DE19653675A1 - Kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite - Google Patents

Kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite

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DE19653675A1
DE19653675A1 DE19653675A DE19653675A DE19653675A1 DE 19653675 A1 DE19653675 A1 DE 19653675A1 DE 19653675 A DE19653675 A DE 19653675A DE 19653675 A DE19653675 A DE 19653675A DE 19653675 A1 DE19653675 A1 DE 19653675A1
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DE
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lens
focal length
lens group
refractive power
stands
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DE19653675A
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English (en)
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Geon-Mo Kang
Hac-Jin Lee
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Hanwha Aerospace Co Ltd
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Samsung Aerospace Industries Ltd
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Description

A. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite, das zwei Linsengruppen umfaßt, deren Linsenanordnung eine große Leistungsfähigkeit und ein hohes Brennweitenverhältnis gestattet und gleichzeitig eine Verringerung der Größe des Systems ermöglicht.
B. Darlegung des Standes der Technik
Seit kurzem werden Automatik- und Kompaktkameras durch die Verwendung eines Zoom-Objektivs mit der Möglichkeit der stufenlosen Verstellung der Brennweite ausgestattet. Allerdings ist eine zunehmende öffentliche Nachfrage nach Kameras zu verzeichnen, die einerseits preiswert sind und andererseits ein geringes Gewicht besitzen. Abgesehen von diesen Bedingungen fordern Fachleute auf diesem Gebiet und andere hochqualifizierte Benutzer, daß diese Kameras weiterhin eine hohe Leistung aufweisen und zugleich über eine Vielzahl von Funktionen verfügen.
Generell lassen sich bei den Linsensystemen mit veränderlicher Brennweite für Kompaktkameras, die dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechen, zwei Typen unterscheiden: solche mit zwei Linsengruppen und solche mit drei Linsengruppen. Allgemein verbreitet ist das System mit zwei Linsengruppen, um die Größe der Kamera zu vermindern. Linsensysteme mit veränderlicher Brennweite des bisherigen Standes der Technik, die zwei Linsengruppen umfassen, werden in den japanischen Patentveröffentlichungen Hei 3-160610, Hei 7-72388, Hei 4-225309, Hei 2-120714, Hei 5-127082 sowie in der US-Patentschrift Nr. 4 929 069 beschrieben. Allerdings ist es bei diesen Linsensystemen mit veränderlicher Brennweite des Standes der Technik schwierig, eine hohe Vergrößerung zu erreichen, da ihre maximale Vergrößerung nur bei 2,0 liegt.
Zusammenfassende Beschreibung
Ein grundlegender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung, die eine oder mehrere Einschränkungen und Nachteile der beschriebenen Anordnungen des Standes der Technik ausschließt. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite gerichtet, das eine kompakte Größe, eine hohe Leistung und ein hohes Gummilinsen-Brennweitenverhältnis aufweist.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung angeführt und zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich sein oder durch die praktische Anwendung der Erfindung zutage treten. Die Ziele und weitere Vorteile der Erfindung können mit Hilfe der Vorrichtung verwirklicht und erlangt werden, die in der Beschreibung und den dazugehörigen Patentansprüchen sowie in den beigefügten Zeichnungen besonders eingehend erläutert wird.
Zur Erreichung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der Erfindung, der anhand der Ausführungsbeispiele und der umfassenden Beschreibung verdeutlicht wird, umfaßt die Erfindung ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite, das zwei Linsengruppen beinhaltet. Die erste Linsengruppe besitzt eine insgesamt positive Brechkraft und enthält vier Linsen. Die erste Einzellinse ist eine Meniskuslinse, deren konvexe Seite dem Objekt zugekehrt ist und die eine positive Brechkraft besitzt. Die zweite Einzellinse ist eine Bikonkavlinse mit negativer Brechkraft. Die dritte Einzellinse ist eine Bikonvexlinse mit positiver Brechkraft, die an der zweiten Einzellinse befestigt ist. Die vierte Einzellinse ist eine Bikonvexlinse mit positiver Brechkraft.
Die zweite Linsengruppe weist eine insgesamt negative Brechkraft auf und umfaßt drei Linsen. Die fünfte Einzellinse, die eine Meniskuslinse ist, kehrt ihre konvexe Seite dem Objekt zu und besitzt eine positive Brechkraft. Die sechste Einzellinse ist eine Konkavlinse mit negativer Brechkraft. Die siebente Einzellinse ist von negativer Brechkraft.
Die Vergrößerung des Systems kann durch Einstellen eines Abstands zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe geändert werden, wobei die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
1,1 < (fbT - fbW)/(LT - LW) < 1,24,
LW/fW < 1,25,
LT/fT < 0,97
worin:
LW für die Länge des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung steht;
LT für die Länge des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung steht;
fbT für eine Bildbrennweite in der Fernwinkelstellung steht;
fbW für eine Bildbrennweite in der Weitwinkelstellung steht;
fW für eine Brennweite des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Weitwinkelstellung steht; und
fT für eine Brennweite des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Fernwinkelstellung steht.
Es versteht sich, daß sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung Beispiel- und Erläuterungscharakter haben und eine eingehendere Erklärung der beanspruchten Erfindung liefern sollen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung integriert und deren Bestandteil sind, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Ziele, Vorteile und Grundsätze der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1A und 1B Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung bzw. einer Fernwinkelstellung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A bis 2C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3A bis 3C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4A und 4B Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung bzw. einer Fernwinkelstellung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A bis 5C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A bis 6C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7A und 7B Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung bzw. einer Fernwinkelstellung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A bis 8C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9A bis 9C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10A und 10B Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung bzw. einer Fernwinkelstellung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11A bis 11C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12A bis 12C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13A und 13B Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung bzw. einer Fernwinkelstellung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14A bis 14C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 15A bis 15C die Abbildungsfehlerkurven eines kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nunmehr werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in den Fig. 1, 4, 7,10 und 13 dargestellt liefern die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite. Beginnend an der Objektseite des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite (d. h. an der linken Seite der Figuren) erzeugt eine erste Linsengruppe I ein Bild eines Objekts und überträgt das Bild an eine zweite Linsengruppe II.
Die erste Linsengruppe, die eine insgesamt positive Brechkraft aufweist, umfaßt vier Linsen. Eine erste Einzellinse 1 ist eine Meniskuslinse, die dem Objekt die konvexe Seite zu kehrt und eine positive Brechkraft aufweist. Eine zweite Einzellinse 2 ist eine Bikonkavlinse mit negativer Brechkraft. Eine dritte Einzellinse 3 ist eine Bikonvexlinse, die eine positive Brechkraft aufweist und mit der zweiten Einzellinse 2 verbunden ist. Eine vierte Einzellinse 4 ist eine Bikonvexlinse mit positiver Brechkraft.
Die zweite Linsengruppe II, die eine insgesamt negative Brechkraft aufweist, umfaßt drei Linsen. Eine fünfte Einzellinse 5 ist eine Konkavlinse mit positiver Brechkraft. Eine sechste Einzellinse 6 ist eine Konkavlinse mit negativer Brechkraft. Eine siebente Einzellinse 7 besitzt negative Brechkraft.
Bei kontinuierlicher Veränderung der Brennweite von einer Weitwinkelstellung in eine Fernwinkelstellung verschieben sich die erste und die zweite Linsengruppe I und II sowie der Abstand zwischen den beiden Gruppen in Richtung des Betrachtungsgegenstands. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfüllt das kompakte Linsensystem mit veränderlicher Brennweite die folgenden Bedingungen:
  • (1) 1,1 < (fbT - fbW)/(LT - LW) < 1,24;
  • (2) LW/fW < 1,25;
  • (3) LT/fT < 0,97;
  • (4) 0,20 < f₁/fT < 0,35;
  • (5) 0,20 < |f₂| < fT < 0,32;
  • (6) 0,6 < f₁/fW < 0,69;
  • (7) 0,5 < |f₂| < fW < 0,65;
  • (8) 2,0 < f2p/|f2n| < 3,7;
  • (9) 0,2 < p2/fW < 0,3;
  • (10) - 0,35 < N1p - N1n < - 0,23;
  • (11) 0 < N2p - N2n < 0,2;
  • (12) 15,0 < V1p - V1n < 25;
worin:
LW eine Gesamtlänge des gesamten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Weitwinkelstellung ist;
LT eine Gesamtlänge des gesamten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Fernwinkelstellung ist;
fbT eine Bildbrennweite in der Fernwinkelstellung ist;
fbW eine Bildbrennweite in der Weitwinkelstellung ist;
fW eine Brennweite des gesamten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Weitwinkelstellung ist;
fT eine Brennweite des gesamten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Fernwinkelstellung ist;
f₁ eine Brennweite der ersten Linsengruppe I ist;
f₂ eine Brennweite der zweiten Linsengruppe II ist;
f2p eine Brennweite der Einzellinse mit positiver Brechkraft der zweiten Linsengruppe II ist;
f2n eine resultierende Brennweite der Einzellinsen mit negativer Brechkraft der zweiten Linsengruppe II ist;
D₂ die Summe der Dicken der Einzellinsen und der Abstände zwischen den Einzellinsen der zweiten Linsengruppe II ist;
N1p ein mittlerer Brechungsindex der Einzellinsen mit positiver Brechkraft der ersten Linsengruppe I ist;
N1n ein mittlerer Brechungsindex der Einzellinse mit negativer Brechkraft der ersten Linsengruppe I ist;
N2p ein mittlerer Brechungsindex der Einzellinse mit positiver Brechkraft der zweiten Linsengruppe II ist;
N2n ein mittlerer Brechungsindex der Einzellinsen mit negativer Brechkraft der zweiten Linsengruppe II ist;
V1p eine mittlere Abbesche Zahl der Einzellinsen mit positiver Brechkraft der ersten Linsengruppe I ist; und
V1n eine Abbesche Zahl der Einzellinse mit negativer Brechkraft der ersten Linsengruppe I ist.
Die vorstehende Bedingung (1) betrifft den Umfang der Verschiebung jeder Linsengruppe während der Brennweitenveränderung. Wird der obere Grenzwert von Bedingung (1) überschritten, dann erhöht sich der Umfang der Verschiebung der zweiten Linsengruppe II. Wird andererseits der untere Grenzwert von Bedingung (1) nicht eingehalten, dann erhöht sich der Umfang der Verschiebung der ersten Linsengruppe I.
Die Bedingungen (2) und (3) betreffen ein Fernverhältnis in einer Weitwinkelstellung bzw. in einer Fernwinkelstellung. Werden die oberen Grenzwerte der Bedingungen (2) und (3) überschritten, dann wird es schwierig, das Linsensystem auf eine ausreichend kompakte Größe zu reduzieren.
Die Bedingung (4) betrifft die Brechkraft der ersten Linsengruppe I. Wird der obere Grenzwert von Bedingung (4) überschritten, dann erhöht sich der Umfang der Verschiebung der Linsengruppen I und II in dem Maße, wie sich die Vergrößerung ändert und die Brechkraft sinkt. Wird andererseits der untere Grenzwert von Bedingung (4) nicht eingehalten, dann wird es schwierig, den Abbildungsfehler der ersten Linsengruppe I in dem Maße zu korrigieren, wie sich die Vergrößerung ändert und sowohl die Brechkraft als auch die Veränderung in den Abbildungsfehlern zunehmen.
Die Bedingung (5) betrifft eine Brechkraft einer zweiten Linsengruppe II. Wird der obere Grenzwert von Bedingung (5) überschritten, dann steigt der Umfang der Verschiebung der Linsengruppen I und II in dem Maße, wie sich die Vergrößerung ändert und die Brechkraft sinkt. Wird andererseits der untere Grenzwert von Bedingung (5) nicht eingehalten, dann wird es schwierig, den Abbildungsfehler der zweiten Linsengruppe I in dem Maße zu korrigieren, wie sich die Vergrößerung ändert und sowohl die Brechkraft als auch die Veränderung in den Abbildungsfehlern zunehmen.
Die Bedingungen (6) und (7) betreffen die Brechkraft der ersten Linsengruppe I bzw. der zweiten Linsengruppe II. Werden die oberen Grenzwerte der Bedingungen (6) und (7) überschritten, dann läßt sich der Abbildungsfehler einfach korrigieren. Allerdings gestaltet sich die Verringerung der Größe des Linsensystems schwierig, da der Verschiebungsumfang zunimmt. Wird andererseits der untere Grenzwert der Bedingungen (6) und (7) nicht eingehalten, dann erhöht sich die Abbildungsfehleränderung. Dazu kommt es, weil die Brechkraft jeder Linsengruppe steigt, und daher wird es schwierig, die Koma und den Astigmatismus zu korrigieren.
Die Bedingung (8) betrifft die Brechkraft der zweiten Linsengruppe II. Wird der obere Grenzwert der Bedingung (8) überschritten, dann steigt die Brechkraft der zweiten Linsengruppe II in dem Maße, wie die positive Brechkraft des Linsensystems in der zweiten Linsengruppe II erhöht wird. In diesem Falle wird es leicht sein, die Größe des Linsensystems zu verringern, aber der Abbildungsfehler wird größer, wenn die Vergrößerung geändert wird. Wird andererseits der untere Grenzwert von Bedingung (8) nicht eingehalten, wenn die Brechkraft der zweiten Linsengruppe II positiv ist, dann sinkt diese Brechkraft. Dementsprechend wird es leicht sein, den Abbildungsfehler zu korrigieren. Da jedoch der Verschiebungsumfang der Linsengruppen I und II steigt, wird es schwierig sein, die Größe des Linsensystems zu reduzieren.
Die Bedingung (9) betrifft die Länge der zweiten Linsengruppe II. Wird der obere Grenzwert der Bedingung (9) überschritten, dann wird es schwierig, die Größe des Linsensystems zu verringern. Wird andererseits der untere Grenzwert von Bedingung (9) nicht eingehalten, wird es möglich sein, die Größe des Linsensystems zu reduzieren. Allerdings sinkt die Verarbeitungseffizienz in dem Maße, wie sich der Luftabstand und die Dicke des Linsensystems verringern. Zudem kann die Leistung infolge eines Herstellungsfehlers in bezug auf den Luftabstand sinken.
Die Bedingung (10) betrifft den Brechungsindex der ersten Linsengruppe I. Wird der obere Grenzwert von Bedingung (10) überschritten und ist die Brechkraft des Linsensystems positiv, dann steigen mit zunehmender Brechkraft die Herstellungskosten. Wird andererseits der untere Grenzwert der Bedingung (10) nicht eingehalten und ist die Brechkraft des Linsensystems negativ, dann steigen die Herstellungskosten wiederum, und zwar in dem Maße, wie die Brechkraft steigt oder der Brechungsindex des Linsensystems zu niedrig wird. In diesem Falle sind die Fertigungskosten hoch, da sich bei der Herstellung des Linsensystems der Einsatz von speziellen Materialien mit geringer Dispersion erforderlich macht.
Die Bedingung (11) betrifft einen Brechungsindex der zweiten Linsengruppe II. Wird der obere Grenzwert der Bedingung (11) überschritten, dann wird es schwierig sein, den Astigmatismus zu korrigieren. Wird andererseits der untere Grenzwert der Bedingung (11) nicht eingehalten und ist die Brechkraft des Linsensystems positiv, dann werden bei der Montage des Systems Schwierigkeiten auftreten. Dazu kommt es, weil bei der Freigabe einer Blendenöffnung außerhalb eines Flankendurchmessers durch eine objektseitige Fläche eine Fläche mit ausgeprägter Hohlkrümmung entsteht.
In den nachfolgenden Tabellen sind Werte aufgeführt, die die obengenannten Bedingungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfüllen. Sämtliche Längeneinheiten darin sind in Millimetern angegeben. Außerdem wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Aperturblende zwischen der ersten Linsengruppe I und der zweiten Linsengruppe II installiert. In allen Tabellen werden die folgenden Variablen verwendet:
  • f steht für die Brennweite;
    ri (i = 1 bis 14) steht für den Krümmungsradius;
    di (i = 1 bis 14) steht für die Dicke einer Einzellinse oder den Abstand zwischen Einzellinsen;
    nd steht für den Brechungsindex bei der D-Linie einer Einzellinse;
    v steht für die Abbesche Zahl einer Einzellinse;
    m steht für die Vergrößerung des gesamten Linsensystems; und
    W steht für den halben Betrachtungswinkel.
Werte für eine erste bevorzugte Ausführungsform sind in Tabelle 1 dargestellt, worin: der Blendenwert F eines Linsensystems mit veränderlicher Brennweite mit großer Apertur im Bereich von 4,09 bis 9,48 liegt; die Brennweite f im Bereich von 35,509 bis 82,252 mm liegt; der halbe Betrachtungswinkel W im Bereich von 30,73 bis 14,71° liegt; und die Bildbrennweite fB im Bereich von 8,084 bis 51,468 mm liegt.
Tabelle 1
wobei * für die asphärische Fläche steht und Z im Bereich von 10,7329 bis 2,2000 mm liegt.
Ein Koeffizient einer asphärischen Fläche des Linsensystems wird mittels folgender Formel beschrieben:
worin:
c = 1/r
X für einen Verschiebungsumfang von einer Bezugsfläche entlang einer optischen Achse steht;
S für eine Höhe senkrecht zur optischen Achse steht;
K für eine konische Konstante steht, deren Wert in Tabelle 2 angegeben ist;
A4, A6, A8, A10 für die asphärischen Koeffizienten stehen, deren Werte in Tabelle 2 angegeben sind; und
r für den Krümmungsradius steht.
Asphärische Koeffizienten der asphärischen Oberfläche
K|0,5019849501752E+1
A4 0,5408777947066-4
A6 -0,1554452815300E-6
A8 0,1474644558381E-7
A10 -0,1247160879942E-9
Die Fig. 2A bis 2C und die Fig. 3A bis 3C veranschaulichen die hervorstechenden Aberrationsmerkmale der ersten bevorzugten Ausführungsform in einer Weitwinkel- bzw. einer Fernwinkelstellung.
Werte für eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 3 dargestellt, wobei: der Blendenwert F des kompakten Linsensystems mit veränderlicher Brennweite im Bereich von 4,09 bis 9,78 liegt; die Brennweite f im Bereich von 34,294 bis 81,957 mm liegt; der halbe Betrachtungswinkel W im Bereich von 31,55 bis 14,75° liegt; und die Bildbrennweite fB im Bereich von 8,496 bis 48,4235 mm liegt.
Tabelle 3
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Koeffizient der asphärischen Fläche durch die oben angegebene Formel unter Verwendung der in Tabelle 4 aufgeführten asphärischen Koeffizienten beschrieben.
Asphärische Koeffizienten der asphärischen Oberfläche
K|0,1056257861457E+1
A4 0,3758393429605E-4
A6 -0,2378316850648E-7
A8 0,7140053369628E-8
A10 -0,6619121795638E-10
Die Fig. 5A bis 5C und die Fig. 6A bis 6C veranschaulichen die hervorstechenden Aberrationsmerkmale der zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer Weitwinkel- bzw. einer Fernwinkelstellung.
Werte für eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 5 dargestellt, wobei: der Blendenwert F des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite mit großer Apertur im Bereich von 4,09 bis 9,37 liegt; die Brennweite f im Bereich von 35,8087 bis 81,8804 mm liegt; der halbe Betrachtungswinkel W im Bereich von 30,34 bis 14,83° liegt; und die Bildbrennweite fB im Bereich von 8,483 bis 49,806 mm liegt.
Tabelle 5
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Koeffizient der asphärischen Fläche durch die oben angegebene Formel unter Verwendung der in Tabelle 6 aufgeführten asphärischen Koeffizienten beschrieben.
Asphärische Koeffizienten der asphärischen Oberfläche
K|0,2174811886253E+1
A4 0,2849056773763E-4
A6 -0,4948842564394E-7
A8 0,6509023007091E-8
A10 -0,3537735350641E-10
Die Fig. 8A bis 8C und die Fig. 9A bis 9C veranschaulichen die hervorstechenden Aberrationsmerkmale der dritten bevorzugten Ausführungsform in einer Weitwinkel- bzw. einer Fernwinkelstellung.
Werte für eine vierte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 7 dargestellt, wobei: der Blendenwert F des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite mit großer Apertur im Bereich von 4,09 bis 9,29 liegt; die Brennweite f im Bereich von 36,123 bis 81,939 mm liegt; der halbe Betrachtungswinkel W im Bereich von 30,30 bis 14,75° liegt; und die Bildbrennweite fB im Bereich von 8,067 bis 48,783 mm liegt.
Tabelle 7
Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Koeffizient der asphärischen Fläche durch die oben angegebene Formel unter Verwendung der in Tabelle 8 aufgeführten asphärischen Koeffizienten beschrieben.
Asphärische Koeffizienten der asphärischen Oberfläche
K|0,2174811886253E+1
A4 0,2849056773763E-4
A6 -0,4948842564394E-7
A8 0,6509023007091E-8
A10 -0,3537735350641E-10
Die Fig. 11A bis 11C und die Fig. 12A bis 12C veranschaulichen die hervorstechenden Aberrationsmerkmale der vierten bevorzugten Ausführungsform in einer Weitwinkel- bzw. einer Fernwinkelstellung.
Werte für eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 9 dargestellt, wobei: der Blendenwert F des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite mit großer Apertur im Bereich von 4,09 bis 9,88 liegt; die Brennweite f im Bereich von 34,138 bis 82,389 mm liegt; der halbe Betrachtungswinkel W im Bereich von 31,66 bis 14,67° liegt; und die Bildbrennweite fB im Bereich von 8,487 bis 50,413 mm liegt.
Tabelle 9
Gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Koeffizient der asphärischen Fläche durch die oben angegebene Formel unter Verwendung der in Tabelle 10 aufgeführten asphärischen Koeffizienten beschrieben.
Asphärische Koeffizienten der asphärischen Oberfläche
K|0,9691606678033E+0
A4 0,3848477089595E-4
A6 -0,9427513205174E-8
A8 0,8165569143560E-8
A10 -0,6948318355497E-10
Die Fig. 14A bis 14C und die Fig. 15A bis 15C veranschaulichen die hervorstechenden Aberrationsmerkmale der fünften bevorzugten Ausführungsform in einer Weitwinkel- bzw. einer Fernwinkelstellung.
Gemäß den bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die vorliegende Erfindung ein kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite zur Verfügung stellen, das ein gutes Leistungsvermögen und ein hohes Brennweitenverstellungsverhältnis besitzt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute auf diesem Gebiet aus der Beschreibung und praktischen Anwendung der hierin offenbarten Erfindung hervorgehen. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich Beispielcharakter tragen, und der tatsächliche Umfang und Gedanke der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen wiedergegeben.

Claims (6)

1. Kompaktes Linsensystem mit veränderlicher Brennweite, das folgendes umfaßt:
eine erste Linsengruppe mit insgesamt positiver Brechkraft, wobei die erste Linsengruppe folgendes umfaßt:
eine erste Einzellinse, die eine Meniskuslinse ist, deren konvexe Seite einem Objekt zugekehrt ist und die eine positive Brechkraft aufweist;
eine zweite Einzellinse, die eine Bikonkavlinse mit negativer Brechkraft ist;
eine dritte Einzellinse, die eine Bikonvexlinse mit positiver Brechkraft ist und die an der zweiten Einzellinse befestigt ist; und
eine vierte Einzellinse, die eine Bikonvexlinse mit positiver Brechkraft ist;
eine zweite Linsengruppe mit insgesamt negativer Brechkraft, wobei die zweite Linsengruppe folgendes umfaßt:
eine fünfte Einzellinse, die eine Meniskuslinse ist, deren konvexe Seite dem Objekt zugekehrt ist und die eine positive Brechkraft aufweist;
eine sechste Einzellinse, die eine Konkavlinse mit negativer Brechkraft ist; und
eine siebente Einzellinse mit negativer Brechkraft, und
worin die Vergrößerung des Systems durch Verändern des Abstands zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe eingestellt werden kann, und worin die folgenden Bedingungen erfüllt werden: 1,1 < (fbT - fbW)/(LT - LW) < 1,24,
LW/fW < 1,25,
LT/fT < 0,97worin:
LW für die Länge des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Weitwinkelstellung steht;
LT für die Länge des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in einer Fernwinkelstellung steht;
fbT für eine Bildbrennweite in der Fernwinkelstellung steht;
fbW für eine Bildbrennweite in der Weitwinkelstellung steht;
fW für eine Brennweite des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Weitwinkelstellung steht; und
fT für eine Brennweite des Linsensystems mit veränderlicher Brennweite in der Fernwinkelstellung steht.
2. System von Anspruch 1, in dem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: 0,20 < f₁/fT < 0,35,
0,20 < |f₂| < fT < 0,32,worin:
f₁ für eine Brennweite der ersten Linsengruppe steht; und
f₂ für eine Brennweite der zweiten Linsengruppe steht.
3. System von Anspruch 1, in dem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: 0,6 < f₁/fW < 0,69,
0,5 < f₂ < fW < 0,65,worin:
f₁ für eine Brennweite der ersten Linsengruppe steht; und
f₂ für eine Brennweite der zweiten Linsengruppe steht.
4. System von Anspruch 1, in dem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: 2,0 < f2p/|f2n| < 3,7,
0,2 < D2/fW < 0,³,worin:
f2p für eine Brennweite der fünften Einzellinse steht;
f2n für eine resultierende Brennweite der sechsten und siebenten Einzellinse steht; und
D₂ für die Dicke der zweiten Linsengruppe steht.
5. System von Anspruch 1, in dem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: - 0,35 < N1p - N1n < - 0,23,
0 < N2p - N2n < 0,2,worin:
N1p für einen mittleren Brechungsindex der ersten, dritten und vierten Einzellinse steht;
N1n für einen Brechungsindex der zweiten Einzellinse steht;
N2p für einen Brechungsindex der fünften Einzellinse steht; und
N2n für einen mittleren Brechungsindex der sechsten und siebenten Einzellinse steht.
6. System von Anspruch 1, in dem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: 15,0 < V1p - V1n < 25,worin:
V1p für eine mittlere Abbesche Zahl der ersten, dritten und vierten Einzellinse steht; und
V1n für eine Abbesche Zahl der zweiten Einzellinse steht.
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