | 2,50 | 1,67270 | 32,10 |
| 13 | –243,5383 | DD[13] | | |
| 14 | 291,5791 | 2,00 | 1,69680 | 55,53 |
| 15 | 29,0372 | 5,62 | 1,80518 | 25,42 |
| 16 | 60,1294 | 4,42 | | |
| 17 | –77,0393 | 1,70 | 1,80400 | 46,58 |
| 18 | 263,9453 | DD[18] | | |
| 19 | 111,2150 | 5,13 | 1,69680 | 55,53 |
| 20 | –155,0429 | 0,20 | | |
| 21 | 51,6076 | 5,92 | 1,69680 | 55,53 |
| 22 | 479,6390 | 0,20 | | |
| 23 | 38,1466 | 9,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 24 | –114,3058 | 1,70 | 1,80610 | 33,27 |
| 25 | 37,6978 | 6,43 | | |
| 26(St) | ∞ | 11,01 | | |
| 27 | 33,6018 | 6,60 | 1,58144 | 40,75 |
| 28 | –77,9953 | 1,20 | | |
| 29 | –170,9721 | 1,50 | 1,80518 | 25,42 |
| 30 | 22,7895 | 1,87 | | |
| 31 | 45,4007 | 7,78 | 1,75520 | 27,51 |
| 32 | –18,1294 | 1,70 | 1,80610 | 40,92 |
| 33 | 47,5928 | 16,66 | | |
| 34 | 36,4050 | 6,70 | 1,51633 | 64,14 |
| 35 | –546,4619 | 26,95 | | |
| 36 | ∞ | 2,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 37 | ∞ | 5,05 | | |
[Tabelle 11] Beispiel 4 Asphärische Koeffizienten
| Si | 9 |
| KA | 9,9843831E + 01 |
| A3 | 0,0000000E + 00 |
| A4 | –2,4079756E – 06 |
| A5 | 2,0337575E – 08 |
| A6 | 2,2147906E – 09 |
| A7 | 2,1791810E – 11 |
| A8 | –2,7215092E – 12 |
| A9 | –6,3541311E – 14 |
| A10 | 4,9990915E – 16 |
| A11 | 2,1071199E – 16 |
| A12 | –4,5305086E – 18 |
[Tabelle 12] Beispiel 4 Spezifikationen & Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren
| Spezifikationen (d-Linie) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Zoom-Verhältnis | 1,0 | 2,0 | 3,5 |
| f' | 85,05 | 170,09 | 300,21 |
| Bf' | 33,51 | 33,51 | 33,51 |
| FNo. | 2,70 | 2,70 | 3,77 |
| 2ω[° ] | 21,6 | 10,6 | 6,0 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = Unendlich) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 18,36 | 18,36 | 18,36 |
| DD[8] | 6,55 | 22,70 | 20,98 |
| DD[13] | 3,44 | 12,24 | 43,39 |
| DD[18] | 59,15 | 34,20 | 4,77 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = 1,2 m) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 5,55 | 5,55 | 5,55 |
| DD[8] | 19,36 | 35,51 | 33,79 |
-
<Beispiel 5>
-
Die Linsenkonfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 5 wird in
6 gezeigt. Die schematische Konfiguration des Zoomobjektivs von Beispiel 5 ist näherungsweise identisch zu derjenigen des Zoomobjektivs von Beispiel 4. Tabellen 13, 14 und 15 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten, asphärische Oberflächen-Koeffizienten, Spezifikationen und Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren des Zoomobjektivs von Beispiel 5.
11(A) bis
11(L) sind die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Zoomobjektivs von Beispiel 5. [Tabelle 13] Beispiel 5 Grundlegende Linsendaten
| Si | Ri | Di | Ndj | νdj |
| 1 | 126,6565 | 3,20 | 1,80610 | 40,92 |
| 2 | 80,0446 | 15,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 3 | –819,4663 | DD[3] | | |
| 4 | 124,9730 | 3,20 | 1,80518 | 25,42 |
| 5 | 88,6055 | 11,09 | 1,49700 | 81,54 |
| 6 | 3326,3024 | 0,50 | | |
| 7 | 111,1353 | 8,96 | 1,49700 | 81,54 |
| 8 | –1851,8881 | DD[8] | | |
| *9 | –111,3108 | 2,50 | 1,51633 | 64,14 |
| 10 | 75,5822 | 5,10 | | |
| 11 | –249,4503 | 6,34 | 1,80518 | 25,42 |
| 12 | –53,1900 | 2,50 | 1,67270 | 32,10 |
| 13 | –224,6834 | DD[13] | | |
| 14 | 570,3478 | 2,00 | 1,69680 | 55,53 |
| 15 | 30,4677 | 4,85 | 1,80518 | 25,42 |
| 16 | 67,5947 | 3,96 | | |
| 17 | –87,5197 | 1,70 | 1,80400 | 46,58 |
| 18 | 221,8103 | DD[18] | | |
| 19 | 123,6653 | 5,17 | 1,69680 | 55,53 |
| 20 | –122,2231 | 0,20 | | |
| 21 | 51,0461 | 5,72 | 1,69680 | 55,53 |
| 22 | 438,7630 | 0,20 | | |
| 23 | 44,7950 | 9,00 | 1,49700 | 81,54 |
| 24 | –67,1466 | 1,70 | 1,80610 | 33,27 |
| 25 | 57,7632 | 5,19 | | |
| 26(St) | ∞ | 8,60 | | |
| 27 | 96,6742 | 4,65 | 1,80518 | 25,42 |
| 28 | –71,7566 | 0,27 | | |
| 29 | –1385,6667 | 1,50 | 1,80518 | 25,42 |
| 30 | 24,8402 | 4,84 | | |
| 31 | 42,9357 | 11,02 | 1,64769 | 33,79 |
| 32 | –24,4586 | 1,70 | 1,80610 | 40,92 |
| 33 | 61,2464 | 17,23 | | |
| 34 | 38,7952 | 6,26 | 1,51633 | 64,14 |
| 35 | –727,9122 | 26,80 | | |
| 36 | ∞ | 2,30 | 1,51633 | 64,14 |
| 37 | ∞ | 5,04 | | |
[Tabelle 14] Beispiel 5 Asphärische Koeffizienten
| Si | 9 |
| KA | 1,7890840E + 01 |
| A3 | 0,0000000E + 00 |
| A4 | –1,1190620E – 06 |
| A5 | –6,1560835E – 10 |
| A6 | 7,7734376E – 10 |
| A7 | 2,8832307E – 11 |
| A8 | –8,3740814E – 11 |
| A9 | –6,2654221E – 14 |
| A10 | 5,6564295E – 17 |
| A11 | 1,4858024E – 16 |
| A12 | –3,1209113E – 18 |
[Tabelle 15] Beispiel 5 Spezifikationen & Daten bezüglich Zoomen und Fokussieren
| Spezifikationen (d-Linie) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| Zoom-Verhältnis | 1,0 | 2,0 | 3,5 |
| f' | 85,03 | 170,07 | 300,17 |
| Bf' | 33,35 | 33,35 | 33,35 |
| FNo. | 2,70 | 2,70 | 3,67 |
| 2ω[° ] | 21,8 | 10,6 | 6,0 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = Unendlich) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 23,65 | 23,65 | 23,65 |
| DD[8] | 5,66 | 18,75 | 18,08 |
| DD[13] | 2,39 | 14,58 | 44,84 |
| DD[18] | 57,85 | 32,57 | 2,96 |
| Variabler Oberflächenabstand (Objektabstand = 1,2 m) |
| | Weitwinkel | Zwischenbereich | Tele |
| DD[3] | 13,38 | 13,38 | 13,38 |
| DD[8] | 15,93 | 29,02 | 28,35 |
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Tabelle 16 zeigt die den Bedingungsausdrücken (1) bis (10) entsprechenden Werte und auf Bedingungsausdruck (11) bezogene Werte bezüglich der oben beschriebenen Beispiele 1 bis 5. Tabelle 16 zeigt auch Werte von TTL/ft, wobei TTL die Gesamtlänge des Linsensystems ist und ft die Brennweite des Gesamtsystems am Teleende. Es ist anzumerken, dass die in der Tabelle 16 dargestellten Werte diejenigen bezüglich der d-Linie sind. Tabelle 16]
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Aus den vorgenannten Daten ist ersichtlich, dass in Tele-Systemen mit Zoomverhältnissen von 3,4 bis 3,5, die Zoomobjektive von Beispiel 1 bis 5 eine Größenverringerung erreicht haben, wobei die Gesamtlänge des Linsensystems kleiner als oder gleich ist dem 1,0-fachen der Brennweite am Teleende, während eine vorteilhafte optische Performanz beibehalten wird.
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Nachfolgend wird eine Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 12 beschrieben. Als Beispiel einer Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abbildungsvorrichtung 10, die ein Zoomobjektiv 1 einer Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet, in 12 gezeigt. Als Abbildungsvorrichtung können beispielsweise eine Filmkamera oder eine elektronische Kamera, wie eine Digitalkamera, eine Videokamera, eine Übertragungskamera, eine Bewegtbild-Kamera, eine Überwachungskamera oder Ähnliches genannt werden.
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Die in 12 illustrierte Abbildungsvorrichtung 10 umfasst das Zoomobjektiv 1, ein auf der Bildseite des Zoomobjektivs 1 angeordnetes Filter 2, einen Bildsensor 3, der ein durch das Zoomobjektiv 1 gebildetes Bild eines Subjekts erfasst, eine Signalverarbeitungseinheit 4, die eine arithmetische Operation an dem Ausgabesignal des Bildsensors 3 durchführt, eine Zoomsteuereinheit 5 und eine Fokussteuereinheit 6. Das Zoomobjektiv 1 weist eine erste Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft und einer vierten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft auf. Es ist anzumerken, dass jede Linsengruppe in 12 schematisch illustriert ist.
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Der Bildsensor 3 gibt ein elektrisches Signal aus durch Erfassen eines durch das Zoomobjektiv 1 gebildeten Bilds und ist derart angeordnet, dass dessen Abbildungsoberfläche der Abbildungsebene entspricht. Als Bildsensor 3 können beispielsweise eine CCD (Charge Couple Device), ein CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) und Ähnliches verwendet werden. Die Zoomsteuereinheit 5 führt das Zoomen durch, indem die dritte Linsengruppe G3 in einer Richtung der optischen Achse bewegt wird, und bewegt die zweite Linsengruppe G2 in einer Richtung der optischen Achse, um eine mit dem Zoomen verbundene Variation der Abbildungsebene zu korrigieren. Die Fokussteuereinheit 6 ist zum Durchführen von Fokussierung strukturiert, indem die erste Linsengruppe G1 und/oder die vierte Linsengruppe G4 bewegt wird, wenn sich der Objektabstand ändert.
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Die vorliegende Erfindung wurde bislang mittels der Ausführungen und Beispiele beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die vorgenannten Ausführungen und Beispiele beschränkt und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden. Zum Beispiel sind Werte des Krümmungsradius von jeder Linse, des Oberflächenabstands, des Brechungsindex, der Abbezahl, der asphärischen Oberflächen-Koeffizienten, und Ähnliches nicht auf die in den numerischen Beispielen illustrierten beschränkt, sondern können davon verschiedene Werte annehmen.
