DE19717120A1

DE19717120A1 - Zoom-Objektiv mit weitem Bereich

Info

Publication number: DE19717120A1
Application number: DE19717120A
Authority: DE
Inventors: Chikara Yamamoto
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1998-10-29
Also published as: DE19708523A1; JPH09243917A; DE19708523C2; FR2745643A1; FR2745643B1; JP3310854B2; US5805350A

Description

In bezug stehende Anmeldungen

Die Anmeldung nimmt Bezug auf die japanische Patentanmeldung No. 8-75158, angemeldet am 4. März 1996, die hier unter Bezug nahme darauf eingeschlossen wird.

Hintergrund der Erfindung Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zoom-Objektiv mit weitem Bereich und insbesondere auf ein Abbildungs-Zoom-Ob jektiv in einer Kamera, die eine Abbildungsvorrichtung, wie eine CCD oder eine Abbildungsaufnehmerröhre oder einen Silber halogenidfilm oder dergleichen verwendet, sowie auf ein Projek tions-Zoom-Objektiv für ein Televisionsgerät vom Projektions-Typ.

Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlich ist ein Zoom-Objektiv bekannt, das eine negative erste Linsengruppe, die während einer Variation der Leistung fixiert ist und eine Fokussierfunktion besitzt, eine positive zweite Linsengruppe, die eine die Leistung variierende Funktion besitzt, eine negative dritte Linsengruppe, die die Bewegung der Abbildungsebene korrigiert, die durch Änderung in der Lei stung bewirkt wird, und eine positive vierte Linsengruppe, die während einer Variation der Leistung fixiert ist, besitzt (z. B. japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung No. 5- 297276).

Eine solche Art eines Zoom-Objektivs ist hauptsächlich dazu aufgebaut worden, um eine Abbildung auf einer Abbildungsvor richtung mit einer kleinen Größe, wie beispielsweise einer CCD, zu bilden.

Televisionsgeräte vom Projektions-Typ, die Flüssigkristalle verwenden, erfreuten sich in den vergangenen Jahren zunehmender Verbreitung. Wenn das vorstehend erwähnte Zoom-Objektiv, so wie es ist, als ein bei einem Televisionsgerät vom Projektions-Typ verwendetes Projektionsobjektiv vorgesehen wird, vergrößert sich die Größe des Objektivsystems selbst, da seine Abbildungs größe größer ist. Bei den momentanen Gegebenheiten, wo die Nachfrage nach einem Gerät mit einer kleineren Größe steigt, sind größere Objektiv- bzw. Linsensysteme ungünstig.

Auch besteht allgemein dann, wenn das vorstehend erwähnte Zoom-Ob jektiv als ein Projektionsobjektiv verwendet wird, eine Mög lichkeit, daß eine Verzeichnung unzureichend korrigiert werden kann.

Wenn das Zoom-Objektiv als ein Projektionsobjektiv des vorste hend erwähnten Televisionsgeräts vom Projektions-Typ, das Flüs sigkristalle verwendet, vorgesehen wird, muß insbesondere auch dessen Beziehung in bezug auf das Beleuchtungssystem berück sichtigt werden. Um zu verhindern, daß eine Farbfluktuation und ein Lichtmengenverlust auftritt, wird ein Objektivsystem vom telezentrischen Typ verwendet, bei dem der Hauptstrahl parallel zu der optischen Achse auf der Verkleinerungsseite des Projek tionsobjektivs wird. Ein solches Linsensystem wird allerdings nicht immer in dem vorstehend angegebenen Stand der Technik realisiert.

Weiterhin wird in dem vorstehend erwähnten Stand der Technik, wenn ein eine Farbe separierendes optisches System unter einer vorbestimmten Position auf der optischen Achse eingesetzt wer den soll, ein rückwärtiger Fokus bzw. Brennpunkt, der einen Raum vorsieht, der zum Zulassen eines solchen Einsetzens aus reichend ist, nicht immer geschaffen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht eines solchen Umstands ist die Aufgabe der vor liegenden Erfindung diejenige, ein Zoom-Objektiv mit weitem Be reich zu schaffen, das eine kompakte Konfiguration für seine Abbildungsgröße besitzt und ein geeignetes Ausmaß eines rück wärtigen Fokus liefert, wobei das Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene auf der Verkleinerungsseite im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse wird und verschie dene Arten einer Aberration bevorzugt korrigiert werden.

Das Zoom-Objektiv gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, und zwar aufeinanderfolgend von der Vergrößerungsseite aus, eine erste Linsengruppe zum Fokussieren, die während eines Zoomens festgelegt ist und eine negative Brechkraft besitzt; eine zwei te Linsengruppe, die eine positive Brechkraft besitzt; und eine dritte Linsengruppe, die eine negative Brechkraft besitzt, die in Beziehung zueinander so bewegbar sind, daß die Vergrößerung verändert und eine Verschiebung einer Abbildungsfläche, die durch eine solche Vergrößerungsveränderung verursacht wird, korrigiert wird; und eine vierte Linsengruppe, die während ei nes Zoomens festgelegt ist und eine positive Brechkraft be sitzt;
wobei die nachfolgenden Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt werden:

-2,0 < F₁/F < -0,9 (1)

0, 65 < F₂/F < 1,4 (2)

0,9 < F₄/F < 1,7 (3)

wobei

F die Brennweite des gesamten Linsensystems an dem Ende des Weitwinkelbereichs ist;
F₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe ist;
F₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist;
F₄ die Brennweite der vierten Linsengruppe ist.

Auch ist in wünschenswerter Weise die zweite Linsengruppe durch mindestens eine Negativlinse und zwei Positivlinsen gebildet, die die nachfolgenden Bedingungen (4) oder (8) erfüllen:

0,4 < D₂/F₂ < 1,1 (4)

wobei D₂ die Linsenlänge der zweiten Linsengruppe ist;

0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)

wobei DD₂ der längste Abstand zwischen den Positivlinsen der zweiten Linsengruppe ist.

Weiterhin sind in wünschenswerter Weise die Abbildungsvergröße rungen am Ende des Weitwinkelbereichs der zweiten Linsengruppe und die Abbildungsvergrößerungen der vierten Linsengruppe so konfiguriert, um die nachfolgenden Bedingungen (5) und (6) zu erfüllen:

-1,05 < β_2W < -0,45 (5)

-0,15 < β₄ < 0,35 (6)

wobei

β_2W die Abbildungsvergrößerung am Ende des Weitwinkelbereichs der zweiten Linsengruppe ist;
und
β₄ die Abbildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe ist.

Auch wird in wünschenswerter Weise die Abbe-Zahl der Linse, die am nächsten zu dem Vergrößerungsseitenende in der ersten Lin sengruppe positioniert ist, so gebildet, um die nachfolgende Bedingung (7) zu erfüllen:

ν₁ < 55 (7)

wobei ν₁ die Abbe-Zahl der Linse ist, die am nächsten zu dem Vergrößerungsseitenende in der ersten Linsengruppe angeordnet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht, die eine grundsätzliche Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 1 der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht, die eine grundsätzliche Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 2 der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht, die eine grundsätzliche Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 3 der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht, die eine grundsätzliche Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 4 der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht, die eine grundsätzliche Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 5 der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 6 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 1 (an einem Ende des Weitwinkelbereichs);

Fig. 7 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 1 (in einem mittleren Bereich);

Fig. 8 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 1 (an einem Ende des Telebereichs);

Fig. 9 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 2 (an einem Ende des Weitwinkelbereichs);

Fig. 10 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 2 (in einem mittleren Bereich);

Fig. 11 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 2 (an einem Ende des Telebereichs);

Fig. 12 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 3 (an einem Ende des Weitwinkelbereichs);

Fig. 13 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 3 (in einem mittleren Bereich);

Fig. 14 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 3 (an einem Ende des Telebereichs);

Fig. 15 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 4 (an einem Ende des Weitwinkelbereichs);

Fig. 16 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 4 (in einem mittleren Bereich);

Fig. 17 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 4 (an einem Ende des Telebereichs);

Fig. 18 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 5 (an einem Ende des Weitwinkelbereichs);

Fig. 19 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 5 (in einem mittleren Bereich);

Fig. 20 zeigt ein Aberrationsdiagramm des Objektivs gemäß Aus führungsform 5 (an einem Ende des Telebereichs).

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Während fünf Ausführungsformen spezifisch in dem Nachfolgenden erläutert werden, wird auf Elemente, die identisch zueinander sind, mit identischen Markierungen Bezug genommen, wobei die jeweiligen Erläuterungen zu den jeweiligen Zeichnungen entsprechend der Ausführungsformen auf die jeweils anderen Ausführungsformen übertragen werden können, ohne daß die Beschreibungen wieder holt werden.

(Ausführungsform 1)

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist das Zoom-Objektiv mit wei tem Bereich dieser Ausführungsform aufeinanderfolgend von der Vergrößerungsseite aus auf
eine erste Linsengruppe, die aufeinanderfolgend, von der Ver größerungsseite aus, eine erste Positivlinse L₁, eine zweite Ne gativlinse L₂, eine dritte Negativlinse L₃ und eine vierte Posi tivlinse L₄ aufweist;
eine zweite Linsengruppe, die aufeinanderfolgend, von der Ver größerungsseite aus, eine fünfte Negativlinse L₅, eine sechste Positivlinse L₆ und eine siebte Positivlinse L₇ aufweist;
eine dritte Linsengruppe, die eine achte Negativlinse L₈ auf weist, und
eine vierte Linsengruppe, die, aufeinanderfolgend von der Ver größerungsseite aus, eine neunte Negativlinse L₉, eine zehnte Positivlinse L₁₀ und eine elfte Positivlinse L₁₁ aufweist. Die ses Zoom-Objektiv mit weitem Bereich ist so konfiguriert, um die nachfolgenden Bedingungen zu erfüllen:

-2,0 < F₁/F < -0,9 (1)

0,65 < F₂/F < 1,4 (2)

0,9 < F₄/F < 1,7 (3)

wobei

Auch ist die zweite Linsengruppe durch mindestens eine Nega tivlinse und zwei Positivlinsen gebildet, die die nachfolgende Bedingung (4) erfüllen:

0,4 < D₂/F₂ < 1,1 (4)

wobei D₂ die Linsenlänge der zweiten Linsengruppe ist.

Weiterhin ist die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weit winkelbereichs der zweiten Linsengruppe und die Abbildungsver größerung der vierten Linsengruppe so konfiguriert, um die nachfolgenden Ausdrücke (5) und (6) zu erfüllen:

-1,05 < β_2W < -0,45 (5)

-0,15 < β₄ < 0,35 (6)

wobei

β_2W die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weitwinkelbe reichs der zweiten Linsengruppe ist;
und
β₄ die Abbildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe ist.

ν₁ < 55 (7)

Auch erfüllt die zweite Linsengruppe die nachfolgende Bedingung (8):

0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)

wobei DD₂ der längste Abstand zwischen den positiven Linsen der zweiten Linsengruppe ist.

Ein Lichtstrom, der von der Vergrößerungsseite entlang einer optischen Achse X einfällt, erzeugt ein Bild an einer Abbil dungsposition P auf einer Abbildungsebene 1. Zwischen der vier ten Linsengruppe und der Abbildungsebene 1 sind Filter zum Ab schneiden infraroter Strahlen oder ein Tiefpaßfilter 2 und ein die Farbe separierendes optisches System angeordnet.

Hier ist sowohl die erste Linse L₁ als auch die vierte Linse L₄ eine Positiv-Meniskuslinse, die eine konvexe Oberfläche be sitzt, die zu der Vergrößerungsseite gerichtet ist; die zweite Linse L₂, die fünfte Linse L₅ und die neunte Linse L₉ sind je weils eine Negativ-Meniskuslinse, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist; die dritte Linse L₃ und die achte Linse L₈ sind jeweils eine bikon kave Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Verkleinerungsseite gerichtet ist; die sechste Linse L₆, die zehnte Linse L₁₀ und die elfte Linse L₁₁ sind jeweils eine bikonvexe Linse, die eine Oberfläche mit ei ner stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Vergrößerungsseite gerichtet ist; und die siebte Linse L₇ ist eine bikonvexe Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Verkleinerungsseite gerichtet ist. Die fünfte Linse L₅ und die sechste Linse L₆ sind zusammenzementiert.

Nachfolgend werden die vorstehend erwähnten Bedingungen (1) bis (8) erläutert.

Wenn F₁/F unterhalb der unteren Grenze in der vorstehend erwähn ten Bedingung (1) liegt, reduziert sich die negative Brechkraft bzw. die Streustärke der ersten Linsengruppe, so daß sich ein Betrag einer Verschiebung der ersten Linsengruppe bei Fokussie rung erhöht, wodurch ein größerer Wert einer Schwankung der Aberration verursacht wird. Wenn im Gegensatz dazu F₁/F die obe re Grenze davon überschreitet, erhöht sich die negative Brech kraft der ersten Linsengruppe, wodurch der axiale Strahl durch die erste Linsengruppe so stark abgeknickt wird, daß es schwie rig wird, eine Aberration zu korrigieren (insbesondere Ver zeichnung und sphärische Aberration). Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₁/F auf -1,34 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedingung (1) zu erfüllen, um dadurch vorteilhaft eine Aberration zu korrigieren und eine Erhöhung des Werts einer Verschiebung der ersten Linsengruppe einzuschränken.

Wenn F₂/F unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (2) liegt, erhöht sich die positive Brechkraft bzw. die Sammelstärke der zweiten Linsengruppe so stark, daß es schwierig wird, eine Aberration zu korrigieren. Im Gegensatz dazu verringert sich über der oberen Grenze die positive Brech kraft der zweiten Linsengruppe, wodurch sich der Wert einer Verschiebung der zweiten Linsengruppe bei Veränderung der Ver größerung erhöht, was die Größe des Linsensystems größer ge staltet. Zusätzlich wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₂/F auf 0,87 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedingung (2) zu erfüllen, um dadurch vorteilhaft eine Aberration zu korrigieren und eine Erhöhung des Werts einer Verschiebung der zweiten Linsengruppe einzuschränken.

Wenn F₄/F die obere Grenze der Bedingung (3) übersteigt, redu ziert sich die positive Brechkraft der vierten Linsengruppe, wodurch die rückwärtige Brennweite so lang wird, daß die Größe unter Einschluß der Objektivrückseite groß wird. Auch wird die axiale Strahlhöhe der vierten Linse so niedrig, daß es schwie rig ist, eine Aberration zu korrigieren. Unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (3) ist, im Gegensatz dazu, die positive Brechkraft der vierten Linsengruppe stärker, wodurch die rückwärtige Brennweite zu kurz wird, und es ist auf der Verkleinerungsseite schwierig, Telezentrizität zu schaffen. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₄/F auf 1,33 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um die Be dingung (3) zu erfüllen, um dadurch bevorzugt eine Aberration zu korrigieren und einen geeigneten Wert einer rückwärtigen Brennweite beizubehalten, während das Strahlenbündel auf der Verkleinerungsseite des Linsensystems telezentrisch ist.

Wenn D₂/F₂ oder DD₂/F₂ unterhalb der Grenze der vorstehend er wähnten Bedingungen (4) oder (8) liegt, wird die Objektivlänge der zweiten Linsengruppe so kurz, daß sich der Ausgleich ver schiedener Arten von Aberration (insbesondere ein Aberrations ausgleich beim Zoomen) verschlechtert. Über der oberen Grenze ist im Gegensatz dazu die Objektivlänge der zweiten Linsengrup pe länger, wodurch sich die Größe des Linsensystems erhöht. Demgemäß sind in dieser Ausführungsform die Werte von D₂/F₂ und DD₂/F₂ jeweils auf 0,91 und 0,59 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um dadurch die gesamte Länge der zweiten Lin sengruppe relativ groß zu machen, um so die Bedingungen (4) und (8) zu erfüllen. Demzufolge wird, während eine Aberration aus gezeichnet korrigiert wird, die Erhöhung der Objektivgröße ein geschränkt.

Wenn β_2W oberhalb der oberen Grenze oder unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (5) liegt, verschlechtert sich ein Aberra tionsausgleich beim Zoomen, oder der Wert einer Bewegung der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe, die für ein Zoomen erforderlich ist, erhöht sich, wodurch sich die Größe des Linsensystems erhöht. Demgemäß wird in dieser Ausführungs form der Wert der Abbildungsvergrößerung β_2W der zweiten Lin sengruppe bei diesem Ende des weiten Bereichs auf -0,58 ge setzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um die Bedingung (5) zu erfüllen, um dadurch den Aberrationsausgleich bevorzugt zu gestalten und eine Erhöhung der Größe des Linsensystems ein zuschränken.

Wenn β₄ unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (6) liegt, um so die Abbildungsvergrößerung der vier ten Linsengruppe zu reduzieren, wird der axiale Strahl stark durch die vierte Linsengruppe gebeugt, wodurch die Zahl der Einzellinsen erhöht werden muß. Wenn die Abbildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe klein ist, wird im Gegensatz dazu die Brechkraft der vierten Linsengruppe stärker, wodurch es für Strahlen außerhalb der optischen Achse auf der Verkleinerungs seite schwierig ist, symmetrisch in bezug auf die optische Ach se in der tangentialen Ebene zu werden. Über der oberen Grenze ist im Gegensatz dazu die Abbildungsvergrößerung in der vierten Linsengruppe so hoch, daß die rückwärtige Brennweite länger wird, wodurch die Brechkraft der vierten Linsengruppe so schwach wird, daß es schwierig ist, eine Aberration zu korri gieren. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert der Vergrößerung β₄ der vierten Linsengruppe auf 0,24 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedingung (6) zu erfüllen, um dadurch bevorzugt eine Aberration zu korrigieren und ein Strahlenbündel eines telezentrischen Typ zu erhalten, während eine Erhöhung der Zahl der Einzellinsen dahingehend eingeschränkt wird.

Allgemein gelangt die Linse, die am nächsten zu dem vergröße rungsseitigen Ende eines Zoom-Objektivs positioniert ist, oft mals mit der äußeren Umgebung in Kontakt, und demzufolge wird sie vorzugsweise aus einem Glasmaterial hergestellt, das ausge zeichnet in seiner Säurebeständigkeit und Wasserbeständigkeit ist. Wenn ν₁ die obere Grenze der Bedingung (7) allerdings übersteigt, verschlechtert sich die Säurebeständigkeit und die Wasserbeständigkeit, da der Brechungsindex größer wird. Demge mäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von ν₁ auf 50,9 ge setzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedin gung (7) zu erfüllen, um dadurch eine ausgezeichnete Säurebe ständigkeit und Wasserbeständigkeit in dem Glasmaterial zu er zielen.

Tabelle 1 (nachfolgend) stellt den Krümmungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen benachbarten Linsen D (mm) und den Brechungsindex N jeder Linse bei der d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

In Tabelle 1, ebenso in den Tabellen 2 bis 5, die später erläu tert werden, erhöhen sich die Bezugszahlen entsprechend jeder Markierung R, D und N aufeinanderfolgend von der Objektseite aus.

Auch sind die F-Zahl und der Feldwinkel 2 ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich in dieser Ausführungsform jeweils 2,85 (Ende des Weitwinkelbereichs) über 3,08 (mittlerer Bereich) zu 3,34 (Ende des Telebereichs) und 53,8° (Ende des Weitwinkelbereichs) über 43,6° (mittlerer Bereich) zu 35,0° (Ende des Telebereichs).

Die Fig. 6, 7 und 8 sind Aberrationsdiagramme, die jeweils ver schiedene Arten von Aberration (sphärische Aberration, Astigma tismus, Verzeichnung und chromatische Aberration bei der Ver größerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform bei dem Ende des Weitwinkelbereichs, dem mittleren Bereich und dem Ende des Telebereichs zeigen. Hierbei sind für jedes Astigmatismus diagramm die jeweiligen Aberrationen in bezug auf die sagittale (S) Abbildungsfläche und die tangentiale (T) Abbildungsfläche dargestellt. (Dies trifft auch für die Fig. 9 bis 20 zu.)

Wie anhand der Fig. 6 bis 8 und Tabelle 6 (nachfolgend) ge sehen werden kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Be reich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft über den gesamten Zoom-Bereich hinweg korrigiert werden, eine kom pakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erzielt wer den, ein geeigneter Wert einer rückwärtigen Brennweite kann er halten werden und das Bündel aus Strahlen innerhalb der tangen tialen Ebene auf der Verkleinerungsseite kann im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gemacht werden.

(Ausführungsform 2)

Nachfolgend wird das Zoom mit weitem Bereich der Ausführungs form 2 unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Konfiguration aus vier Gruppen mit 11 Einzellinsen, wie die vorstehend angegebene Ausführungsform 1, unterscheidet sich allerdings hauptsächlich dahingehend, daß die fünfte Linse L₅ eine Positiv-Meniskuslinse mit einem positiven Meniskus ist, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Vergrößerungs seite gerichtet ist, wobei die sechste Linse L₆ und die zehnte Linse L₁₀ jeweils eine bikonvexe Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Verkleine rungsseite gerichtet ist, die siebte Linse L₇ eine Negativ-Menis kuslinse ist, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Verkleinerungsseite gerichtet ist, die achte Linse L₈ eine bikonkave Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist, und die sechste Linse L₆ und die siebte Linse L₇ zusammenzemen tiert sind.

Hier werden alle vorstehend erwähnten Bedingungen (1) bis (8) erfüllt, während deren jeweilige Werte so eingestellt sind, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2 ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform jeweils 2,53 (Ende des Weitwinkelbereichs) über 2,86 (mittlerer Bereich) zu 3,26 (Ende des Telebereichs) und 53,2° (Ende des Weitwinkelbereichs) über 43,0° (mittlerer Bereich) zu 34,6° (Ende des Telebereichs).

Tabelle 2 (nachfolgend) stellt einen Krümmungsradius R (mm) je der Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und dem Brechungsindex N jeder Linse bei der d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 9, 10 und 11 sind Aberrationsdiagramme, die jeweils verschiedene Arten von Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und chromatische Aberration in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform an dem Ende des Weitwinkelbereichs, in dem mittleren Bereich und an dem Ende des Telebereichs darstellen.

Wie anhand der Fig. 9 bis 11 und der Tabelle 6 gesehen wer den kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich die ser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft über den Zoom- Bereich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erhalten werden, ein geeigneter Wert einer rückwärtigen Brennweite kann erhalten werden und das Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene zu der Verklei nerungsseite kann im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gemacht werden.

(Ausführungsform 3)

Nachfolgend wird das Zoom mit weitem Bereich der Ausführungs form 3 unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Linsen-Konfiguration, wie diejenige der vorstehenden Ausführungsform 2, unterscheidet sich allerdings hauptsächlich davon dahingehend, daß die fünfte Linse L₅ eine bikonvexe Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist, und die neunte Linse L₉ eine bikonkave Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Verkleinerungsseite ge richtet ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2 ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform jeweils 2,85 (Ende des Weitwinkelbereichs) über 3,24 (mittlerer Bereich) zu 3,73 (Ende des Telebereichs) und 59,6° (Ende des Weitwinkelbereichs) über 48,6° (mittlerer Bereich) zu 39,4° (Ende des Telebereichs).

Tabelle 3 (nachfolgend) stellt einen Krümmungsradius R (mm) für jede Linsenoberfläche, eine Mittendicke jeder Linse und einen Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und den Brechungsindex N jeder Linse bei der d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 12, 13 und 14 sind Aberrationsdiagramme, die je weils verschiedene Arten von Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und chromatische Aberration in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform bei dem Ende des Weitwinkelbereichs, dem mittleren Bereich und dem Ende des Telebereichs darstellen.

Wie anhand der Fig. 12 bis 14 und der Tabelle 6 gesehen wer den kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich die ser Ausführungsform, eine Aberration bevorzugt durch den Zoom-Be reich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erzielt werden, ein geeigneter Wert der rückwärtigen Brennweite kann erhalten werden und das Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene auf der Ver kleinerungsseite kann im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gestaltet werden.

(Ausführungsform 4)

Nachfolgend wird das Zoom mit weitem Bereich der Ausführungs form 4 unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Konfiguration, wie diejenige der vorstehend erwähnten Ausführungsform 2.

Hier werden alle vorstehend angegebenen Bedingungen (1) bis (8) erfüllt, während deren jeweilige Werte so eingestellt sind, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2 ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform jeweils 2,85 (Ende des Weitwinkelbereichs) über 3,35 (mittlerer Bereich) zu 3,98 (Ende des Telebereichs) und 56,8° (Ende des Weitwinkelbereichs) über 43,4° (mittlerer Bereich) zu 33,4° (Ende des Telebereichs).

Tabelle 4 (nachfolgend) stellt den Krümmungsradius R (mm) für jede Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und den Brechungsindex N für jede Linse bei einer d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 15, 16 und 17 sind Aberrationsdiagramme, die ver schiedene Arten von Aberration (sphärische Aberration, Astigma tismus, Verzeichnung und chromatische Aberration in der Vergrö ßerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform jeweils bei dem Ende des Weitwinkelbereichs, dem mittleren Bereich und dem Ende des Telebereichs darstellen.

Wie aus den Fig. 15 bis 17 und der Tabelle 6 gesehen werden kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft durch das Zoom-Ge biet hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erzielt werden, ein geeigneter Wert einer rückwärtigen Brennweite kann erzielt werden und die Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene auf der Ver kleinerungsseite können im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gestaltet werden.

(Ausführungsform 5)

Nachfolgend wird das Zoom mit weitem Bereich der Ausführungs form 5 unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert werden.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Konfiguration mit vier Gruppen und 11 Einzellinsen wie die Zoom-Objektive mit weitem Bereich der anderen Ausführungs formen, unterscheidet sich aber hauptsächlich davon dadurch, daß die erste Linsengruppe, die zweite Linsengruppe und die dritte Linsengruppe jeweils durch drei Lagen aus Linsen L₁ bis Linse L₃, drei Lagen aus Linsen L₄ bis L₆ und zwei Lagen aus Linsen L₇ und L₈ gebildet sind.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2 ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform jeweils 2,54 (Ende des Weitwinkelbereichs) über 2,92 (mittlerer Bereich) zu 3,40 (Ende des Telebereichs) und 54,6° (Ende des Weitwinkelbereichs) über 43,2° (mittlerer Bereich) zu 34,6° (Ende des Telebereichs).

Tabelle 5 (nachfolgend) stellt den Krümmungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und den Brechungsindex N jeder Linse bei der d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 18, 19 und 20 zeigen Aberrationsdiagramme, die je weils verschiedene Arten von Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und chromatische Aberration in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform an dem Ende des Weitwinkelbereichs, dem mittleren Bereich und dem Ende des Telebereichs darstellen.

Wie anhand der Fig. 18 bis 20 und der Tabelle 6 gesehen wer den kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich die ser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft über den Zoom-Be reich korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erhalten werden, ein geeigneter Wert einer rückwärtigen Brennweite kann erzielt werden und das Strahlenbün del innerhalb der tangentialen Ebene auf der Verkleinerungsseite kann im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gemacht werden.

Ohne daß die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt werden, kann das Zoom-Objektiv mit weitem Bereich der vorliegenden Er findung in verschiedenartigen Weisen modifiziert werden. Zum Beispiel können die Krümmung R jeder Linse und die Linsenbeab standung (oder Linsendicke) D ebenso wie der Berechnungsindex N und die Abbe-Zahl ν geeignet geändert werden. Auch kann, falls notwendig, ein Helligkeitsstop innerhalb des Linsensystems ange ordnet werden.

Wie in dem Vorstehenden erläutert ist, kann gemäß dem Zoom-Ob jektiv mit weitem Bereich der vorliegenden Erfindung in ei nem Zoom-Objektiv eines Vier-Gruppen-Typs, bei dem die zweite und die dritte Linsengruppe verschiebbar sind, aufgrund der vorstehend erwähnten Einstellung der Brennweiten usw. der je weiligen Gruppen innerhalb ihrer geeigneten Bereiche das Lin sensystem eine kompakte Konfiguration für ihre Abbildungsgröße haben, die rückwärtige Brennweite kann auf einen geeigneten Wert derart eingestellt werden, daß ein eine Farbe separieren des, optisches System oder dergleichen unter einer vorbestimm ten Position eingesetzt werden kann, und verschiedene Arten von Aberration können vorteilhaft gestaltet werden.

Weiterhin kann ein Modus eines sogenannten telezentrischen Typs, bei dem die Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene auf der Verkleinerungsseite im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die optische Achse gemacht werden, erzielt wer den, wodurch die Farbfluktuation und der Lichtquantitätsver lust reduziert werden können, wenn das Zoom-Objektiv in einem System eines solchen Televisionsprojektionstyps verwendet wird, der Flüssigkristalle verwendet.

Auch kann der Aberrationsausgleich zu dem Zeitpunkt eines Zoo mens vorteilhaft gestaltet werden, wenn der Abstand zwischen benachbarten Positivlinsen in der zweiten Linsengruppe groß gemacht wird, während die Gesamtlänge der zweiten Linsengruppe relativ groß ist.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Tabelle 5

Tabelle 6

Claims

1. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich, das, in Folge von einer Vergrößerungsseite aus, eine erste Linsengruppe zum Fokus sieren, die während eines Zoomens festgelegt ist und eine negative Brechkraft besitzt; eine zweite Linsengruppe, die eine positive Brechkraft besitzt; und eine dritte Linsen gruppe, die eine negative Brechkraft besitzt, die in Bezie hung zueinander so bewegbar sind, daß eine Vergrößerung verändert und eine Verschiebung einer Abbildungsfläche, die durch eine solche Vergrößerungsveränderung verursacht wird, korrigiert wird; und eine vierte Linsengruppe, die während eines Zoomens festgelegt ist und eine positive Brechkraft besitzt, aufweist;
wobei die nachfolgenden Bedingungen (1), (2) und (3) er füllt sind:
-2.0 < F₁/F < -0,9 (1)
0,65 < F₂/F < 1,4 (2)
0,9 < F₄/F < 1,7 (3)
wobei
F die Brennweite des gesamten Linsensystems an dem Ende des Weitwinkelbereichs ist;
F₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe ist;
F₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist;
F₄ die Brennweite der vierten Linsengruppe ist.

2. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe durch minde stens eine Negativlinse und zwei Positivlinsen gebildet ist und die nachfolgende Bedingung (4) erfüllt:
0,4 < D₂/F₂ < 1,1 (4)
wobei D₂ eine Linsenlänge der zweiten Linsengruppe ist.

3. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weitwinkelbereichs der zweiten Linsengruppe und die Ab bildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe so konfigu riert sind, um die nachfolgenden Bedingungen (5) und (6) zu erfüllen:
-1,05 < β_2W < -0,45 (5)
-0,15 < β₄ < 0,35 (6)
wobei β_2W die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weit winkelbereichs der zweiten Linsengruppe ist; und
β₄ die Abbildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe ist.

4. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbe-Zahl der Linse, die am näch sten zu dem vergrößerungsseitigen Ende in der ersten Lin sengruppe positioniert ist, so gebildet ist, um die nach folgende Bedingung (7) zu erfüllen:
ν₁ < 55 (7)
wobei ν₁ die Abbe-Nummer der Linse ist, die am nächsten zu dem vergrößerungsseitigen Ende in der ersten Linsengruppe angeordnet ist.

5. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe durch minde stens eine Negativlinse und zwei Positivlinsen gebildet ist und die nachfolgende Bedingung (8) erfüllt:
0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)
wobei DD₂ der längste Abstand zwischen den Positivlinsen in der zweiten Linsengruppe ist.

6. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weitwinkelbereichs der zweiten Linsengruppe und die Ab bildungsvergrößerung in der vierten Linsengruppe so konfi guriert sind, um die nachfolgenden Bedingungen (9) und (10) zu erfüllen:
-1,05 < β_2W < -0,45 (9)
-0,15 < β₄ < 0,35 (10)
wobei β_2W die Abbildungsvergrößerung an dem Ende des Weitwinkelbereichs der zweiten Linsengruppe ist; und
β₄ die Abbildungsvergrößerung der vierten Linsengruppe ist.

7. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbe-Zahl der Linse, die am näch sten zu dem vergrößerungsseitigen Ende in der ersten Lin sengruppe positioniert ist, so gebildet ist, um die nach folgende Bedingung (11) zu erfüllen:
ν₁ < 55 (11)
wobei ν₁ die Abbe-Zahl der Linse ist, die am nächsten zu dem vergrößerungsseitigen Ende in der ersten Linsengruppe positioniert ist.