DE4210822A1

DE4210822A1 - Zoom-linsensystem

Info

Publication number: DE4210822A1
Application number: DE4210822A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ito; Sachio Haushita
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1991-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH04304410A; JP3199772B2; FR2674640A1; GB2254933B; FR2674640B1; GB9207109D0; US5331464A; DE4210822C2; GB2254933A

Description

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Anmeldung Nr. HEI 3-144 300, eingereicht am 1. April 1991, deren Priorität in Anspruch genommen wird, und deren Offenbarung durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zoom-Linsensystem, und insbesondere ein Zoom-Linsensystem mit zwei Gruppen für einen Motorzoom-Monitor.

Standard-Zoom-Linsensysteme, die einen Brennweitenbereich vom Weitwinkel bis zu einem Subteleobjektiv aufweisen, bestehen im allgemeinen aus zwei Linsengruppen, einer negativen ersten Linsengruppe und einer positiven zweiten Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge - von der Objektseite aus betrachtet - angeordnet sind. Die Blende ist bei derartigen Standardlinsensystemen üblicherweise entweder vor der zweiten Linsengruppe oder innerhalb der zweiten Linsengruppe angeordnet, so daß sie sich beim Zoomen gleichzeitig mit der zweiten Linsengruppe bewegt.

Derartige konventionelle Zoom-Linsensysteme werden manchmal als Motorzoomlinsen ausgelegt, die einen in das Linsengehäuse eingebauten Linsenantriebsmotor aufweisen, um das Zoomen zu erreichen. Allerdings ist in diesem Fall der Motor unvermeidlicherweise außerhalb der Blende angeordnet, wodurch der Durchmesser des Linsengehäuse vergrößert wird.

Die ungeprüfte veröffentlichte japanischen Patentanmeldung Nr. 2 66 511/1987 beschreibt ein Zoom-Linsensystem zur Verwendung bei Videokameras, welches eine feste Blende aufweist, die zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe angeordnet ist. Allerdings leidet dieses Linsensystem, welches eine feste Blende verwendet, an der Schwierigkeit, daß schädliche Störlichtstrahlen beim Zoomen hervorgerufen werden.

Zusammenfassende Schilderung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde unter den voranstehend beschriebenen Umständen entwickelt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Zoom-Linsensystems, welches eine Blende aufweist, die in der geeigneten Position angeordnet ist, so daß der kompakte Aufbau des Linsengehäuses nicht beeinträchtigt wird, selbst wenn ein Motor in dem Zoom-Linsensystem eingebaut ist, wobei das System immer noch das Auftreten "schädlicher Störlichtstrahlen" verhindern kann.

Die voranstehende Aufgabe sowie weitere Aufgaben werden durch ein Zoom-Linsensystem gelöst, welches in dieser Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet eine negative ersten Linsengruppe aufweist, eine Blende, eine positive zweite Linsengruppe, und eine Blockiereinrichtung zum Blockieren "schädlicher Störlichtstrahlen", wobei die erste und die zweite Linsengruppe zum Zoomen bewegbar sind, sich die Blende unabhängig von der zweiten Linsengruppe während des Zoomes bewegt, und wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

(1) 2.5<Xs/fs<3.0
(2) 0<ΔXA/fs<ΔX2/fs
(3) 0ΔXB/fs<ΔX2/fs

wobei Xs die Entfernung von der Blende bis zur Bildebene in dem Weitwinkelende bezeichnet; fs die Brennlänge des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist, ΔXA der Bewegungsbereich der Blende ist; ΔXB der Bewegungsbereich der Blockiereinrichtung ist; und ΔX2 der Bewegungsbereich der zweiten Linsengruppe ist.

Der Begriff "schädliche Störlichtstrahlen" wird so verwendet, daß er sowohl Störlicht als chromatische Aberration normaler Lichtstrahlen in bezug auf die Bilderzeugung bezeichnen soll, als auch Störlicht als Streulicht, welches an Kantenabschnitten von Linsenelemente und einem Linsengehäuse so reflektiert wird, daß es in der Brennebene eintritt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher verständlich, wobei:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des grundlegenden Aufbaus des Zoom-Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems gemäß einem ersten Beispiel an dem Weitwinkelende ist;

Fig. 3A-3D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven dargestellt sind, die mit dem Linsensystem gemäß Fig. 2 in dem Weitwinkelende erhalten werden;

Fig. 4 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems von Fig. 2 in der mittleren Winkelposition ist;

Fig. 5A-5D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Linsensystem gemäß Fig. 4 in der mittleren Winkelposition erhalten werden;

Fig. 6 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems von Fig. 2 an dem Kleinwinkelende ist;

Fig. 7A-7D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Linsensystem von Fig. 6 an dem Kleinwinkelende erhalten werden;

Fig. 8 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems gemäß einem zweiten Beispiel an dem Weitwinkelende ist;

Fig. 9A-9D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Linsensystem gemäß Fig. 8 an dem Weitwinkelende erhalten werden;

Fig. 10 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems von Fig. 8 in der mittleren Winkelposition ist;

Fig. 11A-11D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Linsensystem von Fig. 10 in der mittleren Winkelposition erhalten werden;

Fig. 12 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems von Fig. 8 an dem Kleinwinkelende ist; und

Fig. 13A-13D eine Gruppe von Graphen ist, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Linsensystem von Fig. 12 an dem Kleinwinkelende erhalten werden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist das Zoom-Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung in dieser Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet eine negative erste Linsengruppe N auf, eine Blende A, eine positive zweite Linsengruppe P, und eine Blockiereinrichtung B zum Blockieren schädlicher Störlichtstrahlen. Ein Zoom-Motor ist in das Linsengehäuse eingebaut und treibt die beiden Linsengruppe N und P an sowie die Blende A und die Blockiereinrichtung B, um das Zoomen zu bewirken. Wahlweise kann ein Linsenbauteil geringer Brennkraft vorgesehen sein, welches sowohl der Blende A und der Blockiereinrichtung B zugeordnet ist, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 1 gezeigt ist, so daß diese Teile zusammen bewegt werden können.

Das Zoom-Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt darüber hinaus die nachstehenden Bedingungen:

(1) 2.5<Xs/fs<3.0
(2) 0<ΔXA/fs<ΔX2/fs
(3) 0ΔXB/fs<ΔX2/fs

wobei Xs die Entfernung von der Blende zur Bildebene an dem Weitwinkelende ist; fs die Brennlänge des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist; ΔXA der Bewegungsbereich der Blende ist; ΔXB der Bewegungsbereich der Blockiereinrichtung ist; und ΔX2 der Bewegungsbereich der zweiten Linsengruppe ist.

Die Bedingung (1) legt die Entfernung Xs von der Blende A zur Bildebene anhand ihres relativen Verhältnisses zu der Brennpunktentfernung fs fest. Wird die Untergrenze gemäß dieser Bedingung nicht erreicht, so ist die Blende A so nahe an der Bildebene angeordnet, daß beträchtliche Schwierigkeiten in bezug auf den Einbau eines Antriebsmotors auftreten. Wird die Obergrenze der Bedingung (1) überschritten, so befindet sich die Blende an dem Weitwinkelende so nahe an dem Objekt, daß der Durchmesser der zweiten Linsengruppe P ansteigt.

Die Bedingung (2) legt die Beziehung zwischen den Bewegungsbereichen der Blende A und der zweiten Linsengruppe P fest. Wird die Untergrenze gemäß dieser Beziehung nicht erreicht, so wird die Entfernung zwischen der Blende A und der zweiten Linsengruppe P übermäßig groß, und dies vergrößert die Menge schädlicher Störstrahlen, die in dem Bereich zwischen dem Weitwinkelende bis zum mittleren Winkelbereich hervorgerufen werden. Es wird darauf hingewiesen, daß schädliche Störstrahlen dadurch wirksamer abgeblockt werden können, daß die Blende so ausgelegt wird, daß sie einen kleineren Öffnungsdurchmesser an dem Weitwinkelende aufweist. Wenn ΔXA/fs größer ist als ΔX2/fs, so nähert sich die Blende A so weit der Bildebene, daß beträchtliche Schwierigkeiten beim Einbau eines Antriebsmotors auftreten.

Die Bedingung (3) sollte deswegen erfüllt sein, um jegliche schädlichen Störstrahlen abzublocken, die in dem Bereich zwischen der mittleren Winkelposition und dem Kleinwinkelende entstehen. Wird die Untergrenze gemäß dieser Bedingung nicht erreicht, so vergrößert sich der Durchmesser der Öffnung in der Blockiereinrichtung B, um die erforderliche Lichtmenge in einem maximalen Betrachtungswinkel an dem Kleinwinkelende sicherzustellen, und dies macht es möglich, irgendwelche schädlichen Störstrahlen abzublocken. Wenn ΔXB/fs größer wird als ΔX2/fs, so arbeitet die Blockiereinrichtung B nicht wirksam.

Wenn es die Konstruktion gestattet, kann der Durchmesser der Öffnung in der Blockiereinrichtung B variabel ausgebildet werden, und dies hilft im allgemeinen dabei, eine wirksamere Blockierung schädlicher Störstrahlen zu bewirken, die in dem Bereich zwischen der mittleren Winkelposition und dem Kleinwinkelende entstehen. Weiterhin kann ein einfacher Aufbau dadurch erreicht werden, daß die Blende A und die Blockiereinrichtung B so ausgebildet werden, daß sie gemeinsam bewegt werden.

Beispiel 1

Fig. 2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Zoom-Linsensystems gemäß einem ersten Beispiel (Beispiel 1) an dem Weitwinkelende, und die Fig. 3A-3D sind eine Gruppe von Graphen, in welchen die Aberrationskurven dargestellt sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden. Spezifische numerische Werte für das Linsensystem sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben, in welchen r den Krümmungsradius angibt, d die Entfernung zwischen Linsenoberfläche, N den Brechungsindex, ν die Abbezahl, FNo. das Aperturverhältnis, f die Brennlänge, ω den halben Betrachtungswinkel, und fB den hinteren Brennpunkt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Fig. 4 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystems von Fig. 1 in der mittleren Winkelposition, und die Fig. 5A-5D sind eine Gruppe von Graphen, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden. Fig. 6 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht desselben Linsensystems an dem Kleinwinkelende, und die Fig. 7A-7D sind eine Gruppe von Graphen, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden.

Das Linsensystem gemäß Beispiel 1 ist so ausgelegt, daß sich die Blende A und die Blockiereinrichtung B zusammen bewegen, und fs, Xs, ΔXA, ΔXB und ΔX2 wurden jeweils so gewählt, daß sie die Bedingungen erfüllen, die nachstehend in Tabelle 3 angegeben sind.

Bedingung
Wert
xs/fs
2.72
ΔXA/fs	1.13
ΔXB/fs	1.13
ΔX2/fs	1.40

Bei dem Linsensystem gemäß Beispiel 1 wurden die Entfernung (dA) zwischen der Blende A und der positiven Linsengruppe P, der effektive Radius (UHA) der Öffnung in der Blende A, die Entfernung (dB) zwischen der positiven Linsengruppe P und der Blockiereinrichtung B, und der effektive Radius (UHB) der Öffnung in der Blockiereinrichtung B auf die in der nachstehenden Tabelle 4 angegebenen Werte gesetzt für drei unterschiedliche Brennlängen, nämlich an dem Weitwinkelende (S), in der mittleren Winkelposition (M), und an dem Kleinwinkelende (L).

Tabelle 4

Beispiel 2

Fig. 8 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Zoom-Linsensystems gemäß einer zweiten Ausführungsform (Beispiel 2) an dem Weitwinkelende, und die Fig. 9A-9D stellen eine Gruppe von Graphen dar, in welchen die Aberrationskurven dargestellt sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden. Spezifische numerische Werte für dieses Linsensystem sind in den Tabellen 5 und 6 angegeben.

Tabelle 5

Tabelle 6

Fig. 10 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Linsensystem von Fig. 8 in der mittleren Winkelposition, und die Fig. 11A-11D sind eine Gruppe von Graphen, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden. Fig. 12 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht desselben Linsensystems an dem Kleinwinkelende, und die Fig. 13A-13D sind eine Gruppe von Graphen, in welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit diesem Linsensystem erhalten werden.

Das Linsensystem gemäß Beispiel 2 ist so ausgelegt, daß sich die Blende A und die Blockiereinrichtung B unabhängig voneinander bewegen, und fs, Xs, ΔXA, ΔXB und ΔX2 wurden jeweils so gewählt, daß sie die Bedingungen erfüllen, die nachstehend in Tabelle 7 angegeben sind.

Bedingung
Wert
xs/fs
2.60
ΔXA/fs	1.08
ΔXB/fs	0.91
ΔX2/fs	1.38

Bei dem Linsensystem gemäß Beispiel 2 wurden die Entfernung (dA) zwischen der Blende A und der positiven Linsengruppe P, der effektive Radius (UHA) der Öffnung in der Blende A, die Entfernung (dB) zwischen der positiven Linsengruppe P und der Blockiereinrichtung B, und der effektive Radius (UHB) der Öffnung in der Blockiereinrichtung B auf die nachstehend in Tabelle 8 angegebenen Werte gesetzt für drei unterschiedliche Brennlängen, nämlich an dem Weitwinkelende (S), der mittleren Winkelposition (M), und an dem Kleinwinkelende (L).

Tabelle 8

Wie voranstehend im einzelnen beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung ein Zoom-Linsensystem zur Verfügung, bei welchem ein Linsenantriebsmotor vorgesehen werden kann, ohne die Blende zu stören, und welches dennoch die Menge schädlicher Störlichtstrahlen verringern kann.

Claims

1. Zoom-Linsensystem mit - in dieser Reihenfolge von der Objektseite aus - einer negativen ersten Linsengruppe (N), einer Blende (A), einer positiven zweiten Linsengruppe (P) und einer Blockiereinrichtung (B) zum Abblocken schädlicher Lichtstrahlen, wobei das System ein Zoomen durch die Bewegung der ersten (N) und zweiten Linsengruppe (P) durchführt, und sich die Blende (A) unabhängig von der zweiten Linsengruppe (P) während des Zoomens bewegt, und das System die nachstehenden Bedingungen erfüllt: 2.5<Xs/fs<3.0 (1)0<ΔXA/fs<ΔX2/fs (2)0ΔXB/fs<ΔX2/fs (3)wobei Xs die Entfernung von der Blende (A) zur Bildebene an dem Weitwinkelende ist; fs die Brennlänge des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist; ΔXA der Bewegungsbereich der Blende (A) ist; ΔXB der Bewegungsbereich der Blockiereinrichtung (B) ist; und ΔX2 der Bewegungsbereich der zweiten Linsengruppe (P) ist.

2. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blockiereinrichtung (B) unabhängig von der zweiten Linsengruppe während des Zoomens bewegt.

3. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (B) kein Linsenbauteil aufweist, sondern nur aus einem Blockierrahmen besteht.

4. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (B) ein Linsenbauteil geringer Brechkraft aufweist.

5. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Aperturdurchmesser der Blende (A) während des Zoomes von dem Weitwinkelende zum Kleinwinkelende vergrößert.

6. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Aperturdurchmesser der Blockiereinrichtung (B) beim Zoomen ändert.

7. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blende (A) zusammen mit einem Linsenbauteil geringer Brechkraft bewegt.

8. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blende (A) und die Blockiereinrichtung (B) zusammen bewegen.

9. Zoom-Linsensystem mit - in dieser Reihenfolge von der Objektseite aus - einer negativen ersten Linsengruppe, einer ersten Blockiereinrichtung zum Abblocken schädlicher Lichtstrahlen, einer positiven zweiten Linsengruppe, und einer zweiten Blockiereinrichtung zum Abblocken schädlicher Lichtstrahlen, wobei das System ein Zoomen durch die Bewegung der ersten und zweiten Linsengruppe durchführt, und sich eine Blende während des Zoomens unabhängig von der zweiten Linsengruppe bewegt und das System die nachstehenden Bedingungen erfüllt: 0<ΔXA/fs<ΔX2/fs (2)0ΔXB/fs<ΔX2/fs (3)wobei fs die Brennlänge des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist; ΔXA der Bewegungsbereich der Blende ist; ΔXB der Bewegungsbereich der Blockiereinrichtung ist; und ΔX2 der Bewegungsbereich der zweiten Linsengruppe ist.

10. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blockiereinrichtung kein Linsenbauteil aufweist, sondern nur aus einem Blockierrahmen besteht.

11. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blockiereinrichtung ein Linsenbauteil geringer Brechkraft aufweist.

12. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Aperturdurchmesser der ersten und/oder zweiten Blockiereinrichtung während des Zoomes vom Weitwinkelende her und zum Kleinwinkelende hin vergrößert.

13. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aperturdurchmesser der zweiten Blockiereinrichtung während des Zoomes variiert.

14. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und/oder zweite Blockiereinrichtung synchron mit einem Linsenbauteil geringer Brechkraft bewegt.

15. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und/oder zweite Blockiereinrichtung synchron bewegen.