DE112013004349B4

DE112013004349B4 - Weitwinkelobjektiv und Abbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013004349B4
Application number: DE112013004349.1T
Authority: DE
Inventors: c/o FUJI FILM Corporation Suzuki Takashi; c/o FUJIFILM Corporation Sato Kenichi; c/o FUJIFILM Corporation Noda Taiga
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2017-05-11
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: CN104603663B; JPWO2014038146A1; WO2014038146A1; US9465202B2; DE112013004349T8; JP5974101B2; US20150168694A1; CN104603663A; DE112013004349T5

Abstract

Weitwinkelobjektiv bestehend aus einer ersten Linsengruppe (G1) mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe (G2) mit einer positiven Brechkraft, einer Blende und einer dritten Linsengruppe (G3) mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei: die erste Linsengruppe (G1) zwei negative Meniskuslinsen umfasst, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite; die zweite Linsengruppe (G2) aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form und einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite gebildet wird; und die dritte Linsengruppe (G3), in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, einer positiven Linse, einer asphärischen Linse und einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gebildet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv und eine Abbildungsvorrichtung und insbesondere ein Weitwinkelobjektiv, das in Digitalkameras und Ähnlichem geeignet verwendet werden kann, sowie eine Abbildungsvorrichtung, die mit dem Weitwinkelobjektiv ausgestattet ist.
Stand der Technik
Bislang wurden Retrofokustyp-Linsensysteme häufig in Weitwinkelobjektiven zur Verwendung mit einäugigen Spiegelreflexkameras verwendet, da es notwendig ist einen ausreichenden Rückfokus sicherzustellen. Das Retrofokustyp-Linsensystem umfasst eine negative Linsengruppe und eine positive Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sind, um eine asymmetrische Konfiguration bezüglich der Blende auszubilden, und besitzt allgemein einen langen Rückfokus. Mittlerweile sind so genannte spiegellose Kameras, die keinen Spiegel zwischen der Abbildungslinse und der Abbildungsebene aufweisen, wegen ihrer Vorteile hinsichtlich Kompaktheit und geringem Gewicht populär geworden und hier schreitet die Entwicklung von Linsensystemen für derartige kleine Kameras voran. Weitwinkelobjektive für spiegellose Kameras benötigen keinen langen Rückfokus, vielmehr muss ein Winkel eines Lichtstrahls, der auf die Abbildungsebene einfällt, relativ klein gehalten werden, weswegen häufig ein Linsentyp mit negativer Vorderseite verwendet wird. Bekannte Linsensysteme mit negativer Vorderseite können beispielsweise die in den nachfolgend angeführten Patentliteraturen 1 und 2 beschrieben sein.
[Ähnliche technische Dokumente]
[Patentdokumente]
[Patentdokument 1]

Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2004219610 A

[Patentdokument 2]

Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2011-209377 A

Ein weiteres Weitwinkelobjektiv ist aus der US 8,072,687 B2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um den neueren Anforderungen zur Größenverkleinerung von Kameras zu genügen, insbesondere der Größenreduzierung in Richtung einer optischen Achse, ist es wünschenswert die Gesamtlänge des Linsensystems zu reduzieren. Um weiterhin den in jüngster Zeit häufig verwendeten Digitalkameras Rechnung zu tragen, wird eine günstige Farbquerfehler-Korrektur (lateral chromatic aberration correction) benötigt, und das Anforderungsniveau ist in den letzten Jahren, zusammen mit einer erhöhten Pixelanzahl, gestiegen. Die konventionellen Retrofokustyp-Weitwinkel-Linsensysteme für einäugige Spiegelreflexkameras haben die Tendenz zu einer Größenzunahme wegen eines langen Rückfokus und eine befriedigende Korrektur von Farbquerfehler ist schwierig wegen der geringen Symmetrie bezüglich der Blende. Das in Patentliteratur 1 beschriebene Linsensystem hat wegen eines langen Rückfokus die Tendenz zu einer Größenzunahme. Über das in Patentliteratur 2 beschriebenen Linsensystem kann nicht gesagt werden, dass der Farbquerfehler ausreichend korrigiert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Weitwinkelobjektiv anzugeben, das für eine Verwendung mit kleinen Abbildungsvorrichtungen geeignet ist und exzellente optische Eigenschaften mit gut korrigiertem Farbquerfehler aufweist, sowie eine Abbildungsvorrichtung, die mit dem Weitwinkelobjektiv ausgestattet ist.
Ein erfindungsgemäßes Weitwinkelobjektiv besteht aus einer ersten Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, einer Blende und einer dritten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei die erste Linsengruppe zwei negative Meniskuslinsen umfasst, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, die zweite Linsengruppe aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form und einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite gebildet wird, und die dritte Linsengruppe, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, einer positiven Linse, einer asphärischen Linse und einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gebildet wird. Wenn die dritte Linsengruppe derart aufgebaut ist, ist die asphärische Linse der dritten Linsengruppe vorzugsweise eine positive Linse.
Vorzugsweise umfasst die erste Linsengruppe des erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektivs wenigstens eine asphärische Oberfläche. Weiterhin sind in dem erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektiv die die erste Linsengruppe ausbildenden Linsen alles negative Linsen. Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektiv die erste Linsengruppe vorzugsweise aufgebaut aus nur zwei oder drei negativen Meniskuslinsen, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite.
Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1) und besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1'): 1,3 < f3/f < 2 (1) 1,5 < f3/f < 1,8 (1') wobei

f3:: eine Brennweite der dritten Linsengruppe ist, und
f:: eine Brennweite des Gesamtsystems.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2) und besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2'): 0,4 < Y/f3 < 0,9 (2) 0,5 < Y/f3 < 0,8 (2') wobei

Y:: eine maximale Bildhöhe ist, und
f3:: eine Brennweite der dritten Linsengruppe.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv erfüllt bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3): 0,8 < BF/f < 1,3 (3) wobei

BF:: ein Rückfokus ist, ausgedrückt als Luft-Äquivalent-Abstand, und
f:: eine Brennweite des Gesamtsystems. Wenn beispielsweise ein Glied ohne Brechkraft, wie ein Filter oder ein Abdeckglas, zwischen der am weitesten bildseitig liegenden Linse und der Abbildungsebene eingesetzt ist, wird BF durch Umrechnung der Dicke des Glieds in Luft berechnet.

In dem erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektiv umfasst die am weitesten bildseitig liegende verkittete Linse in der dritten Linsengruppe vorzugsweise eine positive Linse und das Weitwinkelobjektiv erfüllt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4): 75 < ν3p (4) wobei

ν3p:: eine Abbezahl bezüglich der d-Linie der am weitesten bildseitig liegenden positiven Linse, die in der am weitesten bildseitig liegenden verkitteten Linse in der dritten Linsengruppe enthalten ist.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv ist vorzugsweise eingerichtet das Fokussieren von einem Objekt im Unendlichen zu einem Objekt im Nahbereich durch Bewegen lediglich der dritten Linsengruppe zur Objektseite durchzuführen. Wenn das Fokussieren derart geschieht erfüllt das Weitwinkelobjektiv vorzugsweise einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5): –0,3 < f/f12 < 0,5 (5) wobei

f:: eine Brennweite des Gesamtsystems ist, und.
f12:: eine kombinierte Brennweite der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv weist vorzugsweise einen Gesamtblickwinkel von 80 Grad oder mehr auf.
Eine erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung ist mit dem erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektiv ausgestattet.
Der Ausdruck ”im Wesentlichen” im Zusammenhang von ”bestehend im Wesentlichen aus” soll ausdrücken, dass das Weitwinkelobjektiv 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 umfassen kann.
Die Vorzeichen der Brechkräfte und Oberflächenformen der erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive, die eine asphärische Oberfläche aufweisen, beziehen sich auf den achsnahen (paraxialen) Bereich.
Die maximale Bildhöhe von Bedingungsausdruck (2) kann beispielsweise aus den Spezifikationsdaten des Weitwinkelobjektivs oder den Spezifikationsdaten der Abbildungsvorrichtung, an der das Weitwinkelobjektiv angebracht ist, erhalten werden.
Erfindungsgemäß werden in einem Objektivtyp mit negativer Vorderseite die Elemente der ersten Linsengruppe geeignet eingestellt, ein Paar verkittete Linsen und zwei Paare verkittete Linsen sind jeweils in der zweiten, auf der Objektseite der Blende liegenden Linsengruppe und in der dritten, auf der Bildseite der Blende liegenden Linsengruppe angeordnet, und die dritte Linsengruppe umfasst eine asphärische Linse. Dies gestattet es ein Weitwinkelobjektiv das für eine kleine Abbildungsvorrichtung verwendet werden kann und exzellente optische Eigenschaften mit gut korrigiertem Farbquerfehler aufweist, sowie eine Abbildungsvorrichtung, die mit dem Weitwinkelobjektiv ausgestattet ist, anzugeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung.
5(A) bis 5(D) illustrieren jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1.
6(A) bis 6(D) illustrieren jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2.
7(A) bis 7(D) illustrieren jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3.
8(A) bis 8(D) illustrieren jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4.
9A ist eine perspektivische Vorderseitenansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
9B ist eine perspektivische Hinterseitenansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGEN
Im Folgenden werden Ausführungen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 1 bis 4 sind Querschnittansichten von Weitwinkelobjektiven gemäß Ausführungen der vorliegenden Erfindung, die deren Konfigurationen illustrieren, die jeweils den später beschriebenen Beispielen 1 bis 4 entsprechen. In 1 bis 4 ist die linke Seite die Objektseite und die rechte Seite die Bildseite und 1 illustriert auch einen axialen Lichtstrahl 2 und einen Lichtstrahl 3 mit maximaler Bildhöhe von einem Objekt im Unendlichen. Da die grundlegenden Konfigurationen und Darstellungsarten der in 1 bis 4 gezeigten Beispiele identisch sind, bezieht sich im Vorliegenden die Beschreibung hauptsächlich auf das in 1 dargestellte Konfigurationsbeispiel als typisches Beispiel.
Das Weitwinkelobjektiv gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung besteht im Wesentlichen aus einer ersten Linsengruppe G1 mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe G2 mit einer positiven Brechkraft, einer Aperturblende St und einer dritten Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Es ist anzumerken, dass die in den 1 bis 4 gezeigte Aperturblende St nicht notwendigerweise die Größe oder die Form darstellt, sondern die Position auf der optischen Achse Z.
Da es denkbar ist, dass, wenn das Weitwinkelobjektiv an einer Abbildungsvorrichtung angebracht ist, ein Deckglas zum Schutz des Bildsensors und verschiedene Arten von Filtern wie ein Tiefpassfilter, ein Infrarot-Abschneide-Filter und Ähnliches gemäß den Spezifikationsdaten der Abbildungsvorrichtung zwischen dem optischen System und der Abbildungsebene Sim angebracht sind, illustriert 1 ein Beispiel, in welchem ein planparalleles optisches Glied PP, das diese darstellen soll, zwischen der am weitesten bildseitig liegenden Linsenoberfläche und der Abbildungsebene Sim angeordnet ist. Jedoch ist die Position des optischen Glieds PP nicht auf diejenige in 1 gezeigte beschränkt und eine Konfiguration ohne das optische Glied PP ist ebenfalls möglich.
In dem Fall, dass das Weitwinkelobjektiv an einer Abbildungsvorrichtung angebracht ist, illustriert 1 auch einen Bildsensor 5, der in der Abbildungsebene Sim des Objektivs angeordnet ist. Auch wenn dies in 1 nur schematisch illustriert ist, ist der Bildsensor tatsächlich derart angeordnet, dass dessen Abbildungsoberfläche der Position der Abbildungsebene Sim entspricht. Der Bildsensor 5 erfasst ein von dem Weitwinkelobjektiv ausgebildetes Bild und wandelt das erfasste Bild in ein elektrisches Signal um und beispielsweise können eine CCD (charge coupled device), ein CMOS (complementary metal oxide semiconductor) oder Ähnliches verwendet werden.
Die Linsenanordnung von jeder Linsengruppe des in 1 gezeigten Beispiels ist wie folgt. Die erste Linsengruppe G1 ist aufgebaut aus einer Linse L11 mit einer negativen Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und einer Linse L12 mit einer negativen Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite in dem achsnahen (paraxialen) Bereich, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die zweite Linsengruppe G2 ist aufgebaut aus einer Linse L21 mit bikonvexer Form und einer negativen Linse L22 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die dritte Linsengruppe G3 ist aufgebaut aus einer negativen Linse L31 mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite, einer positiven Linse L32 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer Linse L33 mit einer bikonvexen Form, einer Linse L34 mit einer positiven Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite in dem achsnahen Bereich, einer Linse L35 mit einer bikonkaven Form und einer Linse L36 mit einer bikonvexen Form. Die Linsen L21 und L22 sind verkittet, die Linsen L31 und L32 sind verkittet und die Linsen L35 und L36 sind verkittet. Jede der Linsen L12 und L34 hat asphärische Oberflächen auf beiden Seiten.
Das Weitwinkelobjektiv gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde entwickelt um, im Vergleich mit konventionellen Retrofokustyp-Weitwinkelobjektiven für einäugige Spiegelreflexkameras, Farbquerfehler gut zu korrigieren und den Rückfokus zu reduzieren während ein großer Blickwinkel und eine günstige optische Performanz beibehalten wird.
Das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung ist derart eingerichtet, dass die erste Linsengruppe G1 zwei negative Meniskuslinsen umfasst, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, die zweite Linsengruppe G2 umfasst genau ein Paar verkitteter Linsen und die dritte Linsengruppe G3 umfasst zwei Paare verkitteter Linsen und wenigstens eine asphärische Oberfläche. Es ist anzumerken, dass das in der zweiten Linsengruppe G2 enthaltene eine Paar von verkitteten Linsen und die in der dritten Linsengruppe G3 enthaltenen zwei Paare von verkitteten Linsen eine Konfiguration aufweisen, in der eine positive Linse und eine negative Linse verkittet sind.
Das Einbeziehen von zwei negativen Meniskuslinsen, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, in der ersten Linsengruppe G1 ist vorteilhaft zum Vergrößern des Blickwinkels. Das Einbeziehen von wenigstens einer asphärischen Oberfläche in der dritten Linsengruppe G3 ist vorteilhaft für eine zufriedenstellende Korrektur von Bildfeldwölbung (field curvature).
Um Farbquerfehler zufriedenstellend zu korrigieren, ist es wirksam, eine verkittete Linse, die eine positive Linse und eine negative Linse umfasst, an einer Position anzuordnen, die möglichst weit entfernt von der Apterturblende St und möglichst nah an der Abbildungsebene Sim liegt. Um eine günstige optische Performanz zu realisieren, ist es notwendig, nicht nur Farbquerfehler zufriedenstellend zu korrigieren, sondern auch Farblängsfehler (longitudinal chromatic aberration). Das Einbeziehen von zwei Paaren von verkitteten Linsen in der dritten Linsengruppe G3 gestattet, dass eine der verkitteten Linsen an einer von der Aperturblende St entfernten Position angeordnet ist, um Vorteile hinsichtlich der Korrektur von Farbquerfehler zu erreichen, während die andere verkittete Linse an einer Position nahe an der Aperturblende St angeordnet ist, um Vorteile hinsichtlich der Korrektur von Farblängsfehler zu erreichen.
Das Einbeziehen von drei Paaren von verkitteten Linsen, eine in der zweiten Linsengruppe G2, die auf der Objektseite der Aperturblende St angeordnet ist, und die beiden anderen in der dritten Linsengruppe G3, die auf der Bildseite der Aperturblende St angeordnet ist, erreicht, dass Farbquerfehler und Farblängsfehler gut ausgeglichen sind.
Um weiterhin den Rückfokus zu reduzieren, während ein großer Blickwinkel beibehalten wird, bildet das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung, auch wenn der Linsentyp mit negativer Vorderseite verwendet wird, ein hinsichtlich Symmetrie verbessertes optisches System im Vergleich mit einem konventionellen Retrofokustyp-Linsensystem für einäugige Spiegelreflexkameras. Mit anderen Worten, das Einbeziehen von zwei Paaren von verkitteten Linsen in der dritten Linsengruppe G3 gestattet es, dass eines der Paare nahe an der Aperturblende St angeordnet ist, und die Symmetrie zwischen der Objektseite und der Bildseite bezüglich der Aperturblende St durch die vorgenannte verkittete Linse in der dritten Linsengruppe G3 und die verkittete Linse in der zweiten Linsengruppe G2 verbessert werden kann, was dazu beiträgt den Rückfokus zu reduzieren.
Vorzugsweise ist jede Linsengruppe in dem Weitwinkelobjektiv gemäß der vorliegenden Ausführung weiterhin in der folgenden Art und Weise konfiguriert. Die erste Linsengruppe G1 umfasst vorzugsweise wenigstens eine asphärische Oberfläche. In diesem Fall kann Verzeichnung (distortion) zufriedenstellend korrigiert werden.
Alle die erste Linsengruppe G1 ausbildenden Linsen sind vorzugsweise negative Linsen und, wenn dies der Fall ist, ist dies vorteilhaft zur Vergrößerung des Blickwinkels.
Die erste Linsengruppe G1 ist vorzugsweise aufgebaut aus nur zwei oder drei negativen Meniskuslinsen, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, wie in den 1 und 4 dargestellt, und in diesem Fall können Verzeichnung und Astigmatismus (astigmatism) zufriedenstellend korrigiert werden, während eine Größenverkleinerung realisiert wird. Wenn die erste Linsengruppe G1 aufgebaut ist aus nur einer negativen Meniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, ist eine zufriedenstellende Korrektur von Verzeichnung und Astigmatismus schwierig. Wenn die erste Linsengruppe G1 aus vier oder mehr Linsen aufgebaut ist, nimmt die Größe des Linsensystems zu.
Vorzugsweise hat das am weitesten objektseitig liegende Linsenelement in der zweiten Linsengruppe G2 eine positive Brechkraft und in diesem Fall kann durch das am weitesten objektseitig liegende positive Linsenelement in der zweiten Linsengruppe G2 einem Lichtstrahl, der nach dem Ausbreiten von der Objektseite und dem Durchgang durch die erste Linsengruppe G1 eine Zerstreuungstendenz hat, ein Konvergenzeffekt aufgeprägt werden, wodurch die Strahlhöhe vermindert bzw. unterdrückt werden kann und der Umfang der entstehenden Aberration (aberration) vermindert bzw. unterdrückt werden kann. Der Ausdruck ”Linsenelement”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Linse, die nur zwei Luftkontaktschnittstellen auf der optischen Achse aufweist, eine auf der Objektseite und die andere auf der Bildseite, und ein Linsenelement bezieht sich auf eine Einzellinse oder auf ein Paar verkittete Linsen. Das heißt, auf der am weitesten objektseitig liegenden Seite der zweiten Linsengruppe G2 ist vorzugsweise eine Einzellinse mit einer positiven Brechkraft oder eine verkittete Linse mit einer positiven Brechkraft angeordnet.
In dem in 1 gezeigten Beispiel ist eine verkittete Linse, die durch Verkitten einer positiven Linse und einer negativen Linse ausgebildet ist, auf der am weitesten objektseitig liegenden Seite der zweiten Linsengruppe G2 angeordnet. Diese Linsenanordnungssequenz kann eine positive Linse und eine negative Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, sein oder umgekehrt.
In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die zweite Linsengruppe G2 aufgebaut aus nur einem Paar von verkitteten Linsen, das durch Verkitten einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form und einer negativen Linse mit einer konkaven Form auf der Objektseite gebildet wird. In diesem Fall kann Farbquerfehler leicht und zufriedenstellend korrigiert werden, während eine Größenzunahme des Linsensystems verhindert wird, indem eine möglichst geringe Anzahl von Linsen verwendet wird.
Vorzugsweise umfasst die dritte Linsengruppe G3 ein Paar verkittete Linsen, eine asphärische Linse und ein Paar verkittete Linsen, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, und die am weitesten bildseitig liegende verkittete Linse in der dritten Linsengruppe G3 ist durch Verkitten einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gebildet. In der dritten Linsengruppe G3 kann durch das Anordnen der verkitteten Linsen jeweils auf der Objektseite und auf der Bildseite der asphärischen Linse, Farbquerfehler und Farblängsfehler zufriedenstellend korrigiert werden. Das Ausbilden der am weitesten bildseitig liegenden verkitteten Linse in der dritten Linsengruppe G3 durch Verkitten einer negativen Linse und einer positiven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gestattet ein zufriedenstellendes Korrigieren von Farbquerfehler. Weiterhin gestattet das Ausbilden der verkitteten Oberfläche in der verkitteten Linse in einer konkaven Form auf der Bildseite, dass die Brechkraft der positiven Linse in der verkitteten Linse erhöht wird, wodurch Farbquerfehler noch besser korrigiert wird.
In der dritten Linsengruppe G3 von dem in 1 gezeigten Beispiel, sind die Linse L31 und die Linse L32 verkittet und bilden eine verkittete Linse, die Linse L33 ist eine positive Linse, die Linse L34 ist eine aspärische Linse und die Linse L35 und die Linse L36 sind verkittet und bilden eine verkittete Linse. Wie in 1 gezeigt, ist die dritte Linsengruppe G3 im Hinblick auf die folgenden Umstände vorzugsweise aufgebaut, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, aus einer verkitteten Linse, einer positiven Linse, einer asphärischen Linse und einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gebildet wird.
Vorzugsweise ist die verkittete Linse, die aus der negativen Linse L35 und der positiven Linse L36 aufgebaut ist, auf der am weitesten bildseitig liegenden Seite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, um Farbquerfehler zufriedenstellend zu korrigieren. Da die Linse L34, die eine asphärische Linse ist wirksamer zur Korrektur von außeraxialen Aberrationen ist, wenn sie weiter entfernt von der Aperturblende St und mehr zur Bildseite hin angeordnet ist, ist die Linse L34 in der dritten Linsengruppe G3 ausgehend von der Bildseite vorzugsweise als Zweites angeordnet. Durch diese asphärische Linse können Astigmatismus und Bildfeldwölbung zufriedenstellend korrigiert werden. Bevorzugt ist die verkittete Linse, die aus der negativen Linse L31 und der positiven Linse L32 aufgebaut ist, auf der am weitesten objektseitig liegenden Seite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, um Farblängsfehler zufriedenstellend zu korrigieren. Die positive Linse L33 kann sich die positive Brechkraft mit der positiven Linse L32, die die objektseitige verkittete Linse in der dritten Linsengruppe G3 ausbildet, teilen und kann sphärische Aberration (spherical aberration) zufriedenstellend korrigieren. Um die positive Brechkraft zu teilen, ist die Linse L33 vorzugsweise eine bikonvexe Linse.
Wenn die dritte Linsengruppe G3 aufgebaut ist aus sechs, wie vorgenannt ausgebildeten Linsen, hat die asphärische Linse in der dritten Linsengruppe G3 vorzugsweise eine positive Brechkraft zumindest in dem achsnahen Bereich. Die Verwendung einer positiven Linse als asphärische Linse in der dritten Linsengruppe G3 gestattet es, Astigmatismus und Bildfeldwölbung zufriedenstellend zu korrigieren.
Es ist anzumerken, dass die meisten konventionellen Retrofokustyp-Weitwinkelobjektive für einäugige Spiegelreflexkameras eine Konfiguration verwenden, in der eine positive Einzellinse auf der am weitesten bildseitigen Seite des Gesamtsystems angeordnet ist, und eine derartige Konfiguration erzwingt, dass die objektseitige Linsengruppe eine große Last hinsichtlich der Korrektur von Farbquerfehler trägt. Dagegen gestattet die Konfiguration, in der die verkittete Linse auf der am weitesten bildseitigen Seite in der dritten Linsengruppe G3 der vorliegenden, in 1 gezeigten Ausführungsform angeordnet ist, Farbquerfehler zufriedenstellend zu korrigieren, ohne den objektseitigen Linsengruppen eine große Last aufzuzwingen.
Weiterhin kann im Vergleich mit der konventionellen Konfiguration, in der eine positive Einzellinse auf der am weitesten bildseitigen Seite des Gesamtsystems angeordnet ist, in der Konfiguration, in der die verkittete Linse auf der am weitesten bildseitigen Seite in der dritten Linsengruppe G3 der in 1 gezeigten vorliegenden Ausführung angeordnet ist, wenn die verkittete Linse als ein einziges Linsenelement angesehen wird, die positive Brechkraft des auf der am weitesten bildseitig liegenden Seite des Gesamtsystems angeordneten Linsenelements reduziert werden oder es ist möglich, ein Linsenelement anzuordnen, dass eine negative Brechkraft auf der am weitesten bildseitig liegenden Seite des Gesamtsystems aufweist. Dies gestattet die Symmetrie des Linsensystems zu verbessern im Vergleich mit konventionellen Retrofokustyp-Weitwinkelobjektiven für einäugige Spiegelreflexkameras, was zum Reduzieren des Rückfokus beiträgt.
Entsprechend den vorgenannten Umständen, weist das Linsenelement, das aus der Linse L35 und der Linse L36 gebildet ist und das auf der am weitesten bildseitig liegenden Seite in der dritten Linsengruppe G3 angeordnet ist, vorzugsweise eine Meniskusform auf. Entsprechend den vorgenannten Umständen ist die Linse L35 vorzugsweise eine bikonkave Linse. Zusätzlich ist, zur Größenverkleinerung, die Linse L34, die sich auf der Objektseite der Linse L35 befindet, vorzugsweise eine Meniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite in dem achsnahen Bereich.
Bevorzugt erfüllt das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1): 1,3 < f3/f < 2 (1) wobei

Wenn das Weitwinkelobjektiv die untere Grenze von Bedingungsausdruck (1) nicht erfüllt, wird die Last auf die dritte Linsengruppe G3 erhöht, während die Last auf das optische System, das die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 kombiniert, reduziert wird, wodurch der Winkel zwischen einem Lichtstrahl, der auf die dritte Linsengruppe G3 einfällt und der optischen Achse Z erhöht wird, wodurch wiederum Schwierigkeiten für die dritte Linsengruppe G3 eine Aberrationskorrektur durchzuführen vergrößert werden, wobei insbesondere Farbquerfehler verschlechtert wird. Wenn das Weitwinkelobjektiv die obere Grenze von Bedingungsausdruck (1) nicht erfüllt, wird die Last auf das optische System, das die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 kombiniert, erhöht, wodurch Schwierigkeiten für die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 zum Durchführen von Aberrationskorrektur entstehen, wobei insbesondere Bildfeldwölbung verschlechtert wird. Wenn das Weitwinkelobjektiv die obere Grenze von Bedingungsausdruck (1) nicht erfüllt, wird weiterhin der Rückfokus und die Gesamtlänge (Abstand von der am weitesten objektseitig liegenden Oberfläche zur Abbildungsebene Sim auf der optischen Achse) des Linsensystems erhöht. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (1) gestattet das Reduzieren des Rückfokus und ein zufrieden stellendes Korrigieren von Bildfeldwölbung und Farbquerfehler.
Entsprechend den oben beschriebenen Umständen, erfüllt das Weitwinkelobjektiv, zum Reduzieren des Rückfokus und zur verbesserten Korrektur von Bildfeldwölbung und Farbquerfehler, besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1'): 1,5 < f3/f < 1,8 (1').
Weiterhin erfüllt das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2): 0,4 < Y/f3 < 0,9 (2) wobei

Wenn das Weitwinkelobjektiv die untere Grenze von Bedingungsausdruck (2) nicht erfüllt, erhöht sich die Gesamtlänge des Linsensystems. Wenn das Weitwinkelobjektiv die obere Grenze von Bedingungsausdruck (2) nicht erfüllt, erhöht sich der Winkel eines auf die Abbildungsebene Sim einfallenden Lichtstrahls. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (2) erleichtert die Reduzierung der Gesamtlänge des Linsensystems und die Verminderung des Winkels eines auf die Abbildungsebene Sim einfallenden Lichtstrahls.
Entsprechend den oben beschriebenen Umständen, erfüllt das Weitwinkelobjektiv, zum weiteren Vereinfachen des Reduzierens der Gesamtlänge des Linsensystems und des Verminderns des Winkels eines auf die Abbildungsebene Sim einfallenden Lichtstrahls, besonders bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2'): 0,5 < Y/f3 < 0,8 (2').
Weiterhin erfüllt das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3): 0,8 < BF/f < 1,3 (3) wobei

BF:: ein Rückfokus ist (Luft-Äquivalent-Abstand), und
f:: eine Brennweite des Gesamtsystems.

Wenn das Weitwinkelobjektiv die untere Grenze von Bedingungsausdruck (3) nicht erfüllt, interferiert das Linsensystem möglicherweise mit einem in der Nähe der Abbildungsebene angeordneten Glied, wenn das Weitwinkelobjektiv auf einer Abbildungsvorrichtung installiert ist. Wenn das Weitwinkelobjektiv die obere Grenze von Bedingungsausdruck (3) nicht erfüllt, erhöht sich die Asymmetrie zwischen Objektseite und Bildseite der Aperturblende (St), was Schwierigkeiten bezüglich der Korrektur von Farbquerfehler verursacht. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (3) gestattet eine zufriedenstellende Korrektur von Farbquerfehler, während ein zur Anordnung eines Glieds benötigter Raum sichergestellt wird.
Vorzugsweise ist die am weitesten bildseitig liegende verkittete Linse in der dritten Linsengruppe G3 so ausgebildet, dass sie eine positive Linse umfasst und das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung erfüllt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4): 75 < ν3p (4) wobei

Wenn das Weitwinkelobjektiv Bedingungsausdruck (4) nicht erfüllt, ist es schwierig, Farbquerfehler zu korrigieren, insbesondere Farbquerfehler höherer Ordnung. Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (4) gestattet das Korrigieren von Farbquerfehler in einer gut ausgewogenen Art und Weise.
Weiterhin führt das Weitwinkelobjektiv der vorliegenden Ausführung ein Fokussieren von einem Objekt im Unendlichen zu einem Objekt im Nahbereich durch Bewegen lediglich der dritten Linsengruppe G3 zur Objektseite durch. In diesem Fall kann die Abbildungsebenen-Verkippung, die während des Fokussierens eines Objekts im Nahbereich auftreten kann, unterdrückt werden.
In dem Fall, dass das Fokussieren durch die dritte Linsengruppe G3 durchgeführt wird, erfüllt das Weitwinkelobjektiv bevorzugt einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5). Das Erfüllen von Bedingungsausdruck (5) erleichtert das Unterdrücken einer Variation der sphärischen Aberration während der Fokussierung. –0,3 < f/f12 < 0,5 (5) wobei

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv weist vorzugsweise einen Gesamtblickwinkel von 80 Grad oder mehr auf um einen erhöhten Blickwinkel zu erreichen.
Die vorgenannten bevorzugten Konfigurationen können beliebig kombiniert werden und werden bevorzugt geeignet selektiv verwendet, entsprechend den von dem Weitwinkelobjektiv benötigten Spezifikationen. Eine geeignete Verwendung der bevorzugten Konfigurationen ermöglicht ein optisches System mit günstigerer optischer Performanz oder ein optisches System das höheren, zu realisierenden Spezifikationen genügt.
Im Folgenden werden numerische Beispiele des erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektivs beschrieben.
[Beispiel 1]
Die Linsen-Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1 ist wie in 1 illustriert. Da die Darstellungsart wie oben beschrieben ist, wird eine doppelte Beschreibung hier vermieden.
Die schematische Konfiguration des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1 ist wie folgt. Das Weitwinkelobjektiv besteht aus einer ersten Linsengruppe G1 mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe G2 mit einer positiven Brechkraft, einer Aperturblende St und einer dritten Linsengruppe G3 mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die erste Linsengruppe G1 ist aufgebaut aus Linse L11 mit negativer Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und einer Linse L12 mit negativer Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite in dem achsnahen Bereich, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die zweite Linsengruppe G2 ist aufgebaut aus einer Linse L21 mit bikonvexer Form und einer negativen Linse L22 mit bikonkaver Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite. Die dritte Linsengruppe G3 ist aufgebaut aus einer Linse L31 mit bikonkaver Form, einer Linse L32 mit einer positiven Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, einer Linse L33 mit einer bikonvexen Form, einer Linse L34 mit einer positiven Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Bildseite in dem achsnahen Bereich, einer Linse L35 mit bikonkaver Form und einer Linse L36 mit bikonvexer Form. Die Linsen L21 und L22 sind verkittet, die Linsen L31 und L32 sind verkittet und die Linsen L35 und L36 sind verkittet. Die übrigen Linsen sind unverkittete Einzellinsen. Jede der Linsen L12 und L34 hat asphärische Oberflächen auf beiden Seiten.
Als detaillierte Konfiguration des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1 werden grundlegende Linsendaten und asphärische Oberflächenkoeffizienten des Objektives jeweils in Tabelle 1 und in Tabelle 2 gezeigt. Die Symbole f, Bf, 2ω und FNo. am oberen Rand von Tabelle 1 stellen jeweils die Brennweite des Gesamtsystems, den Rückfokus (Luftäquivalent-Abstand), den Gesamtblickwinkel und die F-Zahl dar, alle mit Bezug auf die d-Linie.
Die Spalte Si in Tabelle 1 gibt die i-te Oberflächennummer an, wobei jeder Oberfläche eine Nummer i (i = 1, 2, 3, –) in einer zur Bildseite hin fortlaufend zunehmenden Art und Weise zugewiesen wird und die objektseitige Oberfläche des am weitesten objektseitig liegenden Elements die erste Oberfläche ist. Die Spalte Ri gibt den Krümmungsradius der i-ten Oberfläche an. Die Spalte Di gibt den Oberflächenabstand zwischen der i-ten Oberfläche und der (i + 1)-ten Oberfläche auf der optischen Achse Z an. Das Vorzeichen des Krümmungsradius ist positiv wenn die Oberflächenform auf der Objektseite konvex ist und negativ wenn sie auf der Bildseite konvex ist.
Die Spalte Ndj in Tabelle 1 gibt den Brechungsindex des j-ten optischen Elements bzgl. der d-Linie (Wellenlänge 587,56 nm) an, wobei jedem Element zur Bildseite hin fortlaufend zunehmend eine Nummer j (1 = 1, 2, 3, –) zugewiesen wird und das am weitesten objektseitig liegende Element das erste Element ist, und die Spalte vdj gibt die Abbe-Zahl des j-ten optischen Elements bezüglich der d-Linie an. Es ist anzumerken, dass die Aperturblende St und das optische Glied PP in Tabelle 1 umfasst sind und die Oberflächennummern-Spalte, die der Aperturblende St entspricht, umfasst das Wort ”(St)” zusätzlich zu der Oberflächennummer.
Eine Oberfläche deren Oberflächennummer in Tabelle 1 eine hinzugefügte Markierung ”*” umfasst, ist eine asphärische Oberfläche und ein Wert des achsnahen (paraxialen) Krümmungsradius ist in der Krümmungsradius-Spalte der asphärischen Oberfläche in Tabelle 1 gezeigt. Asphärische Oberflächenkoeffizienten dieser asphärischen Oberflächen sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Spalte Si in Tabelle 2 gibt die Oberflächennummern der asphärischen Oberflächen an. ”E – n” (n ist ganzzahlig) in den Werten der asphärischen Koeffizienten stellt ”× 10^–n” dar. Die asphärischen Oberflächen-Koeffizienten stellen Werte der Koeffizienten KA und Am (m = 3, 4, 5, – und 20) in dem asphärischen Oberfläche-Ausdruck dar, der durch die nachfolgend angegebene Formel angegeben dargestellt ist. Zd = C·h²/{1 + (1 – K·C²·h²)^1/2} + ΣAm·h^m 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 20).

In allen nachfolgend gezeigten Tabellen wird ”Grad” als Winkeleinheit und ”mm” als Längeneinheit verwendet. Andere geeignete Einheiten können jedoch ebenfalls verwendet werden, da optische Systeme auch dann verwendet werden können, wenn sie proportional vergrößert oder verkleinert sind. Weiterhin geben alle nachfolgend gezeigten Tabellen Werte an, die auf eine vorbestimmte (Nachkomma)-Stelle gerundet sind. [Tabelle 1] Beispiel 1 Grundlegende Linsendaten
[Tabelle 2] Beispiel 1 Asphärische Oberflächenkoeffizienten
5(A) bis 5(D) sind Aberrationsdiagramme von sphärischer Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 1. ”Fno.” in dem Diagramm der sphärischen Aberration gibt die F-Zahl and und ”ω” in den anderen Aberrationsdiagrammen gibt den halben Blickwinkel an. Jedes Aberrationsdiagramm illustriert Aberration mit der d-Linie (Wellenlänge 587,56 nm) als Referenzwellenlänge. Jedoch gibt das Diagramm der sphärischen Aberration auch Aberrationen bezüglich der C-Linie (Wellenlänge 656,27 nm) und der g-Linie (Wellenlänge 435,84 nm) an und das Diagramm des Farbquerfehlers illustriert Aberrationen bezüglich der C-Linie und der g-Linie. In dem Diagramm des Astigmatismus zeigt die durchgezogene Linie Astigmatismus in der sagittalen Richtung an während die gestrichelte Linie Astigmatismus in der tangentialen Richtung anzeigt. In 5(A) bis 5(D) ist der Objektabstand unendlich.
Die Illustrationsart und die Symbole in den Tabellen, deren Bedeutung, Darstellungsart und Ähnliches, wie in Beispiel 1 beschrieben, gelten auch für die nachfolgenden Beispiele, sofern nicht anderweitig explizit angegeben, und eine doppelte Beschreibung wird nachfolgend vermieden.
[Beispiel 2]
Die Linsen-Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2 ist wie in 2 illustriert. Die schematische Konfiguration des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2 ist identisch zu derjenigen von Beispiel 1, abgesehen davon, dass die Linse L31 eine negative Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite aufweist. Tabellen 3 und 4 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten und asphärische Oberflächen-Koeffizienten des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2. 6(A) bis 6(D) sind jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 2. [Tabelle 3] Beispiel 2 Grundlegende Linsendaten
[Tabelle 4] Beispiel 2 Asphärische Oberflächenkoeffizienten
[Beispiel 3]
Die Linsen-Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3 ist wie in 3 illustriert. Die schematische Konfiguration des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3 ist identisch zu derjenigen von Beispiel 1, abgesehen davon, dass die Linse L22 eine negative Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite und Linse L32 eine bikonvexe Form aufweist. Tabellen 5 und 6 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten und asphärische Oberflächen-Koeffizienten des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3. 7(A) bis 7(D) sind jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 3. [Tabelle 5] Beispiel 3 Grundlegende Linsendaten
[Tabelle 6] Beispiel 3 Asphärische Oberflächenkoeffizienten
[Beispiel 4]
Die Linsen-Querschnittansicht des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4 ist wie in 4 illustriert. Die schematische Konfiguration des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4 ist identisch zu derjenigen von Beispiel 1, abgesehen davon, dass die erste Linsengruppe G1 aus drei Linsen aufgebaut ist und Linse L13, die eine negative Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite aufweist, in der ersten Linsengruppe G1 am weitesten bildseitig angeordnet ist, und dass Linse L31 eine negative Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite aufweist. Tabellen 7 und 8 zeigen jeweils grundlegende Linsendaten und asphärische Oberflächen-Koeffizienten des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4. 8(A) bis 8(D) sind jeweils Aberrationsdiagramme des Weitwinkelobjektivs von Beispiel 4. [Tabelle 7] Beispiel 4 Grundlegende Linsendaten
[Tabelle 8] Beispiel 4 Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Tabelle 9 zeigt Werte, die den Bedingungsausdrücken (1) bis (5) entsprechen und Werte bzgl. der Bedingungsausdrücke der Beispiele 1 bis 4. Die Symbole ”Y”, ”f3” und ”f12” in Tabelle 9, stellen jeweils die maximale Bildhöhe, die Brennweite der dritten Linsengruppe G3 und die kombinierte Brennweite der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 dar. Die in Tabelle 9 gezeigten Werte beziehen sich auf die d-Linie. [Tabelle 9]
Wie aus den vorgenannten Daten ersichtlich, ist das Gesamtsystem von jedem der Weitwinkelobjektive der Beispiele 1 bis 4 mit zehn oder elf Linsen kompakt ausgebildet und weist eine F-Zahl von 2,88 und eine hohe optische Performanz mit gut korrigierten Aberrationen, einschließlich Farbquerfehler, auf, wobei ein großer Winkel von ungefähr 85° bis 99° als Gesamtblickwinkel erreicht wird. Jedes der Weitwinkelobjektive der Beispiele 1 bis 4 hat einen reduzierten Rückfokus und eine kürzere Länge des gesamten Linsensystems als diejenigen von Retrofokustyp-Weitwinkelobjektiven, die üblicherweise häufig für einäugige Spiegelreflexkameras verwendet werden, und kann mit Vorteil beispielsweise in spiegellosen Kameras verwendet werden.
Nachfolgend wird eine Ausführung der erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung mit Bezug auf die 9A und 9B beschrieben. Kamera 30, deren perspektivische Formen in den 9A und 9B gezeigt sind, ist eine so genannte spiegellose einäugige Digitalkamera, an der ein Wechselobjektiv 20 abnehmbar angebracht ist. 9A illustriert das Erscheinungsbild der Kamera von der Vorderseite her gesehen, während 9B das Erscheinungsbild der Kamera 30 von der Rückseite her gesehen illustriert.
Die Kamera 30 umfasst einen Kamerakörper 31, und ein Auslöseknopf 32 und ein Einschaltknopf 33 sind auf dessen oberer Oberfläche vorgesehen. Weiterhin sind Bedienungsknöpfe 34, 35 und ein Anzeigeabschnitt 36 auf der Rückseite des Kamerakörpers 31 vorgesehen. Der Anzeigeabschnitt 36 wird zum Anzeigen von erfassten Bildern und eines Bildes innerhalb des Blickwinkels vor dem Auslösen verwendet.
Eine Bilderfassungsöffnung, von der Licht von einem Abbildungsziel eintritt, ist in der Mitte der vorderen Oberfläche des Kamerakörpers 31 vorgesehen und eine Halterung 37 ist an der der Bilderfassungsöffnung korrespondierenden Position vorgesehen, wobei das Wechselobjektiv 20 an den Kamerakörper 31 mittels der Halterung 37 angebracht ist. Das Wechselobjektiv 20 umfasst einen Linsentubus, der ein Weitwinkelobjektiv 1 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung aufnimmt.
Der Kamerakörper 31 umfasst einen Bildsensor, wie eine CCD oder Ähnliches (nicht dargestellt), der ein von dem Wechselobjektiv 20 gebildetes Subjektbild empfängt und ein Bildsignal entsprechend des erhaltenen Bildes ausgibt, einen Signalverarbeitungsschaltkreis, der ein Bild generiert, indem das von dem Bildsensor ausgegebene Bildsignal bearbeitet wird, ein Speichermedium zum Abspeichern des erzeugten Bildes und Ähnliches. In der Kamera 30 wird ein Frame eines Fotobildes erfasst, wenn der Auslöseknopf 32 gedrückt wird und die durch das Abbilden erhaltene Bilddaten werden in dem Speichermedium abgespeichert.
Die vorliegende Erfindung wurde bislang anhand der Ausführungen und Beispiele beschrieben, jedoch sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorgenannten Ausführungen und Beispiele beschränkt ist, und verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können. Zum Beispiel sind Werte des Krümmungsradius von jeder Linse, Oberflächenabstand, Brechungsindex, Abbezahl, asphärische Oberflächen-Koeffizienten und Ähnliches nicht auf die in den jeweiligen numerischen Beispielen illustrierten Werte beschränkt, sondern können davon verschiedene Werte annehmen.
In der Ausführung der Abbildungsvorrichtung, bezieht sich die Beschreibung auf den Fall, dass die vorliegende Erfindung auf eine spiegellose, einäugige Digitalkamera angewendet wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und auch anwendbar für andere Abbildungsvorrichtungen, wie beispielsweise einäugige Spiegelreflexkameras, Filmkameras, Videokameras und Ähnliches.

Claims

Weitwinkelobjektiv bestehend aus einer ersten Linsengruppe (G1) mit einer negativen Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe (G2) mit einer positiven Brechkraft, einer Blende und einer dritten Linsengruppe (G3) mit einer positiven Brechkraft, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei: die erste Linsengruppe (G1) zwei negative Meniskuslinsen umfasst, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite; die zweite Linsengruppe (G2) aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form und einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite gebildet wird; und die dritte Linsengruppe (G3), in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, aufgebaut ist aus einer verkitteten Linse, einer positiven Linse, einer asphärischen Linse und einer verkitteten Linse, die durch Verkitten einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche auf der Bildseite und einer positiven Linse mit einer bikonvexen Form, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, gebildet wird.
Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe (G1) wenigstens eine asphärische Oberfläche umfasst.
Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle die erste Linsengruppe (G1) ausbildenden Linsen negative Linsen sind.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe (G1) aufgebaut ist aus nur zwei oder drei negativen Meniskuslinsen, jede mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1) erfüllt: 1,3 < f3/f < 2 (1) wobei f3: eine Brennweite der dritten Linsengruppe ist, und f: eine Brennweite des Gesamtsystems.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2) erfüllt: 0,4 < Y/f3 < 0,9 (2) wobei Y: eine maximale Bildhöhe ist, und f3: eine Brennweite der dritten Linsengruppe.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (3) erfüllt: 0,8 < BF/f < 1,3 (3) wobei BF: ein Rückfokus ist, ausgedrückt als Luft-Äquivalent-Abstand, und f: eine Brennweite des Gesamtsystems.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die am weitesten bildseitig liegende verkittete Linse in der dritten Linsengruppe (G3) eine positive Linse umfasst und das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (4) erfüllt: 75 < ν3p (4) wobei ν3p: eine Abbezahl bezüglich der d-Linie der am weitesten bildseitig liegenden positiven Linse, die in der am weitesten bildseitig liegenden verkitteten Linse in der dritten Linsengruppe enthalten ist.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linse der dritten Linsengruppe (G3) eine positive Linse ist.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv eingerichtet ist, das Fokussieren von einem Objekt im Unendlichen zu einem Objekt im Nahbereich durch Bewegen lediglich der dritten Linsengruppe (G3) zur Objektseite durchzuführen.
Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (5) erfüllt: –0,3 < f/f12 < 0,5 (5) wobei f: eine Brennweite des Gesamtsystems ist, und. f12: eine kombinierte Brennweite der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen Gesamtblickwinkel von 80 Grad oder mehr aufweist.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (1') erfüllt: 1,5 < f3/f < 1,8 (1') wobei f3: eine Brennweite der dritten Linsengruppe ist, und f: eine Brennweite des Gesamtsystems.
Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitwinkelobjektiv einen nachfolgend angegebenen Bedingungsausdruck (2') erfüllt: 0,5 < Y/f3 < 0,8 (2') wobei Y: eine maximale Bildhöhe ist, und f3: eine Brennweite der dritten Linsengruppe.
Abbildungsvorrichtung ausgestattet mit dem Weitwinkelobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 14.